Design de ajuste de encaixe:tipos de ajuste de encaixe e práticas recomendadas

Como designers industriais, você não deseja que os fixadores expostos comprometam a estética de seus produtos. O ambiente de fabricação hoje também exige a produção eficiente de peças de alta qualidade. Isso parece um aparente paradoxo. No entanto, a solução está em usar o design de encaixe rápido para montar as peças.

Projetar peças com juntas de encaixe rápido pode economizar tempo e dinheiro na produção. Eles reduzem não apenas os custos de material e as quantidades de peças, mas também melhoram a facilidade de montagem. A técnica tradicional de moldagem por injeção provou ser viável para a produção da junta de encaixe. No entanto, o design de encaixe instantâneo impresso em 3D tem novas oportunidades.

Portanto, é vital entender o design de encaixe rápido e reage com os sistemas de fabricação. Os designs de encaixe rápido vêm com certos desafios. Este artigo procura ajudá-lo a navegar no mundo complexo dos ajustes de encaixe, discutindo os principais recursos. Também veremos as classificações importantes e as melhores práticas para superar problemas comuns de prototipagem.

Visão Geral Conjunta do Snap

As juntas de encaixe estão entre as maneiras mais simples e eficientes de montar peças. Com juntas de encaixe, geralmente não há necessidade de diferentes tipos de fixadores e ferramentas. Em sua forma mais simples, uma junta de encaixe é uma pequena saliência que pode ser um pino, gancho ou talão. A deflexão desta saliência ocorre durante a montagem.

O objetivo principal é capturar um recurso no componente matin. Ou seja, a parte saliente de um componente pode defletir durante a união. Em seguida, ele captura um recurso que está presente no componente de posicionamento.

Normalmente, os usuários não precisam necessariamente ter acesso às juntas de encaixe rápido antes da montagem. Isso torna a automação do design de encaixe rápido muito mais fácil. O design de encaixe também determina se a conexão será permanente ou temporária. Ou seja, se os encaixes podem ser liberados por ferramentas/força ou não.

Um dos critérios importantes no encaixe de moldagem por injeção é o deslocamento de recursos flexíveis durante a montagem e desmontagem. As juntas de encaixe são frequentemente empregadas em peças plásticas. Portanto, a flexibilidade é permitida com os ajustes. Ou seja, os materiais plásticos permitem um nível razoável de tensão e elasticidade. Portanto, pode haver grandes deflexões sem risco de danos às peças.

Em um estado unido, os encaixes rápidos geralmente estão livres de carga e há apenas um deslocamento mínimo. Isso os torna úteis para materiais plásticos. As fluências tendem a ocorrer em plásticos estressados, o que pode fazer com que percam a pretensão ao longo do tempo.

Em essência, os elementos localizadores rígidos ajudam a alinhar as peças de união. Isso ajuda a evitar qualquer forma de deslocamento e liberação do ajuste da junta. Presilhas, reentrâncias, alças e outros são boas opções neste caso.

As juntas de encaixe rápido são úteis em uma ampla variedade de aplicações. Alguns tipos básicos de ajustes podem ser combinados com eles para atender aos padrões da indústria e requisitos de projeto específicos. Isso expande a diversidade de exemplos de design de encaixe de plástico.

Tipos de juntas de encaixe

Existe uma ampla variedade de possibilidades de design de encaixe rápido disponíveis. Nesta seção, discutiremos os três tipos mais comuns de juntas de encaixe. Eles incluem o seguinte:

Juntas Snape em balanço

Esses são os tipos mais comuns de juntas de encaixe rápido na fabricação. Essas juntas têm formas geométricas simples que as tornam fáceis de implementar em um design de encaixe rápido. Também é fácil calcular sua deformação durante o processo de união.

O projeto básico inclui uma viga cantilever que vem com um gancho cônico na ponta. Há também um recesso correspondente no parceiro de união. A estrutura mostra a superfície cônica deslizando ao longo da superfície do parceiro de união. Isso dobra o cantilever, permitindo que o gancho alcance o recesso antes de voltar ao estado não deformado.

A junta pode ser permanente ou pode suportar a liberação em uma força de separação. Este atributo depende do ângulo de superfície que ocorre entre o gancho e o recesso. Em alguns casos, o cantilever não vem como uma barra reta. Existem outros designs com cantilevers em forma de U ou L. Esses desenhos são comuns em peças plásticas.

Essas formas têm vantagens, pois suportam cantilevers mais longos sem ocupar mais espaço. Assim, permitem menores forças de deflexão quando estão em ambientes compactos. Quando esses cantilevers em forma de U e L estiverem na borda de uma peça, não haverá necessidade de controles deslizantes no projeto de moldagem por injeção.

Juntas de encaixe de torção

Ao contrário do design de encaixe em cantilever, o encaixe de torção basicamente deflete as vigas ao torcer uma barra. Eles são wats simples para criar conexões separáveis. Essas soluções robustas também representam um método de união econômico e sofisticado. O design do balancim permite a abertura fácil do parceiro de união.

A força de deflexão do balancim é dada pela torção de seu eixo. O balancim de encaixe rápido e a barra de torção são moldados integralmente para a melhor conectividade. Um mecanismo de gangorra ocorre quando há uma extensão da viga do gancho além do eixo da barra de torção. O usuário só precisa empurrar a extremidade livre da viga para levantar o gancho e soltar a junta.

