Giáo trình Thiết kế cơ cấu đàn hồi cho sản phẩm phun ép nhựa: Phần 1

Chia sẻ: Túcc Vânn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Thiết kế cơ cấu đàn hồi cho sản phẩm phun ép nhựa được biên soạn nhằm giúp người đọc làm quen và có khả năng thiết kế nhanh và chính xác các loại sản phẩm nhựa có các cơ cấu tháo - lắp nhanh. Sách được chia thành 2 phần, mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 ngay sau đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thiết kế cơ cấu đàn hồi cho sản phẩm phun ép nhựa: Phần 1

60 TRẦN CHÍ THIÊN - NGUYỄN VĂN MINH TRẦN MINH THẾ UYÊN - ĐỖ VĂN HIẾN NGUYỄN TRỌNG HIẾU - DƯƠNG THẾ PHONG PHẠM SƠN MINH GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐÀN HỒI CHO SẢN PHẨM PHUN ÉP NHỰA NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH
ThS. TRẦN CHÍ THIÊN, ThS. NGUYỄN VĂN MINH TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN, TS. ĐỖ VĂN HIẾN ThS. NGUYỄN TRỌNG HIẾU, ThS. DƯƠNG THẾ PHONG PGS.TS. PHẠM SƠN MINH GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐÀN HỒI CHO SẢN PHẨM PHUN ÉP NHỰA NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2022 1
2
LỜI NÓI ĐẦU Sản phẩm ngày càng được thiết kế đa chức năng, ngoài chức năng sử dụng thì còn được tích hợp thêm các tính năng như tháo lắp nhanh, lắp ráp không cần bu lông hay ốc vít như các phương pháp lắp ráp truyền thống. Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất và lắp ráp, các cơ cấu đàn hồi dần được ứng dụng để gắn liền các sản phẩm nhựa thay thế cho các phương pháp lắp ráp truyền thống khác. Cuốn sách này được biên soạn với mục đích ứng dụng công nghệ cơ cấu đàn hồi vào các sản phẩm nhựa. Kiến thức về cơ cấu đàn hồi được trình bày nhằm đem đến những hiểu biết về các tính năng từ cơ bản đến nâng cao bao gồm: tính năng khóa, tính năng định vị, hình dáng cơ bản, hướng tham gia, hướng lắp ghép, các tính năng chỉ dẫn, dẫn hướng,... của cơ cấu đàn hồi. Không chỉ giúp nắm bắt các tính năng mà còn hỗ trợ kết hợp các tính năng theo quy trình chuẩn của một cơ cấu đàn hồi, sau cùng, đảm bảo các yêu cầu về ràng buộc, độ cứng, độ bền cũng như khả năng lắp được. Với mục đích giúp người đọc làm quen và có khả năng thiết kế nhanh và chính xác các loại sản phẩm nhựa có các cơ cấu tháo - lắp nhanh, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách Giáo trình Thiết kế cơ cấu đàn hồi cho sản phẩm phun ép nhựa với sự giúp đỡ tận tình của các đồng nghiệp và sinh viên – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho môn học THIẾT KẾ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM, dùng cho sinh viên Đại học và học viên Cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí. Giáo trình được hoàn thành với sự đóng góp:  Chương 1: Trần Chí Thiên, Nguyễn Trọng Hiếu  Chương 2: Trần Minh Thế Uyên, Nguyễn Trọng Hiếu, Nguyễn Văn Minh  Chương 3: Trần Chí Thiên, Dương Thế Phong  Chương 4: Trần Minh Thế Uyên, Dương Thế Phong  Chương 5: Trần Chí Thiên, Phạm Sơn Minh 3
 Chương 6: Trần Chí Thiên, Phạm Sơn Minh  Chương 7: Đỗ Văn Hiến, Nguyễn Văn Minh Trong quá trình biên soạn, không thể tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm tác giả rất mong nhận được sự góp ý của người đọc để các lần biên soạn sau được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng gởi về địa chỉ email: uyentmt@hcmute.edu.vn hoặc thientc@hcmute.edu.vn. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2022, Nhóm tác giả Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM 4
