汽车用塑料紧固件 重要性

市场上常见型号的车门装饰板和内金属板通常使用形状不同但结构相像的塑料紧固件。为了了解此类塑料紧固件开发在应用环境中的通用性和性能要求，为更好地指导开发和使用，根据多种型号的标准分析，总结出应用环境要求，常用材料的选择和性能要求对这种类别的紧固件进行分析，并结合CAE的分析方式对其最常见的断裂进行分析，分析失效模式，确定安装过程中的剪切力是主要原因，并段手亮就材料和结构给出解决方案的方向。关于门内饰板塑料紧固件的发展方向的推测。

汽车的普及慢慢提高了一般而言消费者对汽车的了解。从最初的油耗到室内装饰，焦点变得愈加细密。车门装饰板和内层金属板之间的接合点已成为客户容易见到的区域。为了确保合作，大多数汽车制造商通常使用塑料喙形夹子进行连接。

这种塑料紧固件的开发在应用环境和性能要求上具有共同点。了解这些通用性的法则对于更好地开发和应用此类紧固件具有指导含义。本文将探讨门饰件塑料夹的应用环境，性能要求，材料选择和失效模式。

1应用环境

图1给出了车门装饰夹的使用环境示意图，安装后，该夹将卡扣座与钣金连接起来，尾部固定在带扣座上，头部插入并粘在车门外侧金属板，伞面固定在金属板的内部。

图1车门装饰夹的应用环境示意图

1）kazi和卡扣座之间的连接。为确保在车门装饰板安装过程中卡子可以与钣金孔对齐，底座需进行一定的移动。通常须要确保夹子的中心列和卡扣座开孔的单面之间存在间隙，以提高夹子和薄片的位置。夹子和带扣座之间在上下方向上也有一个间隙，以确保夹子可以稳定地调节相对卡扣座的位置。

2）夹子和钣金之间的连接。oem会根据模型的位置选择不同厚度的门饰板。通常使用薄金属板（05-10mm），厚金属板（15-20mm）和拼接金属板，因此将相应地选择门饰板。钣金孔的尺寸由夹子决定，常用夹子的钣金孔直径为6-9mm。同时，夹子需满足±01mm的钣金孔的制造误差。

钣金通常通过电泳和喷漆处理，钣金孔是冲孔，这也会影响夹子的插入和拔出力。

2性能要求

根据车门装饰胶条的应用环境，其性能要求主要反映在三个方面：插拔力，装配性和防水性。

21配合力要求

对于主要用于紧固的螺丝，插入和拔出力是最关键的要求。插入力会影响使用感觉到。插入力过大会引起操作员的投诉；拔出力会影响协调和维护。如果拉出力过小，则车门饰板和钣金件安装不好。如果拉出力太大，将导致门装饰件维修吃力。

不同的oem对夹子的插入和拔出力有不同的要求，但大体范围基本相同，如图2所示。根据人机工程学和性能要求，因为门饰板是用手掌或首先，夹子在车门装饰组件上的插入力不超过80n，所需的保持力范围为180-300n。

为了确保夹子在车门装饰组件中的插入和拔出力在适用于人机工程学的范围内，单个夹子的插入和拔出力须要低于组件的插入和拔出力。通常，插入力不大于60n，拔出力为150-270n。

图2车门装饰夹的插入和拔出力范围的人机选择

22组装要求

卡子的组装要求主要是防错安装和防漏安装。由于同一车门饰板对应的钣金可以用两种薄而厚的钣金进行焊接，因此将两个不同的夹子安装在门饰，提出了防夹和防漏的要求。

防错主要通过卡的卡大小和卡扣座来区别。通过改动卡扣座的大小，只能插入正确的卡。门装饰夹的防漏安装通常用于相片检测，因此可以将夹设计为不同的色调，以合乎防错和防漏检测。

23防水要求

紧固件的一般防水测试薯销方式是将紧固件安装在水容器上（容器事先装有钣金固定设备），并测试紧固件是不是在一定高度的水柱下滴落了一定时间。或测试水滴的数目，如图3所示。可以通过调整图3中的大小a来操纵水柱的高度。