Juntas de encaixe anulares

Um projeto de encaixe que usa juntas de encaixe anulares geralmente é para peças elípticas ou circulares. Essas peças incluem tampas de canetas e tampas de recipientes. Este tipo de junta de encaixe rápido vem com um cume na circunferência de um componente. Esta crista trava na ranhura do segundo componente. Além da flexão, tensões de tração ou compressão podem ocorrer durante a montagem.

Estas são tensões multiaxiais que podem ser um desafio ao projetar uma junta. Podemos estimar a deformação de geometrias circulares simples com base nos diâmetros dos componentes de união. Os encaixes anulares têm uma propriedade chave, que é a compressão e o alongamento da circunferência.

As pessoas muitas vezes confundem o arranjo circular dos ganchos com um design de encaixe rápido anular. No entanto, isso não ocorre porque a deflexão em ajustes anulares é dominada pela flexão. Os encaixes anulares podem apresentar propriedades variadas dependendo do projeto dos componentes de união. Eles geralmente são fáceis de travar e liberar, como você encontrará nas tampas das canetas. Alguns podem oferecer uma conexão permanente e sem liberação que depende dos ângulos dos componentes de união. A rotação pode, no entanto, ser permitida em ambas as situações.

Este vídeo mostra juntas de encaixe para plásticos:

Design de ajuste rápido Cálculos

Os cálculos que você fará para o seu projeto dependerão do tipo de projeto que você deseja alcançar. A tabela a seguir ajudará você a realizar cálculos eficazes.

Símbolos

• y =deflexão permitida
• b =largura na raiz
• c =centro de gravidade (ou seja, distância entre a fibra externa e a fibra neutra)
• E como valor absoluto =porcentagem/100
• E =tensão admissível na fibra externa na raiz
• l =comprimento do braço
• K =fator geométrico
• h =espessura na raiz
• Es =módulo secante
• P =força de deflexão permitida
• Z =módulo de seção
• Z =Ic; onde I =momento de inércia axial

O encaixe de encaixe é de fato uma solução econômica para montar peças plásticas. Se você precisar de sugestões ou precisar de peças de protótipo, o RapidDirect é a sua escolha.

Problemas comuns de design de ajuste de encaixe e práticas recomendadas

O design de encaixe rápido não é um procedimento de solução única. Alguns desafios podem surgir durante o processo de encaixe de moldagem por injeção ou impressão 3D. Aqui, discutiremos alguns dos desafios que os engenheiros enfrentam quando projetam para encaixes rápidos

Concentrações de Estresse

Quando ocorrem cantos afiados ao usar a junta de encaixe cantilever, o estresse pode se concentrar na raiz. Isso faz com que o cantilever seja mais suscetível ao cisalhamento.

Ocorrência de fluência

Plásticos ou termoplásticos são geralmente suscetíveis à fluência. Esta é uma deformação gradual quando os materiais estão sob tensão. Com o tempo, a fluência comprometerá a conexão entre os componentes e poderá inutilizá-los.

Falha de carregamento repetitivo ou de fadiga

Quando há montagem e desmontagem repetidas de encaixes rápidos, pode haver uma falha em tensões menores que a tensão do material. A falha por fadiga geralmente ocorre em altas frequências de carregamento.

Problemas de tolerância

Quando as lacunas não são colocadas corretamente, podem ocorrer problemas de tolerância. Sempre que há problemas de tolerância, os componentes não se encaixam perfeitamente.

Mais:Tolerância de moldagem por injeção:otimize-os de quatro maneiras

Práticas recomendadas de engenharia para o design Snap Fit

Existem vários recursos de design que podem ajudar a reduzir a tensão e a tensão no conjunto da junta de encaixe. Eles incluem:

Filete a base do cantilever

Adicionar um filete à base do cantilever é uma ótima maneira de distribuir o estresse sobre as peças e criar uma conexão mais forte. O raio do filete recomendado deve ser de pelo menos 0,5x a espessura da base do cantilever.

Afinar o design

Uma boa prática de projeto é diminuir a seção transversal da viga em balanço ao longo de seu comprimento. Isso garante o uso de menos materiais e haverá uma distribuição mais uniforme da tensão no material.

Aumentar a largura do clipe

O objetivo desta prática é adicionar força ao design de encaixe rápido. Este pode ser um processo inicial de tentativa e erro para obter o nível certo de rigidez. No entanto, a largura recomendada do clipe deve ser de pelo menos 5 mm.

Considere adicionar terminais

A adição de terminais a uma montagem ajudará no alinhamento das peças. Também ajudará a transferir alguma força de cisalhamento dos clipes.

Considere a direção de construção

É aconselhável evitar projetar juntas de encaixe construídas a partir da cama verticalmente para cima. Estes são geralmente mais fracos devido à natureza anisotrópica do processo. O cantilever ou outros encaixes rápidos também devem ser defletidos apenas durante a montagem. Eles não devem ser defletidos durante a conexão dos componentes.

Conclusão

Encaixes instantâneos oferecem aos fabricantes utilidade de custo e desempenho. No entanto, o design de encaixe rápido pode ser um processo complexo e iterativo. Portanto, você só precisa seguir algumas práticas recomendadas de fabricação simples para obter o melhor de suas juntas de encaixe rápido. Isso diminuirá ainda mais os ciclos de vida da prototipagem.

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