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................... 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CƠ CẤU ĐÀN HỒI TRÊN SẢN PHẨM NHỰA.......................................................................................... 9 1.1. Định nghĩa khóa (cơ cấu) đàn hồi (snap-fit)....................................... 9 1.2. Tổng quan về khóa đàn hồi............................................................... 10 1.2.1. Yêu cầu của khóa đàn hồi.......................................................... 10 1.2.2. Các yếu tố của Khóa đàn hồi..................................................... 17 CHƯƠNG 2: CÁC ĐẶC TRƯNG RÀNG BUỘC HÌNH HỌC....... 34 2.1 Tính năng định vị............................................................................... 34 2.1.1 Các dạng định vị......................................................................... 34 2.1.2 Cặp định vị.................................................................................. 40 2.2 Tính năng khóa.................................................................................. 53 2.2.1 Các dạng khóa............................................................................ 53 2.2.2 Khóa dầm công xôn.................................................................... 54 2.2.3 Khóa phẳng................................................................................. 71 2.2.4 Khóa bẫy..................................................................................... 72 2.2.5 Khóa xoắn................................................................................... 77 2.2.6 Khóa hình khuyên....................................................................... 78 CHƯƠNG 3: TÍNH NĂNG NÂNG CAO CỦA CƠ CẤU ĐÀN HỒI................................................................................................ 80 3.1. Cải tiến cho việc lắp ráp được dễ dàng hơn................................. 80 3.1.1 Cải tiến dẫn hướng................................................................. 81 3.2. Các cải tiến để kích hoạt và sử dụng cơ cấu đàn hồi.................... 85 3.2.1 Hình ảnh................................................................................. 85 3.2.2 Hỗ trợ..................................................................................... 87 3.2.3 Cảm nhận người dùng............................................................ 89 3.3. Cải tiến hiệu suất cho cơ cấu đàn hồi........................................... 89 3.3.1 Tấm chặn................................................................................ 90 3.3.2 Thanh giữ............................................................................... 91 3.3.3 Tương thích............................................................................ 91 3.3.4 Khóa dự phòng....................................................................... 95 5
3.4. Những cải tiến trong sản xuất cơ cấu đàn hồi.............................. 97 3.4.1 Thân thiện............................................................................... 97 3.4.2 Tinh chỉnh............................................................................. 