图3汽车门装饰扣件的耐水性测试方式

紧固件的防水性主要通过附加的海绵垫圈或包覆成型的TPE唇实现。图4显示了具有不同防水性能的汽车门饰板紧固件。

在图4中，夹子i从未防水要求，而夹子ii和III的常规要求是在30mm水柱下10分钟内并未水滴外泄。

图4具有不同防水性能的汽车门饰板紧固件

如果扣件和钣金件之间的出发点过大，唇边的尺寸不合格或唇边太硬，则会导致防水故障。通常来说，闭孔EPDM泡沫垫圈比TPE的包覆成型唇好，但价钱更高。

3常用材料

塑料夹的常用材料有3种：PA66，PP，POM。

1）PA66具有良好的强度，抗冲击性和耐磨性，可以确保较高的刚性和强度，但在高温下却具有很强的吸湿性。注塑零件后，强烈的吸湿性将导致其强度下降握宽，尺寸稳定性差，这对紧固件十分不利于。

2）PP基本上不吸收水分，具有良好的抗冲击性，并且具有良好的染色性，但是PP是柔软的，缺少刚性，具有较差的耐磨性，并且容易分解和老化；PP的剪辑容易刮擦，难以多次使用。

3）POM具有很高的硬度和刚度，不错的耐磨性，自润滑性和抗疲劳性，一再冲击性强，并且温度范围宽。POM卡子不吸收水分，并且POM高卡子在低温下变化很小，但是POM，也称做聚甲醛，分散性稍强。

由于在车门内饰上使用的塑料。POM不太多，因此对汽车内部总体传播的功绩有限。卡子卡子已基本代替了PA66和PP，成为该卡的主要材料。

4门装饰夹常见故障模式分析

门饰塑料夹的主要故障模式为：

1）操作人员抱怨组装不方便和插入力过高，也许是由于钣金孔尺寸超出公差，涂装后尺寸变小夹子未与钣金孔对齐；夹子在底座中的移动量欠缺。

2）松动的异常噪声。这种疑问的可能原因是：钣金孔的尺寸超出公差；选择了不合适的剪辑；门饰板边沿和金属板的设计不合理，从而难以将卡子组装做到。

3）安装过程中的断裂安装断裂是车门装饰板夹的主要失效形式。夹子的未指向和低温下的脆性是导致夹子在安装过程中容易断裂的主要原因。优化夹子受力较大的零件的结构，可以很好地化解这些疑问。

5基于CAE的卡兹断裂分析

针对最常见的安装断裂失效模式，本文使用CAE来模拟将塑料夹插入钣金孔的过程，以探究断裂失效的主要原因。

以生产模型的门饰夹为原型成立CAE分析模型，该分析使用2D隐式算法，未考虑实际摩擦系数。钣金由刚体模拟，夹子的顶部固定。在此根基上，对片段插入和移除过程进行CAE分析，如图5所示。

图5将卡子插入钣金孔中的CAE分析过程

将夹子插入钣金孔中时，夹子不会出现任何异常变形。图6显示了将夹子插入钣金孔中的CAE分析结果。

从图6中可以看出，CAE分析的插入力值为415n，与实际物理试验测得的平均插入力（39n）相距25n。

分析错误的主要原因是制造因素，例如零件制造差错和钣金表面处理，但此结果不会影响CAE模拟的可靠性。

图6卡子CAE分析结果直接插入到钣金孔中

由于在实际安装过程中夹子和钣金孔之间的联系不一定是右对齐的，因此夹子的插入过程在很大程度上是偏心的。对夹子和钣金孔的偏心插入和拆卸执行CAE分析，分析结果如图7所示。

图7卡子与钣金孔偏心05mm之后的CAE分析过程

由于CAE模型中的钣金是刚性的并且夹子的顶部是固定的，因此在05mm偏心分析下会出现应力突变。当钣金临近夹子的最厚外缘时，CAE网格被撕裂。如图8所示，力曲线也忽然下滑并最后发散。

对CAE模型进行研究发现，该模型在喙的一侧具有较大的网格撕裂力。与图6中约08s处出现的极值进行比较，图8中05s出现网格撕裂，说明在射出钣金孔之前，卡子破裂了。

