塑料件卡扣連接設(shè)計指南

.....塑料件卡扣連接設(shè)計指南...c.....1.圍................................................................................................................................................................12.規(guī)性引用文件............................................................................................................................................13.定義............................................................................................................................................................14.塑料件卡扣連接歸納................................................................................................................................14.1卡扣連接的要點(diǎn)要求............................................................................................................................24.2卡扣連接的要素....................................................................................................................................45.拘束歸納..................................................................................................................................................115.1拘束原理..............................................................................................................................................125.2拘束原則..............................................................................................................................................155.3拘束部署..............................................................................................................................................166.定位功能件設(shè)計......................................................................................................................................206.1定位功能件種類..................................................................................................................................216.2定位副的組合及其適配性..................................................................................................................296.3定位副與裝置......................................................................................................................................306.4定位副與保持......................................................................................................................................337.鎖緊功能件設(shè)計......................................................................................................................................367.1鎖緊功能件種類..................................................................................................................................367.2鎖緊功能件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算..........................................................................................................517.3對鎖緊功能件裝置與保持行為的分別..............................................................................................75...c.....為指導(dǎo)本公司塑料件卡扣連接的開發(fā)，特擬定了本設(shè)計指南。集成在產(chǎn)品上的卡扣連接與散件緊固或焊、粘接對照功能產(chǎn)品單一，無需配套；不要求焊接、點(diǎn)膠等復(fù)雜的操作；鎖緊功能件由模具成型，一致性好，互換性強(qiáng)，特別適合汽車行業(yè)的大批量生產(chǎn)；裝置及拆卸常常不需要工具，便利性強(qiáng)；省去或減少了螺釘、螺母等散件的使用數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本；可用于對外觀有要求而不能夠使用散件緊固的產(chǎn)品。且由于塑料產(chǎn)品的資料和工藝特點(diǎn)特別有利于集成式卡扣的開發(fā)，因此卡扣連接是一種寬泛應(yīng)用于汽車塑料產(chǎn)品的連接形式。但是塑料件卡扣連接的可靠性特別依賴設(shè)計，本指南旨在對卡扣設(shè)計進(jìn)行介紹，使讀者認(rèn)識相關(guān)知識并能應(yīng)用在本公司塑料產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)中。