Snap-fit - Snap-fit

А защелкивающийся - это метод сборки, используемый для соединения гибких деталей, обычно пластмассовых, для формирования конечного продукта путем сдвигания связанных компонентов вместе.[1] Есть несколько вариантов защелкивания, включая консольные, торсионные и кольцевые. Защелкивающиеся детали, являющиеся неотъемлемой частью крепления, являются альтернативой сборке с использованием гвоздей или шурупов и обладают преимуществами скорости и отсутствия незакрепленных деталей. Защелкивающиеся разъемы можно найти в повседневных товарах, таких как крышки батарейных отсеков, кнопки и ручки.

История

Соединители с защелками используются уже тысячи лет. Первые были металлическими. Некоторые из старейших найденных оснасток: кнопки, или пуговицы, изображенные на китайской терракотовой армии с изображением солдат позднего Период воюющих царств. Металлические защелки, пружинные зажимы и другие защелкивающиеся соединители по-прежнему широко используются.

С развитием новых гибких, но упругих материалов, таких как формованный пластик, и новых производственных процессов, было изобретено множество новых вариаций этих типов соединителей, которые обычно называются защелками. Их можно найти на наших телефонах, ноутбуках, ключах и других бытовых устройствах. Инженеры изучили и разработали эти защелкивающиеся соединения, создав формулы, определяющие величину допустимого отклонения компонентов, величину крутящего момента, которую можно принять, и количество места, которое можно оставить для отсоединения.[2]

Производство

Формируются формы деталей и заливается горячий жидкий пластик. Формы содержат форму деталей и встроенный защелкивающийся компонент. Однако одним из основных рисков при окончании охлаждения формы является усадка изделия, вызывающая ошибки в деталях крепления.

Создание конструкции с защелкиванием требует более точной инженерии, чем винт или же гвоздь сборка, а зачастую и дороже. При выполнении посадки с защелкиванием производителю необходимо определить, на что будут воздействовать напряжения деталей при сборке, или они ломаются во время сборки.[3] Высокие производственные затраты связаны с количеством расчетов и точностью, которые необходимо выполнить для создания надежной фиксации.[2][4] Еще одна причина - создание слепков; они требуют больше времени из-за интеграции частей в продукт.[5]

Дизайн

Иллюстрация соединения двух объектов с помощью консольной защелки.
Консольная оснастка

Конструкция оснастки определяет, для чего ее можно использовать. Различают три основных типа защелок: кольцевые, консоль, и крутильные. Большинство соединений с защелкой имеют общую конструкцию: выступающий край и область защелкивания.[5] Конкретное название защелкивающейся посадки обычно носит название типа нагрузки или деформации, которую она использует; торсионная защелка использует крутящий момент для удержания деталей на месте.

Кольцевой

Кольцевая защелкивающаяся посадка использует кольцевую деформацию для фиксации на месте. Обручальная деформация - это расширение окружности более эластичной детали по мере того, как она надвигается на более жесткую деталь. В большинстве случаев дизайн круглый. Некоторые популярные примеры - колпачки для ручек, шаровые и шарнирные соединения, кнопки и крышки для бутылок с водой. Такой тип защелкивания можно использовать несколько раз. Тем не менее, может развиться постоянное напряжение, ослабляющее сустав при слишком частом использовании.[6]

Консольный

В консоль Snap-fit ​​- наиболее часто используемый Snap-Fit из трех.[6][7] А консоль дизайн может быть многоразовым или постоянным. Многоразовая защелкивающаяся посадка обычно имеет рычаг или штифт, который нужно нажать, чтобы отменить ее. Однако на постоянной защелке нет рычага или штифта. Попытка отменить постоянную защелку может привести к поломке детали.

Некоторые потенциальные проблемы с возможностью отменить защелкивание - это чрезмерное удлинение до предела разрыва. В качестве решения некоторые детали имеют стопор, чтобы не допустить поломки защелкивающейся посадки. Очень популярный пример - крышка батарейного отсека.

Крутильный

Как и в случае посадки с консольной защелкой, при посадке с торсионной защелкой необходимо отклонить или оттолкнуть выступающие края детали B от области вставки. Затем деталь А скользит между выступающими краями, пока не будет достигнуто желаемое расстояние. Затем края детали B освобождаются, и деталь A удерживается на месте. Защелкивающиеся детали в этом описании - это выступающие края детали B. Эти типы защелок могут иметь пружину на месте; так что при активации запертый элемент освобождается и приводится в действие.[6]

Рекомендации

  1. ^ Кристофер М. Шлик (3 октября 2009 г.). Промышленная инженерия и эргономика: видения, концепции, методы и инструменты Фестиваль в честь профессора Хольгера Лучака. Springer Science & Business Media. С. 597–. ISBN  978-3-642-01293-8.
  2. ^ а б Генри В. Столл (1 июня 1999 г.). Методы и практика дизайна продукта. CRC Press. С. 172–. ISBN  978-0-8247-7565-0.
  3. ^ Дональд Розато (18 апреля 2013 г.). Проектирование с использованием пластмасс и композитов: справочник. Springer Science & Business Media. С. 345–. ISBN  978-1-4615-9723-0.
  4. ^ Майкл Дж. Тротон (17 октября 2008 г.). Справочник по соединению пластмасс: Практическое руководство. Уильям Эндрю. С. 188–. ISBN  978-0-8155-1976-8.
  5. ^ а б Спар, Тим (ноябрь 1991 г.). «Соединения с защелкой для сборки и разборки». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  6. ^ а б c Трес, Пол. "Snap Fit Design". Архивировано из оригинал на 2012-01-25.
  7. ^ Роберт В. Месслер (2004). Соединение материалов и конструкций: от прагматического процесса к технологическим возможностям. Баттерворт-Хайнеманн. С. 97–. ISBN  978-0-7506-7757-8.
  • "Snap Fit Design" (Behrend College, Государственный университет Пенсильвании (Эри, Пенсильвания, США), 2003). Доступно по адресу: Wayback Machine
  • Сури, Гаурав и Энтони Ф. Люшер. «Структурная абстракция в анализе оснастки». Журнал механического проектирования 122.4 (2000): 395–403.
  • Генк, Суат, Роберт В. Месслер-младший и Гэри А. Габриэле. «Систематический подход к проектированию встроенной оснастки с защелкой». Исследования в области инженерного проектирования 10.2 (1998): 84–93.
  • Спар, Тим. "Фитинги для сборки и разборки" (1991)
  • Пол Р. Боненбергер (1 января 2005 г.). Справочник по первой оснастке: создание и управление насадками для пластиковых деталей. Hanser. ISBN  978-1-56990-388-9.
  • Bayer Material Science, "Защелкивающиеся соединения для пластмасс: руководство по проектированию" Питтсбург, Пенсильвания, США: 2013 г. Доступно по адресу: M.I.T. (Кембридж, Массачусетс, США)

внешняя ссылка

К. С. Ли, А. Дубин и Э. Джонс (4 мая 1987 г.), Материалы конференции, Ежегодные технические документы Общества инженеров по пластмассам за 1987 г., стр. 912-917; «Анализ прогиба балки с короткой консолью применительно к конструкции с защелкиванием из термопластов», SPE, Brookfield Center, Коннектикут, телефонный номер: S42700 / 880310

К. Ли, А. Дубин (18 апреля 1988 г.), Материалы конференции, Ежегодные технические документы Общества инженеров по пластмассам, 1988 г., стр. 1564-1566; "New Snap-Fit Deign Formula", SPE Брукфилд, Коннектикут, номер для заказа S42700 / 882018