100 CHƯƠNG 4: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU ĐÀN HỒI.............................................................................................. 104 4.1. Tầm quan trọng của sự ràng buộc............................................... 104 4.1.1 Đánh giá ràng buộc.............................................................. 105 4.1.2 Nguyên tắc ràng buộc........................................................... 105 4.1.3 Bảng tính ràng buộc..............................................................115 4.2 Khóa tách rời............................................................................... 125 4.2.1 Các cấp tách rời.................................................................... 125 4.2.2 Tóm tắt tách.......................................................................... 132 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH CƠ CẤU ĐÀN HỒI.............................................................................................. 134 5.1. Điều kiện ban đầu cho phân tích tính năng................................ 134 5.2. Thiết kế dầm công xôn dựa quy tắc ngón tay phải..................... 135 5.2.1 Độ dày dầm tại đáy............................................................... 136 5.2.2 Chiều dài dầm....................................................................... 136 5.2.3 Góc mặt nêm........................................................................ 138 5.2.4 Chiều dài mặt giữ................................................................. 138 5.2.5 Góc mặt giữ.......................................................................... 139 5.2.6 Góc ngưỡng.......................................................................... 139 5.2.7 Độ dày dầm tại tính năng duy trì.......................................... 140 5.2.8 Chiều rộng dầm.................................................................... 141 5.3. Đánh giá biến dạng ban đầu....................................................... 143 5.4. Điều chỉnh tính toán................................................................... 144 5.4.1 Điều chỉnh tập trung ứng suất.............................................. 145 5.4.2 Điều chỉnh độ võng của vách............................................... 146 5.4.3 Điều chỉnh độ võng tính năng tham gia............................... 150 5.4.4 Điều chỉnh cho góc hiệu quả................................................ 152 5.5. Sử dụng phân tích phần tử hữu hạn............................................ 156 5.6. Xác định các điều kiện để phân tích........................................... 157 5.7. Phân tích móc công xôn có tiết diện dầm là hình chữ nhật không đổi....................................................................................... 157 6
5.7.1 Tính chất mặt cắt và mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng...... 157 5.7.2 Đánh giá biến dạng tối đa..................................................... 160 5.7.3 Tính toán lực võng............................................................... 162 5.7.4 Điều chỉnh cho phần ghép nối / Độ lệch tính năng.............. 163 5.7.5 Xác định lực lắp ráp cực đại................................................. 165 5.7.6 Xác định trạng thái giải phóng............................................. 165 5.7.7 Móc dầm công xôn có độ dày.............................................. 170 5.7.8 Móc dầm công xôn theo chiều rộng..................................... 172 5.7.9 Sửa đổi cấu hình khuôn mặt chèn........................................ 174 5.7.10 Sửa đổi cấu hình khuôn mặt duy trì................................... 178 CHƯƠNG 6: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CƠ CẤU ĐÀN HỒI....... 179 6.1. Quá trình phát triển cơ cấu đàn hồi............................................ 179 6.1.1. Định nghĩa ứng dụng (bước 1)............................................ 