本指南由公司產(chǎn)品管理部提出并歸口。本指南起草單位：車身工程研究院。本指南主要起草人：黃闿鳴本指南由車身工程研究院負(fù)責(zé)講解。...c.....塑料件卡扣連接設(shè)計指南圍本指南主要從拘束部署、定位功能件及鎖緊功能件設(shè)計等方面對集成在塑料件上的卡扣連接進(jìn)行介紹，也可為其他未集成在塑料件上的卡扣連接形式供應(yīng)設(shè)計參照。本指南用于指導(dǎo)本公司汽車塑料件卡扣連接的設(shè)計開發(fā)。規(guī)性引用文件以下文件中的條款經(jīng)過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注明日期的引用文件，其隨后全部的更正單（不包括勘誤的容）或校正版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，但是，激勵依照本標(biāo)準(zhǔn)完成協(xié)議的各方研究可否可使用這些文件的最新版本。JB/T6544-1993塑料拉伸和波折彈性模量試驗(yàn)方法定義塑料件的連接經(jīng)過機(jī)械、焊接、粘接等連接手段對塑料件形成特定拘束的連接方式?？圻B接卡扣連接是經(jīng)過集成在零件上或分其他定位功能件和鎖緊功能件共同作用對零件形成特定拘束的連接方式，其中鎖緊功能件在裝置過程中發(fā)生形變，隨后又恢復(fù)到它原始地址進(jìn)而形成鎖緊并供應(yīng)保持力。定位功能件定位功能件是相對非柔性的拘束功能件，它們保證裝置件和基本件之間的精確定位，供應(yīng)鎖緊力之外的分別抵抗力，承受拘束行為中主要的載荷。鎖緊功能件鎖緊功能件是在裝置過程中彈性變形，并在裝置到位后恢復(fù)到原始地址進(jìn)而形成鎖緊并供應(yīng)保持力的拘束功能件?；w件基體件是在連接過程中相對較大，在裝置運(yùn)動中能夠視為靜止不動的零件或總成，能夠視為連接的基準(zhǔn)。以汽車為例，對大多數(shù)需要裝置的飾件來說，車身就是基體件。裝置件裝置件是需要經(jīng)過拘束連接到基體件上的零件或總成。塑料件卡扣連接歸納...c.....如本指南前言所述卡扣連接是一種能夠降低制造成本，提高裝置效率及便利性的連接方式，并且特別適合在塑料件進(jìn)步行開發(fā)，但相應(yīng)的其對設(shè)計和成型的要求也較高，特別是優(yōu)異的卡扣連接設(shè)計能夠降低大多數(shù)連接層面的無效。下面的歸納部分主要從卡扣連接的要點(diǎn)要乞降要素兩個方面對卡扣連接的設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行介紹，這些要點(diǎn)是在卡扣連接設(shè)計中需要要點(diǎn)關(guān)注的。4.1卡扣連接的要點(diǎn)要求卡扣連接的要點(diǎn)要求主要包括連接可靠性、拘束完滿性和裝置協(xié)調(diào)性，它們是卡扣連接的基本目標(biāo)。其他要求還應(yīng)該包括制造工藝的可行性、成本的高低，但不在此詳細(xì)談?wù)?。連接可靠性連接可靠性是產(chǎn)品在使用壽命中保證連接吻合設(shè)計的要求，產(chǎn)品的使用壽命包括但不限制于產(chǎn)品的裝置、運(yùn)輸、用戶操作、維修階段，因此對連接可靠性的要求也包括：連接吻合功能預(yù)期；連接強(qiáng)度；在用戶操作過程中不發(fā)生分別、松動、破壞、噪聲；特別是汽車塑料件的連接應(yīng)能夠適應(yīng)使用過程中因環(huán)境要素引起的產(chǎn)品變形或蠕變；保證裝置和維修拆卸的操作與設(shè)計預(yù)期一致。其中接合強(qiáng)度是拘束功能件（定位功能件及鎖緊功能件）在產(chǎn)品使用壽命中承受裝置、分別、載荷及變形力的能力，是連接可靠性最重要的要求，也是對拘束功能件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。拘束完滿性空間物體有6個自由度，并可沿每個自由度的正反兩向運(yùn)動，如圖4.1。拘束是對零件之間相對自由度的控制，是由裝置件和基體件上的拘束功能件實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過拘束恰好限制零件之間的全部12向運(yùn)動是完滿拘束，這是大多數(shù)連接中需要的拘束；也可能由于產(chǎn)品功能需要而不進(jìn)行完滿拘束，保留產(chǎn)品的一部分相對運(yùn)動，但該運(yùn)動也是經(jīng)過拘束功能件進(jìn)行限制和保證的。拘束恰好滿足產(chǎn)品功能并與拘束的運(yùn)動方向數(shù)量恰好相對應(yīng)是適合拘束。圖4.1裝置件相關(guān)于基體件的6個自由度及12項運(yùn)動在連接中相關(guān)于適合拘束還存在過拘束和欠拘束，拘束點(diǎn)多于需要拘束的運(yùn)動方向?yàn)檫^拘束，少于需要拘束的運(yùn)動方向?yàn)榍肪惺?。其中過拘束在一些較大的汽車塑料件中用于保證局部要點(diǎn)地域的配合，...c.....但極易由于精度、變形、應(yīng)力等原因造成裝置困難、拘束無效、甚至產(chǎn)品破壞，使用時需要慎重。欠約束應(yīng)差異于為適應(yīng)產(chǎn)品功能而保留的相對運(yùn)動，平時是由于設(shè)計不合理或拘束功能件單薄而引起的拘束問題，是卡扣連接必定防備的。列舉部分拘束關(guān)于產(chǎn)品連接的影響如表4.1。表4.1拘束對產(chǎn)品連接的影響舉例拘束完滿性受影響要素適合拘束過拘束欠拘束裝置便利性可按設(shè)計狀態(tài)裝置裝置困難無影響1、因零件間相對運(yùn)動以致可靠性可靠性依賴拘束功能件的因應(yīng)力較大概使連接無效鎖緊無效強(qiáng)度2、因缺少拘束影響零件功能噪聲無異響無直接影響因零件間相對運(yùn)動存在異響成本需要的精度適合需要較高精度無直接影響裝置協(xié)調(diào)性裝置協(xié)調(diào)要求裝置（拆卸）過程中零件各要素與裝置（拆卸）運(yùn)動相適合，以便裝置操作。圖4.2及圖4.3的兩個例子都違反了裝置協(xié)調(diào)性。圖4.2鎖緊功能件與定位功能件的接合方向互相干涉...c.....（a）設(shè)計未給懸臂鉤在裝置中的變形保留足夠空間b）裝置為推運(yùn)動，但是拆解為翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，翻轉(zhuǎn)過程中一端卡扣可能因過分形變而破壞圖4.3裝置和拆卸運(yùn)動中違反裝置協(xié)調(diào)性為了滿足裝置協(xié)調(diào)性，在卡扣連接設(shè)計中應(yīng)依照以下原則：定義的裝置運(yùn)動應(yīng)該與裝置件和基體件的基本形狀相適應(yīng)（在本指南中進(jìn)行介紹）；裝置件和基體件上全部有形要素應(yīng)與裝置運(yùn)動相適合；保留鎖緊功能件形變所需的空間；轉(zhuǎn)配和拆卸運(yùn)動的方向應(yīng)平行而反向。4.2卡扣連接的要素卡扣連接的要素在這里分為描述性要素和有形要素兩部分，描述性要素包括功能、裝置件和基體件的基本形狀、最后裝置運(yùn)動和接合方向；有形要素包括定位功能件和鎖緊功能件。這些要素是表征卡扣連接的某一方面屬性，設(shè)計者在方案初期就要進(jìn)行規(guī)劃。