之前我們已經介紹了(le)焊接、擰緊、壓裝等基礎連接技術,今天我們來(lái)介紹一下(xià)卡扣連接技術
什(shén)麽?上(shàng)周520,這(zhè)周卡内餘額隻有5塊2了(le),卡扣完了(le)???
不不,這(zhè)個卡扣不是從(cóng)卡裏扣的意思,一不小(xiǎo)心把卡裏面的餘額暴露出來(lái)了(le)圖片圖片圖片
趕緊來(lái)給小(xiǎo)編加個雞腿吧!!!
什(shén)麽是卡扣連接?
卡扣連接是通過集成在零件上(shàng)或分離的定位功能(néng)件和(hé)鎖緊功能(néng)件共同作(zuò)用(yòng)對(duì)零件形成特定約束的連接方式,其中鎖緊功能(néng)件在裝配過程中發生形變,随後又恢複到(dào)它原始位置從(cóng)而形成鎖緊并提供保持力,是一種不但(dàn)方便快(kuài)捷而且經濟的産品裝配方法。
在卡扣連接當中,有幾個基本的概念需要介紹一下(xià):
·定位功能(néng)件:是相對(duì)非柔性的約束功能(néng)件,用(yòng)來(lái)保證裝配件和(hé)基本件之間的精确定位,提供鎖緊力以外(wài)的分離抵抗力,承受約束行爲中的主要載荷
·鎖緊功能(néng)件:是在裝配過程中彈性變形,并在裝配到(dào)位後恢複到(dào)原始位置從(cóng)而形成鎖緊并提供保持力的約束功能(néng)件
·基本件:是在連接過程中相對(duì)較大(dà),在裝配過程中可以視(shì)爲靜止不動的零件或總成,可以視(shì)爲連接的基準。以汽車爲例,對(duì)大(dà)部分需要裝配的飾件來(lái)說,車身就是基本件
·裝配件:是需要通過約束連接到(dào)基本件上(shàng)的零件或總成
卡扣連接用(yòng)在什(shén)麽地方?
卡扣在結構設計(jì)中使用(yòng)非常廣泛,這(zhè)是由它的特點及優勢所決定的,組裝方便,節約單價成本,但(dàn)是缺點是沒有螺釘的強度和(hé)可靠性高(gāo),我們來(lái)看(kàn)看(kàn)幾個常見的應用(yòng)吧
<顯卡和(hé)内存的固定卡扣>
<手機排線>
<發動機上(shàng)的管路、線束>
<汽車飾件的固定卡扣>
從(cóng)功能(néng)上(shàng)來(lái)區(qū)分,卡扣可以分爲永久型和(hé)可拆卸型兩種
永久型卡扣的設計(jì)方便裝上(shàng),但(dàn)不容易拆下(xià)
可拆卸型的設計(jì)則裝上(shàng)和(hé)拆下(xià)均十分方便
從(cóng)設計(jì)上(shàng)來(lái)說,可拆卸型的原理(lǐ)是卡扣的勾形伸出部分有适當的導入角和(hé)導出角,方便扣上(shàng)及分離的動作(zuò),導入角和(hé)導出角的大(dà)小(xiǎo)直接影響扣上(shàng)及分離所需的力度;永久型的卡扣則隻有導入角而沒有導出角的設計(jì),所以一旦扣上(shàng),結合部分會(huì)形成自(zì)鎖的狀态,不容易拆下(xià)。非永久型的卡扣可以通過施加變形力或分離力進行脫開(kāi),可以參考下(xià)圖的示例說明(míng)
卡扣設計(jì)一般離不開(kāi)懸梁式的方法,懸梁式的延伸就是環形和(hé)球形扣。所謂懸梁式就是用(yòng)材料本身的撓曲變形的特性,經過彈性恢複後返回原來(lái)的形狀。卡扣的設計(jì)是需要計(jì)算(suàn)出來(lái)的,如裝配時(shí)受到(dào)的力,和(hé)裝配後應力集中的漸變行爲,都需要從(cóng)材料特性中進行考慮
卡扣連接的關鍵要求
1.連接可靠性
連接可靠性是産品在使用(yòng)壽命中确保連接符合設計(jì)的要求,産品的使用(yòng)壽命包括但(dàn)不局限于産品的裝配、運輸、用(yòng)戶操作(zuò)、維修階段,因此對(duì)連接可靠性的要求也(yě)包括:
○ 連接符合功能(néng)預期
○ 連接強度
○ 在用(yòng)戶操作(zuò)過程中不發生分離、松動、破損、噪聲
○ 尤其汽車連接件能(néng)夠适應使用(yòng)過程中環境因素引起的産品變形或蠕變
