image de la fonctionnalité Snap Fit
Les assemblages sont essentiels dans tout système ou produit mécanique comportant plusieurs composants. Les écrous et boulons, le soudage, le rivetage et d'autres types d'assemblages en sont quelques exemples. L'enclenchement par pression est une technique de fixation courante qui permet de masquer les éléments assemblés. Ce type d'enclenchement consiste en un crochet en porte-à-faux ou annulaire qui s'emboîte dans la rainure ou le logement de la pièce correspondante, assurant ainsi un assemblage solide. Il peut être utilisé pour des assemblages permanents ou temporaires.
De plus, nous aborderons les différents types d'enclenchements, les considérations de conception, les domaines d'application et les avantages.
Que sont les joints à enclenchement rapide ?
Ce sont des méthodes simples pour assembler avec précision des composants en plastique, métal, alliages et autres matériaux. Un système d'encliquetage repose sur des éléments saillants (crochet, support, etc.) sur une pièce et des cavités correspondantes (rainure, contre-dépouille, cavité, etc.) sur l'autre. En langage technique, on les appelle les pièces mâle et femelle. Ces deux éléments sont clairement illustrés dans le schéma ci-dessous, représentant un système d'encliquetage typique.
Exemple d'encliquetage
Le défaut de conception du bouton-pression lui permet de s'emboîter parfaitement avec les éléments correspondants d'une autre pièce. Une déformation temporaire se produit lors de l'emboîtement. Le bouton-pression peut être fixé de façon permanente ou temporaire, selon les besoins. Il est également possible de le fixer de manière à pouvoir le démonter si nécessaire.
Contrairement aux fixations traditionnelles, ce système ne nécessite aucun perçage supplémentaire ni autres opérations pour la fixation des composants intégrés dans les ensembles, avec un alignement et un positionnement précis.
Les joints à enclenchement parfaitement alignés et emboîtables permettent un assemblage robuste sans concentration de contraintes. Cette technique d'assemblage est utilisée pour les articles de consommation courante fabriqués avec Impression 3d à CNC usinage Composants industriels standard.
Avantages et limites de l'encliquetage
Les systèmes d'encliquetage facilitent un assemblage efficace et réduisent les coûts, tandis que les systèmes à encliquetage en porte-à-faux permettent un démontage aisé. En revanche, ils présentent certaines limitations, telles que la concentration des contraintes, le risque de fatigue et le choix des matériaux.
Comparons les avantages et les limites dans le tableau ci-dessous ;
| Avantages de l'emboîtement | Limitations de l'emboîtement |
| Le système d'emboîtement permet le démontage et la réutilisation. | Elles présentent un risque de rupture par fatigue, car chaque cycle de démontage fragilise leur intégrité structurelle. |
| Le système d'emboîtement élimine ou réduit le temps d'assemblage, car il ne nécessite aucune fixation ou soudure supplémentaire. | Les thermoplastiques, en particulier, sont sujets au fluage, ce qui constitue une limitation du matériau pour les applications hautes performances. |
| Comme les assemblages par encliquetage ne nécessitent ni adhésion ni fixations, ils réduisent la complexité de la nomenclature, les coûts des matériaux et les coûts d'assemblage. | Les fixations à enclenchement en porte-à-faux concentrent les contraintes à la base de la poutre. Cela provoque la fatigue du matériau et, à terme, la rupture. |
Essayez Prolean maintenant !
Types d'ajustements instantanés
Fermetures à pression
En fonction de leur géométrie et de leurs mécanismes d'emboîtement, on distingue quatre types courants : les joints en porte-à-faux, en U, à torsion et à enclenchement annulaire. Chacun possède son propre mode d'assemblage. Examinons brièvement ces différents types d'emboîtement.
1 Cantilever
L'enclenchement par pression d'un élément en porte-à-faux repose sur un système où l'extrémité libre de l'élément en porte-à-faux s'emboîte dans une rainure ou un canal de géométrie négative de la pièce réceptrice. Lors de cette opération, l'élément en porte-à-faux se déforme légèrement pour s'insérer dans la cavité. Il peut ainsi prendre différentes formes : crochet conique, manchon, sphère, etc.