功能功能是第一要規(guī)劃的描述性要素，它是連接的基本目的，主要包括以下幾方面：連接后兩件的相對運(yùn)動裝置件和基體件連接后的相對運(yùn)動關(guān)系直接決定拘束的部署，與中提到的拘束向般配。在完全固定的連接中，零件之間不存在相對運(yùn)動，在12個運(yùn)動方向上碰到完滿拘束；在可動連接中，裝置件和基體件存在受控相對運(yùn)動，但在運(yùn)動中不同樣意分別，在存在運(yùn)動的方向上不設(shè)置拘束。連接后的相對運(yùn)動由產(chǎn)品功能進(jìn)行定義。連接精度連接精度是對連接后裝置件和基體件之間相對地址的精度要求，是拘束正確性的表現(xiàn)，如汽車裝飾件安裝后與周邊的縫隙和段差要求。連接種類卡扣連接能夠是最后連接也能夠是其他連接出現(xiàn)從前的臨時連接。當(dāng)在產(chǎn)品的使用壽命中向來使用卡扣形式進(jìn)行連接，則卡扣連接為最后連接；當(dāng)卡扣僅將連接保持到其他連接出現(xiàn)，則卡扣連接為臨時連接，臨時連接也僅要求在該周期保證連接可靠。連接后的保持...c.....保持涉及鎖緊副的特點(diǎn)：永久鎖緊和非永久鎖緊。保持特點(diǎn)由產(chǎn)品功能進(jìn)行定義。永久鎖緊是設(shè)計為連接后不再分其他，這類鎖緊一旦接合必定借助工具才能分別，并且常常會造成零件的破壞，這樣的連接是不能夠進(jìn)行維修的。非永久性鎖緊是設(shè)計為可在連接后進(jìn)行分其他，這類連接的鎖緊功能件可依賴分別力變形或人為施加變形力而與對手件脫開，非永久鎖緊連接的鎖緊功能件的脫開方式應(yīng)在設(shè)計時進(jìn)行定義。圖4.3和圖4.4是對保持特點(diǎn)及鎖緊功能件脫開形式的舉例說明。（a）永久性止逆鎖緊（b）永久性懸臂鉤鎖緊圖4.4永久性鎖緊示例（a）依賴分別力脫開的非永久性鎖緊（b）依賴人為施加變形力脫開的非永久性鎖緊圖4.5非永久性鎖緊示例保持特點(diǎn)由產(chǎn)品功能進(jìn)行定義。裝置件和基體件的基本形狀基本形狀描述的是裝置件的整體及基體件的裝置局部地域。使用基本形狀描述裝置件和基體件能夠使設(shè)計規(guī)劃更形象，針對不同樣基本形狀零件的連接對應(yīng)不同樣的拘束方案、裝置運(yùn)動和接合方向。零件基本形狀主要包括：實(shí)體、板、殼體、面、張口、深孔，下面進(jìn)行說明。實(shí)體形狀封閉為體、剛度較好的零件，如圖4.6的開關(guān)，對實(shí)體的拘束應(yīng)該完滿。...c.....圖4.6開關(guān)板相對薄的零件，常常有波折和扭轉(zhuǎn)的趨勢，板只被定義為裝置件的一種。如圖4.7的蓋板，對板類零件的拘束常在零件周邊。圖4.7蓋板殼體殼體類零件有一到多個方向的張口，張口以致此類零件側(cè)壁剛性較差，需要拘束。如圖4.8的組合開關(guān)下包殼。圖4.8組合開關(guān)下包殼面面只出現(xiàn)在基體件上，是與裝置件配合的連接表面，面自己就產(chǎn)生拘束作用。圖4.9，組合開關(guān)上包殼的面用于安裝防塵皮套的卡板。...c.....圖4.9防塵皮套的卡板卡入組合開關(guān)上包殼的安裝面張口張口一般附著在面或與面近似的形狀上，也是基體件的一部分，定位功能件常在張口的周邊。如圖4.10，飾板上的張口與板類零件配合。圖4.10上圖中的飾板卡入較大飾板的孔中深孔深孔是張口的連續(xù)，出現(xiàn)在實(shí)體類基體件上，深孔對裝置件的拘束較為完滿。如圖4.11開關(guān)支架。圖4.11開關(guān)卡入開關(guān)支架對零件基本形狀的定義不是絕對的，他們之間的關(guān)系也可視詳細(xì)設(shè)計情況互相轉(zhuǎn)變，如外殼的側(cè)壁可在局部視為板。這里給出最常有裝置件和基體件基本形狀的組合如表4.2，每種組合都有一些有助于保證卡扣連接可靠性的首選最后裝置運(yùn)動。...c.....表4.2最常有的基本形狀組合基體件形狀裝置件形狀實(shí)體殼體面張口深孔實(shí)體●○●●●板○○●●○殼體○○●●○備注：●——較常有組合；○——較少見組合。最后裝置運(yùn)動裝置件在與基體件經(jīng)過卡扣連接時，完滿的裝置動作可能由多種裝置運(yùn)動組成，本要素描述的是這其中最后一種運(yùn)動，在此運(yùn)動過程中鎖緊功能件發(fā)生作用。最后裝置運(yùn)動與前述的要點(diǎn)要求以及功能、基本形狀都親近相關(guān)，合理的最后裝置運(yùn)動定義有助于提高連接的可靠性，滿足裝置協(xié)調(diào)性，也可將裝置力控制在合理的圍。最后裝置運(yùn)動歸納為以下幾種形式：推、滑、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動。推直線運(yùn)動，裝置件和基體件在鎖緊前接觸時間相對較短，某些擁有導(dǎo)向作用的定位功能件應(yīng)在鎖緊件接觸前先接觸。如圖4.12。圖4.12推——板與孔滑直線運(yùn)動，但定位副先接觸，裝置件在鎖緊前向來與基體件接觸。如圖4.13。...c.....圖4.13滑——板與面翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，裝置件上的定位功能件第一與基體件接合，接合后繞定位副形成的軸作旋轉(zhuǎn)直至鎖緊。如圖4.14。圖4.14翻轉(zhuǎn)——板與孔轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，裝置件第一以推的方式與基體件定位副接合，再繞定位副形成的軸旋轉(zhuǎn)直至鎖緊。轉(zhuǎn)動與翻轉(zhuǎn)的差異在于轉(zhuǎn)動的定位副會定義較明確的軸線，且大多數(shù)轉(zhuǎn)動比翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)更大的角度。如圖4.15。圖4.15轉(zhuǎn)動——實(shí)體與深孔表4.3給出與常有基本形狀組合相般配的裝置運(yùn)動，作為定義裝置運(yùn)動時的設(shè)計參照。表4.3與常有基本形狀組合相般配的裝置運(yùn)動...c.....基體件形狀裝置件形狀實(shí)體殼體面張口深孔推●推●推●滑●滑●滑○實(shí)體N/A翻轉(zhuǎn)●翻轉(zhuǎn)●翻轉(zhuǎn)●轉(zhuǎn)動●（1）轉(zhuǎn)動●（1）轉(zhuǎn)動●（1）轉(zhuǎn)動●（1）推○推●推●板滑○N/A滑●滑●N/A翻轉(zhuǎn)○翻轉(zhuǎn)●翻轉(zhuǎn)●推○推○推○推●滑○滑○殼體滑○翻轉(zhuǎn)●N/A翻轉(zhuǎn)○翻轉(zhuǎn)○翻轉(zhuǎn)○轉(zhuǎn)動●（1）轉(zhuǎn)動○（1）轉(zhuǎn)動○（1）備注：1、轉(zhuǎn)動一般不適合較大的裝置件使用。、●——常用；○——少用。接合方向接合方向與最后裝置運(yùn)動的切向平行，是卡扣連接中鎖緊的方向。確定卡扣連接的接合方向的重要原則是：與鎖緊同向；滿足裝置協(xié)調(diào)性要求；盡量不與產(chǎn)品功能要求的較大的、長遠(yuǎn)的分別性質(zhì)的載荷力同向或角度湊近。最后一項原則表示優(yōu)異的接合方向設(shè)計能夠使零件主要受力（主若是分別力）由定位副肩負(fù)，在設(shè)計中若是此項原則不能夠滿足應(yīng)認(rèn)真考慮采用或增加卡扣之外的散件（如螺釘）方式緊固。