Snap Fit Design :Types de Snap Fits et meilleures pratiques

En tant que designers industriels, vous ne voudriez pas que les fixations apparentes compromettent l'esthétique de vos produits. L'environnement de fabrication d'aujourd'hui exige également la production efficace de pièces de haute qualité. Cela ressemble à un paradoxe apparent. Cependant, la solution consiste à utiliser une conception à encliquetage pour assembler les pièces.

Concevoir des pièces avec des joints à encliquetage peut économiser du temps et de l'argent en production. Ils réduisent non seulement les coûts des matériaux et les quantités de pièces, mais améliorent également la facilité d'assemblage. La technique traditionnelle de moulage par injection s'est avérée viable pour produire le joint à déclic. Cependant, la conception à pression imprimée en 3D offre de nouvelles opportunités.

Par conséquent, il est essentiel de comprendre la conception à encliquetage et elle réagit avec les systèmes de fabrication. Les conceptions à ajustement rapide présentent certains défis. Cet article vise à vous aider à naviguer dans le monde complexe des ajustements instantanés en discutant des fonctionnalités clés. Nous examinerons également les classifications importantes et les meilleures pratiques pour surmonter les problèmes de prototypage courants.

Présentation générale de Snap Joint

Les joints à encliquetage sont parmi les moyens les plus simples et les plus efficaces d'assembler des pièces. Avec les joints à déclic, il n'y a généralement pas besoin de différents types de fixations et d'outils. Dans sa forme la plus simple, un joint à déclic est une petite saillie qui peut être un goujon, un crochet ou une perle. La déviation de cette saillie se produit lors de l'assemblage.

L'objectif principal est d'attraper une caractéristique dans le composant matin. C'est-à-dire que la partie en saillie d'un composant peut fléchir lors de l'assemblage. Ensuite, il capture une fonctionnalité présente dans le composant d'accouplement.

Habituellement, les utilisateurs n'auront pas nécessairement besoin d'avoir accès aux joints à encliquetage avant l'assemblage. Cela rend l'automatisation de la conception à encliquetage beaucoup plus facile. La conception du composant logiciel enfichable détermine également si la connexion sera permanente ou temporaire. Autrement dit, si les ajustements peuvent être libérés par des outils/force ou non.

L'un des critères importants dans l'ajustement par encliquetage du moulage par injection est le déplacement des éléments flexibles lors du montage et du démontage. Les joints à déclic sont souvent utilisés dans les pièces en plastique. Par conséquent, la flexibilité est autorisée avec les ajustements. C'est-à-dire que les matières plastiques permettent un niveau raisonnable de déformation et d'élasticité. Par conséquent, il peut y avoir de grandes déviations sans risquer d'endommager les pièces.

Dans un état joint, les ajustements par encliquetage sont généralement sans charge et il n'y a qu'un déplacement minimal. Cela les rend utiles pour les matières plastiques. Les fluages ​​ont tendance à se produire sur les plastiques sollicités, ce qui peut leur faire perdre leur prétention au fil du temps.

Essentiellement, les éléments de positionnement rigides aident à aligner les pièces jointes. Cela permet d'éviter toute forme de déplacement et de libération de l'ajustement de l'articulation. Les loquets, les évidements, les ergots et autres sont de bonnes options dans ce cas.

Les joints à encliquetage sont utiles dans une grande variété d'applications. Quelques types d'ajustements de base peuvent être combinés avec eux pour répondre aux normes de l'industrie et aux exigences de conception spécifiques. Cela élargit la diversité des exemples de conception d'encliquetage en plastique.

Types de joints à encliqueter

Il existe une vaste gamme de possibilités de conception d'encliquetage disponibles. Dans cette section, nous aborderons les trois types les plus courants de joints à déclic. Ils incluent les éléments suivants :

Joints Snape en porte-à-faux

Ce sont les types de joints à encliquetage les plus courants dans la fabrication. Ces joints ont des formes géométriques simples qui les rendent faciles à mettre en œuvre dans une conception à encliquetage. Il est également facile de calculer leur contrainte pendant le processus d'assemblage.