180 6.1.2. Benchmark (Bước 2)........................................................... 181 6.1.3. Tạo nhiều khái niệm đính kèm (Bước 3)............................. 184 6.1.4. Phân tích và thiết kế tính năng (Bước 4)............................. 195 CHƯƠNG 7: CHẨN ĐOÁN CÁC VẤN ĐỀ CỦA CƠ CẤU ĐÀN HỒI............................................................................................. 197 7.1. Giới thiệu.................................................................................... 197 7.1.1 Quy tắc chẩn đoán các vấn đề cơ cấu đàn hồi...................... 198 7.1.2 Sai lầm trong quá trình phát triển......................................... 199 7.2. Chẩn đoán chức năng cơ cấu...................................................... 200 7.2.1 Khó lắp ráp........................................................................... 200 7.2.2 Cơ cấu bị biến dạng.............................................................. 201 7.2.3 Không đảm bảo tính năng của cơ cấu.................................. 201 7.2.4 Nguyên nhân có thể gây ra các bộ phận lỏng lẻo................. 201 7.3. Chẩn đoán cấp hình dáng............................................................ 202 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................... 218 7
8
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CƠ CẤU ĐÀN HỒI TRÊN SẢN PHẨM NHỰA Mục tiêu chương 1: Trình bày về tổng quan khóa đàn hồi trên sản phẩm nhựa Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: 1) Định nghĩa được cơ cấu đàn hồi trên sản phẩm nhựa là gì 2) Trình bày được yêu cầu và các yếu tố liên quan đến cơ cấu đàn hồi 1.1. ĐỊNH NGHĨA KHÓA (CƠ CẤU) ĐÀN HỒI (SNAP-FIT) Khóa đàn hồi là một hệ thống nối cơ học, trong đó các thành phần thực hiện tính năng định vị và khóa (tính năng ràng buộc) tương đồng với một hoặc các thành phần khác của chi tiết được liên kết. Việc kết nối đòi hỏi tính năng đàn hồi để kết nối với chi tiết đối diện, tiếp theo là trả lại tính năng đàn hồi về vị trí ban đầu để thực hiện gắn kết các thành phần lại với nhau. Các tính năng định vị, ràng buộc làm tăng độ bền và sự ổn định của liên kết. Hay nói một cách khác, khóa đàn hồi là sự sắp xếp tương thích của các bộ phận định vị, khóa và cải tiến hoạt động để tạo thành một phụ kiện cơ học (Hình 1.1) Khóa Dẫn hướng Định vị Hình 1.1: Khóa đàn hồi là một hệ thống các tính năng tương tác trên giao diện từng phần 9
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHÓA ĐÀN HỒI Các yêu cầu chính Ràng buộc Sự tương thích Độ cứng vững Độ bền Các yếu tố Chức Hình Chuyển Hướng ăn Tính năng Tính năng nâng năng dạng cơ động lắp khớp ràng buộc cao khóa bản ghép Quá trình phát triển Đưa ra Xác nhận Tinh Liên kết Thiết kế Xác định Điểm nhiều thiết kế chỉnh (snap-fit) và phân ứng dụng chuẩn khái với các thiết đã hoàn tích niệm bộ phận kế thành Hình 1.2: Cấu tạo đồ gá LevelTM cho khóa đàn hồi 1.2.1. Yêu cầu của khóa đàn hồi Các yêu cầu chính là độ bền, sự ràng buộc, khả năng tương thích và độ cứng vững. Chúng là các mục tiêu cơ bản và chúng mô tả các mối quan hệ mong muốn giữa các yếu tố, Hình 1.3. Bởi vì chúng là mục tiêu, đáp ứng các yêu cầu chính là tiêu chí để đánh giá sự thành công của một thiết kế (khóa đàn hồi). Sử dụng các yêu cầu chính và các yếu tố có thể mô tả các nguyên tắc và quy tắc thiết kế cấp độ đồ gá quan trọng. Các phần sau đây giải thích từng yêu cầu chính một cách chi tiết. Các yêu cầu chính Sự tương Độ cứng Ràng buộc Độ bền thích vững Các yêu cầu chính xác định phạm vi công nghệ (snap-fit) ở cấp độ đính kèm ti Hình 1.3: Các yêu cầu chính của khóa đàn hồi 10
