Конструктивное оформление элементов изделий

Категория:
Пресс-формы


Конструктивное оформление элементов изделий

Размеры пластмассовых изделий определяются: текучестью пресс-материала, возможностями изготовления прессформ, применяемым оборудованием для изготовления форм, мощностью имеющихся гидравлических прессов и термопластавтоматов.

Тол_щипа стенок. Максимальная толщина стенок изделий из термореактивных материалов равна 8-10 мм, а отдельных массивных участков-12-1б мм. Минимальная толщина стенок при прессование изделий из аминопластов или фенопластов — 0,3-0,5 мм при высоте прессуемого участка 10-12 мм, а наиболее рациональная — от 1 до 5 мм с плавными переходами от одного сечения к другому.

Таблица 1
Зависимость толщины стенок изделий из термореактивных пластмасс от их высоты при компрессионном и литьевом прессовании

Лучшие результаты при изготовлении тонкостенных изделий достигаются литьем под давлением термопластических материалов.

Некоторые материалы (например, полиамиды) дают возможность прессовать изделия с толщиной стенок 0,2-0,3 мм при их высоте 20- 30 мм. Литье под давлением изделий с толщиной стенок более 4 мм затруднено, так как при этом возникают утяжины и раковины на поверхности изделий. Для получения- доброкачественных изделий можно применять специальные технологические приемы, в частности, устройство прибылей, толщина которых больше толщины стенок формуемого изделия.

Следует учитывать, что разностенность деталей не должна превышать соотношения 2:1 для термореактивных материалов, перерабатываемых компрессионным прессованием, и 2,5: 1 для деталей из термореактивных материалов, получаемых литьевым прессованием, и для термопластов при литье под давлением.

Таблица 2
Зависимость толщины стенок изделий из термопластов от их размеров при литье под давлением

Конусность или литейный уклон. Для нормального выталкивания отпрессованных изделий из прессформы боковые поверхности охватывающих и охватываемых элементов должны быть расположены под некоторым углом к направлению съема. После раскрытия прессформы прессуемое изделие в результате охлаждения и усадки плотно охватывает все детали пресс-формы, образующие в нем внутренние полости и отверстия. Одновременно наружные поверхности изделия отходят от вертикальных стенок матрицы и в меньшей степени препятствуют съему изделия. Из этих соображений для облегчения выталкивания изделий из прессформы рекомендуется литейные уклоны внутренних полостей и отверстий изделия делать большими, чем уклоны наружных контуров.

Таблица 3
Минимальные величины уклонов для изделий из термореактивных материалов

Величина литейного уклона обычно определяется таким образом, чтобы после охлаждения изделия величины его наибольшего и наименьшего диаметров не выходили за пределы допуска на изготовление. Эта величина уклона указывается на чертеже. Если технологические уклоны наружных и внутренних поверхностей прессуемой детали на чертеже отсутствуют, то в этом случае величину уклона необходимо вычислить по формулам, приведенным в табл. 4. С целью облегчения замеров величину уклона рекомендуется проставлять не в градусах, а в линейных единицах.

Таблица 4
Исполнительные размеры литейных уклонов элементов прессформ

Рис. 1. Номограмма для определения величины отклонения стенки изделия от вертикали

Величину отклонения стенки изделия от вертикали в зависимости от ее угла наклона можно определить по номограмме (рис. 1). В приведенном случае для изделий высотой 100 мм при угле наклона 4° величина отклонения от вертикали составит 7,2 мм. Для изделия высотой 250 мм и наклоне 1° эта величина будет равна 4,3 мм.

Коробление. Частичное предотвращение коробления отпрессованных деталей достигается ужесточением их конструкций буртиками, фланцами, ребрами жесткости и кромками.

Как буртики и фланцы, так и ребра жесткости не только ужесточают конструкцию изделия, но и улучшают его внешний вид. Так, при прессовании полых изделий больших габаритов наличие на их наружных поверхностях мелких ребер делает не столь заметным почти неизбежное коробление стенок.

Буртики, кромки, фланцы применяются для того, чтобы скрыть на изделии линии сопряжения сборных матриц и пуансонов прессформ и изолировать линии разъема от примыкающих поверхностей.

Количество и расположение ребер жесткости определяются конструкцией изделия, но они не должны располагаться на боковых стенках изделия перпендикулярно направлению его съема, чтобы дать возможность свободно извлечь его из прессформы.

Толщина ребер жесткости не должна превышать толщину стенок изделия; максимальная высота ребер жесткости равна 2,5-3,0 его толщинам. Если при наличии ребра жесткости на изделии с обратной стороны появляются утяжины (что характерно для термопластов) и это ухудшает его внешний вид, рекомендуется делать ряд небольших близко расположенных ребер или канавок против ребра жесткости.

Наиболее рациональной формой ребра жесткости является усеченный конус с закругленной вершиной и дуговым переходом от стенки ребра к плоскости.

Таблица 4
Основные параметры ребер жесткости

Рис. 2. Ребра жесткости

Если выталкивание изделия осуществляется по ребру жесткости, то это ребра должно иметь утолщение с плоской вершиной.

