Конструкция с защелкой:типы защелки и передовой опыт

Как промышленные дизайнеры, вы бы не хотели, чтобы открытые застежки ставили под угрозу эстетику ваших продуктов. Производственная среда сегодня также требует эффективного производства высококачественных деталей. Это кажется явным парадоксом. Однако решение заключается в использовании конструкции с защелкой для сборки деталей.

Разработка деталей с защелкивающимися соединениями может сэкономить время и деньги в производстве. Они снижают не только материальные затраты и количество деталей, но и облегчают сборку. Традиционная технология литья под давлением оказалась пригодной для изготовления защелкивающихся соединений. Однако 3D-печать с защелкой открывает новые возможности.

Поэтому очень важно понимать конструкцию с защелкой, и она взаимодействует с производственными системами. Модели с защелкой сопряжены с определенными трудностями. Эта статья призвана помочь вам сориентироваться в сложном мире застежек, обсуждая ключевые особенности. Мы также рассмотрим важные классификации и лучшие практики для преодоления распространенных проблем с прототипированием.

Общий обзор Snap Joint

Соединения с защелкой являются одними из самых простых и эффективных способов сборки деталей. При защелкивающихся соединениях обычно нет необходимости в различных типах креплений и инструментах. В своей простейшей форме защелкивающееся соединение представляет собой небольшой выступ, который может быть шпилькой, крючком или буртиком. Отклонение этого выступа происходит во время сборки.

Основная цель состоит в том, чтобы поймать особенность в компоненте matin. То есть выступающая часть компонента может прогибаться при соединении. Затем он улавливает функцию, присутствующую в сопряженном компоненте.

Обычно пользователям не обязательно иметь доступ к защелкивающимся соединениям перед сборкой. Это значительно упрощает автоматизацию проектирования с защелкой. Конструкция защелки также определяет, будет ли соединение постоянным или временным. То есть, могут ли посадки быть сняты с помощью инструментов/силы или нет.

Одним из важных критериев при литье под давлением с защелкой является смещение гибких элементов при сборке и разборке. Защелкивающиеся соединения часто используются в пластиковых деталях. Поэтому допускается гибкость при посадке. То есть пластиковые материалы допускают разумный уровень деформации и эластичности. Поэтому могут быть большие отклонения без риска повреждения деталей.

В соединенном состоянии защелки обычно не нагружаются и имеют минимальное смещение. Это делает их полезными для пластиковых материалов. Ползучесть, как правило, происходит на напряженных пластмассах, что может привести к тому, что они со временем потеряют претензию.

По сути, жесткие установочные элементы помогают выровнять соединяемые детали. Это помогает предотвратить любую форму смещения и выхода посадки из сустава. В этом случае хорошо подойдут защелки, углубления, проушины и т. д.

Соединения с защелкой используются в самых разных областях. С ними можно комбинировать несколько основных типов посадок, чтобы соответствовать отраслевым стандартам и конкретным конструктивным требованиям. Это расширяет разнообразие примеров пластиковых защелок.

Типы соединений с защелкой

Существует широкий спектр возможностей дизайна с защелкой. В этом разделе мы обсудим три наиболее распространенных типа защелкивающихся соединений. Они включают следующее:

Консольные шарниры

Это наиболее распространенные типы защелкивающихся соединений в производстве. Эти соединения имеют простые геометрические формы, которые позволяют легко реализовать их в конструкции с защелкой. Также легко рассчитать их деформацию в процессе соединения.

Базовая конструкция включает в себя консольную балку с коническим крюком на конце. В соединительном элементе также имеется соответствующее углубление. Структура показывает коническую поверхность, скользящую по поверхности соединительного элемента. Это изгибает кантилевер, позволяя крюку достичь углубления, прежде чем вернуться в недеформированное состояние.

Соединение может быть либо постоянным, либо поддерживать разъединение при силе отрыва. Этот атрибут зависит от угла поверхности между крюком и углублением. В некоторых случаях кантилевер не представляет собой прямой стержень. Существуют и другие конструкции с U-образными или L-образными консолями. Эти конструкции распространены в пластиковых деталях.

Эти формы имеют преимущество в том, что они поддерживают более длинные консоли, не занимая больше места. Таким образом, они допускают меньшие усилия отклонения, когда они находятся в компактных условиях. Когда эти U- и L-образные консоли находятся на краю детали, в конструкции литья под давлением нет необходимости в ползунках.

Торсионные защелкивающиеся соединения

В отличие от конструкции с консольной защелкой, торсионная защелка в основном отклоняет балки за счет скручивания стержня. Это простые ваты для создания разделяемых соединений. Эти надежные решения также представляют собой экономичный и сложный метод соединения. Конструкция коромысла позволяет легко открывать соединительный элемент.

Сила отклонения коромысла создается за счет кручения его вала. Коромысло с защелкой и торсион отлиты как единое целое для наилучшего соединения. Механизм качания возникает, когда балка крюка выступает за ось торсиона. Пользователю нужно только нажать на свободный конец балки, чтобы поднять крюк и освободить соединение.

Кольцевые защелкивающиеся соединения

Конструкция с защелкой, в которой используются кольцевые защелкивающиеся соединения, обычно предназначена для эллиптических или круглых деталей. К таким деталям относятся колпачки для ручек и крышки контейнеров. Этот тип соединения с защелкой поставляется с выступом по окружности одного компонента. Этот выступ входит в канавку второго компонента. Помимо изгиба, во время сборки могут возникать растягивающие или сжимающие кольцевые напряжения.