1.2.1.1. Độ bền Độ bền là hiệu suất của các tính năng khóa trong quá trình lắp ráp và khả năng của cả tính năng khóa và định vị để đảm bảo tính toàn vẹn của liên kết cho tuổi thọ của sản phẩm. Tính toàn vẹn của liên kết có nghĩa là duy trì ràng buộc từng phần mà không bị lỏng lẻo, vỡ hoặc rít. Tuổi thọ hữu ích của sản phẩm bao gồm xử lý ban đầu, lắp ráp, vận hành (của một khóa đàn hồi có thể di chuyển), tháo và lắp lại để bảo trì hoặc sửa chữa. Sự ràng buộc Độ an toàn Độ bền Sự tương thích và độ tin kết cấu Độ cứng vững cậy Hình 1.4: Chỉ có độ bền không đảm bảo cho một liên kết tốt Độ tin cậy là khả năng có thể giữ các bộ phận lại với nhau trong suốt vòng đời của sản phẩm mà không bị lỗi. Độ tin cậy đòi hỏi độ bền của cơ cấu, nhưng nó cũng đòi hỏi cơ cấu phải được lắp ráp, sử dụng và bảo dưỡng đúng cách để độ bền được thiết kế không bị mất. Liên kết có thể thất bại khi nhóm yêu cầu thứ hai này không được đáp ứng, không phải vì điểm yếu cố hữu, mà do lắp ráp, sử dụng hoặc bảo trì không phù hợp. Vì vậy, sự liên kết phải mạnh mẽ hơn, nó phải đáng tin cậy. Độ tin cậy được đảm bảo khi độ bền tính năng đầy đủ được bổ sung bởi ba yêu cầu chính khác. 1.2.1.2. Ràng buộc (a) Mặt tiếp xúc giữa khối và bề mặt sau khi lắp ráp (các tính năng ràng buộc bị ẩn) Chi tiết nối tiếp (khối) Phần đế (tấm) F F (b) Tấm để mở, trước khi thêm các tính năng ràng buộc Chi tiết đối tiếp (tấm) Phần đế (đang mở) Hình 1.5: Các tính năng ràng buộc trong liên kết cung cấp các thành phần để định vị phần đế và chống lại các ngoại lực 11
Ràng buộc là phòng ngừa hoặc kiểm soát chuyển động tương đối giữa các bộ phận. Trong một bộ khóa đàn hồi, các tính năng định vị và khóa cung cấp các ràng buộc bằng cách truyền các lực lên bề mặt và bằng cách định vị các bộ phận tham gia với nhau. Trong hầu hết các khóa đàn hồi, không có chuyển động tương đối nào được mong muốn và các cặp ràng buộc được sắp xếp cho ràng buộc trong chính xác sáu bậc tự do, Hình 1.6a. Tuy nhiên, trong một số khóa đàn hồi, chuyển động tương đối giữa các phần được nối được cho phép và ràng buộc có thể nhỏ hơn sáu bậc tự do như trong Hình 1.6b. Tuy nhiên, chuyển động được kiểm soát bởi các tính năng ràng buộc. Quy tắc thiết kế: Trong một ứng dụng chắc chắn, không có chuyển động tương đối giữa các phần được dự định. Liên kết được ràng buộc chính xác khi phần giao nhau bị ràng buộc với phần cơ sở trong chính xác sáu bậc tự do. Trong một ứng dụng có thể di chuyển, tệp đính kèm có thể được ràng buộc chính xác trong ít hơn sáu bậc tự do. (a) Một công tắc nút ấn được gắn vào một lỗ mở là một ứng dụng cố định (b) Một bánh xe ròng rọc được gắn vào một giá đỡ là một ứng dụng di chuyển; ròng rọc có thể quay sau khi nó bị gãy tại chỗ Hình 1.6: Các tính năng ràng buộc có thể hạn chế tất cả các chuyển động tương đối hoặc chúng có thể kiểm soát chuyển động 1.2.1.3. Khả năng tương thích Khả năng tương thích là sự hài hòa của khóa đàn hồi giữa tất cả các yếu tố. Nó là kết quả của việc chọn chuyển động và hướng lắp ráp và sắp xếp các tính năng ràng buộc để hiểu các thành phần hình dạng cơ bản và cho phép dễ dàng lắp ráp. Một số kết hợp của các hình dạng cơ bản, các tính năng ràng buộc, chuyển động lắp ráp và dẫn hướng tham gia được sử dụng; những người khác nhau có thể lắp ráp khác nhau dẫn đến làm hư hại, việc lắp sai không dễ dàng nhận ra cho đến khi xuất hiện các vấn đề trong lắp ráp. Bên dưới là hai ví dụ về khả năng tương thích kém. Ví dụ đầu tiên cho thấy chuyển động lắp ráp không tương thích tính 12
