2.4. Проводим расчет изделия «катушка»

2.4.1. Определяем колебание усадки ∆S материала изделия по таблице для фенопласта марки У8 – 010 – 78

S_min= 0,5% , S_max= 0,7% , ∆S = 0,2%

2.4.2. Классифицируем все размеры изделия кроме радиусов закругления (по группам 1-4)

- на эскизе ниже размерной линии рассматриваемого размера проставляем N группы этого размера

2.4.3. Расчет для поверхности с ТУ

Определяют для размеров группы 1-2 величины α , ∆_укл, Т_Т и выявление поверхностей групп 1.1 , 1.2 , 2.1 , 2.2

Результаты вносят в таблицу А и Б.

- Углы α ТУ назначают по табл. №7. Углы α проставляют на эскизе изделия

- Погрешность ∆_укл от ТУ вычисляют по ф. 14 с точностью до 0.000

- Допуски Т_Т определяют по табл. №4/квалитеты. Далее численные значения потабл.№13

Углы α ТУ и погрешности ∆_укл Таблица А

Группы размеров	Nном, мм.	Высота поверхности с ТУ , n , мм	Углы α с ТУ, град	∆укл , мм	ТТ		Группа размеров, ( уточнен )
					квалитет	величина
2	Ø18	22,5	00 20′	0,0675	11	0,11	Гр 2.1

∆_укл = 2n × tgα = 2 × 22,5 × tg0⁰ 20′ = 0,0675

2.4.4. Определяем допуски Т_Т , Т_ФОД и погрешности ∆_изм, ∆_хр, ∆_изн, ∆_укл ( размеры вносят в таблицу Б )

- для допусков Т_Т сначала находят квалитеты по табл. №4 , далее численное значение по табл. №13 ( для размеров групп 1 и 2 допуски Т_Т и ∆_укл вносят в табл. Б из табл. А )

- допуск Т_ФОД определяют по табл. 3 и 13 только с целью нахождения погрешностей ∆_изн для легких сплавов. Для остальных ФОД ∆_изн = 0

- ∆_хр и ∆_изм - в соответствии с пунктом 5.2.4 ∆_хр = 0,15 Т_{Т ,} ∆_изм = 0,05 мм.

- погрешность ∆_обл только для размеров группы 4.3 , где ∆_обл = 0,1 мм. , для остальных ∆_обл = 0

Допуски Т_Т и Т_{ФОД ,} погрешности Таблица Б

Группа размеров	Nном, мм.	Допуски квалитет/величина		Погрешности , мм
		ТТ	ТФОД	∆изн	∆укл	∆хр	∆изм	∆обл
1.2 2.1 2.2 3 4.1 4.3	Ø38 Ø18 Ø3 30 2,5 25	12/0,25 11/0,11 11/0,06 13/0,13 12/0,1 13/0,33	- - - - - -	0 0 0 0 0 0	0 0,0675 0 0 0 0	0,0375 0,0165 0,009 0,0195 0,015 0,0495	0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0.05	0 0 0 0 0 0,1

2.4.5. Определяем суммарную погрешность ∆_и и min конструкторских допусков Т_и.к. min размеров изделия

- ∆_и находят с точностью до 0,000 по ф. 9 . Результаты вносят в графу 3 табл. В

а) для размеров групп 1.1 и 2.1

∆_и = 1,15 Т_Т + ∆_укл + 0,05

∆_и1 = 1,15 × 0,25 + 0 + 0.05 = 0,3375 мм

∆_и2 = 1,15 × 0.11 + 0,0675 + 0,05 = 0,244 мм

б) для групп размеров 1.2 , 2.2 , 4.1 , 4.2 , 3

∆_и = 1,15 Т_Т + 0,05

∆_и3 = 1,15 × 0,06 + 0,05 = 0,119 мм

∆_и4 = 1,15 × 0,13 + 0,05 = 0,1995 мм

∆_и5 = 1,15 × 0,1 + 0,05 = 0,165 мм

в) для группы 4.3

∆_и = 1,15 Т_Т + 0,15

∆_и = 1,15 × 0,33 + 0,15 = 0,5295 мм.