Ces pièces sont couramment utilisées pour le moulage par injection et l'impression 3D de pièces en plastique, tant pour les assemblages permanents que démontables. La contrainte, la flexion et les déformations excessives constituent trois problèmes majeurs à prendre en compte tout au long du processus.
2. Fermetures annulaires à pression
Un exemple simple d'ajustement annulaire est celui du stylo et de son capuchon : le capuchon s'emboîte parfaitement sur la pointe. Les petites parties saillantes sur la circonférence des composants ronds ou cylindriques symétriques s'emboîtent dans leur contrepartie par pression.
Les assemblages annulaires à enclenchement automatique supportent des contraintes élevées sans désalignement. Ils répartissent uniformément la force sur les composants. De plus, leur conception est plus complexe et exige un calcul précis de la force de poussée.
3. Ajustements par encliquetage à torsion
Les fixations par torsion se caractérisent par leur système de torsion qui assure un ajustement parfait dans la cavité. La partie flexible de la fixation est conçue pour permettre la torsion et le dévissage lors de l'assemblage et du démontage. Lors de l'assemblage, le bras flexible est inséré de force dans la cavité et s'emboîte parfaitement, créant ainsi une liaison robuste. Ces liaisons durables peuvent être utilisées sur des produits en métal, en plastique et en caoutchouc.
4. Fermetures à pression en forme de L et de U
Comme leur nom l'indique, ces systèmes d'encliquetage sont constitués de poutres en porte-à-faux en forme de L ou de U qui s'emboîtent dans des cavités ou des rainures correspondantes. On les retrouve fréquemment dans les systèmes de verrouillage de portes, les coffrets électriques, etc. Les assemblages à encliquetage en L et en U sont robustes et facilitent le démontage des composants. Cependant, ils sont plus susceptibles de se déformer que d'autres types d'assemblages.
Comment adapter le Sanp ?
Les systèmes d'encliquetage ne fonctionnent pas comme les écrous et les boulons, qui sont fabriqués séparément pour assembler deux ou plusieurs pièces mécaniques. Ils sont intégrés aux pièces elles-mêmes. Les parties mâle et femelle de l'encliquetage sont conçues en même temps que les composants.
Assemblages par encliquetage et méthodes de fabrication
Ces types de raccords sont adaptés à l'usinage CNC, au moulage par injection et aux pièces imprimées en 3D pour les assembler en un seul objet.
Fermetures à pression usinées CNC
Ces ajustements sont généralement utilisés pour l'usinage CNC de pièces sur mesure. S'ils sont complexes, leur usinage peut s'avérer plus long et plus coûteux. De plus, la réalisation précise de détails petits et complexes peut être difficile. Pour les pièces comportant des bras droits et des rainures simples, l'usinage CNC peut être une option appropriée.
Pièces à enclenchement rapide moulées par injection
Il est courant d'assembler des pièces en plastique moulées par injection à l'aide de joints à enclenchement. L'ABS, le PP, le nylon et divers autres matériaux sont moulés par injection avec un moule ou une matrice dans laquelle des éléments à enclenchement sont intégrés. Ce procédé est économique pour la production en grande série grâce à son efficacité. De plus, moulage par injection s'adapte aux formes complexes à enclenchement, aux contre-dépouilles, aux languettes de retenue, etc.
Pièces imprimées en 3D à enclenchement rapide
Les assemblages à enclenchement rapide sont également couramment utilisés pour les pièces imprimées en 3D. Les imprimantes 3D permettent un assemblage rapide des pièces grâce à ces systèmes, notamment pour les prototypes et les petites séries. Elles offrent également une plus grande flexibilité pour la réalisation de pièces à enclenchement ou à rainure.
Paramètres d'ingénierie utilisés dans la conception à enclenchement rapide
- Dimensions du faisceau : Longueur, épaisseur et largeur de la poutre qui se déforme lors de l'ajustement.