定位功能件定位功能件在連接中供應(yīng)大多數(shù)方向的拘束，抵抗零件以致相對運(yùn)動的大多數(shù)力，在可動連接中它們也用來限制運(yùn)動方向。定位功能件形式多樣，常有種類包括：柱筋凸臺卡爪插銷表面...c.....邊緣孔切口合頁汽車塑料件中各種定位功能件平時是這些元素中一種或幾種的組合。裝置件上的定位功能件和基體件上的定位功能件應(yīng)該成對出現(xiàn)才產(chǎn)生拘束，成對出現(xiàn)的定位功能件是定位副。關(guān)于各種種類定位功能件的般配及設(shè)計要求詳見第7節(jié)。鎖緊功能件鎖緊功能件在裝置的最后階段發(fā)生作用，與最后裝置運(yùn)動相對應(yīng)。在卡扣連接中由于鎖緊功能件必須發(fā)生形變，它們比定位功能件單薄。鎖緊功能件形式同樣很多，常有種類包括：懸臂梁型鎖緊功能件平面型鎖緊功能件止逆型鎖緊功能件扭轉(zhuǎn)型鎖緊功能件圓環(huán)型鎖緊功能件與定位功能件近似，零件上的鎖緊功能件需要與對手件上的拘束功能件（出于可靠性考慮，平時是不發(fā)生形變的定位功能件）成對出現(xiàn)產(chǎn)生拘束，它們一起組成鎖緊副。關(guān)于鎖緊功能件設(shè)計要求詳見第8節(jié)。拘束歸納...c.....連接的實(shí)質(zhì)是拘束，拘束可理解為對裝置件相關(guān)于基體件的運(yùn)動控制。在一般散件特別是螺紋緊固的設(shè)計中緊固和拘束常常是同時產(chǎn)生的，拘束部署不會放在特別重要的地址予以考慮，但塑料件的卡扣連接有其特別性，在設(shè)計之初使拘束部署合理化是必不能少的。下面從拘束原理、拘束原則、拘束部署三方面進(jìn)行介紹。5.1拘束原理完滿拘束或適合拘束在前面中已介紹過完滿拘束與適合拘束的看法，是用數(shù)量最少的拘束點(diǎn)完滿拘束產(chǎn)品或達(dá)到產(chǎn)品功能要求的拘束，意味著100%的連接效率。完滿拘束或適合拘束是一種理論拘束狀態(tài)，能夠?yàn)橄旅嬲鹿?jié)介紹的適合拘束供應(yīng)看法基礎(chǔ)，同時在連接中恰好組成完滿拘束的部分常常是連接的主要基準(zhǔn)。圖5.1矩形裝置件的完滿拘束過程在這里還有兩點(diǎn)需要說明：本指南中描述的拘束行為和定位行為需要在看法進(jìn)步行差異，如圖5.1，到（d）圖中的步驟三為止依照3-2-1或6點(diǎn)定位原則完成了對裝置件空間地址的定位，當(dāng)不施加外力時，裝置件相關(guān)于基體件的地址是不會搬動的，但此時對裝置件的完滿拘束并沒有完成，直到施加三向鎖緊力才完滿拘束了裝置件。在塑料件的卡扣連接中，施加鎖緊力的能夠是鎖緊功能件，也能夠是與定位基準(zhǔn)對峙的其他定位功能件。拘束部署對連接牢固性影響很大，如圖5.2，在同樣都是完滿拘束的前提下，（a）圖中的連接穩(wěn)定性高于（b）圖。以6點(diǎn)定位舉例，確定平面的三點(diǎn)應(yīng)該部署在裝置件最大投影面積的方向（或...c.....抵抗最大受力的方向），次大投影面積的方向部署兩點(diǎn)定位，單點(diǎn)定位最后一個方向，在設(shè)計中應(yīng)該盡可能考慮牢固性高的部署。圖5.2拘束部署對牢固性的影響適合拘束如前述完滿拘束或適合拘束是一種理想的拘束狀態(tài)，但在塑料件卡扣連接部分拘束狀態(tài)是完滿拘束和滿足連接要點(diǎn)要求之間的折中。在考慮產(chǎn)品變形及公差圍的前提下，借助局部柔性接觸調(diào)整，連接是近似合理的完滿或適合拘束，我們稱之為適合拘束。適合拘束不同樣意欠拘束，但能夠包括適合的過拘束。同適合拘束的看法同樣，適合拘束的運(yùn)動方向能夠少于12。適合拘束的連接有以下特點(diǎn)：拘束副之外連接不需要外力保持；對峙的拘束滿足塑料件制造工藝所贊同的公差精度；對峙拘束不限制因溫度變化或受潮等原因造成的零件變形，或最少能夠吸取這樣的變形，不影響拘束的可靠性；連接后不存在較大的應(yīng)力，防備應(yīng)力造成的連接無效。欠拘束對欠拘束的狹義理解如中所述：拘束點(diǎn)少于需要拘束的運(yùn)動方向?yàn)榍肪惺?。欠拘束會造成連接存在可靠性及噪聲方面的問題。但也存在設(shè)計不當(dāng)使部分拘束無效造成欠拘束，在此略舉以下例子以便讀者更形象領(lǐng)悟此類問題：鎖緊功能件承受了較大載荷進(jìn)而破壞，拘束部署中應(yīng)盡可能使用定位功能件承受此類載荷；由于拘束不適應(yīng)制造公差或變形帶來裝置件與基體件之間的相對運(yùn)動；定位功能件承受不了載荷破壞。欠拘束在連接中是不同樣意存在的。...c節(jié)余拘束和對峙拘束：.....過拘束對過拘束的狹義理解如中所述：拘束點(diǎn)多于需要拘束的運(yùn)動方向?yàn)檫^拘束。由于塑料零件特別是較大的塑料裝飾件剛度較低，因此多于運(yùn)動自由度的拘束寬泛出現(xiàn)在這類連接中。但錯誤的過拘束部署也會帶來如前表4.1中列舉的裝置困難、較大裝置應(yīng)力、成本增加、不能夠適應(yīng)零件變形等問題，因此在連接設(shè)計中應(yīng)注意防備兩點(diǎn)認(rèn)識誤區(qū)：拘束越多連接強(qiáng)度及牢固性越高；規(guī)定極高的公差能夠解決過拘束問題。常有的過拘束情況包括節(jié)余拘束的情況如圖5.3，當(dāng)兩個或兩個以上拘束副供應(yīng)共線作用力肩負(fù)載荷時，其中一個拘束副就是節(jié)余的。由于制造、裝置精度或變形等原因，節(jié)余的拘束副常常其實(shí)不實(shí)質(zhì)肩負(fù)載荷，反而增加了制造成本，因此保留一個強(qiáng)壯的拘束副是較好的選擇。圖5.3節(jié)余拘束副對峙拘束的情況如圖5.4(a)，當(dāng)兩個或多個拘束副供應(yīng)的作用力平行但反向時，這兩個拘束副對峙。如圖5.4(b)和5.4(c)，對峙的拘束副可能造成裝置困難或不能夠適應(yīng)零件變形。單純提高制造和裝置的公差精度可能能夠解決對峙拘束的裝置問題，但依舊碰到零件變形的影響。更好的解決方案如圖5.5，用柱/孔等在短距離產(chǎn)生多向拘束的定位副取代大尺寸間距的對峙約束，或在拘束中設(shè)置柔性接觸(柔性接觸的設(shè)計在下文中特地介紹)?？傊渴痖g隔尺寸較大的對峙拘束時應(yīng)該慎重，除非確定精度能夠滿足裝置要求或變形能夠被吸取，否則應(yīng)防備此類部署。...c.....圖5.4對峙拘束圖5.5對峙拘束的優(yōu)化5.2拘束原則...c.....在前述拘束原理談?wù)摰幕A(chǔ)上給出拘束部署的原則：塑料件卡扣連接必定為適合拘束，其中完滿固定的連接其拘束應(yīng)該限制全部12個運(yùn)動方向，可動連接能夠按需要減少相應(yīng)的拘束方向；定位副供應(yīng)的拘束強(qiáng)度高于鎖緊副，因此應(yīng)該用定位副拘束盡可能多的運(yùn)動方向，鎖緊副拘束盡可能少的運(yùn)動方向；滑、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動的最后裝置運(yùn)動靠定位副拘束的運(yùn)動方向很多；不同樣意欠拘束；節(jié)余拘束副應(yīng)該防備；對峙拘束要適應(yīng)制造和裝置公差精度，應(yīng)防備間隔尺寸較大的對峙拘束；部分對峙拘束可采用柔性接觸設(shè)計補(bǔ)償；用銷/孔等小尺寸圍的兩方向定位副取代大尺寸間距的對峙拘束；控制同一轉(zhuǎn)動自由度的兩拘束副距離越大體束越穩(wěn)，因此應(yīng)合理均勻地部署拘束副；5.3拘束部署在依照拘束原則的前提下，工程師可用表5.1作為工具對塑料件卡扣連接的拘束部署方案檢查和評價，其他形式連接的拘束部署也可參照使用此表。其中基準(zhǔn)坐標(biāo)的設(shè)置能夠與整車坐標(biāo)方向一致，也可以依照情況自行設(shè)置適合的裝置件坐標(biāo)。本指南對該表進(jìn)行了示性填寫。表5.1拘束部署表拘束部署表基準(zhǔn)坐標(biāo)圖裝置件拘束地址圖1615...c.....1232411117