La conception de base comprend une poutre en porte-à-faux dotée d'un crochet conique à son extrémité. Il y a aussi un évidement correspondant dans le partenaire de jonction. La structure montre la surface conique glissant le long de la surface du partenaire de jonction. Cela plie le porte-à-faux permettant au crochet d'atteindre l'évidement avant de revenir à l'état non déformé.

Le joint peut soit être permanent, soit il peut supporter une libération à une force de séparation. Cet attribut dépend de l'angle de surface se produisant entre le crochet et l'évidement. Dans certains cas, le porte-à-faux ne se présente pas sous la forme d'une barre droite. Il existe d'autres conceptions avec des porte-à-faux en forme de U ou de L. Ces conceptions sont courantes dans les pièces en plastique.

Ces formes présentent des avantages en ce sens qu'elles supportent des porte-à-faux plus longs sans prendre plus de place. Ainsi, ils permettent des forces de déflexion plus faibles lorsqu'ils sont dans des environnements compacts. Lorsque ces porte-à-faux en forme de U et de L se trouvent sur le bord d'une pièce, il n'y aura pas besoin de curseurs dans la conception du moulage par injection.

Joints à déclic de torsion

Contrairement à la conception à encliquetage en porte-à-faux, les ajustements à encliquetage de torsion dévient essentiellement les poutres en tordant une barre. Ce sont de simples wats pour créer des connexions séparables. Ces solutions robustes constituent également une méthode d'assemblage économique et sophistiquée. La conception du culbuteur permet une ouverture facile du partenaire de jonction.

La force de déflexion du culbuteur est donnée par la torsion de son axe. Le culbuteur à encliquetage et la barre de torsion sont intégralement moulés pour une meilleure connectivité. Un mécanisme de bascule se produit lorsqu'il y a une extension de la poutre du crochet au-delà de l'axe de la barre de torsion. L'utilisateur n'a qu'à pousser l'extrémité libre de la poutre pour soulever le crochet et libérer l'articulation.

Joints à déclic annulaires

Une conception Snap qui utilise des joints annulaires Snap est généralement destinée aux pièces elliptiques ou circulaires. Ces pièces comprennent les capuchons des stylos et les couvercles des contenants. Ce type de joint à encliquetage est livré avec une arête à la circonférence d'un composant. Cette arête se verrouille dans la rainure du second composant. Outre la flexion, des contraintes circonférentielles de traction ou de compression peuvent survenir lors de l'assemblage.

Ce sont des contraintes multiaxiales qui peuvent constituer un défi lors de la conception d'un assemblage. Nous pouvons estimer la déformation de géométries circulaires simples en fonction des diamètres des composants de jonction. Les ajustements instantanés annulaires ont une propriété clé, qui est la compression et l'étirement de la circonférence.

Les gens confondent souvent la disposition circulaire des crochets avec une conception annulaire à encliquetage. Cependant, ce n'est pas le cas car la déflexion dans les ajustements annulaires est dominée par la flexion. Les ajustements par encliquetage annulaire peuvent présenter des propriétés variables selon la conception des composants d'assemblage. Ils sont souvent faciles à verrouiller et à déverrouiller, comme vous le trouverez dans les capuchons de stylo. Certains peuvent offrir une connexion permanente et sans relâche qui dépend des angles des composants de jonction. La rotation peut cependant être autorisée dans les deux situations.

Cette vidéo vous montre des joints encliquetables pour les plastiques :

Conception à ajustement rapide Calculs

Les calculs que vous ferez pour votre conception dépendront du type de conception que vous souhaitez réaliser. Le tableau suivant vous aidera à effectuer des calculs efficaces.

Symboles

• y =déviation admissible
• b =largeur à la racine
• c =centre de gravité (c'est-à-dire la distance entre la fibre externe et la fibre neutre)
• E en valeur absolue =pourcentage/100
• E =déformation admissible dans la fibre extérieure à la racine
• l =longueur du bras
• K =facteur géométrique
• h =épaisseur à la racine
• Es =module sécant
• P =force de déviation admissible
• Z =module de section
• Z =je c ; où I =moment d'inertie axial

Les ajustements par encliquetage sont en effet une solution rentable pour assembler des pièces en plastique. Si vous avez besoin de suggestions ou si vous avez besoin de pièces prototypes, RapidDirect est votre choix.

Problèmes courants de conception Snap Fit et bonnes pratiques

La conception à ajustement rapide n'est pas une solution unique pour toutes les procédures. Certains défis peuvent survenir lors du moulage par injection ou du processus d'impression 3D. Ici, nous allons discuter de certains des défis auxquels les ingénieurs sont confrontés lorsqu'ils conçoivent pour des ajustements rapides

Concentrations de stress

Lorsque des angles vifs se produisent lors de l'utilisation du joint encliquetable en porte-à-faux, la contrainte peut se concentrer à la racine. Cela rend le porte-à-faux plus susceptible de se cisailler.

Occurrence de fluage

Les plastiques ou thermoplastiques sont généralement sensibles au fluage. Il s'agit d'une déformation progressive lorsque les matériaux sont sous contrainte. Au fil du temps, le fluage compromettra la connexion entre les composants et peut les rendre inutiles.

Échec de chargement répétitif ou de fatigue

Lors de montages et de démontages répétés d'encliquetages, il peut y avoir une défaillance à des contraintes inférieures à la contrainte du matériau. La rupture par fatigue se produit souvent à des fréquences de chargement élevées.

Problèmes de tolérance

Lorsque les écarts ne sont pas correctement placés, des problèmes de tolérance peuvent survenir. Chaque fois qu'il y a des problèmes de tolérance, les composants ne s'emboîtent pas parfaitement.

En savoir plus :Tolérance de moulage par injection :optimisez-les de quatre manières

Meilleures pratiques d'ingénierie pour la conception Snap Fit

Il existe diverses caractéristiques de conception qui peuvent aider à réduire les contraintes et les contraintes sur l'assemblage du joint d'encliquetage. Ils incluent :

Raccorder la base du porte-à-faux

L'ajout d'un congé à la base du porte-à-faux est un excellent moyen de répartir les contraintes sur les pièces et de créer une connexion plus solide. Le rayon de congé recommandé doit être d'au moins 0,5 x l'épaisseur de la base en porte-à-faux.

Améliorez le design

Une bonne pratique de conception consiste à diminuer la section transversale de la poutre en porte-à-faux sur sa longueur. Cela garantit l'utilisation de moins de matériaux et il y aura une répartition plus uniforme des contraintes dans le matériau.

Augmenter la largeur du clip

Le but de cette pratique est d'ajouter de la force à la conception de l'ajustement par encliquetage. Il peut s'agir d'un processus initial d'essais et d'erreurs pour obtenir le bon niveau de rigidité. Cependant, la largeur de clip recommandée doit être d'au moins 5 mm.

Envisagez d'ajouter des cosses

L'ajout de pattes à un assemblage aidera à l'alignement des pièces. Cela aidera également à transférer une certaine force de cisaillement des clips.

Tenez compte de la direction de construction

Il est conseillé d'éviter de concevoir des joints à déclic construits à partir du lit verticalement vers le haut. Ceux-ci sont généralement plus faibles en raison de la nature anisotrope du processus. Le porte-à-faux ou d'autres ajustements par encliquetage ne doivent également être déviés que lors de l'assemblage. Ils ne doivent pas être déviés lors de la connexion des composants.

Conclusion

Les ajustements instantanés offrent aux fabricants une utilité en termes de coût et de performance. Cependant, la conception par encliquetage peut être un processus complexe et itératif. Par conséquent, il vous suffit de suivre quelques bonnes pratiques de fabrication simples pour tirer le meilleur parti de vos joints à encliquetage. Cela réduira encore les cycles de vie du prototypage.

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