Защелкиванием является метод сборки используется для крепления гибких частей, как правило , пластиковые, с получением конечного продукта, нажав на части блокирующие компоненты вместе. [1] Есть несколько вариантов защелкивания, включая консольные, торсионные и кольцевые. Защелкивающиеся детали, как неотъемлемые элементы крепления, являются альтернативой сборке с использованием гвоздей или шурупов и обладают преимуществами скорости и отсутствия незакрепленных деталей. Защелкивающиеся соединители можно найти в повседневных товарах, таких как крышки батарейных отсеков, кнопки и ручки.
История
Соединители с защелкивающимся соединением используются уже тысячи лет. Первые были металлическими. Некоторые из самых старых найденных защелок - это застежки- кнопки или пуговицы, представленные на китайской терракотовой армии с изображением солдат из позднего периода Воюющих государств . 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, когда завершается охлаждение формы, является усадка продукта, вызывающая ошибки в деталях крепления.
Создание конструкции с защелкой требует более точного проектирования, чем сборка винта или гвоздя , и часто стоит дороже. При выполнении посадки с защелкой производителю необходимо определить, где будут применяться 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 посадки с защелкой. [2] [4] Другая причина - создание форм; они требуют больше времени из-за интеграции частей в продукт. [5]
Дизайн
Конструкция оснастки определяет, для чего ее можно использовать. Есть три основных типа защелок: кольцевые, консольные и торсионные. Большинство соединений с защелкой имеют общую конструкцию: выступающий край и область защелкивания. [5] Конкретное название защелкивающейся посадки обычно называют по типу напряжения или деформации, которое 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 ее надавливания на более жесткую деталь. В большинстве случаев конструкция имеет круглую форму. Некоторые популярные примеры - колпачки для ручек, шаровые и шарнирные соединения, кнопки и крышки для бутылок с водой. Такой тип защелкивания можно использовать несколько раз. Однако может развиться постоянное напряжение, ослабляющее сустав при слишком частом использовании. [6]
Консольный
Консольное защелкивание является наиболее часто используемым защелкиванием из трех. [6] [7] консольные конструкции могут быть многократного использования 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 точки разрыва. В качестве решения некоторые детали имеют стопор, чтобы предотвратить поломку защелкивающейся посадки. Один из очень популярных примеров - крышка батарейного отсека.
Крутильный
Как и в случае посадки с кантилеверной защелкой, при посадке с торсионной защелкой необходимо отклонить или оттолкнуть выступающие края детали B от области вставки. Затем деталь A скользит между выступающими краями, пока не будет достигнуто желаемое расстояние. Затем края детали B освобождаются, и деталь A удерживается на месте. В данном описании защелкивающиеся детали представляют собой 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
- ↑ Кристофер М. Шлик (3 октября 2009 г.). Промышленная инженерия и эргономика: видение, концепции, методы и инструменты Фестиваль в честь профессора Хольгера Лучака . Springer Science & Business Media. С. 597–. ISBN 978-3-642-01293-8.
- ^ а б Генри В. Столл (1 июня 1999 г.). Методы и практика дизайна продукта . CRC Press. С. 172–. ISBN 978-0-8247-7565-0.
- ^ 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.
- ^ Майкл Дж. Тротон (17 октября 2008 г.). Справочник по соединению пластмасс: Практическое руководство . Уильям Эндрю. С. 188–. ISBN 978-0-8155-1976-8.
- ^ а б Спар, Тим (ноябрь 1991). «Защелкивающиеся соединения для сборки и разборки». Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ а б в Трес, Пол. «Snap Fit Design» . Архивировано из оригинала на 2012-01-25.
- ^ Роберт В. Месслер (2004). Соединение материалов и конструкций: от прагматического процесса к технологиям . 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 конструкции встроенного фиксирующего приспособления». 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 креплениями 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 в Массачусетском технологическом институте (Кембридж, Массачусетс, США)
Внешние ссылки
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, применяемый к конструкции с защелкиванием из термопластов», SPE, Brookfield Center, CT, 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