56710891813201419裝置件自由度方向拘束解析項目平動自由度轉(zhuǎn)動自由度-X+X-Y+Y-Z+Z-X+X-Y+Y-Z+Z需要拘束的方向√√√√√√√√√√√√溫度變化或受潮尺寸變形較大的方向√√（一般與零件尺寸較大方向一致）功能或外觀需要對齊的方向√√√√√√拘束要接合方向√求因裝置件剛度低可能變形的方向√√裝置力○○受力情由加速度或重力產(chǎn)生的力○○況功能性載荷非正常載荷（濫用力）●...c.....其他性質(zhì)的分別力○備注：1、對上表中受力情況之外的拘束要求項目在對應(yīng)的自由度欄目打“√”；2、在受力情況項目中，對一般程度的受力依照受力方向在對應(yīng)的自由度欄目畫“○”,對較高受力畫“●”。、受力方向?yàn)榱υ诨鶞?zhǔn)坐標(biāo)投影的主要方向。序號拘束副部署描述1筋-表面★※2筋-表面★※3筋-表面★※4筋-表面★※5筋-表面★※6筋-表面★※7筋-表面★※8筋-表面★※拘束功9筋-表面★※能件列10筋-表面★※表11凸臺-邊緣★※12凸臺-邊緣★※13凸臺-邊緣★※14凸臺-邊緣★※15插銷-邊緣★16插銷-邊緣★17筋-邊緣★※18筋-邊緣★※19止逆-邊緣★20止逆-邊緣★

——■■■■■√√√√■■■■■■√√■■■■■■■◆◆備注：1、拘束副部署描述欄目填寫拘束副種類；、拘束副序號按主要基準(zhǔn)、局部基準(zhǔn)、鎖緊的序次排列；、有足夠接觸長度或面積的拘束副或成組出現(xiàn)的拘束副才能拘束轉(zhuǎn)動自由度、剛性定位副在對應(yīng)的平動自由度欄目畫“■”，柔性定位副在對應(yīng)的平動自由度欄目畫“□”；、鎖緊副在對應(yīng)的平動自由度欄目畫“◆”；6、限制轉(zhuǎn)動的拘束副在對應(yīng)的轉(zhuǎn)動自由度欄目打“√”；7、對裝置件的定位功能件依照其屬性在拘束副部署描述欄目的描述容右側(cè)按次增加以下符號：主...c.....要基準(zhǔn)：“★”，局部基準(zhǔn)：“☆”，便于后期模具調(diào)整的定位功能件:“※”（如用筋接觸取代面接觸,一般是剛性定位功能件），帶有導(dǎo)向或預(yù)裝功能的定位功能件:“¤”。已拘束的方向√√√√√√√√√√√拘束可否完滿□拘束完滿√欠拘束拘束合節(jié)余拘束理性及尺寸較大距離上的對峙拘束尺寸適對峙拘束可否滿足公差要求應(yīng)性對峙拘束可否限制裝置件因溫度變化或受潮造成的變形可否為對峙拘束設(shè)置了柔性接觸

□在公差圍□超差□未限制裝置件變形□限制了裝置件變形□設(shè)置了柔性接觸□未設(shè)置柔性接觸備注：1、在已拘束方向?qū)?yīng)的自由度欄目打“√”；2、在節(jié)余拘束對應(yīng)的自由度欄目打“√”；3、在存在尺寸較大距離上的對峙拘束對應(yīng)的自由度欄目打“√”；4、其他各項依照拘束情況在對應(yīng)的“□”打“√”；5、公差要求參照相關(guān)公差列表?？煞癫渴鹆藵M足對齊要求的√適用于對齊的拘束□無用于對齊的拘束對齊及拘束拘束檢用于對齊的剛性定位功能件調(diào)整√便于模具調(diào)整□模具調(diào)整困難查可否便于模具調(diào)整裝置協(xié)可否部署了導(dǎo)向或預(yù)安裝□有導(dǎo)向或預(yù)安裝√無導(dǎo)向或預(yù)安裝調(diào)性各拘束副可否影響裝置運(yùn)動√無運(yùn)動干涉□存在運(yùn)動干涉?zhèn)渥ⅲ阂勒站惺渴鹎闆r在對應(yīng)的的“□”打“√”。拘束副部署均勻且使裝置件√均勻□不均勻牢固針對裝置件低剛度方向進(jìn)行√√的拘束拘束可拘束要求中提出的受□已對應(yīng)√未對應(yīng)力可否均有對應(yīng)拘束靠性受力情況

可否存在由于力作用點(diǎn)到對應(yīng)拘束的距離√不存在較大力矩□存在較大力矩較遠(yuǎn)產(chǎn)生的較大力矩針對高受力需要注意1、2、3、4、5、6、7、8、9、10強(qiáng)度的拘束功能件問題備1、-X向缺少定位副限位；注及分2、零件自己較小，又選擇了翻轉(zhuǎn)作為最后裝置運(yùn)動，因此能夠不用安裝導(dǎo)向。析...c.....3、在零件裝置過程中存在一個方向?yàn)?X的插入力，誠然整個連接系統(tǒng)中部署了限制+X向平動的“筋-邊緣”定位副，但在插銷插入時該定位副還沒有發(fā)生接觸，故裝置力造成的運(yùn)動不能夠被很好限制，以致零件在翻轉(zhuǎn)運(yùn)動開始前的地址與預(yù)期設(shè)計存在偏差，可能造成裝置運(yùn)動干涉。4、較好的更正是在零件的X兩方向外輪廓邊緣部署“筋-邊緣”定位副，保證限位，取消17、18兩處定位副。備注：1、針對裝置件低剛度方向進(jìn)行的拘束項目在對應(yīng)的自由度欄目打“√”；、針對高受力需要考慮加強(qiáng)措施的拘束功能件在后邊的表格記錄拘束功能件序號；、其他各項依照拘束情況在對應(yīng)的“□”打“√”。定位功能件設(shè)計我們已在歸納和拘束的章節(jié)里介紹過定位功能件是實(shí)現(xiàn)對裝置件拘束的重要功能件——在裝置過程...c.....中，定位副最先發(fā)生接觸，供應(yīng)導(dǎo)向并使裝置件逐漸拘束完滿，并在以后的保持狀態(tài)下承受最多方向和最主要的載荷——這類功能件的結(jié)構(gòu)平時其實(shí)不復(fù)雜，是一些基本的幾何形狀，大多數(shù)有塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的工程師都能夠熟練運(yùn)用這些元素。本章節(jié)不再論述如何設(shè)計定位功能件/定位副的結(jié)構(gòu)，而是要幫助讀者梳理歸納，并給出一些原則來談?wù)撛O(shè)計的利害。6.1定位功能件種類中列舉了一些常有定位功能件的種類，但我們也能夠從幾何關(guān)系大將它們歸為四大類，即突出型定位功能件、表面型定位功能件、孔及合頁。突出型定位功能件突出型定位功能件是零件母體上附加的突出型結(jié)構(gòu)，包括柱、筋、凸臺、卡爪、插銷。柱柱是附著于零件母體上的豎直突出狀定位結(jié)構(gòu)，如圖6.1（a）及6.1（b）顯現(xiàn)了常用的兩種柱的類型。柱的有效定位面分布在結(jié)構(gòu)周圈；單個的柱最多能夠拘束8向運(yùn)動（與柱垂直的4向平動，以柱為軸的轉(zhuǎn)動之外的4向轉(zhuǎn)動）；與柱配合的定位功能件多為孔或切口；由于脫模需要，柱常常帶有拔模，因此柱應(yīng)該結(jié)合肩部特點(diǎn)共同使用才能保證定位精度。圖6.1柱示例筋筋是附著于零件母體上的片狀的突出定位結(jié)構(gòu)，如圖6.2顯現(xiàn)了筋的一般用法。筋的有效定位面是以下列圖的端部，由于筋的側(cè)面強(qiáng)度不高，不介紹作為定位面使用；...c.....單個的筋只能拘束1向平動，成組且同向的筋結(jié)合使用能夠額外拘束4向轉(zhuǎn)動；與筋配合的定位功能件多為表面或邊緣；作為定位功能件的筋要經(jīng)過合理的高度和厚度設(shè)計保證強(qiáng)度。