Основы проектирования литья под давлением: Snap

Майкл Палоян | 15 ноября 2019 г.

Одним из самых больших недостатков пластиковых материалов является их гибкость и относительно низкая жесткость. Одним из величайших преимуществ пластиковых материалов является их гибкость и низкая жесткость. Ваше восприятие того, какое из этих утверждений верно, зависит от того, как вы, как дизайнер, оптимизируете свойства пластиковых материалов. Лично я предпочитаю последнее утверждение, особенно когда я разрабатываю продукты, которые будут эстетически привлекательными и легко собираются с минимальным оборудованием.

Когда-то для сборки всех изделий требовались сотни винтов, что требовало большого количества рабочей силы и запчастей. Эстетика окончательного проекта часто нарушалась многочисленными открытыми винтами и крепежными деталями. Сегодняшние промышленные дизайнеры не хотят, чтобы открытые крепления нарушали эстетику конструкции их изделий, а инженеры-технологи вынуждены более эффективно производить высококачественные товары. Решением этого кажущегося парадокса является использование защелкивающихся деталей как средства сборки деталей, которое идеально подходит для пластмассовых материалов. Оставшаяся часть этой статьи будет посвящена обсуждению всех вопросов, связанных с правильным проектированием защелкивания.

Прежде чем обсуждать типы конструкций с защелками и связанные с ними параметры конструкции, я хотел бы сосредоточиться на некоторых основных функциональных требованиях к защелкам, которые перечислены ниже.

Хотя существует три основных типа защелкивающихся замков — кольцевые, консольные и крутильные, — все они имеют общие конструктивные особенности, перечисленные выше.

Кольцевой защелкивающийся замок

Отличительным признаком кольцевого замка с защелкой является крепление выступающего запирающего элемента к прилегающей стенке или краю, который должен деформироваться, чтобы позволить запирающему выступу защелкнуться над ответным запирающим элементом. По моему мнению, эти защелкивающиеся замки сложнее всего спроектировать, создать прототип и оптимизировать, поскольку силы, приложенные для деформации и соединения двух частей, очень сложно рассчитать или предсказать. Кольцевые защелки часто можно увидеть в защелкивающихся крышках для бутылок, ручках, пластиковых контейнерах и недорогих корпусах бытовой электроники. Эффективность кольцевого замка с защелкой во многом зависит от материалов обеих сопрягаемых частей, толщины стенок и величины натяга. Другие важные факторы включают размер и геометрию детали, допуски при формовании, плоскостность и расположение на поверхности.

Торсионная защелка

Торсионные защелки идеально подходят для любого применения, требующего радиального замка, например, храпового замка, предохранительного замка с резьбой для крышки бутылки или замка с нажимным механизмом. Спроектировать торсионный замок гораздо проще, чем кольцевой замок, но сложнее, чем простой консольный замок. Напряженная торсионная часть замка должна быть спроектирована так, чтобы изгибаться в пределах упругого рабочего напряжения материала, одновременно создавая достаточные силы для выполнения желаемой функции. Нажатие пальца для включения или выключения защелки также должно быть комфортным для обычного человека. Это давление будет зависеть от площади поверхности кнопки спуска и силы, необходимой для отклонения защелки. Кроме того, оснастка должна быть спроектирована с учетом простоты формования, допусков, свойств материала и срока службы изделия.

Консольный защелкивающийся замок

Консольные защелкивающиеся замки — это наиболее часто используемые защелкивающиеся замки, которые проще всего спроектировать. В их основе лежит простая балка, конструкция которой позволяет отклонять определенную величину в зависимости от высоты карабина. Профиль карабина обычно имеет форму прямоугольного треугольника с конической передней кромкой, равностороннего треугольника или полукруглой конфигурации. Прямоугольный профиль обеспечивает очень надежную блокировку, которую в нормальных условиях можно разобрать только вручную, отпустив защелку. Равносторонний и полукруглый профили позволяют защелкивать или разъединять две детали, просто сжимая их вместе или раздвигая. Мы рассмотрим конструктивные соображения, связанные с каждым из этих вариантов привязки, на основе предыдущего списка параметров.