Joints à emboîtement : Types et avantages
L'assemblage de composants mécaniques nécessite l'utilisation de joints encliquetables, qui garantissent l'ajustement serré des pièces. Les joints à déclic sont largement utilisés dans de nombreuses applications, et il en existe différents types.
Si vous souhaitez vous familiariser avec les joints encliquetables et en savoir plus à leur sujet, lisez le guide ci-dessous.
Qu'est-ce que le Snap Fitting ?
L'encliquetage est un assemblage mécanique dans lequel les composants sont joints l'un à l'autre. Les composants assemblés sont généralement les pièces conjuguées, et ils sont flexibles ; ces composants sont en plastique.
L'ajustement requis est obtenu en pressant un composant dans un autre, puis ils sont encliquetés et verrouillés ensemble.
Types de joints à emboîtement
Il existe différents types de joints encliquetables, dont certains sont présentés ci-dessous :
Joints encliquetables en porte-à-faux
Les boutons-pression en porte-à-faux sont un type de bouton-pression très courant, composé d'un dispositif d'emboîtement et d'un bras en porte-à-faux.
Il est assemblé en faisant passer le bras du composant dans la cavité d'un autre composant. Le bras se déforme et les composants s'emboîtent.
Ce type d'articulation est très durable. Cependant, il faut éviter l'hyper-extension pour que le bras ne perde pas sa capacité à revenir à sa forme initiale.
Snap Fit annulaire
Un joint annulaire à encliquetage est constitué d'un anneau circulaire qui se dilate lorsqu'il est poussé dans la rainure correspondante. Cette extension crée stress dans le cerceau annulaire et crée une force de frottement qui le maintient sur la structure de la rainure.
Le raccord à déclic convient aux applications soumises à des contraintes élevées et répartit les contraintes de manière uniforme.
Torsion Snap Fit
L'encliquetage en torsion est très similaire à l'encliquetage en porte-à-faux, car il comporte également des bras en porte-à-faux avec des clips qui s'emboîtent les uns dans les autres. Le bras reste toutefois dans sa position actuelle en raison de la force de torsion.
Pour assembler et désassembler cet emboîtement, la force du ressort doit agir contre le clip d'emboîtement et le relâcher.
Forme en U avec boutons-pression
L'emboîtement en U est un élément d'emboîtement en U dont le bras en porte-à-faux est replié sur lui-même. Le bras se plie lorsque les composants sont assemblés ou désassemblés, et un clip permet de verrouiller les composants.
Cette conception par encliquetage est très utile, mais elle est sujette à l'hyperextension en raison des différents points de concentration des contraintes.
Avantages des joints à emboîtement
Les joints à emboîtement présentent de nombreux avantages, dont certains sont décrits ci-dessous :
- Les joints encliquetables sont très faciles à monter et à démonter, ils prennent moins de temps et ne nécessitent pas d'outils ou d'équipement spécial.
- Les joints à emboîtement créent des joints mécaniques par eux-mêmes, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des rondelles, des vis et des écrous.
- Les joints encliquetables sont durables et ne doivent pas être remplacés à plusieurs reprises s'ils sont utilisés correctement.
- Les autres types d'attaches mécaniques ne sont pas très esthétiques, mais les joints encliquetables le sont tout autant.
Limites de l'utilisation des joints à emboîtement
Les joints à emboîtement présentent certaines limites et certains avantages, qui sont décrits ci-dessous :
- Les joints à emboîtement sont composés de zones de concentration de contraintes et de caractéristiques d'emboîtement, ce qui rend leur fabrication difficile.
- En raison de leur complexité, le coût de fabrication est élevé.
- Les joints encliquetables sont constitués de pièces flexibles qui se cassent facilement.
- Les assemblages par encliquetage sont des assemblages temporaires et ne sont pas aussi durables que les écrous, les boulons et les vis.
Problèmes courants liés à la conception d'un système d'encliquetage
La conception de l'encliquetage pose certains problèmes qu'il faut garder à l'esprit lorsqu'on l'applique à une articulation. Certains d'entre eux sont abordés ci-dessous :
- Le problème de la concentration des contraintes est prévalent dans la conception de l'assemblage par encliquetage, et la zone la plus petite est soumise à des contraintes plus importantes que l'autre partie. Cette contrainte élevée peut avoir un impact sur le joint encliquetable et entraîner sa rupture.
- Les assemblages par encliquetage sont soumis à une charge pendant une longue période, ce qui affaiblit le matériau et peut entraîner un fluage.
- Un joint encliqueté est constamment monté et démonté, ce qui entraîne un affaiblissement de la structure et une fatigue du joint.
- Les facteurs environnementaux peuvent avoir un impact sur les performances des joints à emboîtement, tels que l'exposition aux produits chimiques, l'humidité et les températures élevées.
Conseils pratiques pour la conception de joints à emboîtement durables
Les conseils pour la conception de joints encliquetables durables nécessitent quelques calculs de conception, qui sont abordés dans la section ci-dessous.