圖6.2筋示例凸臺凸臺是附著于零件母體上的帶有較大拔模的突出定位結(jié)構(gòu)，凸臺的定位作用與柱近似，但是強(qiáng)度好于柱，如圖6.3（a）及6.3（b）顯現(xiàn)了常用的兩種凸臺的種類。凸臺的有效定位面分布在結(jié)構(gòu)周圈；由于凸臺的高度不足，不能夠用來拘束轉(zhuǎn)動，因此單個的凸臺最多能夠拘束4向平動；與凸臺配合的定位功能件多為孔或切口；由于凸臺帶有較大拔模，定位副的對手定位功能件應(yīng)該與凸臺附著的母體壁面保持接觸才能保證定位精度。...c.....圖6.3凸臺示例卡爪卡爪是附著于零件母體上的楔狀興起定位結(jié)構(gòu)，卡爪的定位作用與筋近似，但是強(qiáng)度好于筋，如圖6.4（a）及6.4（b）顯現(xiàn)了常用的兩種卡爪的種類。卡爪的有效定位面位于以下列圖的拔模較小的那一側(cè)面；誠然定位面面積大于筋，但單個的卡爪依舊只拘束1向平動，成組且同向的卡爪結(jié)合使用能夠額外拘束4向轉(zhuǎn)動；由于出模方向，與卡爪配合的多為邊緣，部分情況下卡爪也與表面配合；卡爪能夠作為鎖緊功能件的保持地域使用，后文會詳細(xì)介紹。圖6.4卡爪示例插銷插銷是附著于零件母體邊緣的“L”形興起定位結(jié)構(gòu)，如圖6.5是插銷的一般用法。插銷的有效定位面是“L”形狀尾部的上表面；圖6.5（a）中比較了含有插銷的定位副的配合方式的利害：其中錯誤的配合方式使用了插銷的非定位面進(jìn)行定位，在裝置協(xié)調(diào)性和和定位精度方面都會存在問題；插銷自己僅能拘束1向平動，圖6.5（b）及圖6.5（c）建議設(shè)計者將插銷與筋結(jié)合使用；插銷主要與表面或邊緣配合；插銷可取代鎖緊功能件主要承受分別方向的載荷，因此設(shè)計中需要保證插銷擁有優(yōu)異的強(qiáng)度。...c.....圖6.5插銷示例...c.....插銷的一種變型是滑軌，滑軌的形式如圖6.6。如圖6.6（a），滑軌的有效定位面與插銷同樣；滑軌自己僅能拘束1向平動及4向轉(zhuǎn)動；分別方向的載荷完滿由滑軌肩負(fù)，滑軌必定擁有優(yōu)異的強(qiáng)度。圖6.6滑軌示例表面型定位功能件表面型定位功能件能夠視為與對手定位功能件配合的平展表面，常常借用零件母體的固有結(jié)構(gòu)或稍作變形，包括表面和邊緣。表面表面是母體上平展的表面，一般有必然的面積，如圖6.7為表面示例。整個表面都是有效定位面；表面能夠拘束1向平動和4向轉(zhuǎn)動；表面常與筋、插銷配合，部分情況下也與卡爪配合；兩個表面能夠互相當(dāng)合，但由于精度不能夠經(jīng)過微調(diào)模具進(jìn)行控制，不介紹這樣做；...c.....由于面積較大，表面不易在模具進(jìn)步行調(diào)整，因此平時設(shè)置在基體件（或尺寸較大的件）上，定位精度經(jīng)過調(diào)整對手件的定位面控制。圖6.7表面示例邊緣邊緣是母體表面?zhèn)让娴男∶?，與表面對照面積較小，如圖6.8為邊緣示例。邊緣的有效定位面如圖6.8所示；邊緣最多能夠拘束1向平動和2向轉(zhuǎn)動；邊緣常與筋、卡爪、插銷配合。圖6.8邊緣示例孔孔種類的定位功能件是零件母體上各種形狀的全孔、半孔或切口，包括孔和切口?？卓资情_在零件母體表面完滿的孔洞特點(diǎn)，如圖6.9為孔示例?？椎挠行Фㄎ幻嬉勒涨闆r不同樣分布在孔壁；單個的孔最多能夠拘束8向運(yùn)動（與孔垂直的4向平動，以孔心為軸的轉(zhuǎn)動之外的4向轉(zhuǎn)動）；孔常與柱、凸臺配合；關(guān)于需要拘束轉(zhuǎn)動或有強(qiáng)度要求的孔建議經(jīng)過增加翻邊延伸孔壁的面積，保證定位的牢固性。...c.....圖6.9孔示例切口切口抽象的理解為開在零件母體表面外緣的半孔和切口，不能夠形成完滿的孔。切口最少比孔少拘束1向運(yùn)動，設(shè)計中常常由于出?；蜓b置協(xié)調(diào)等原因用切口取代孔。如圖6.10為切口示例。切口的有效定位面分布在側(cè)壁上；切口最多能夠拘束7向運(yùn)動（與切口垂直的3向平動，以切口的中心軸為軸的轉(zhuǎn)動之外的4向轉(zhuǎn)動）；切口的拘束收效有時與邊緣同樣；切口常與柱、凸臺配合；與孔近似，切口同樣能夠經(jīng)過增加翻邊提高定位牢固性。...c.....圖6.10切口示例合頁合頁是一類特其他定位功能件，被合頁連接的兩部分實(shí)質(zhì)是同一個零件的兩個功能部位，因其不像鎖緊功能件在裝置過程中彈性變形，并在裝置到位后恢復(fù)到原始地址，本指南將其定義為定位功能件。合頁能夠拘束絕大多數(shù)方向的運(yùn)動并供應(yīng)較高的拘束強(qiáng)度。合頁固定拘束10向運(yùn)動，只有與合頁同軸的轉(zhuǎn)動不被拘束；圖6.11（b）為合頁變形的說明，其中中性層外側(cè)的資料發(fā)生拉伸變形，中性層側(cè)的資料發(fā)生壓縮變形；合頁結(jié)構(gòu)不能夠應(yīng)用于脆性資料。合頁結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)變用公式hMAX（其中h為合頁變形區(qū)2r域的厚度；r為合頁中性層的波折半徑）估計，該應(yīng)變MAX應(yīng)小于資料斷裂伸長率的30%。由估計公式能夠看出合頁的變形地域厚度要適中，否則會因較大的應(yīng)變斷裂。涉及合頁的模具應(yīng)注意控制熔接線不要出現(xiàn)在合頁的變形地域及其周邊。...c.....圖6.11合頁示例6.2定位副的組合及其適配性前文介紹了定位功能件的種類，也提到在連接行為中，裝置件上的定位功能件與基體件上的定位功能件必定配對成定位副才能實(shí)現(xiàn)拘束。本小節(jié)將可行的定位功能件配對歸納為表6.1，以供讀者參照。表6.1定位功能件配對——種類突出型定位功能件表面型定位功孔能件——功能柱筋凸臺卡爪插銷滑軌表面邊緣孔切口件種類拘束功能運(yùn)動2-812-411551-32-81-7件方向突出2-8●●柱型定...c.....位功筋1●●能件凸臺2-4○（1）●●卡爪1○（2）●插銷1●●滑軌5●●表面表面5●○（2）●●○（3）○（4）型定位功邊緣1-3●○（1）●●●○（4）能件孔2-8●●孔切口1-7●●注：●為常用定位副；○為可用定位副，但不介紹使用；1）由于凸臺擁有較大拔模，其與邊緣配合的定位副簡單產(chǎn)生錯動；2）卡爪和表面的配合沒有可靠性方面問題，常常由于影響產(chǎn)品直接出模不在常用設(shè)計中；3）和（4）這兩種定位副由于適配后的模具可調(diào)整性差不在常用設(shè)計中。6.3定位副與裝置5.2的拘束原則中提到，定位副供應(yīng)的拘束強(qiáng)度高于鎖緊副，應(yīng)該用定位副拘束盡可能多的運(yùn)動方向，鎖緊副拘束盡可能少的運(yùn)動方向，而拘束副的部署必定與裝置相適應(yīng)；在談到結(jié)合方向時指出，接合方向與最后裝置運(yùn)動的切向平行，優(yōu)異的接合方向設(shè)計能夠使零件主要受力（主若是分別力）由定位副肩負(fù)。因此卡扣連接的可靠性與設(shè)計者選擇的裝置方式息息相關(guān)。定位副與最后裝置運(yùn)動裝置方式中對拘束副部署影響最大的是最后裝置運(yùn)動，中將卡扣連接的最后裝置運(yùn)動歸納為推、翻轉(zhuǎn)、滑、轉(zhuǎn)動這四種形式。