Конструкторские допуски Т_и.к. Таблица В

Группа размеров	Nном, мм.	∆и , мм	Ти.к. квалитет/величина	Класс размеров	Интервал (Ти.к.min реком. Ти.к. max реком.)	Ти.к.
						поле допуска	величина
1.2 2.1 2.2 3 4.1 4.3	Ø38 Ø18 Ø3 30 2,5 0,5295	0,3375 0,244 0,119 0,1995 0,165 0,5295	13/0,39 13/0,27 13/0,14 12/0,21 14/0,25 15/0,84	III III III III Iv Iv	13…15 13…15 13…15 13…15 15…18 15…18	h13 n13 n13 J315 h15 h15	0,39 0,27 0,14 0,84 0,4 0,84

2.5. Определяем S_ср ПМ гудения

S_ср =

Находим неуказанные предельные отклонения номинальных размеров изделия

- находим по табл. 13 в соответствии с записано в тех. условиях чертежа изделия

- проставляем эти отклонения на чертеже

2.5.1. Определяем погрешность ∆_укл от ТУ

- для поверхности ФОД выполняемых с ТУ и погрешности ∆_изм, ∆_хр, ∆_изн, ∆_обл размеров изделий и ФОД (результаты в табл. А)

- для Т_Т размера изделия квалитет определяют по табл.4, численное значение по таьл.13, для погрешностей ∆_изн, ∆_хр, ∆_изм полагаем ∆_изн = 0, ∆_изм = 0,05 мм, ∆_хр = 0,15 Т_Т

2.5.2. Проверка условий достижения заданной нормированной точности размеров изделия при его формовании (результат в табл. В)

- осуществляют проверки всех групп, используя данные табл. А и Б

для гр. 1.1 и 2.1

Т_и.к. ≥ 1,15 Т_Т + ∆_укл + 0,05

для гр. 1.2, 2.2, 4.1, 4.2, 3

Т_и.к. ≥ 1,15 Т_Т + 0,15

- для размеров, если эти условия не выполняются, увеличивают конструкторский допуск на 1-2 квалитета

Таблица А

ФОД	Группа размеров ФОД	Nном	Допуски		Погрешности, мм
			Ти.к.	ТТ		∆изн	∆укл	∆хр	∆изм	∆обл
Матрица Подв. знак	1.2 1.3 3 4.1 4.3 2.1 4.3	Ø38 Ø18 Ø30 2,5 22,5 Ø18 22,5	h13/0,39 - J315/0,84 h15/0,4 h15/0,84 n13/0,27 h15/0,84	I Т 12/0,25 - I Т 13/0,13 I Т 12/0,1 I Т 13/0,33 I Т 11/0,11 I Т 13/0,33		0 - 0 0 0 0 0	0 - 0 0 0 0,675 0	0,0375 - 0,019 0,015 0,0495 0,0165 0,0495	0,05 - 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05	0 - 0 0 0,1 0 0,1

Таблица Б

ФОД	Группа размеров ФОД	Nном, мм.	n, мм.	<α, ТУ	∆укл, мм.
Подвиж. знак	2.1	Ø18	22,5	00 20′	0,0675

Таблица В

ФОД	Группа размеров ФОД	Nном	Ти.к.	Испол. услов.	Проверка условий
Матрица Подвиж. знак	1.2 3 4.1 4.3 2.1+0,27 4.3	Ø38-0,39 30±0,42 2,5-0,4 22,5-0,84 Ø18+0,27 22,5-0,84	h13/039 J315/0,84 h15/0,4 h15/0,84 n13/0,27 h15/0,84	59 59 59 60 58 60	0,39≥1,15×0,2+0,05= =0,33 – верно 0,84≥1,15×0,13+0,05= =0,199 – верно 0,4≥1,15×0,1+0,05= =0,165 – верно 0,84≥1,15×0,33+0,15= =0,5295 – верно 0,27≥1,15×0,11+0.0675+0,005= =0,199 – верно 0,84≥1,15×0,33+0,15= =0,5295 – верно