○ 保證裝配和(hé)維修拆卸的操作(zuò)與設計(jì)預期一緻
其中結合強度是約束功能(néng)件(定位功能(néng)件和(hé)鎖緊功能(néng)件)在産品使用(yòng)壽命中承受裝配、分離、載荷及變形力的能(néng)力,是連接可靠性最重要的要求,也(yě)是對(duì)約束能(néng)力結構及強度的要求
(圖片來(lái)源:TE)
2.約束完整性
空(kōng)間物體有6個自(zì)由度,并可沿着每個自(zì)由度的正反兩向運動,如下(xià)圖
約束是對(duì)零件之間相對(duì)自(zì)由度的控制,是由裝配件和(hé)基本件上(shàng)的約束功能(néng)件實現(xiàn)的,通過約束恰好(hǎo)限制零件之間的全部12向運動,這(zhè)是大(dà)部分的連接中需要的約束;也(yě)有一些(xiē)産品因爲功能(néng)需求不完全進行約束,保留産品的一部分相對(duì)運動,但(dàn)是該運動也(yě)是通過約束功能(néng)件進行限制和(hé)保證的
約束剛好(hǎo)滿足産品功能(néng)并與約束的運動方向數量恰好(hǎo)相對(duì)應是恰當約束,約束點多于需要約束的運動方向爲過約束,少于需要約束的運動方向爲欠約束。過約束在較大(dà)的汽車塑料件中用(yòng)于保證局部重點區(qū)域的配合,欠約束通常是由于設計(jì)不合理(lǐ)或功能(néng)件薄弱而引起的約束問題,是需要避免的
3.裝配協調性
裝配協調要求裝配(拆卸)過程中零件各要素與裝配(拆卸)運動相适宜,以便進行裝配操作(zuò)
如上(shàng)圖,裝配的時(shí)候是推運動,拆解的時(shí)候是翻轉運動,翻轉過程中的一端卡扣可能(néng)會(huì)因爲過度變形而損壞
爲了(le)滿足裝配協調性,卡扣在設計(jì)時(shí)應該遵循以下(xià)原則:
○ 定義的裝配運動應該與裝配件和(hé)基本件的基本形狀相适應
○ 裝配件和(hé)基本件上(shàng)所有有形要素應與裝配運動相适宜
○ 保留鎖緊功能(néng)件形變所需的空(kōng)間
○ 裝配和(hé)拆卸運動的方向應平行而反向
卡扣連接的要素
卡扣連接的要素主要分爲描述性要素和(hé)有形要素兩部分
描述性要素:
1.功能(néng):是首要規劃的描述性要素,是連接的基本目的,主要包括連接後兩件的相對(duì)運動、連接精度、連接類型、連接後的保持
2.裝配件和(hé)基本件的基本形狀:描述的是裝配件的整體及基本件的裝配局部區(qū)域,可以使設計(jì)規劃更形象,主要包括實體、闆、殼體、面、開(kāi)口、深孔。對(duì)零件基本形狀的定義不是絕對(duì)的,他(tā)們之間的關系可以視(shì)具體設計(jì)情況相互轉化
3.最終裝配運動:完整的裝配動作(zuò)可能(néng)由多種裝配運動組成,本要素描述的是最後一步的運動,在此運動過程中鎖緊功能(néng)件發生作(zuò)用(yòng),合理(lǐ)的最終裝配運動定義有助于提高(gāo)連接的可靠性,滿足裝配協調性,也(yě)可将裝配力控制在合理(lǐ)範圍内,從(cóng)形式上(shàng)來(lái)說主要有推、滑、反轉、轉動
4.接合方向:接合方向與最終裝配運動的切向平行,是卡扣連接中的鎖緊方向,其原則主要是與鎖緊同向,滿足裝配協調性要求,盡量不與産品功能(néng)要求的較大(dà)的、長期的分離性質的載荷力同向或角度接近
有形要素:
1.定位功能(néng)件:主要用(yòng)于提供大(dà)部分方向的約束,也(yě)用(yòng)來(lái)限制運動方向,常見的定位功能(néng)件形式包括柱、筋、凸台、卡爪、插銷、表面、邊緣、孔、切口、合頁,通常定位功能(néng)件會(huì)用(yòng)到(dào)這(zhè)些(xiē)元素中的1種或幾種的組合
2.鎖緊功能(néng)件:鎖緊功能(néng)件在裝配的最後階段發生作(zuò)用(yòng),與最終裝配運動相對(duì)應,常見的形式包括懸臂梁型、平面型、止逆型、扭轉型、圓環型
參考文(wén)獻:
JB/T 6544-1993 塑料拉伸和(hé)彎曲彈性模量試驗方法