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【通用連接技術基礎】卡扣連接簡介

來源:本站   發布時間: 2022-01-17 09:55:51   瀏覽:19次  字號: [大] [中] [小] [收藏]
之前我們已經介紹了焊接、擰緊、壓裝等基礎連接技術,今天我們來介紹一下卡扣連接技術
 
什么?上周520,這周卡內余額只有5塊2了,卡扣完了???

不不,這個卡扣不是從卡里扣的意思,一不小心把卡里面的余額暴露出來了圖片圖片圖片
趕緊來給小編加個雞腿吧。!
什么是卡扣連接?
卡扣連接是通過集成在零件上或分離的定位功能件和鎖緊功能件共同作用對零件形成特定約束的連接方式,其中鎖緊功能件在裝配過程中發生形變,隨后又恢復到它原始位置從而形成鎖緊并提供保持力,是一種不但方便快捷而且經濟的產品裝配方法。
在卡扣連接當中,有幾個基本的概念需要介紹一下:
·定位功能件:是相對非柔性的約束功能件,用來保證裝配件和基本件之間的精確定位,提供鎖緊力以外的分離抵抗力,承受約束行為中的主要載荷
·鎖緊功能件:是在裝配過程中彈性變形,并在裝配到位后恢復到原始位置從而形成鎖緊并提供保持力的約束功能件
·基本件:是在連接過程中相對較大,在裝配過程中可以視為靜止不動的零件或總成,可以視為連接的基準。以汽車為例,對大部分需要裝配的飾件來說,車身就是基本件
·裝配件:是需要通過約束連接到基本件上的零件或總成
 
卡扣連接用在什么地方?
 
卡扣在結構設計中使用非常廣泛,這是由它的特點及優勢所決定的,組裝方便,節約單價成本,但是缺點是沒有螺釘的強度和可靠性高,我們來看看幾個常見的應用吧

<顯卡和內存的固定卡扣>

<手機排線>

<發動機上的管路、線束>

<汽車飾件的固定卡扣>
 
從功能上來區分,卡扣可以分為永久型和可拆卸型兩種
永久型卡扣的設計方便裝上,但不容易拆下
可拆卸型的設計則裝上和拆下均十分方便
從設計上來說,可拆卸型的原理是卡扣的勾形伸出部分有適當的導入角和導出角,方便扣上及分離的動作,導入角和導出角的大小直接影響扣上及分離所需的力度;永久型的卡扣則只有導入角而沒有導出角的設計,所以一旦扣上,結合部分會形成自鎖的狀態,不容易拆下。非永久型的卡扣可以通過施加變形力或分離力進行脫開,可以參考下圖的示例說明


卡扣設計一般離不開懸梁式的方法,懸梁式的延伸就是環形和球形扣。所謂懸梁式就是用材料本身的撓曲變形的特性,經過彈性恢復后返回原來的形狀?ǹ鄣脑O計是需要計算出來的,如裝配時受到的力,和裝配后應力集中的漸變行為,都需要從材料特性中進行考慮
卡扣連接的關鍵要求
1.連接可靠性
連接可靠性是產品在使用壽命中確保連接符合設計的要求,產品的使用壽命包括但不局限于產品的裝配、運輸、用戶操作、維修階段,因此對連接可靠性的要求也包括:
○  連接符合功能預期
○  連接強度
○  在用戶操作過程中不發生分離、松動、破損、噪聲
○  尤其汽車連接件能夠適應使用過程中環境因素引起的產品變形或蠕變
○  保證裝配和維修拆卸的操作與設計預期一致
其中結合強度是約束功能件(定位功能件和鎖緊功能件)在產品使用壽命中承受裝配、分離、載荷及變形力的能力,是連接可靠性最重要的要求,也是對約束能力結構及強度的要求
 
(圖片來源:TE)
2.約束完整性
空間物體有6個自由度,并可沿著每個自由度的正反兩向運動,如下圖

 
約束是對零件之間相對自由度的控制,是由裝配件和基本件上的約束功能件實現的,通過約束恰好限制零件之間的全部12向運動,這是大部分的連接中需要的約束;也有一些產品因為功能需求不完全進行約束,保留產品的一部分相對運動,但是該運動也是通過約束功能件進行限制和保證的
 
約束剛好滿足產品功能并與約束的運動方向數量恰好相對應是恰當約束,約束點多于需要約束的運動方向為過約束,少于需要約束的運動方向為欠約束。過約束在較大的汽車塑料件中用于保證局部重點區域的配合,欠約束通常是由于設計不合理或功能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)運動相適宜,以便進行裝配操作


如上圖,裝配的時候是推運動,拆解的時候是翻轉運動,翻轉過程中的一端卡扣可能會因為過度變形而損壞
為了滿足裝配協調性,卡扣在設計時應該遵循以下原則:
○  定義的裝配運動應該與裝配件和基本件的基本形狀相適應
 
○  裝配件和基本件上所有有形要素應與裝配運動相適宜
○  保留鎖緊功能件形變所需的空間
○  裝配和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為描述性要素和有形要素兩部分
描述性要素:
1.功能:是首要規劃的描述性要素,是連接的基本目的,主要包括連接后兩件的相對運動、連接精度、連接類型、連接后的保持
2.裝配件和基本件的基本形狀:描述的是裝配件的整體及基本件的裝配局部區域,可以使設計規劃更形象,主要包括實體、板、殼體、面、開口、深孔。對零件基本形狀的定義不是絕對的,他們之間的關系可以視具體設計情況相互轉化
3.最終裝配運動:完整的裝配動作可能由多種裝配運動組成,本要素描述的是最后一步的運動,在此運動過程中鎖緊功能件發生作用,合理的最終裝配運動定義有助于提高連接的可靠性,滿足裝配協調性,也可將裝配力控制在合理范圍內,從形式上來說主要有推、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,盡量不與產品功能要求的較大的、長期的分離性質的載荷力同向或角度接近
有形要素:
1.定位功能件:主要用于提供大部分方向的約束,也用來限制運動方向,常見的定位功能件形式包括柱、筋、凸臺、卡爪、插銷、表面、邊緣、孔、切口、合頁,通常定位功能件會用到這些元素中的1種或幾種的組合
2.鎖緊功能件:鎖緊功能件在裝配的最后階段發生作用,與最終裝配運動相對應,常見的形式包括懸臂梁型、平面型、止逆型、扭轉型、圓環型
 
參考文獻:
JB/T 6544-1993 塑料拉伸和彎曲彈性模量試驗方法

 

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