适应多种情况,保持部件完美对齐,容易介绍但形成持久的联系——我可以描述压装或你最喜欢的牛仔裤。压装有这么多伟大的功能,你可能想知道为什么它们不能取代所有其他连接。

事实是,按FITS不适用于每个应用 - 就像瘦牛仔裤一样,有利于干涉配合(与紧身牛仔裤不同,按FITS永远不会超出风格)。那么,新闻适合的关键方面是什么,它们是适合您的申请吗?

塑料内无压配合

看看过盈配合的应用,最简单的开始是明确的不:永远不要在塑料中使用压配合。为什么?两个词:冷蠕变。

塑料压力机配合

压装依赖于恒定的应力和摩擦力。在钢中,如果你将一个过大的销压入孔中,它们将无限期地保持在一起。但塑料将在恒定的应变下流动,最终导致应力,从而摩擦力消失。就像在黑领结招待会上的牛仔布一样,这从来都不是一个好主意。

过盈配合力的计算

有了这些消极因素,让我们来看看压装的正确使用。如前所述,装配方法依赖于两个零件试图占据相同的空间。但有多少干扰是正确的?

再一次,想想合身的牛仔裤:稍微紧一点是好的;太紧了,你会冒着不可能合身的风险,或者看起来像个傻瓜。(给“贝利伯”的提示:你可以跳到文章的结尾,我没什么可以教你的。)

压配销钉引脚

与牛仔裤不同,我们可以精确计算过盈配合应该有多紧。为了便于计算,我们将使用定位销(其他压配合需要过度加工)。使用通用表格确定干扰;尽管有可能出现偏差,但这是一个很好的基线。但是,您如何知道干涉是否足以在您的设计中将零件固定在一起?

定位销台

稍后我们将进入公式,但让我们从一个心理模型开始。当销压入孔中时,销径向向外压,试图恢复其原始直径,而孔径向向内压,也试图恢复其原始直径(我们不是都这样吗?).这两部分相互挤压的应力给了我们一个法向力,该力与摩擦系数一起,允许我们计算得到的保持力。

对于一个实际的例子,看一个钢暗销压入一个板的标称直径为半英寸,深度为一英寸。(为什么是公称尺寸?因为销稍大,孔稍小,因此名义上只有半英寸。)标准系列半英寸销的直径为0.5002英寸,尺寸大了万分之二。如果建议的最小孔尺寸为0.4995英寸,则最终的直径干涉为0.0007英寸。这可能看起来很小,但正如你即将看到的,这实际上相当多。

零件之间的压力是多少?我们可以计算使用:

其中P是压力,R是标称半径,E是杨氏模量(Sub H =孔;子P =引脚),V是泊松比,Δ是径向干扰(径向干扰的一半)。

一旦我们有了压力,我们计算面积,并使用两部分之间的摩擦系数来确定轴向保持力,如下所示:

F=μ。pmax(来源

在我们的半英寸销示例中,杨氏模量为210 GPa,泊松比为0.292,摩擦系数为0.30,由此产生的轴向力约为45kN,略大于福特F350的重量(顺便说一句,这是一个穿你最喜欢的牛仔裤的好地方)。太棒了,对吧?

相比之下,半英寸的螺栓可以容纳多次数量。但是,通过螺栓,您可以钻出直径公差为0.020英寸的孔。随着压力机,如果你的洞太大0.0007英寸,你根本不会有任何干扰,因此宽容变得非常重要。这将我们带到下一个讨论领域......

公差和对齐限制

微小的干涉会产生巨大的力。轴向保持力不仅仅是将零件保持在一起,它也是组装所需的力。在指定压配合时,您需要非常小心,否则可能会损坏液压机。这种严格的加工公差也是您应该避免在普通工业装配中使用压配合的主要原因之一,事实并非如此DFM./DFA友好型

你可以在这里使用计算器为了找出最小的保持力和最大的装配力,在孔上有不同的直径公差。然而,直径不是唯一可考虑的公差:销通常成对出现,所以也考虑销之间的距离。

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第二条压力规则适合:每组装操作中从不超过两个引脚。甚至更好,只使用一个干涉配合并用滑动配合的第二引脚对齐部件。如果必须使用两个压制拟合引脚,请肯定使用GD&T公差如有第一个孔作为第二孔的基准,以最小化两个特征之间的误差。

GD&T标注

比如材料和热限制

另一个突出的自然规则:一切都在寒冷中缩小,但并非所有材料以相同的速度缩小。如果零件将经历温度变化,则这是设计压力机的适合使用时非常重要。

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假设您在410不锈钢零件上的孔中使用了1英寸标称铝销,直径干涉为0.0007英寸。在收缩完全消除干扰之前,它能冷到什么程度?

看着线膨胀系数在这两个部分中,我们可以看到,对于每华氏度的部分冷却,温度数控铝将缩小约0.0000125英寸/ in / in,而钢将缩小不到一半的量,0.0000055英寸/ in。如果部件以75度组装在一起,然后将其留成25度,则将丢失按压拟合的所有保持力。因此,在设计压力机时,使用具有类似热膨胀的材料。

过约束和替代接头

压力似乎的强度 - 它们都定位和加入 - 也是一种弱点。而不是独立计算必要的准确性和必要的力量,这两个功能纠缠在一起,创造了一个机械师的梦魇,尺寸为十万分之一(或池塘中的微米)。虽然压力符合他们的局限性,但不要绝望:现代设计有许多替代品。

对于传统使用的压力配合,其中销钉均加入并准确定位零件,更好的设计使用防滑定位销自定位和螺栓加入零件。在塑料,使用定位销进行对齐和定位按扣用于组装。这些只是几个简单的例子;有一个几乎无限的选择机械装配

对于塑料装配,卡扣配合比压配合更有效。

您应该在设计中使用压配合吗?

虽然压力机适用于某些设计的机械加工,但由于需要近距离对准的相似材料的类似材料的零件 - 使用干涉配合可能不适合您的装配;就像日期的完美一样,你的牛仔裤不适合即将到来的奖项。尝试一些替代品,如果你的老式老板询问为什么你没有使用新闻界,请随时送他这篇文章。要测试您的设计,请下载我们的设计自由出版适合计算器在这里然后再看看我们的3D打印CNC加工服务!!