Это многоосевые напряжения, которые могут стать проблемой при проектировании соединения. Мы можем оценить деформацию простой круговой геометрии на основе диаметров соединяемых компонентов. Кольцевые защелки обладают ключевым свойством, которое заключается в сжатии и растяжении окружности.

Люди часто путают круглое расположение крючков с конструкцией с кольцевой защелкой. Однако это не так, поскольку в кольцевых посадках преобладает прогиб изгиба. Кольцевые защелки могут иметь различные свойства в зависимости от конструкции соединительных компонентов. Их часто легко запирать и разблокировать, как в колпачках для ручек. Некоторые могут предложить постоянное неразъемное соединение, которое зависит от углов соединения компонентов. Однако ротация может быть разрешена в обеих ситуациях.

В этом видео показаны защелкивающиеся соединения для пластика:

Дизайн с защелкой Расчеты

Расчеты, которые вы сделаете для своего дизайна, будут зависеть от типа дизайна, который вы хотите получить. Следующая таблица поможет вам провести эффективные расчеты.

Символы

• y =допустимое отклонение
• b =ширина у корня
• c =центр тяжести (т. е. расстояние между внешним волокном и нейтральным волокном).
• E как абсолютное значение =процент/100
• E =допустимая деформация внешнего волокна у корня
• l =длина плеча
• K =геометрический фактор.
• h =толщина у корня
• Es =секущий модуль
• P =допустимая сила отклонения
• Z =модуль сечения
• Z =I с; где I =осевой момент инерции

Защелкивающиеся посадки действительно являются экономичным решением для сборки пластиковых деталей. Если вам нужны какие-либо предложения или у вас есть какие-либо потребности в прототипах, RapidDirect — ваш выбор.

Распространенные проблемы проектирования с защелкой и рекомендации

Конструкция с защелкой не является универсальным решением для всех процедур. Некоторые проблемы могут возникнуть во время литья под давлением с защелкой или в процессе 3D-печати. Здесь мы обсудим некоторые проблемы, с которыми сталкиваются инженеры при проектировании с защелками.

Концентрация стресса

Когда при использовании консольного защелкивающегося соединения возникают острые углы, напряжение может концентрироваться на корне. Это делает кантилевер более восприимчивым к срезанию.

Появление ползучести

Пластмассы или термопласты, как правило, подвержены ползучести. Это постепенная деформация, когда материалы находятся под напряжением. Со временем ползучесть нарушит связь между компонентами и может сделать их бесполезными.

Повторяющаяся или усталостная нагрузка

При многократной сборке и разборке защелок может произойти разрушение при напряжениях, меньших напряжения материала. Усталостное разрушение часто происходит при высоких частотах нагрузки.

Проблемы допуска

Если зазоры размещены неправильно, могут возникнуть проблемы с допуском. Всякий раз, когда возникают проблемы с допусками, компоненты не будут идеально подходить друг к другу.

Подробнее:Допуски литья под давлением:оптимизируйте их четырьмя способами

Рекомендации по разработке дизайна с защелкой

Существуют различные конструктивные особенности, которые могут помочь снизить нагрузку на узел защелкивающегося соединения. К ним относятся:

Скругление основания кантилевера

Добавление скругления к основанию кантилевера — отличный способ распределить нагрузку на детали и создать более прочное соединение. Рекомендуемый радиус скругления должен быть как минимум в 0,5 раза больше толщины основания кантилевера.

Сузить дизайн

Хорошей практикой проектирования является уменьшение поперечного сечения консольной балки по ее длине. Это обеспечивает использование меньшего количества материалов и более равномерное распределение напряжения в материале.

Увеличить ширину клипа

Целью этой практики является увеличение прочности конструкции с защелкой. Это может быть первоначальный процесс проб и ошибок, чтобы получить правильный уровень жесткости. Однако рекомендуемая ширина зажима должна быть не менее 5 мм.

Рассмотрите возможность добавления логов

Добавление проушин к сборке поможет совместить детали. Это также поможет передать некоторую силу сдвига от зажимов.

Учитывайте направление сборки

Желательно избегать проектирования защелкивающихся соединений, построенных от основания вертикально вверх. Они обычно слабее из-за анизотропного характера процесса. Консоль или другие защелки также должны отклоняться только во время сборки. Они не должны прогибаться при соединении компонентов.

Заключение

Защелкивающиеся подгонки предлагают производителям выгодную стоимость и производительность. Однако проектирование с защелкой может быть сложным и повторяющимся процессом. Поэтому вам нужно всего лишь следовать некоторым простым производственным рекомендациям, чтобы получить максимальную отдачу от ваших защелкивающихся соединений. Это еще больше сократит жизненные циклы прототипов.

RapidDirect — это ваш выбор для всех дизайнерских решений с защелкой. Изготовление пластмассы является важнейшим аспектом наших прототипных процессов. Мы гордимся инженерами, которые являются специалистами в соответствующих процессах и технологиях. Когда вы выбираете RapidDirect, гарантировано высокое качество услуг по требованию. Все это вы получите по конкурентоспособным ценам. Все, что вам нужно сделать, это загрузить файлы дизайна для мгновенного расчета стоимости.