推形式的最后裝置運(yùn)動由定位副拘束的運(yùn)動方向最少，且定位副不能夠供應(yīng)接合方向的拘束；翻轉(zhuǎn)形式的最后裝置運(yùn)動由定位副拘束的運(yùn)動方向多于推形式，其連接的可靠性也好于推形式，但依舊不能夠完滿供應(yīng)結(jié)合方向的拘束,翻轉(zhuǎn)形式與推形式的拘束比較見圖6.12；...c.....圖6.12翻轉(zhuǎn)形式與推形式的拘束比較可否選擇滑形式和轉(zhuǎn)動形式作為最后裝置運(yùn)動要視連接的功能要求而定，這兩種形式的裝置運(yùn)動與翻轉(zhuǎn)形式對照其實(shí)不能夠使定位副供應(yīng)更多的拘束方向，但卻能夠完滿拘束接合方向，因此連接的可靠性最好。表6.2對四種最后裝置運(yùn)動的拘束情況進(jìn)行了歸納。表6.2定位功能件配對最后運(yùn)動形式定位副拘束運(yùn)動方向的最大數(shù)量定位副對接合方向的拘束推9無拘束翻轉(zhuǎn)11部分拘束滑11完滿拘束轉(zhuǎn)動11完滿拘束定位副的裝置協(xié)調(diào)性裝置協(xié)調(diào)性是卡扣連接的要點(diǎn)要求之一，要實(shí)現(xiàn)這一要求必定保證定位副與裝置方式相協(xié)調(diào)。設(shè)計者一旦選定一種最后裝置運(yùn)動，相應(yīng)可用的定位副也就基本確定了。以翻轉(zhuǎn)為例，如圖6.13，柱——圓孔組成的定位副與這類裝置顯然不協(xié)調(diào)，將此定位副換成適應(yīng)最后裝置運(yùn)動的柱——長圓孔，問題就解決了。經(jīng)過上面的例子我們看到拘束部署完成后依照裝置方式進(jìn)行運(yùn)動干涉檢查的必要性。...c.....圖6.13定位副應(yīng)與裝置運(yùn)動協(xié)調(diào)在裝置過程中先發(fā)生接觸的拘束副常常附加導(dǎo)向功能，導(dǎo)向?qū)ρb置過程起引導(dǎo)和保護(hù)的作用，即：在裝置過程（差異于最后裝置運(yùn)動）之初引導(dǎo)裝置件對正大體地址，保證裝置依照預(yù)設(shè)的運(yùn)動完成；在連接到位前對較大的零件供應(yīng)必然的支承，為裝置操作供應(yīng)便利；零件的部分功能地域或鎖緊功能件常常易在不正確的裝置運(yùn)動中破壞，需要強(qiáng)度較高的導(dǎo)向地域在裝置中為它們供應(yīng)保護(hù)。由于導(dǎo)向的上述兩項特點(diǎn)，附加導(dǎo)向功能的拘束副常常是定位副。圖6.14是柱——圓孔組成的定位副為以推為最后裝置運(yùn)動形式的裝置件供應(yīng)導(dǎo)向的例子，而關(guān)于導(dǎo)向的設(shè)計我們將在后續(xù)設(shè)計優(yōu)化的章節(jié)特地進(jìn)行談?wù)?。圖6.14由定位副供應(yīng)導(dǎo)向的示例表6.3對常用定位副與最后裝置運(yùn)動的適應(yīng)性進(jìn)行了歸納，便于讀者在設(shè)計中參照。...c.....表6.3常用定位副與最后裝置運(yùn)動的適應(yīng)性最后裝置運(yùn)動形式常用定位副種類推翻轉(zhuǎn)滑轉(zhuǎn)動柱——孔（圓孔）●●柱——孔（長孔）●●●柱——切口●●●筋——表面（邊緣）●●●●凸臺——孔●○（1）●凸臺——切口●●●卡爪——表面（邊緣）●●●●插銷——表面（邊緣）●滑軌●注：●為常用般配；○為可用般配，但不介紹使用；（1）由于凸臺擁有較大拔模，視情況也可用于翻轉(zhuǎn)形式的裝置；6.4定位副與保持在卡扣連接的保持過程中，全部拘束副的主要功能有二：定位裝置件與基體件連接的相對地址，其衡量標(biāo)準(zhǔn)是精度；抵抗可能使連接錯動或分其他潛藏受力，保證連接可靠，其衡量標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)度和牢固性。下面我們從這兩方面對定位副與保持的關(guān)系進(jìn)行簡述。定位精度相當(dāng)多的卡扣連接關(guān)于裝置件和基體件的某些地域是有對齊要求的，這就要求設(shè)計者必定考慮如何控制該地域的定位精度。我們除了在圖紙上對定位精度提出要求，也需要掌握以下定位副設(shè)計原則：用來保證零件對齊的定位副是高精度定位副，它們的強(qiáng)度應(yīng)該較高，不能夠由于碰到錯動力而變形；同時高精度定位副中一方的定位功能件應(yīng)為易于模具調(diào)整的特點(diǎn)，便于試裝后對精度的微調(diào)；在零件尺寸較大的連接中，放松與高精度定位副形成對峙拘束的定位副的精度要求，為對峙約束的定位副設(shè)置柔性接觸；圖6.15顯現(xiàn)了高精度定位副及為其對峙拘束的定位副的部署思路：...c.....圖6.15定位副的部署應(yīng)與連接的對齊要求相協(xié)調(diào)拘束同樣運(yùn)動方向的成組定位副的間距應(yīng)在合理圍盡可能大（且部署均勻），這會增加定位的尺寸牢固性。如圖6.16，裝置件經(jīng)過兩個卡爪——邊緣組成的定位副拘束對Y向平動和以Z為軸的轉(zhuǎn)動進(jìn)行拘束。其中卡爪1和卡爪2之間的距離為l，被察看的點(diǎn)A到卡爪1與卡爪2連線的垂向距離為h，當(dāng)卡爪2在Y向的精度偏差為h時，點(diǎn)A在X向的晃動為l。經(jīng)過計算能夠獲取，當(dāng)h較小時，近似的有l(wèi)hh。這個例子說明，拘束同樣運(yùn)動方向的成組定位副的l間距應(yīng)在合理圍盡可能大（且部署均勻），這會增加定位的尺寸牢固性。...c.....圖6.16定位副間距對尺寸牢固性的影響定位強(qiáng)度與牢固性定位強(qiáng)度與牢固性是保證連接可靠的必要條件。在設(shè)計之初，工程師就要排列零件連接后的潛藏受力：關(guān)于某向受力，若是該力的作用圍較?。摧d荷較為集中），與之對應(yīng)的定位副能夠單獨(dú)部署，也能夠成組部署，設(shè)計者需要確位副擁有足夠抵抗該力的強(qiáng)度。但單獨(dú)部署的定位副供應(yīng)的抵抗力可能與零件受力形成力偶，不利于零件定位的牢固性；零件也可能碰到沿同一方向分別分布的載荷或造成轉(zhuǎn)動的力矩，為了使定位牢固，對應(yīng)的定位副應(yīng)成組部署，成組的定位副間與載荷垂直方向的距離越大定位越牢固，該距離最少應(yīng)該高出載荷的分布寬度。圖6.17顯現(xiàn)了定位牢固性的實(shí)例：圖6.17定位的牢固性...c.....鎖緊功能件設(shè)計鎖緊功能件是另一種拘束功能件，其定義在前文已有介紹，此類功能件在卡扣連接中主要表現(xiàn)為裝置、保持和分別行為，其行為的力學(xué)特點(diǎn)依照彈性變形的拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、波折的狀態(tài)。需要注意的是，鎖緊功能件在不同樣連接行為中表現(xiàn)的力學(xué)特點(diǎn)不盡同樣，合理利用這類差異有助于工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計中解決對鎖緊連接的裝置、保持行為的性能需求矛盾。