năng ràng buộc, Hình 1.7. Phần liên kết có một tai, một tính năng định vị khả thi. Bức tường ở phía bên phải hạn chế các hướng chuyển động giúp cho việc lắp ráp dễ dàng hơn. Vị trí của chốt có nghĩa là người lắp ráp phải cố gắng buộc chốt lắp vào lỗ trong phần cơ sở. (a) Lắp ráp khối lên bề (b) Để lắp ráp đúng cách, chốt (2) phải ăn mặt khớp trước khi chốt gờ (1) tiếp xúc 2 1 Hình 1.7: Sự không tương thích của tính năng chuyển động/ràng buộc lắp ráp trong đó thiết kế buộc các tính năng tham gia không theo thứ tự (a) Ứng dụng này là một vật rắn gắn liền với một lỗ mở. (4) MócMóc sản phẩm (6) Sản phẩm khai tháckhai thác (b) Thiết kế khe hở không đủ để phần móc khóa uốn khi di chuyển. ? (c) Móc khóa đàn hồi lắp hoàn toàn. (d) Việc tháo móc khóa đàn hồi gặp khó khăn và có thể bị hư hỏng. Hình 1.8: Vi phạm tương thích trong một ứng dụng đơn giản 13
Ví dụ thứ hai cho thấy hai trường hợp vi phạm tương thích, Hình 1.8. Trong quá trình lắp ráp, không có đủ khe hở để các tính năng khóa phát hiện. Kết quả là nỗ lực lắp ráp cao hơn và thiệt hại ngay lập tức đối với các mặt giữ của móc hoặc các cạnh mà chúng tham gia. Vi phạm thứ hai trong ví dụ này là sự không tương thích chuyển động lắp ráp/tháo gỡ. Chuyển động lắp ráp là một lực đẩy, nhưng tính năng này cũng gây khó khăn khi tháo. Điều này gây ra thiệt hại quá mức cho các móc ở đầu kéo của bảng điều khiển và có thể làm hỏng các chốt định vị ở cả hai đầu của bảng. Các quy tắc tương thích quan trọng là: • Tất cả các tính năng vật lý trong giao diện phải tương thích với chuyển động lắp ráp • Chuyển động lắp ráp được chọn phải tương thích với các hình dạng cơ bản. • Các chuyển động lắp ráp và tháo gỡ phải giống nhau (mặc dù ngược hướng). • Cho phép giải phóng mặt bằng để phát hiện tính năng trong quá trình lắp ráp và tháo gỡ. 1.2.1.4. Độ cứng Định nghĩa độ cứng của khóa đàn hồi là dung sai của khóa đàn hồi đối với tất cả các biến và ẩn số tồn tại trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và sử dụng sản phẩm. Sự mạnh mẽ thực sự là khả năng chịu đựng sự biến đổi, nhưng sự biến đổi đó được gây ra bởi nhiều ẩn số và biểu hiện theo nhiều cách không đồng ý. Những ẩn số trong vòng đời của một khóa đàn hồi có thể bao gồm nhiều tình huống khác nhau, bao gồm: • Khả năng khách hàng có thể diễn giải cách sử dụng hoặc vận hành khóa đàn hồi. • Một kỹ thuật viên bảo trì có khả năng tháo rời và lắp ráp lại khóa đàn hồi mà không làm hư hại. • Môi trường làm việc và điều kiện trong đó các bộ phận được lắp ráp. • Khả năng sử dụng sai, tải bất ngờ. Một ví dụ về tầm quan trọng của sự cứng vững và mối quan hệ của nó với độ bền trong một khóa đàn hồi là thích hợp, được sử dụng như một ứng dụng rất đơn giản, được biểu thị trong Hình 1.9 bằng bảng hình dạng cơ bản và mở. 14