- Rayon de congé : Rayon de courbure arrondie à la base, là où la poutre rejoint le corps principal du mur.
- Déformation admissible (ε) : Flèche admissible de la poutre par unité de longueur. Elle est régie par les équations standard de flexion des poutres.
- Rapport d'aspect (L/t)Il s'agit du rapport entre la longueur de la poutre et l'épaisseur de la paroi.
- Facteur Q : On considère que la paroi de base retenant le dispositif de fixation n'est pas parfaitement rigide, notamment dans les poutres en porte-à-faux. Déformation affinée e = 1.5(tY)/(L²Q).
- Module d'élasticité (E) : Elle représente la rigidité du matériau, c'est-à-dire la déformation/flexion que la poutre peut supporter sans fissure ni rupture.
Essayez Prolean maintenant !
Conception des joints à enclenchement
Conception à pression
Voici quelques conseils de conception d'emboîtement que vous pouvez prendre en compte pour une meilleure fabricabilité et de meilleures performances ;
- Utiliser le dégagement correct
Un ajustement suffisant entre les interfaces d'accouplement est essentiel pour un verrouillage solide, tandis qu'un ajustement trop serré peut entraîner une déformation excessive. Par conséquent, un jeu correct est indispensable.
- Ajoutez un congé autour de l'angle en porte-à-faux
Les angles vifs des consoles concentrent les contraintes au niveau de l'assemblage, ce qui peut entraîner des fissures ou une rupture. Il est donc conseillé d'ajouter des congés autour de l'angle vif afin de répartir ces contraintes.
Taille du congé = 0.5 x épaisseur de la base
- Calcul des variables
En fonction du type d'enclenchement et du matériau, calculer et utiliser les variables optimales telles que le défaut possible, la force de rétention, etc.
- Affinement de la partie mâle du système Snap Fit
Là encore, l'effilement de la languette permet une répartition plus uniforme des contraintes et contrôle la déformation des interfaces d'accouplement.
- Articulations permanentes
Si les fixations à pression doivent être rendues permanentes, vous pouvez utiliser un crochet à 90° et un logement pour y parvenir.
- La largeur du clip
Maintenez une longueur minimale de 5 mm pour la pince afin d'éviter les déformations excessives et les fissures superficielles.
Système à enclenchement par rapport aux autres méthodes de fixation
| Paramètre | Ajustement par pression | Vis | Écrou et boulon | Soudage | Collage |
| Un service innovant | Une poutre est poussée pour s'engager dans la gorge/rainure. | Un pilote applique un couple pour assembler deux surfaces/pièces. | Un boulon est enfoncé dans le matériau, puis l'écrou est serré. | Liaison au niveau des matériaux par fusion et solidification contrôlées | Un agent adhésif permet de joindre deux surfaces par simple application et durcissement. |
| Vitesse d'assemblage | Assemblage très rapide | vitesse faible à modérée | Un accès modéré et bilatéral est requis | Il faut un opérateur rapide mais compétent, ou une automatisation. | Modéré en raison du temps de séchage |
| Démontage | La structure en porte-à-faux est réversible, mais la structure annulaire est permanente. | Entièrement réversible | Entièrement réversible | Non réversible | Non réversible |
| Réduction du nombre de pièces | Il élimine complètement les fixations | Ajoute une fixation discrète | Ajoute deux composants | Aucun | Aucun |
| Capacité de chargement | Faible à modéré | Modéré-élevé | Haute | Très élevé | Modérée |
| Compatibilité des matériaux | Les thermoplastiques, tels que le nylon, le POM, le PP et l'ABS. | Plastiques et métaux | Principalement ; Métaux | Métaux et thermoplastiques soudables | Matériaux dissemblables, métaux, plastiques et composites |
| Resistance à la fatigue | C'est bien si la déformation est inférieure à la limite élastique. | Sujet au desserrage | Compatible avec les rondelles frein | Excellent | Bon |
| Prix | Coût initial élevé pour l'outillage de moulage | Low | Low | Modérée | Modérée |
| Les applications typiques | Boîtiers, électronique grand public, garnitures automobiles | Assemblage général, tôlerie, plastiques | Joints structurels, résistants aux charges élevées et fonctionnels | Acier de construction, châssis, réservoirs sous pression | Panneaux composites, électronique, assemblages de matériaux dissemblables |
Exemples d'applications de la fixation par encliquetage dans divers produits
L'utilisation d'assemblages à enclenchement rapide est omniprésente : boîtiers électroniques, mobilier, pièces automobiles, équipements de diagnostic médical, etc. Le tableau ci-dessous présente quelques exemples d'applications courantes.