Расположение ребер жесткости не должно мешать свободной усадке прессматериа-ла изделия. Для этого их лучше всего располагать радиально (если изделия формы круга) и по возможности избегать их симметричного пересечения.

Конструктивное оформление отверстий. При конструировании изделий с отверстиями необходимо учитывать следующие требования: 1) при определении глубины формования отверстия исходить из его диаметра и расположения в изделии; 2) расстояние между отверстиями (величина перемычки) и расстояние от края отверстия до края изделия должны исключать возможность излома.

Рис. 3. Ребро жесткости с плоской вершиной

Таблица 5
Отношения глубины отверстий к их диаметру, величина перемычки и толщина дна при компрессионном прессовании

Указанные в этих таблицах соотношения не являются величинами постоянными, так как на глубину формования существенное влияние оказывает и расположение отверстий в изделии. Формующие знаки,

Отношения глубины отверстий к их диаметру при литьевом прессовании и литье под давлением установленные примерно по центру полости матрицы прессформы, испытывают равномерное давление со стороны поступающего в полость материала и в большей степени противостоят изгибающему усилию, чем знаки, установленные в непосредственной близости от вертикальной стенки матрицы и испытывающие одностороннее давление материала. Между диаметрами различных формующих знаков и высотой их рабочей части нет простой пропорциональной зависимости. С увеличением сечения знака возрастает его сопротивление изгибающему усилию и, следовательно, обеспечивается возможность увеличения отношения глубины формования к диаметру знака.

Отношения глубин отверстий к их диаметрам, указанные в табл. 5 и 6, являются максимальными. Если глубина формования отверстия должна быть большей, тогда необходимо это отверстие делать ступенчатым, прибегать к двустороннему формованию или фиксировать знак в двух частях прессформы. Варианты формования различных отверстий приведены в табл. 5.

При формовании отверстий, оси которых перпендикулярны направлению прессования, высота рабочей части формующих знаков зависит от метода прессования и характера крепления знаков в прессформе.

Накатки и рифления делаются на наружных поверхностях ручек управления различных приборов и аппаратов. Кроме того, они применяются в декоративных целях на изделиях бытового назначения.

Независимо от назначения изделия конструкция накатки или рифления должна предусматривать:
а) удобство извлечения изделия из прессформы без разъема матрицы на несколько частей, что обеспечивается прямой накаткой (или рифлением), параллельной направлению выталкивания изделия из прессформы;
б) профиль накатки или рифления должен допускать возможность механической обработки матрицы прессформы;
в) конструкция накатки или рифления не должна затруднять последующую обработку изделия — зачистку грата.

Примеры формования отверстий в изделиях из пластических масс

Таблица 6

Формование резьбы в пластмассовых деталях производится: внутренней — резьбовыми знаками, а наружной — резьбовыми кольцами.

Отношения диаметров резьбовых знаков к глубине формования такие же, как и для гладких формующих знаков, но в данном случае за основной диаметр знака принимается внутренний диаметр его резьбы. Вместе с тем, поскольку в большинстве деталей не требуется формования глубоких резьб, рациональную глубину формования резьбовых отверстий можно принимать равной 1,5-2 диаметрам резьбового знака.

Путем прессования можно получать в деталях различные резьбы (по шагу), но при мелком шаге и прямоугольном профиле резьбы по-чаются недостаточно прочными.

Таблица 7
Параметры наружных и внутренних резьб, в мм

Для термореактивных материалов с порошкообразным наполнителем наиболее прочной является резьба с шагом 1,5 мм. Резьба с более крупным шагом имеет меньшую прочность.

В нагруженных резьбовых соединениях, в которых болт изготовлен из пластмассы, а гайка — из металла с шагом резьбы более 1,5 мм, целесообразно для увеличения прочности уменьшить высоту профиля резьбы болта за счет уменьшения наружного диаметра резьбы. Нижнее отклонение наружного диаметра не должно выходить при этом за пределы допуска 4-го класса точности.

Резьбы с шагом менее 1,5 мм для этих соединений не рекомендуется применять, так как вследствие переобогащения витков резьбы смолой они не имеют достаточной прочности на срез.

Из термопластичных материалов может быть получена резьба с любым шагом.

Для упругоэластичных материалов наиболее прочными являются резьбы с шагом 2-3 мм. При меньшем шаге может произойти разрушение витков при относительно небольших нагрузках.

Для обеспечения прочности резьбооформляющих деталей пресс-форм и самой резьбы на изделиях необходимо предусматривать устройство цилиндрических поясков на заходе и на выходе резьбы.

В деталях, имеющих несколько резьб различного диаметра, шаг всех резьб должен быть одинаковый, что обеспечивает удобство вывинчивания отпрессованных деталей из матрицы прессформы.

Нарезание резьбы непосредственно в пластмассе после отпрессов-ки детали нежелательно, так как прочность такой резьбы невысока.