Các tính năng khóa trong thiết kế ban đầu là bốn móc đúc hẫng, một ở mỗi góc của phần liên kết. Bảng điều khiển là một phần có khối lượng rất thấp và không có lực bên ngoài nào được áp dụng cho nó một khi nó được đặt đúng chỗ. Mỗi móc đã được phân tích để đảm bảo đủ sức mạnh cho cả hai lắp ráp và duy trì lâu dài của bảng điều khiển để mở. Tuy nhiên, mặc dù các móc có đủ độ bền, nhưng một số tấm đã rơi ra trong vài tháng đầu sử dụng. Điều tra các bộ phận bị hư cho thấy có một hoặc nhiều móc bị hư hoặc gãy hoàn toàn. Cách khắc phục đầu tiên cho vấn đề này là tăng cường độ cứng vững của các móc; sau khi tất cả chúng đã bị vỡ. Đây là một sửa chữa cấp độ tính năng. Một quy tắc rất quan trọng để hiểu và khắc phục các sự cố về khóa đàn hồi là các vấn đề về mức độ tính năng không thể được khắc phục cho đến khi xác minh không có vấn đề về mức độ liên kết trong khóa đàn hồi. Một nghiên cứu về quy trình lắp ráp cho phần này đã cho thấy rằng: • Ứng dụng này nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng bên dưới đường ngắm tự nhiên của nhà điều hành lắp ráp. • Đó là một hội đồng mù, tay điều khiển của người điều khiển sẽ ẩn khu vực đính kèm khi họ giữ phần giao phối (bảng điều khiển) và cố gắng đặt nó vào vị trí mở. • Các ngón tay của người vận hành, khi họ nắm bảng điều khiển một cách bình thường, sẽ liên lạc với khu vực xung quanh lỗ mở trước khi các khóa được đặt đúng vị trí xung quanh mép của lỗ mở, Hình 1.10. Sau khi quan sát hoạt động lắp ráp, không quá khó để kết luận rằng nguyên nhân gốc rễ của vấn đề bộ phận là hư hỏng các móc trong quá trình vận hành lắp ráp. Làm cho móc thậm chí mạnh hơn có thể ngăn ngừa thiệt hại nhưng cũng sẽ tăng lực lắp ráp, điều này có thể gây ra các vấn đề về công thái học; và không có gì đảm bảo vấn đề sẽ được giải quyết. Đẩy chuyển động lắp ráp (4) Móc Hình 1.9: Ứng dụng này là một bảng điều khiển nhỏ gắn vào lỗ mở 15
Hình 1.10: Các ngón tay của người tháo lắp can thiệp vào sự liên kết móc và sự gắn kết thích hợp Một cách khắc phục có thể cho vấn đề này được hiển thị trong Hình 1.11. Với việc bổ sung các chân đóng vai trò là cả hai bộ định vị (tính năng ràng buộc) và làm hướng dẫn (tính năng nâng cao), ứng dụng giờ đây mạnh mẽ đối với các cơ chế của quy trình lắp ráp. Các chân, đầu tiên hoạt động như hướng dẫn, tham gia vào cạnh của lỗ mở để định hướng và ổn định phần giao phối trước khi ngón tay người vận hành tiếp xúc với phần cơ sở. Điều này đảm bảo các móc ở vị trí thích hợp để gắn cạnh và sẽ không bị hư hại. Người vận hành có thể dễ dàng định vị bảng trong mở với các móc nằm sát mép và, với một lần đẩy cuối cùng, tham gia các móc để hoàn thành việc lắp ráp. Lưu ý rằng trong ứng dụng này, có đủ khoảng trống cho các chân dài được đề xuất như là một sửa chữa. Đã thêm ghim (4) Hình 1.11: Khắc phục có thể để ổn định phần giao phối và ngăn hư hỏng móc trong quá trình lắp ráp 16
1.2.2. Các yếu tố của Khóa đàn hồi Yêu cầu chính Ràng buộc Khả năng tương Độ cứng vững Độ bền thích Các thành phần Chức Hình Chuyển Hướng Tính năng Tính năng nâng năng dạng cơ động lắp tham gia ràng buộc cao khóa bản ráp Các yếu tố không gian và mô tả của snap- Các yếu tố vật lý của một fit snap-fit 1.2.2.1. Chức năng khóa Chức năng là yếu tố đầu tiên được mô tả. Đây là mục đích cơ bản của liên kết, là những gì các tính năng khóa trong khóa đàn hồi phải làm. Chức năng không phải là một trong những yếu tố quan trọng trong việc phát triển khóa đàn hồi. Tuy nhiên, nó rất hữu ích trong việc nhóm các tính năng khóa đối với các yêu cầu hiệu suất khác nhau, do đó nó góp phần vào sự hiểu biết chung về công nghệ khóa đàn hồi. Chức năng được mô tả dưới dạng hành động, loại liên kết, duy trì và loại khóa: Hoạt động Trong khóa đàn hồi