Symboles
Voici quelques-uns des symboles importants pour les calculs de conception :
- b= largeur à la racine
- y= déflexion admissible
- c= centre de gravité
- L= longueur du bras
- E en valeur absolue = pourcentage/100
- h= épaisseur à la racine
- K= facteur géométrique
- P= force de déflexion admissible
- Es- module sécant
- Z=Ic où l est le moment d'inertie axial
- Z= module de section
Cantilever Snap Fit
Les calculs de conception pour l'encliquetage en porte-à-faux sont les suivants :
Contre-dépouille autorisée
Contre-dépouille = b h/2
Où b est la largeur à la racine et h est l'épaisseur à la racine.
Déformation et contrainte maximales
Contrainte maximale = σmax = M c/l
M = P.I
Σmax = (P.I.2h)/l
Déformation maximale = ϵmax=σmax/E
E= Module d'élasticité du matériau
σmax = contrainte maximale
Force de déviation et force d'accouplement
Flèche = (3.E.I.y)/l3
Fmating = Déflexion x (1+facteur de frottement)
Torsion Snap Fit :
Déviation
θ= Txl/GxJ
Force de déviation
T= θxGxJ/l
Snap Fit annulaire
Contre-dépouille autorisée
Contre-dépouille admissible = (σallowxAroot)/Charge appliquée
Force d'accouplement
Fmating = T/R
Comment fabriquer des joints à emboîtement
Le processus de fabrication pour les joints à emboîtement est indiquée ci-dessous.
- La première étape consiste à créer le design en détail, qui est basé sur la fonctionnalité. Avant de fabriquer l'ensemble du volume en une seule fois, un prototype peut également être fabriqué.
- Le choix des matériaux est également important une fois que vous avez finalisé la conception. Les fermetures à déclic peuvent être fabriquées à partir de matériaux polyvalents, y compris les métaux et les plastiques.
- Les fermetures à déclic peuvent être fabriquées à l'aide de différents procédés tels que l'emboutissage ou le moulage par injection, en fonction de la compatibilité des matériaux.
- Après avoir obtenu la forme souhaitée du bouton-pression, un placage résistant à la corrosion est appliqué afin d'améliorer sa durée de vie.
- Une fois les boutons-pression fabriqués, ils font l'objet d'un contrôle de qualité afin de vérifier si les composants s'adaptent exactement les uns aux autres.
Comment installer et entretenir les joints à emboîtement
La procédure d'installation des boutons-pression est la suivante :
- Examinez les dimensions du joint à encliquetage pour vous assurer qu'il convient à l'application requise et vérifiez ses caractéristiques et ses tolérances.
- Aligner correctement les deux composants à accoupler de manière à ce qu'ils s'emboîtent parfaitement l'un dans l'autre et qu'il n'y ait pas de désalignement.
- Lorsque vous avez aligné les composants, appliquez une certaine force et fixez les composants.
Voici quelques considérations relatives à l'entretien des boutons-pression :
- Inspecter régulièrement les boutons-pression pour vérifier qu'il n'y a pas de déformation ou d'écart dû à des charges lourdes.
- Si des contaminants ou des saletés s'y sont déposés, nettoyez-les.
- Si les boutons-pression sont endommagés, remplacez-les immédiatement afin de préserver l'intégrité de la structure.
- N'appliquez pas de force excessive car cela pourrait entraîner la rupture des joints.
Applications des joints à emboîtement
Les attaches rapides sont largement utilisées dans de nombreuses industries car elles répondent à un grand nombre d'applications. Certaines de ces applications sont les suivantes
Industrie automobile : Dans l'industrie automobile, les boutons-pression sont utilisés pour l'assemblage des phares, des composants du tableau de bord et des panneaux d'habillage.
Industrie médicale : Dans l'industrie médicale, les seringues, les appareils de diagnostic et de nombreux autres équipements médicaux peuvent être assemblés à l'aide de boutons-pression car ils contribuent à une bonne stérilisation.
Industrie de l'emballage : L'industrie de l'emballage utilise des joints à pression pour sceller les boîtiers et les couvercles des conteneurs et garantir l'intégrité de la conception.
Conclusion
Les joints encliquetables sont essentiels pour de nombreux composants qui doivent être assemblés, et ils peuvent offrir des joints efficaces et durables.
Si vous êtes à la recherche de joints encliquetables de haute qualité fabriqués à partir de différents matériaux, DEK peut être votre premier choix pour vos futurs projets. Nous proposons la fabrication de joints encliquetables sur mesure en fonction de vos produits et de vos applications.
FAQ
Quelles sont les principales parties d'un joint encliquetable ?
Les deux parties principales des joints encliquetables qui s'emboîtent l'une dans l'autre sont l'encliquetage et le récepteur.
Quels sont les procédés couramment utilisés pour produire des joints à emboîtement ?
Les procédés les plus courants pour produire des joints encliquetables sont le moulage par injection, l'impression 3D et l'usinage CNC.
Le métal est-il compatible avec les joints encliquetables ?
Oui, dans les applications soumises à de fortes contraintes, le métal est très compatible avec les joints à encliquetage.
Quels sont les matériaux qui conviennent le mieux aux assemblages par emboîtement en porte-à-faux ?
Il existe différents types de thermoplastiques adaptés aux joints encliquetables en porte-à-faux, tels que le polypropylène, l'ABS et le nylon.
Quelles sont les tolérances correctes pour la conception de l'encliquetage ?
Un modèle à encliquetage n'a pas de tolérances spécifiques, mais celles-ci peuvent être comprises entre 0,2 et 0,5 mm.
