双弯折金属线材挂钩式弹性卡扣结构

　　这类双弯折线材成型的弹性卡扣，在轻工装配、仪器仪表内部走线、小型设备壳体快装结构里应用极广，很多做小型检测设备、传感组件安装的结构工程师，在做无螺丝快拆结构时，第一时间会想到这类成型件。不同于冲压成型的卡扣，这类采用圆截面金属线材弯折制成的卡扣，自身靠线材的弹性形变实现卡紧与脱开，不需要额外加装弹簧或者扭簧，零件本身就是弹性功能件，在空间局促的安装位里，能省下不少布置弹性元件的空间。

　　从实际使用场景来看，这类卡扣常被用在传感器外壳的侧装快拆结构上，比如在工业检测工位的光电传感器安装支架上，不需要拧动螺丝，只要把卡扣卡进支架预设的卡槽里，靠两个弯折钩部的抱紧力就能把传感器壳体牢牢固定在支架上，后期调整传感器位置或者更换检修时，只要用平口螺丝刀轻轻撬动卡扣的直边段，让钩部产生微小形变脱离卡槽，就能快速拆下传感器，整个拆装过程不需要额外工具，比传统的螺丝固定效率高不少，在需要频繁调整检测点位的自动化产线上，这类结构的维护效率优势非常明显。

　　设计这类卡扣的时候，首先要确定线材的直径，这直接决定了卡扣的抱紧力和弹性寿命。如果是用来固定重量在200g以内的小型传感元件，一般选用直径1.5mm到2mm的弹簧钢线材就足够，线材太粗的话，弹性形变需要的力太大，拆装的时候会非常费劲，甚至会因为硬撬导致卡槽变形；线材太细的话，抱紧力不足，设备运行产生的振动很容易让卡扣松脱，导致传感器移位，检测精度受影响。

　　外形结构上，这个卡扣采用了对称双弯钩的设计，两个弯钩的圆弧过渡段是核心的受力部位，弯折的时候必须保证圆弧处没有明显的折痕或者应力集中点，不然反复拆装几次之后，圆弧位置就会产生金属疲劳断裂。两个弯钩的开口尺寸要比被卡接的安装轴或者卡槽的尺寸小0.3mm到0.5mm，这样卡装到位之后，线材自身的回弹力会让弯钩紧紧贴在被卡接件的表面，不会出现旷量。中间的连接直段不是完全平直的，做了微小的弧度凸起，这个细节很多新手建模的时候容易忽略，这个微凸的弧度一方面是给卡扣提供额外的弹性形变余量，卡装的时候中间段可以产生微小的弯曲变形，降低弯钩部位的应力集中，另一方面，这个凸起的位置刚好可以作为拆装时的受力点，撬动的时候力作用在中间段，不会直接掰动弯钩部位导致弯钩变形失效。

　　安装边界方面，这类卡扣的安装位不需要做复杂的型腔，只要在安装支架上冲出两个对应弯钩尺寸的卡槽，卡槽的宽度比线材直径大0.2mm左右，方便弯钩卡入，卡槽的深度要和弯钩的直边段长度匹配，保证卡装到位之后，弯钩的直边段完全卡入卡槽，不会因为外力拉扯从卡槽里滑出。安装的时候要注意，卡扣的两个弯钩要同时对准卡槽，不能单边强行压入，不然很容易导致其中一个弯钩变形，失去卡紧能力。另外，这类卡扣的表面一般会做镀锌或者发黑处理，提升防锈能力，在有腐蚀性气体的车间环境里使用的话，还可以选用304不锈钢线材弯折成型，虽然弹性比弹簧钢稍差，但是耐腐蚀性能更好，适合在潮湿或者有弱腐蚀的工况下使用。

　　很多刚接触结构设计的工程师，在做这类卡扣建模的时候，容易把弯折处的圆角做的太小，甚至直接做直角弯折，实际生产的时候，线材弯折的最小圆角半径不能小于线材自身的直径，不然弯折处的材料会因为拉伸过度产生裂纹，零件的疲劳寿命会大幅下降，正常使用几次就会断裂。另外，两个弯钩的平行度也要控制在合理范围内，平行度误差超过0.2mm的话，卡装的时候就会出现一边卡紧一边松动的情况，长期使用松动的一侧很容易脱开。在实际选型的时候，还要根据被固定件的振动频率调整卡扣的抱紧力，如果是安装在振动幅度较大的设备上，比如冲压设备旁边的检测传感器，就要适当增加线材直径，或者在弯钩的接触位置增加滚花纹路，提升摩擦力，防止振动导致卡扣移位。