Выбор класса точности резьбы необходимо производить с учетом эксплуатационных требований, предъявляемых к резьбовому соединению; при этом помимо механических свойств пластмасс данной марки должны быть учтены следующие рекомендации:
1. Класс точности 2 предназначается для резьбовых деталей повышенной точности, к которым предъявляются требования по герметичности, по соосности соединяемых деталей и т. д.
2. Класс точности 3 рекомендуется для нагруженных резьбовых соединений. В этих соединениях не рекомендуется сопрягать детали из хрупких и упругоэластичных материалов, так как прочность соединения при этом снижается в 3-5 раз.
3. Класс точности 4 предназначается для слабонагруженных резьбовых соединений деталей из пластмасс, а также деталей из металла и пластмасс. Соединения типа металл — пластмасса будут иметь большую прочность, чем соединения типа пластмасса — пластмасса. Допускается изготовление наружной резьбы в резьбовых кольцах с номинальным шагом, при этом длина свинчивания должна быть минимальной.

Достижимая точность резьбы при литье и прессовании для материалов с различными колебаниями усадки определяется по табл. 71. Указанные в этой таблице классы точности могут быть получены для приведенных соотношений колебаний усадки, длины свинчивания и диаметра при условии изготовления резьбовых знаков и колец со скорректированным на величину средней усадки шагом.

При изготовлении резьбы в прессформе с номинальным шагом указанные в табл. 71 классы точности могут быть достигнуты при условии уменьшения длины свинчивания.

Основные размеры резьбы с крупным и мелким шагом принимаются по ГОСТ 9150-59.

Для резьбы диаметром от 3 до 8 мм допускается применение особо крупного шага. Резьба с особо крупным шагом допускается также для деталей из металлов, сопрягаемых с деталями из пластмасс.

Допуски. Расположение полей допусков резьбы для детален из пластмасс со скользящей посадкой должно соответствовать ГОСТ 11709-66. Допуски на диаметры резьбы должны назначаться по классам точности 2а, 3 и 4; предельные отклонения для резьбы классов точности 2а и 3 -по ГОСТ 9253-59. Для резьбы с крупным шагом нижние отклонения на средние диаметры болта класса точности 2а должны соответствовать ГОСТ 10191-62. Предельные отклонения для резьбы с крупным и мелким шагом класса точности 4 должны соответствовать ГОСТ 11709-66.

Предельные отклонения резьбы с крупным и мелким шагом на металлических деталях, сопрягаемых с деталями из пластмасс, лимитируются ГОСТ 9253-59.

Верхнее отклонение наружного диаметра резьбы гайки и нижнее отклонение внутреннего диаметра болта по ГОСТ 11709-66 не нормируются. Зазоры в резьбовых соединениях по этим диаметрам обеспечиваются размерами резьбооформляющих деталей.

Внутренний диаметр резьбы болта по верхней границе контролируется проходным резьбовым калибром-кольцом, имеющим прямые срезы профиля по диаметру, равному наименьшему внутреннему диаметру резьбы гайки, а наружный диаметр резьбы гайки по нижней границе — проходным резьбовым калибром-пробкой с наружным диаметром, равным наибольшему наружному диаметру резьбы болта.

Допускается сопряжение гаек,и болтов разных классов точности.

Для шага и угла профиля резьбы предельные отклонения по каждому из этих элементов в отдельности не устанавливаются. Суммарный допуск для среднего диаметра резьбы представляет собой сумму трех слагаемых: погрешности среднего диаметра резьбы, диаметральных компенсаций погрешности шага и погрешности угла профиля резьбы.

Предельные отклонения и допуски, устанавливаемые по ГОСТ 11709-66, распространяются на детали из пластмасс, размеры которых определены при температуре 20 °С и относительной влажности воздуха 40-70%. Контроль резьбы на деталях из пластмасс должен производиться не менее чем через 6 час после извлечения детали из пресс-формы.

Арматура. Назначением арматуры является обеспечение наилучших условий монтирования на изделии различных элементов, крепления самого изделия, ужесточения конструкции изделия и т. п. Метод крепления арматуры в пластмассовых изделиях основан на их усадке и на разнице коэффициентов теплового расширения пластических масс и металлов. В процессе охлаждения слои пластмассы плотно охватывают арматуру, удерживая ее в нужном положении. Таким образом, крепление арматуры в изделии представляет собой неразъемное соединение. Различные виды арматуры приведены в табл. 72.

В практике производства пластмассовых изделий существуют три способа крепления арматуры:
1. Запрессовка арматуры в изделие непосредственно в период его прессования в прессформе.
2. Запрессовка арматуры в изделие сразу же после его извлечения из прессформы в предусмотренные для этой цели отверстия.
3. Установка и крепление арматуры в охлажденном изделии путем отгибки, разворота, развальцовки, расклепки, оплавления (для термопластов), крепления винтами и на клею.

Впрессовывание арматуры в изделие в период его прессования — наиболее распространенный способ, но он требует изготовления в пресс-формах гнезд для установки арматуры й несколько усложняет процесс прессования.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум