滑入配合部设计,结合时的破坏和白化对策

添加时间：2011-12-19 21:38

滑入配合的介绍
所谓滑入配合就是利用树脂弹性而进行部件结合的一种方法.用这种方法可获得在减少部件数量、节省工时的同时和降低其成本的效果.
下面列举了一个实例.根据同样的原理,还有其它各种形状的滑入配合.

滑入配合图

•滑入配合部发生破坏(白化)时
当结合滑入配合部时,会造成其破坏或白化.这种情况,有可能是由于所发生的应变量超过了材料的破坏应变值或屈服应变值而造成的.一般而言,用玻璃纤维等增强塑料的品级(GH-25、3300等)多数会发生破坏；而无充填品级(M90、2000等)则会发生白化.所谓屈服应变就是S-S曲线中最大应力值附近的应变(参照下图).设计弹性配合卡或弹簧时,考虑到弹性回复(*)、安全系数及误差的因素,其所发生的应变应在屈服应变的80%以下.例如,夺钢M90的屈服应变为7-8%,所以可将其发生应变设计在6%之内以控制白化.
(*)即使施加外力使其变形,但当外力解除后可回复原形的现象.

•减少应变量(破坏、白化对策)
所如要减少应变量可考虑加长弹性配合卡的跨度、减少卡爪的厚度、降低卡爪的高度及增大卡根部的圆弧等.
现在,我们通过下面的悬臂梁应变计算公式计算其发生的应变量,并与材料的屈服应变量(参照拉伸S-S曲线)进行比较.

应变计算公式
	< 断面<长方形> >

希望更详细了解计算公式的客户,请参照本会社产品目录中“考虑蠕动、应力松弛的夺钢设计方法”.
<< 计算例 >>
工程塑料为夺钢M90、卡爪高度2.0mm、跨度10.0 mm、厚度3.0 mm的弹性配合卡时,应变=(3×3×2)÷(2×102)=9.0%.由于夺钢的屈服应变为7~8%,所以可以预测,这种设计在结合时会产生白化.
现在,我们讨论一下如何减少厚度以控制白化.下面,改变厚度后,用同一计算公式计算一下预想应变量

厚度[mm]	应变量[%]
1.0	3.0
1.5	4.5
2.0	6.0
2.5	7.5
3.0	9.0

从这个计算结果来看,如果将厚度减少到2.0 mm,就可以控制白化.但是卡臂的刚性因厚度的减少而下降,从而弹性配合卡的结合力或结合时的感触减弱(如果卡臂具有充分的刚性,则在结合时会发出“咔哒”的声音,或可用手触摸到切实结合的感觉).本讲座只在变更其厚度的情况下进行了计算,而在实际中,或寻找弹性配合卡周围的可变更之处、或充分考虑与结合部件的关系等,以此进行有效的变更设计.
对于装卸频繁的滑入配合卡还必须注意因疲劳破坏或永久变形而产生的“下坠”.
如果是象本讲座中使用的这种单一形状,则可通过简单的计算采取措施.但如果是形状复杂、或在受各种因素(负荷方向、环境温度)影响的情况下,有时很难做出正确的推测和判定.此时,可将CAE(计算机模拟试验)或将判断数据综合起来采取对策.本会社在运用CAE来提出对策方面已建立了良好的服务环境.如有需要请向本会社营业部或向TSC进行联系.
<< 注意! >>
应变计算公式并不包括卡爪宽度.的计算公式即使为了控制破坏和白化而缩短卡爪宽度、或降低刚性,其应变也不会减小,所以不会改善其破坏和白化的状态.

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