cố định, không có chuyển động giữa các phần sau khi chúng được khóa lại. Ứng dụng bị khống chế 6 bậc tự do. Công tắc nút nhấn trong Hình 1.6a và các ví dụ từ bảng điều khiển để mở trong Hình 1.8 và 1.9 cũng được gắn cố định. Trong khóa đàn hồi di chuyển, có chuyển động tương đối giữa các thành phần đã được ghép lại với nhau. Các thành phần không bao giờ tách ra trong suốt quá trình chuyển động. Khi không có tính năng ràng buộc giới hạn chuyển động, đó là chuyển động tự do. Pu ly thể hiện trong hình 1.6b là một ví dụ. Khi khóa hoặc bộ định vị điều khiển hoặc điều chỉnh chuyển động để phần liên kết đôi khi bất động, nó được điều khiển chuyển động, Hình 1.13. 17
Khi chuyển động tự do có thể xảy ra, thì không có ràng buộc nào tồn tại theo các hướng đó và liên kết sẽ được (đúng) bị hạn chế trong ít hơn 6 bậc tự do. Ròng rọc là đúng ràng buộc trong 5 bậc tự do. Kiểu liên kết Khóa đàn hồi có thể là liên kết cuối cùng hoặc có thể là tạm thời cho đến khi một số liên kết khác xảy ra Một dạng khóa Phần lắp ráp không tách rời dạng bản lề Hình 1.12: Kiểm soát hướng dịch chuyển để mở Cuối cùng khóa đàn hồi là phương pháp liên kết sẽ giữ chúng lại với nhau trong suốt vòng đời hữu ích của nó. Hầu hết các khóa đàn hồi thuộc nhóm này và trong tất cả các ví dụ được nhắc đến ở trên, khóa được dự định là liên kết cuối cùng. Khóa đàn hồi tạm thời chỉ áp dụng cho đến khi một số liên kết khác xảy ra. Chúng chỉ cần đủ mạnh và hiệu quả để định vị phần liên kết với phần cơ sở cho đến khi phần liên kết cuối cùng được thực hiện. Phù hợp tạm thời có thể hỗ trợ thiết kế để lắp ráp bằng cách cho phép xây dựng một số bộ phận trước khi liên kết cuối cùng. Đôi khi, họ có thể tiết kiệm tiền bằng cách cho phép sử dụng quy trình liên kết cuối cùng ít tốn kém hơn, xử lý chậm thay vì keo dính nhanh chẳng hạn. Duy trì Duy trì đề cập đến bản chất của cặp khóa: Vĩnh viễn hoặc không vĩnh viễn. Khóa vĩnh viễn không có ý định tách rời, Hình 1.13. Không có khóa nào là thực sự vĩnh viễn, nhưng những khóa này, một khi đã khóa, rất khó để tách rời. Trong một số trường hợp, chúng có thể được tháo với công cụ hoặc nỗ lực cao, nhưng có thể dẫn đến những hư hỏng cho các bộ 18
phận của khóa. Chúng được được khuyến cáo sử dụng trong những trường hợp chống giả mạo sản phẩm. Chúng cũng có thể có tác dụng khi liên kết phải chống lại lực tác động bất ngờ. Điều đó có thể làm cho khóa mất tính không thể tách rời. Hình 1.13a cho thấy một khóa dạng lẫy trong đó các lẫy khóa được chứa trong hốc mà không thể can thiệp để giải phóng chúng. Hình 1.13b là một cái móc có tính năng giống như dây treo trên tường. Lực lượng lắp ráp cao, nhưng một khi đã tham gia, bức tường ngăn chặn sự xoay đầu móc để giải phóng. Khóa không cố định được dự định để phát hành. Hai loại khóa không cố định được xác định trong phân loại loại khóa. (a) Khóa lẫy vĩnh viễn khóa bẫy vĩnh viễn khóa ngón tay hốc Khóa lẫy hóc tham gia trong undercut trong tường (b) Khóa móc vĩnh viễn Một Mộtbứcbức tường đằngđằng tường sau cáisau móc cáichống móclại giải phóng chống lại giải phóng Hình 1.13: Khóa vĩnh viễn Kiểu khóa Đề cập đến cách tính năng hoạt động của khóa để cho phép tách rời, Hình 1.14. Khóa có thể tách rời được thiết kế để cho phép tháo khi một lực tháo được xác định trước được áp dụng cho các phần, Hình 1.14a. Khóa không tách rời yêu cầu một tác động thủ công để tách rời, Hình 1.14b. Một khóa không tách rời cũng được hiển thị trong Hình 1.14. Lưu 19