Pro/ENGINEER Wildfire 5.0产品设计与工艺基本功特训
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1.4.6 扣位设计规范

扣位提供了一种方便快捷且经济的产品装配方法,因为扣位的组合部分在生产成品的同时成型,装配时无需配合其他如螺钉、介子等紧锁配件,只要组合的两边扣位互相配合扣上即可。

扣位的设计虽有多种几何形状,但其操作原理大致相同。当两件零件扣上时,其中一件零件的勾形伸出部分被相接零件的凸缘部分推开,直至凸缘部分完成为止;之后,借着塑胶的弹性,勾形伸出部分即时复位,其后面的凹槽也即时被相接零件的凸缘部分嵌入,此倒扣位置立时形成互相扣着的状态,如图1-17所示。

图1-17 扣位的操作原理

若用功能来区分,扣位的设计可分为永久型和可拆卸型两种。永久型扣位的设计方便装上但不容易拆下,可拆卸型扣位的设计则装上、拆下均十分方便。其原理是可拆卸型扣位的勾形伸出部分附有适当的导入角及导出角,方便扣上及分离的动作,导入角及导出角的大小直接影响扣上及分离时所需的力度,永久型的扣位则只有导入角而没有导出角的设计,所以一经扣上,相接部分即形成自我锁上的状态,不容易拆下,如图1-18所示。

图1-18 永久式及可拆卸式扣位的原理

若用扣位的形状来区分,则大致上可分为环形扣、单边扣、球形扣等,如图1-19所示。

图1-19 扣位的形状

扣位的设计一般是离不开悬梁式的方法,悬梁式的延伸就是环形扣或球形扣。悬梁式,其实是利用塑胶本身的挠曲变形的特性,经过弹性回复返回原来的形状。扣位的设计需要计算出来,如装配时的受力和装配后应力集中的渐变行为,要从塑料特性考虑。常用的悬梁扣位是恒等切面的,若要悬梁变形大些可采用渐变切面,单边厚度可渐减至原来的1/2。其变形量可比恒等切面的多60%以上。

扣位装置的弱点是扣位的两个组合部分。勾形伸出部分及凸缘部分经多次重复使用后容易产生变形,甚至出现断裂的现象,断裂后的扣位很难修补,这情况常出现于脆性或掺入纤维的塑胶材料上。因为扣位与产品同时成型,所以扣位的损坏也就是产品的损坏。补救的办法是将扣位装置设计成多个扣位同时共用,使整体的装置不会因为个别扣位的损坏而不能运作,从而增加其使用寿命。扣位装置的另一弱点是扣位相关尺寸的公差要求十分严谨,倒扣位置过多容易形成扣位损坏;相反,倒扣位置过少则使装配位置难以控制或组合部分出现过松的现象。