Основные требования к конструированию деталей из пластмасс

Материал из eeWiki - открытая энциклопедия по электронике
Перейти к: навигация, поиск

Основные требования к конструированию деталей из пластмасс

Обычно при конструировании деталей из пластмасс учитываются их физико-механические свойства, особенности процесса изготовления, условия эксплуатации и сборки, простота конструкции пластмассовой детали, стои­мость оснастки, производительность труда, качество, габаритные размеры детали, масса и др.

Стенки и технологические уклоны.

Уклоны в пластмассовых изделиях необходимы для беспрепятственного их извлечения из пресс- формы. Обычно технологические уклоны на­значают при получении деталей из пластмасс методом прессования или литьем под давлени­ем.

Соблюдение равностенности для многих изде­лий из пластмасс является необходимым услови­ем при конструировании. Однако практически это условие неосуществимо. Поэтому правильно сконструированным изделием считается такое, у которого величина равностенности не превышает 30% от наименьшей толщины стенки. При этом в изделии должны отсутствовать резкие переходы. Переходы от большого сечения стенки к меньше­му должны выполняться при помощи уклонов, а в цилиндрических элементах при помощи конус­ности, что способствует упрочнению данных эле­ментов (рис. 101). Утолщение стенок по конст­руктивным соображениям происходит в следую­щих случаях: при наличии отверстий и деталей с резьбой (рис. 102).

Рис.101
Рис. 101
Рис.102
Рис. 102

Ребра жесткости.

Ребра жесткости применя­ются в пластмассовой детали для увеличения же­сткости и прочности, усиления особо нагружен­ных мест или выступающих частей, уменьшения веса детали за счет разгрузки утолщенных мест. Иногда их применяют по чисто декоративным со­ображениям.

Желательно, чтобы ребра жесткости не дохо­дили до опорной поверхности или края примыка­ющего к нему элемента детали на величину, рав­ную 0,5 ... 1,0 мм, примыкали к опорной поверх­ности плавно и имели наибольшее допускаемое значение уклона (рис. 103).

Рис.103
Рис. 103

Ребра жесткости, если позволяет их конструкция, лучше располагать так, чтобы они рабо­тали на сжатие, а не на растяжение. Там, где увеличивают жесткость кры­шек, днищ крупногабаритных деталей и боковых стенок, обычно приме­няют мелкие ребра-нервюры. На рис. 104 изображены некоторые виды нервюр. Их располагают в продольном направлении либо с наружной, ли­бо с внутренней стороны.

Рис.104
Рис. 104

Отверстия.

В пластмассовых изделиях применяют отверстия различной конструкции, но желательно, чтобы они имели наиболее простую форму. Самые простые по форме — цилиндрические отверстия, наиболее трудоем­кие — овальные. Отверстия могут быть сквозными и глухими.

Из всех видов отверстий, наибольшее распространение получили ци­линдрические постоянного диаметра, но встречаются и ступенчатые. Они могут быть не только цилиндрическими, но и коническими, а также при­меняться в сочетании (рис. 105). Если отверстия находятся вблизи края изделия, то желательно, чтобы края соответствовали форме примыкаю­щего к нему отверстия. Это, во-первых, способствует соблюдению равностенности, во-вторых, уменьшает возможную деформацию отверстия в ре­зультате неравномерной усадки стенок (рис. 106).

Рис.105
Рис. 105
Рис.106
Рис. 106

Расстояние между соседними отверстиями или отверстием и краем изделия должно быть не менее половины диаметра отверстия. Диаметры отверстий выбирают по ГОСТ 6636-69, а диамет­ры сквозных отверстий для болтов, винтов, шпилек и заклепок, устанавливаемых с зазора­ми в соединяемые детали, регламентированы ГОСТ 11284-75.

Поднутрения.

Узкие полости между от­дельными частями отливки, различного рода пазы и выемки, затрудняющие формовку и литье, называются поднутрениями. Как правило, они ведут к появлению брака. В деталях из пластмасс наличие поднутрений внутреннего контура недопустимо. В против­ном случае формующий элемент нельзя из-

влечь. На рис. 107, I дан пример не­технологичной конструкции изделия из-за поднутрения внутренней полос­ти изделия. На рис. 107, II конструк­ция видоизменена — она стала более технологичной.