2.5.3. Вычисляем средние размеры N_ср, G_ср и допуск Т_ФОД размеров изделия ФОД

- заполнить графы табл. Г , пользуясь табл. А и Б , из таблицы В берем Т_и.к.

- для допусков Т_ФОД находим квалитеты по табл. №3, затем численное значение по табл. №13

- средние значения N вычисляем для всех групп, кроме гр. 1.3, N_ср по ф. 1 и G_ср по ф.33, с точностью до 0,000

Расчет исполнительных размеров ФОД

- рассчитывается по формулам таблицы 14 (с использованием средних G_ср из гр. 7)

- рассчитанные данные округлить в соответствии с табл.15

Таблица Г

ФОД	Группа размеров	Nном	Допуск		Средние размеры		Используемые размеры
			Ти.к.	ТФОД	Nср	Gср	с точностью до 0,001	после округления
Матрица Подвиж. знак	1.2 1.3 3 4.1 4.3 2.1 4.3	Ø38-0,39 Ø18+0,27 30±0,42 2,5-0,4 22,5-0,84 Ø18+0,27 22,5-0,84	h13/0,39 - J315/0,84 h15/0,4 h15/0,84 n13/0,27 h15/0,84	n10/0,1 n9/0,043 J310/0,084 n10/0,04 n10/0,084 f8/0,027 n10/0,084	37,805 18,135 30 2,05 22,08 18,135 22,08	38,033 18,244 30,181 2,062 22,213 18,244 22,213	37,983 18,291 30,181 2,082 22,071 18,291 22,071	Ø 37,99+0,1 18,28+0,43 30,17±0,042 2,07-0,04 22,08+0,084 18,28-0,043 22,08+0,084

2.2.4.1. Стенки изделия и ребра жесткости

Тонкостенность и ребра жесткости (т. е. толщину изделия из ПМ следует назначать близкой к минимально допустимой, а требуемую жесткость и прочность изделия и малое его коробление достигать за счет введения ребер жесткости).

Одно из важнейших требований к конструкции пластмассового изделия — соблюдение принципа равнотолщинности (т. е. толщина изделия должна быть, по возможности, одинаковой во всех его сечениях); разнотолщинность изделия не должна превышать, как правило, 30 %.

Толщина стенок оказывает влияние на величину внутренних напря-жений в изделии, являющихся причиной образования вздутий, трещин, коробления.

Минимально допустимая толщина стенки s_min изделия зависит от: 1) длины (высоты) стенки; 2) текучести материала изделия (т. е. его способности заполнить формующую полость формы); 3) деформационно-прочностных свойств материала изделия; 4) конфигурации элемента изделия, в который входит рассматриваемая стенка; 5) расположения мест впуска расплава при заполнении формующей полости; 6) технологических факторов: давления, температуры материала и формы, времени цикла формования; 7) конструкции формы и качества формообразующих деталей (точности их размеров и уровня шероховатости).

Ребра жесткости предусматривают в конструкции полимерного изделия для: 1) увеличения жесткости и прочности изделия; 2) усиления особо нагруженных или консольных участков изделия; 3) уменьшения толщины отдельных участков изделия; 4) снижения внутренних напряжений в изделии в местах сопряжения стенок различной толщины; 5) предотвращения коробления или трещинообразования.

