卡扣作为零部件的一种重要连结形式，在产品设计中得到了广泛地应用，其主要原 因有以下几个方面：

（1）出于塑料制品在生活中的广泛应用，人们对于塑料性能的研究达到了一定的深 度，塑模工艺也已经能满足产品复杂结构的要求。

（2）随着现代制造技术的快速发展和需求水平的提高，人们对产品的设计要求不仅 仅是局限在满足功能的实现方面，而是更关注科学技术与艺术能否完美结合。由于卡扣 连接是隐藏在产品内部的连接形式，不会影响产品的外观效果。

（3）大部分卡扣的装配是主要通过直线运动实现的，比起螺钉装配的旋转加上直线 运动更为简单，所以更易在自动生产线上实现装配[2]。

（4）卡扣是连接件上的一种结构形式，同螺钉相比，不需要增加额外零件，且卡扣 的组合部分在生产成品的同时直接成型，装配时只需要组合两边扣位互相配合扣上即 可。

卡扣虽然常见于产品的设计中，但其繁琐的设计过程导致了目前卡扣设计的效率比 较低。目前，大多采用类比方法来简化卡扣设计过程，而真正意义上的卡扣设计是需要 查阅卡扣相关设计手册、计算校核和卡扣建模等基本步骤的。实际上，一个卡扣的设计 过程会涉及到对卡扣公式的理解和选择、参数选取、结果分析等诸方面，完成整个过程

显然会花费设计者大量的时间和精力。而且卡扣连接也是产品本身最脆弱的地方之一， 在很多场合，塑料卡扣一旦损坏将使得整个产品成为废品。所以如何进行可靠、有效又 合理的卡扣设计是非常关键的，这也是长期以来一直困扰着设计人员的一大难题。缺乏 理论知识的支持，使得设计人员的设计能力的提升有很大的瓶颈，制约着设计人员潜能 的发挥。本文主要对带有塑料卡扣的电脑电池连接处进行设计、研究与对其强度进行校 核，然后经过有限元，最后进行有化，提升其品质。

1。2  卡扣研究的现状与发展趋势

1。2。1 国内外研究现状

1。2。2  卡扣的发展趋势

1。3  本文的研究内容及意义

目前，卡扣在现实生活中的应用越来越广泛，尤其是在电子产品方面，例如电脑的 零件、手机的部件、电视机零件等。本文主要对电脑电池壳卡扣进行设计，收集与卡扣 有关的信息，根据零件的工作环境对卡扣进行设计，然后对卡扣进行 ANSYS 有限元分 析，对卡扣进行优化，提高卡扣设计的可靠性和设计效率，给卡扣的连接设计提供了依 据。

主要研究内容如下：

（1）卡扣设计原则、要点、验证等知识的学习；

（2）根据电池盒体和盒盖的应用环境及功能要求，设计卡扣完成二者连接；

（3）分析卡扣的受力条件及装配过程，对卡扣功能件进行验证，分析和优化；

（4）利用有限元理论、悬臂梁强度校核知识完成卡扣装配过程应力分布的分析；

（5）根据盒体和盒盖的功能要求，装配要求，完成零件二维工程图的绘制。

第二章  塑料卡扣设计准则

2。1  卡扣的组成

卡扣是一种将两个零件连接到一起的连接方式，术语称为集成连接，因其使用方便、 大多为塑料材质，所以被广泛应用。一个完整的卡扣是由定位件、紧锁件和增强件三部 分组成的，如图 2。1 所示。其中，紧锁件是将零件有效地保持在一起的约束功能件[5]。

图 2。1 卡扣组成示意图

定位件是相对非柔性的约束功能件，用来提供装配件与基本件的定位同时在外力作 用下防止零件的运动。在卡扣的开发过程中，定位件主要有两种形式。一种是零件上原 本就存在的、能起定位作用的功能件，如边缘和表面，被称为固有定位件。另一种是专 门加在接触面上起定位作用的特殊功能件。固有定位件不会增加成本，但与特殊定位功 能件相比，在约束能力上受限制，且原则上不易实现尺寸控制或微调。定位件常见类型 包括销、销锥、楔、导轨、卡爪、边缘、表面、凸耳、凸台、槽、孔、活铰链。