Рис.107
Рис. 107

Закругления.

Изделия из пластмасс обязательно должны иметь закругле­ния как с наружной, так и внутренней стороны, особенно на кромках и в углах см. ГОСТ 10948-64. Наличие таких закруглений способствует увеличению механической прочности отдельных элементов и изделия в целом.

Величина радиуса закруглений во многом зависит от материала детали, толщины стенки, конструктивных особенностей, а также от типоразмера инструмента, применяемого при окончательной обработке пластмассовой детали. Важно отметить, что величина радиусов на всей длине закругляе­мого элемента должна быть одинаковой, а закругления внутренних и на­ружных контуров согласованы между собой, т.е. толщина изделия b долж­на быть всюду постоянна (рис. 108,I — неправильно и II — правильно).

Рис.108
Рис. 108

Резьбы.

Резьбы в пластмассовых изделиях получают в основном тремя способами: прессованием (непосредственно в самом изделии), запрессовкой в пластмассовые изделия металлических деталей с резьбой и резанием.

Пластмассовые изделия могут иметь как наружную, так и внутреннюю резьбу различного профиля. В практике чаще всего применяют метричес­кую резьбу с крупным или мелким шагом. Важно отметить, что детали с резьбой любого вида, прессуемые в изделия из пластмасс, обязательно должны иметь фаску на наружном конце резьбы.

В пластмассовых изделиях обычно избегают делать сквозные внутрен­ние резьбы. Но если резьба все же необходима в каком-либо сквозном отверстии, то она выполняется лишь на неко­торой его части.

Сварка.

Сварка применяется для соединения деталей из термопластов. Процесс свар­ки довольно сложный. Типы сварных со­единений деталей из пластмасс анало­гичны соединениям деталей из металла, т. е. они бывают стыковые, угловые, та­вровые.

Сущность процесса сварки пластмасс сварочной горелкой (рис. 109, 3) состоит в том, что кромки свариваемых деталей 1 и присадочный пруток 2 нагревают до размягчения и перехода в вязко-текучее состояние, после чего присадочный пру­ток при небольшом давлении укладывают в шов. В данном случае, в отличие от сварки металлов, жидкая масса не образуется. Пластмассы, находясь в вязко-текучем состоянии, приобрета­ют липкость, в результате чего в соединяемых деталях под давлением обра­зуется неразъемное соединение.

Рис.109
Рис. 109

Сварку пластмасс производят различными способами. Одним из наибо­лее распространенных является сварка газовыми теплоносителями (нагре­тыми газами). В качестве теплоносителей применяют подогретые газы (воз­дух, азот, аргон и др.) либо непосредственно продукты сгорания горячего газа (пропан-бутоновые смеси и др.) в смеси с воздухом. Газ-теплоноситель нагревают до необходимой температуры в специальных устройствах — на­гревателях, условно называемых горелками. Горелки бывают двух типов: с электроподогревом (II) и газоподогревом (I) (рис. 110). Они состоят из рукоятки 3, горелки 7 или греющей спирали 8, сопла 6, шлангов подачи сжатого воздуха 2 и газа 1, змеевика 4 и электрического шнура 9. Выход горячего воздуха обозначен цифрой 5.

Рис.110
Рис. 110

Сварку нагретым газом выполняют одним из двух способов: с применением присадочного материала или без него. При сварке без присадочного материала разогретые газом-теплоносителем кром­ки пластмасс сдавливают прижимными роликами.

Склеивание.

Склеиванием соединяют как пластмассы между собой, так и пластмассы с металлами. Для этой цели применяют клей БФ-2, БФ-4, карбинольный клей, а также клей марок ПУ-2, ПК-5, ВК-32-200 др. Для склеива­ния слоистых пластиков и пенопластов применяют смоляные клеи ВИАМ-Б-3, КБ-3 и др. К органическому стеклу при­клеивают другой материал посредством клея марок ВК-32-70, В-31-Ф9 и др.