| Industrie | Exemples d'application |
| Vitrines et Écrans Numériques |
– Connecteurs électriques – Electronique grand public – Couvercles de batterie – Boîtier pour ordinateur portable et smartphone |
| Biens de consommation |
– Bouchons de bouteilles et capuchons de stylos – Couvercles de récipients – Emballage du produit – Boîtier pour appareils électroménagers - Jouets |
| Automobile |
– Composants intérieurs – Assemblage du panneau – Phares et dispositifs d'éclairage – Pièces du tableau de bord |
| Mobilier |
– Charnières en plastique – Glissières de tiroir – Assemblage de meubles modulaires |
| Autres |
– Articulations sphéroïdes – Points d'articulation des figurines – dispositifs de diagnostic |
Matériaux à enclenchement rapide
Les thermoplastiques sont les matériaux de prédilection pour les assemblages par encliquetage, car ils offrent élasticité, résistance à la traction, résistance à la fatigue et flexibilité. L'ABS, le PP, le nylon, le PC et d'autres plastiques peuvent être utilisés en fonction des charges requises et de l'application souhaitée. Dans certains cas, l'acier à ressort et d'autres métaux sont également employés pour la conception de ces assemblages.
Examinons la liste des matériaux à enclenchement rapide ci-dessous ;
- ABS: Il est relativement plus rigide que les autres plastiques et est également sensible au blanchiment sous contrainte.
- Polypropylène (PP) : Le PP possède une excellente résistance à la fatigue et offre également une déformation maximale.
- Nylon: Le nylon réduit la rigidité dans la conception à enclenchement et absorbe également les chocs.
- Polycarbonate (PC) : Il offre une excellente résistance aux chocs et une meilleure stabilité thermique.
- Acétal / POM : Il est reconnu pour son faible coefficient de frottement, son bon retour élastique et sa résistance à l'usure.
Essayez Prolean maintenant !
résumer
Les systèmes d'emboîtement par encliquetage permettent d'assembler facilement des pièces, sans nécessiter d'opérations ni de composants supplémentaires. Ils conviennent aux métaux, aux composites plastiques et aux caoutchoucs fabriqués selon diverses techniques, telles que l'usinage CNC, l'impression 3D et le moulage par injection. De plus, leurs différents types ou Les différentes variantes permettent aux fabricants de répondre à des complexités et des exigences variées.
Si vous avez besoin de pièces mécaniques à enclenchement rapide ou présentant d'autres caractéristiques d'assemblage, ProleanTech est un partenaire fiable pour votre projet. Nous disposons d'une usine de fabrication de pointe et d'experts en technologies. Pour plus d'informations, vous pouvez nous envoyer votre conception et enquête!
FAQ
Quelle est la force appropriée pour les enclenchements ?
La force appropriée pour les assemblages par encliquetage dépend des propriétés du matériau, de la conception de l'assemblage et de l'application. De plus, elle doit concilier la facilité de montage et de démontage avec la force de maintien requise.
Qu'est-ce que le principe de l'enclenchement ?
Le système d'emboîtement utilise des géométries flexibles qui se déforment temporairement lors de l'assemblage, permettant ainsi à deux pièces de s'emboîter parfaitement.
Comment choisir le bon type de fermeture à pression ?
Le choix du type de fixation par encliquetage approprié dépend de facteurs tels que le matériau, les exigences de charge, la facilité de montage et la fréquence de démontage.
0 Commentaires