在這里列舉一些關(guān)于鎖緊功能件的一般性原則：在一組鎖緊副中，平時只有一邊的功能件為能夠變形的鎖緊功能件，若是需要的變形幅度較大，也可能會出現(xiàn)鎖緊副中兩邊的功能件同時能夠變形的情況，但此種設(shè)計使得連接行為的解析難度增大；鎖緊功能件由于存在無效風(fēng)險，一般部署在較小或成本較低的零件上，有時也會依照力學(xué)性能要求部署在資料較適合（如韌性更高）的零件上；大多數(shù)鎖緊功能件僅能限制一個自由度，但環(huán)型鎖緊功能件至多能夠限制5個自由度（除去軸向轉(zhuǎn)動），本指南介紹由定位功能件限制大多數(shù)自由度；鎖緊功能件應(yīng)盡量防備肩負(fù)功能性、較大的或長遠(yuǎn)性載荷，最好不要肩負(fù)分別力之外的力；對較大或剛度不足的裝置件來說，湊近鎖緊副應(yīng)該部署有相應(yīng)的定位副，防備鎖緊副肩負(fù)其他方向的力以致連接無效；大多數(shù)鎖緊功能件在注塑零件上產(chǎn)生--出模方向的倒扣，設(shè)計時應(yīng)與制造工藝結(jié)合解析。7.1鎖緊功能件種類如圖7.1，全部鎖緊功能件都有分別對應(yīng)裝置（分別）變形和保持這兩種行為的主要功能地域：變形地域和保持地域，而本指南主要依照變形地域的差異區(qū)分鎖緊功能件種類。圖7.1懸臂梁型鎖緊功能件的功能地域懸臂梁型鎖緊功能件懸臂梁型鎖緊功能件經(jīng)過梁的波折實(shí)現(xiàn)裝置變形，主要經(jīng)過梁的拉伸/波折保持鎖緊，這是塑料件卡扣連接中最常有的一種鎖緊功能件種類，本指南也在此重視進(jìn)行商議，該類鎖緊功能件的行為原理特別是保持地域的相關(guān)原理，同樣可實(shí)行到其他種類的鎖緊功能件上。變形地域...c.....懸臂梁型鎖緊功能件的變形地域是懸臂梁，在設(shè)計中能夠以為梁是在彈性圍波折變形的，對其行為解析也是以此為基礎(chǔ)。梁的形狀和截面能夠有多種，圖7.2，其中最為介紹的是使用矩形截面的直梁或楔形梁，計算解析較為簡單。圖7.2一些可用的梁的形狀和截面保持地域保持地域是鎖緊功能件上相對剛性的部分（可在定位功能件的形式中選擇），其形狀有很多可選項，保持地域一般又分為保持面與插入面（如圖7.1）。保持地域經(jīng)過與變形地域的搭配以適應(yīng)不同樣的連接需要（如功能、空間或制造工藝等要求）。懸臂梁型鎖緊功能件較常有的一類保持地域是突出型，如凸臺或卡爪，其中最典型的鎖緊副組合——帶有卡爪的懸臂梁型鎖緊功能件與對手件件邊緣的連接——就是一例。圖7.3是一些凸起型保持地域的示例。圖7.3一些突出型保持地域示例突出型保持地域的保持強(qiáng)度有限，由于鎖緊副接觸面上的互相作用力對梁形成彎矩，且在梁的...c.....波折過程中隨著鎖緊副之間的滑移保持角逐漸變?。ㄈ鐖D7.4（a）），因此即使關(guān)于非拆卸形式的連接，其卡爪或凸臺的保持角為90°或湊近90°，鎖緊依舊會在較大的分別力下無效——此種保持面的保持角已形成自鎖（鎖緊副自鎖會在7.2節(jié)中說明），分別力引起的鎖緊副接觸面上的互相作用力理論上不能夠造成梁的波折變形，當(dāng)分別力過大時，局部的資料破壞會造成鎖緊副在保持面上的滑移，如圖7.4（b）。圖7.4鎖緊副的分別如圖7.5，更正突出部分的保持角，使之大于90°可改變鎖緊副接觸面上的互相作用力產(chǎn)生彎矩的方向進(jìn)而提高保持強(qiáng)度。但這樣的連接需要在鎖緊副中保留縫隙以便裝置（最典型的例子是箱包類的帶扣），否則梁連接過程中的回彈不能夠完成，并且留有縫隙的鎖緊不是適合拘束，在汽車塑料件的連接中使用可能造成松動和異響。圖7.5保持角大于90°的鎖緊副懸臂梁型鎖緊功能件另一類常有的保持地域是梁尾端的空框，由于該地域特點(diǎn)像繩套同樣，此類保持地域我們稱之為環(huán)套型。環(huán)套型保持地域還可以夠變型為“T”型或“L”型，如圖7.6。鎖緊副中與環(huán)套配合很多的對手件是卡爪。...c.....圖7.6一些環(huán)套型保持地域示例關(guān)于非拆卸的連接（卡爪保持角為90°或湊近90°），帶有環(huán)套型保持地域的懸臂梁型鎖緊功能件鎖緊時，鎖緊副接觸面上的互相作用力在梁的中性面，不對梁形成彎矩，因此梁只發(fā)生拉伸變形，如圖7.7，這類連接保持的強(qiáng)度取決于框體下部的力學(xué)特點(diǎn)；在可拆卸的連接中，鎖緊副接觸面上的互相作用力會對梁形成彎矩，但其保持特點(diǎn)依舊優(yōu)于突出型（主要表現(xiàn)在梁波折過程中卡爪的保持角度不變）。圖7.7非拆卸的環(huán)套型鎖緊功能件無波折變形如圖7.8（a），環(huán)套型保持地域的問題在于注塑產(chǎn)品成型時在框體下部形成熔接線，會破壞該區(qū)域的機(jī)械強(qiáng)度，因此應(yīng)控制熔接線地址使其不出現(xiàn)在框體的拐角地址（此處彎矩最大，如圖7.8（b））并且必定在框體部倒圓角減小相關(guān)應(yīng)力。圖7.8環(huán)套型保持地域的熔接線問題...c.....鎖緊功能件受力說明前面已經(jīng)介紹了懸臂梁型鎖緊功能件的變形和保持地域，從本節(jié)開始指南容越來越多地涉及到鎖緊功能件的受力，以帶卡爪懸臂梁型鎖緊功能件為例，此處對這類受力關(guān)系作一說明。如圖7.9。圖7.9帶卡爪懸臂梁型鎖緊功能件的靜力關(guān)系注：圖中為插入角；為保持角；F為鎖緊副接觸面上的互相作用力；為鎖緊副接觸面上的靜/動摩擦系數(shù)（視鎖緊副相對靜止還是已發(fā)生滑移）；F為鎖緊副接觸面上的摩擦力；FP為F與F共同作用沿梁的垂直方向?qū)α寒a(chǎn)生的波折合力；FR為F與F共同作用沿梁的方向?qū)ρb置/分別力的抵抗力，裝置行為中FR為抵抗力，保持行為中FR為保持力；FA為裝置力；FS為分別力。有以下靜力關(guān)系：如圖7.9（a），在帶卡爪懸臂梁型鎖緊功能件的裝置行為中，有：FAFR（標(biāo)量相等，方向相反）公式7.1FRsinFcosF公式7.2FPcosFsinF公式7.3在本指南7.2中讀者將會認(rèn)識到，F(xiàn)P易由梁的撓度公式求得，因此由以上公式能夠獲?。簍anFAFP1tan公式7.4公式7.4是用于校核懸臂梁型鎖緊機(jī)構(gòu)裝置力的重要公式。...c.....如圖7.9（b），在帶卡爪懸臂梁型鎖緊功能件的保持行為中，近似地，有：tanFSFP1tan公式7.5公式7.5是用于校核懸臂梁型鎖緊機(jī)構(gòu)分別力的重要公式。需要讀者注意的是上述校核公式只對梁與裝置/分別力方向平行時適用，其他情況讀者可模擬上例推廣解析。懸臂梁型鎖緊功能件實(shí)例對一些懸臂梁型鎖緊功能件的實(shí)例解析如圖7.10，需要指出的是梁與母體件的連接方向（如垂直于母體件、呈必然角度伸出或從面的邊緣橫向伸出）其實(shí)不影響其保持收效，但會影響鎖緊副接觸面上互相作用力抵抗分別力的效率。...c.....圖7.10懸臂梁型鎖緊功能件實(shí)例懸臂梁型鎖緊功能件的裝置行為關(guān)于常有的帶有卡爪保持地域的懸臂梁型鎖緊功能件來說，裝置過程中隨著功能件插入，一方面受力點(diǎn)到梁根部的距離減小，另一方面插入角也不斷增大，如圖7.11，這以致戰(zhàn)勝抵抗力需要的裝置力的增加速度特別快。圖7.11帶有卡爪保持地域的懸臂梁型鎖緊功能件的裝置行為這樣的裝置行為會給裝置者帶來不好的操作體驗(yàn)，其裝置力——撓度曲線如圖7.12（a）。改進(jìn)的裝配力——撓度曲線如圖7.12（b），能夠減小一部分裝置力，關(guān)于需要屢次拆裝的零件，較小的裝置力意味著更長的壽命。而更進(jìn)一步的改進(jìn)如圖7.12（c），圖中所示的曲線表示裝置力的增加斜率不斷下降，這反響給裝置者一種“適合”的卡接感覺，是一種優(yōu)異的操作體驗(yàn)。...c.....圖7.12裝置力——撓度曲線表示對帶有卡爪保持地域的懸臂梁型鎖緊功能件較為簡單的優(yōu)化方式是修正插入面的廓型，如圖7.13，廓型的更正計算在下面章節(jié)中談?wù)?。圖7.13插入面