与应力应变曲线结合使用时，发现夹紧销的最宽部分很容易被剪切力撕裂，从而导致销断裂。

图8卡子与钣金孔偏心05mm之后的CAE分析结果

通过采集和分析多个失效的夹子，发现夹子的断裂主要在鸟喙根部以上的某个点，如图9所示，这与@分析结果的歧异一致nz@。

可以得出结论，卡子断裂失败的主要原因是剪切力在插入过程中由于撞击而在片段的根部附近剪切了片段。

图9实际使用中的车门装饰夹的断裂图

通过以上分析可以看出，化解夹子安装断裂的主要方式有：

1）使用高柔韧和抗剪切性的材料；

2）改善夹子的根部结构。化解该疑问的关键是通过优化材料性能和根部结构来提高其抗剪强度。

6门饰塑料紧固件的发展方向

随着诸如车门装饰件和车门金属板之类的周围环境构件的改进，塑料紧固件也在发展中。

当前的发展方向主要包括：

1）扩充适用范围：可适用于不同厚度的金属板。适用的钣金厚度范围越大，对于oem而言越实用，可以实现多种车型的共享，成为共享的汽车；这样，供应量将相应增加，单价将相应减低。

2）适用于钣合金板的夹钳：对轻型汽车的需要推动了铝合金板的应用。铝合金板和金属板的制造工艺有很大的不同，因此迫切需要开发适宜铝合金板的夹具。

3）低挥发性材料的应用：目前普遍使用的POM材料早已超过了挥发性规格。随着对汽车内饰材料的挥发性要求的提高，低挥发性和高性能的材料将普遍用于包括夹子零件在内的汽车。

4）加强抗剪性能：抗剪性能的提高将大大缩减整车厂的抱怨，提高夹子的利用率，特别是低温下抗断裂性能的提高将缩减组装的难度在我国北部冬天进行汽车门饰的维修和修理，缩减了客户的抱怨。

5）2级自插入结构的应用：将塑料紧固件设计到2级，1级是紧固件和钣金件之间的夹紧，2级是紧固件的内部夹紧；拆卸时，第1级与第二级部分分离，运用紧固件塑料之间的自润滑效用，避免诸如金属片刮擦紧固件断裂或拆卸过程中保持力损失之类的故障，并提高紧固件的重复使用率。

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汽车用塑料卡扣安装方法主要通过安装时的手感和声音来判断卡扣是否安装到位者侍，定位件的作用是在安装时引导卡扣平稳、正确、快速地到达安装位置。卡扣连接最大的特点是安装拆卸方便，不用工具就可以拆卸。

塑料卡扣是一种用于一个零件与另一个零件之间的嵌入式连接或整体锁定的机构，通常用于塑料零件的连接，其材料通常由具有一定柔性的塑料材料制成。

1选择合适的变形量。安装是通过紧固件的变形和回弹来实现的。但是，变形过小容易知链导致安装不稳定，变形过大容易导致安装困难甚至无法安装，从而损坏卡扣。

2设计时，安装卡扣时要注意一些明显的现象，如声音和手感。3设计时注意卡扣的约束数量，不允许过度约束。过多的约束要求零件的加工精度更高。在实际装配过程搭嫌孙中，很容易造成安装不到位或无法安装。

你是想问汽车紧固件具体有哪些，还是做汽车紧固件的企业有哪些，如果是做汽车紧固件的比较有名气的就是上海上标、宁波态闷安拓、中国航标、温州美泉、上海高强、宁波兴怡、浙帆银弯江鹏力等等，很多做汽车紧固件的厂家都有参加2019中国·上海国际紧固件工业博览会，6月11-13日搏友，在上海世博展览馆。

紧固件在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面都可以看到，各式各样的紧固件是应用最广泛的机械基础件。它的特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度也极高。常见的紧固件种类有螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉等产品，下面就简单的介绍下这几类产品：

1、螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件。用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，雹早有可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。一端必需旋入带有内螺纹孔的零件中。

2、螺柱：没有头部的仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时。另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一件整体。这种连接形式称为螺柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场所。按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件。

3、螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件。与一个带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合（这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸没肆雀连接；也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间枯早的紧固连接。紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。形状一般呈显为扁六角柱形。

4、螺母：带有内螺纹孔。也有呈扁方柱形或扁圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件。

5、自攻螺钉：与机器螺钉相似。使之成为一件整体，构件上需要事先制出小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用螺纹。

6、木螺钉：也是与机器螺钉相似。冷镦机生产的木螺钉，可以直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金属（或非金属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以装配连接。起着增大被连接零件接触外表面积。

7、垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件外表之间。降低单位面积压力和维护被连接零件外表不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。

紧固件虽然种类繁多，但多以冷镦机和攻牙机配合进行生产，首先使用冷镦机对工件毛坯进行塑形，然后使用攻牙机制作螺纹。