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Adapting to many situations, holding parts in perfect alignment, easily introduced but forming a lasting bond—I could either be describing press fits or your favorite pair of jeans. Press fits have so many great features, you might wonder why they don’t replace all other connections.

事实是,按下并不适用于每个应用程序 - 就像紧身牛仔裤一样,有弊端和弊端的弊端(与紧身牛仔裤不同,紧要搭配永远不会过时)。那么,新闻发布的关键方面是什么,它们适合您的应用程序?

No Press Fits in Plastic

Looking at interference fit applications, the easiest start is the definite no: Never use press fits in plastics. Why? Two words: cold creep.

塑料压拟合

Press fits rely on constant stress and friction. In steel, if you press an oversized pin into a hole, they’ll stay together indefinitely. But plastic will flow under constant strain, eventually causing the stress—and thus the friction—to disappear. Like denim at a black tie reception, it’s never a good idea.

计算干扰力拟合

With that negativity out of the way, let’s look at the proper use of press fits. As mentioned, the assembly method relies on having two parts trying to occupy the same space. But how much interference is right?

Again, think about fitting jeans: A little tight is good; too tight and you risk an impossible fit, or looking like the Biebs. (A note for “Beliebers”: You can skip to the end of the article. I have nothing to teach you.)

按拟合销钉销

与牛仔裤不同,我们可以准确地计算出干扰拟合的程度。为了易于计算,我们将使用销钉销(其他压力机需要过高的加工)。使用普通表确定干扰;尽管偏差是可能的,但这是一个很好的基线。但是,您怎么知道干扰是否足以将零件放在设计中?

销钉销桌

We’ll get into the formula in a moment, but let’s start with a mental model. When the pin is pressed into the hole, the pin presses radially outward, trying to regain its original diameter, while the hole presses radially inward, also trying to regain its original diameter (aren’t we all?). The stress of these two parts pressing against each other gives us a normal force which, with the friction coefficient, allows us to calculate the resulting hold.

For a practical example, look at a steel dowel pin pressed into asteel盘子的标称半英寸直径,深1英寸。(为什么名称?因为销稍大,孔稍大,因此较小,因此仅命名。建议的最小孔尺寸为0.4995英寸,我们最终得到了0.0007英寸的直径干扰。这似乎很小,但是当您要看到的时候,这实际上很多。

零件之间的压力是多少?我们可以使用:

如果p是压力,则r是标称半径,e是杨的模量(sub h = hole; sub p = pin),v是泊松比,δ是径向干扰(半径干扰的一半)。

一旦我们承受压力,我们就会计算面积并使用两部分之间的摩擦系数,以确定轴向保持力为:

F = μ . pmax (source

在our example of a half-inch pin, using 210 GPa for the Young’s modulus, 0.292 for the Poisson’s ratio, and 0.30 for the friction coefficient, the resulting axial force is about 45kN—a little more than the weight of a Ford F350 (incidentally, a great place to wear your favorite jeans). Amazing, right?

相比之下,半英寸的螺栓可以容纳两倍以上。但是,使用螺栓,您可以钻一个直径为0.020英寸的孔。借助压力,如果您的孔为0.0007英寸太大,您根本不会受到任何干扰,因此公差变得非常重要。这将我们带到了下一个讨论领域…

公差和一致性限制

小干扰会导致巨大的力。轴向握力不仅仅是使您的零件保持在一起,这也是组装所需的力量。指定按拟合或打破液压压力的可能性时,您需要非常小心。这种紧密的加工耐受性也是您应该避免对普通工业集会的压力的主要原因之一 - 不是DFM/DFA友好

您可以在这里使用计算器to find the minimum holding force and maximum assembly force with different diametrical tolerances on the holes. However, the diameter isn’t the only tolerance to consider: Pins often come in pairs, so consider the distance between the pins, too.

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第二个按拟合规则:每个组装操作不超过两个销钉。更好的是,仅使用一个干扰拟合,然后将零件与滑动的第二针对齐。如果您必须使用两个按拟合引脚,请确保使用GD&T tolerancing,将第一个孔作为第二孔的基准,以最大程度地减少两个特征之间的误差。

GD&T调用

Like Materials and Thermal Restrictions

自然的另一个显着规则:一切都在寒冷中缩小,但并非所有材料都以相同的速度收缩。当设计压力拟合时,这很重要 - 如果零件会经历温度变化,则仅使用材料。

高温需要热膨胀特性source)." data-entity-type="file" data-entity-uuid="9159e7bb-0a14-42a8-bced-6106d9889ffd" data-srcset="https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2017/05/press-fits-image06.jpg 950w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2017/05/press-fits-image06-300x197.jpg 300w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2017/05/press-fits-image06-768x504.jpg 768w" sizes="(max-width: 950px) 100vw, 950px">

假设您已经在410不锈钢部件的孔中使用了一英寸的名义铝制销,直径为0.0007英寸。在收缩完全消除干扰之前,它会变得有多冷?

Looking at thecoefficients of linear expansion在这两个部分中,我们可以看到,在各种程度上,零件很酷,cnc aluminum将收缩约0.0000125英寸/英寸,而钢的收缩将不到一半,该量为0.0000055英寸/英寸。如果将零件以75度组装,然后将其降至25度,则将失去压力机拟合的所有保持能力。因此,在设计压拟合时,请使用具有类似热膨胀的材料。

Overconstraint and Alternative Joints

新闻界的优势似乎是一个弱点。这两个功能没有独立计算必要的准确性和必要的强度,而是纠缠了这两个功能,创造了机械师的噩梦,即为十分之一(或池塘里的尺寸)(或对微米的微米)创造了噩梦。尽管媒体拟合有局限性,但不要绝望:现代设计有很多选择。

为了传统使用按拟合,销钉都可以连接并准确地定位零件,更好的设计使用滑动销钉销自定位和螺栓加入零件。在塑料, use locating pins for alignment andsnap fits用于组装。这些只是几个快速的例子。有几乎无限的选择mechanical assembly

Snap fits work better than press fits for plastic assembly.

Should You Use Press Fits In Your Design?

虽然按压拟合适用于某些设计(相似的材料的加路部分,其公差紧密,需要紧密耐受性,但使用干扰拟合可能不适合您的组装;就像它们非常适合约会时一样,您的牛仔裤也不适合即将举行的奖项晚餐。尝试一些替代方案,如果您的老式老板问您为什么不使用Press Fits,请随时向他发送本文。要测试您的设计,请下载我们的自由按拟合计算器在这里和then also check out our3D printingCNC加工服务