В зависимости от назначения ребра жесткости подразделяют на следующие виды:

1) усиливающие — служащие для увеличения прочности детали в определенных сечениях, уменьшения напряжений, особенно в тонкостенных деталях;

2) разводящие; эти ребра воспринимают сосредоточенные нагрузки и рассредоточивают их на большей площади стенки детали; например, такую роль выполняют ребра крышки золотника, находящегося в масляной среде и подвергающегося динамической нагрузке;

3) обеспечивающие равнотолщинность детали;

4) конструктивные, имеющие целевое назначение;

5) технологические, применяемые в зависимости от технологического процесса изготовления пластмассовой детали; к ним относят ребра, применяемые для устранения коробления детали, облегчения извлечения детали из формы, уменьшения времени выдержки детали в форме.

2.2.4.2. Соблюдение принципа равнотолщинности

Равнотолщинность (должен быть соблюден принцип равнотолщинности, т. е. толщина изделия должна быть, по возможности, одинаковой во всех его сечениях).

Принцип равнотолщинности соблюдают для уменьшения остаточных напряжений в изделии (т. е. его коробления) и снижения вероятности появления усадочных дефектов — утяжин, раковин (редко — трещин, появление которых в особенности характерно для армированных изделий при недостаточной толщине слоя ПМ вокруг арматуры). Если изделие — равнотолщинное, то процесс формования протекает более благоприятно, т. к. во всех участках формующей полости формы имеют место одинаковые условия отвердевания (отверждения) материала по окончании стадии впрыска до момента выталкивания изделия из формы. Соответственно наилучшее качество изделия по внешнему виду и по свойствам материала в готовом изделии достигается тогда, когда изделие сконструировано с использованием принципа равнотолщинности.

Местные утолщения допускаются в изделиях из ПМ: 1) при наличии отверстий, резьбы или рифления; 2) для увеличения прочности тех элементов изделий, которые работают на трение или в абразивной среде; 3) при конструировании изделий коробчатой формы (утолщения в углах сопряжений стенок); 4) при конструировании армированных изделий для создания вокруг арматуры стенок необходимой толщины; 5) в других технически обоснованных случаях.

2.2.4.3. Технологические уклоны и радиусы закруглений

Технологические уклоны и радиусы закруглений ( следует предусматривать, для облегчения выталкивания изделий из формы, технологические уклоны на соответствующих поверхностях изделия; контуры изделия должны быть плавными, округлыми).

Технологические уклоны назначают для литьевых и прессованных полимерных изделий с целью обеспечения беспрепятственного удаления изделий из формы и облегчения скольжения расплава по поверхностям формующих полостей в процессе их заполнения.

Технологические уклоны конкретизируют обычно при конструировании формы; при конструировании изделия технологические уклоны обычно не задают каким-либо способом, а лишь допускают.

Технологические уклоны назначают на тех вертикальных внешних и внутренних поверхностях изделия, которые параллельны направлению разъема пресс-формы или совпадают с направлением извлечения из изделия подвижных формообразующих деталей (пуансонов, знаков, вставок) сложных прессовых или литьевых форм.

На изделиях из пластмасс с наружной и внутренней сторон предусматривают радиусы закруглений, которые способствуют:

1) увеличению механической прочности изделия в целом или отдельных его элементов;

2) устранению или уменьшению внутренних напряжений, следствием которых являются коробление изделия и другие виды отклонений от правильной геометрической формы;

3) уменьшению величины и колебаний усадки материала изделия, а следовательно, повышению точности изделия;

4) облегчению условий течения расплава в формующих полостях формы;

5) снижению износа формы и облегчению условий выталкивания изделия из формы;

6) улучшению внешнего вида изделия.

2.2.6.2. Отверстия

Расположение и конфигурация отверстий в изделиях из пластмасс очень разнообразны, что обусловлено различным их назначением (технологические отверстия, отверстия для снижения материалоемкости изделия и придания равнотолщинности, установочные базы для арматуры, отверстия для крепления и т. д.).

При конструировании пластмассовых изделий конфигурацию и расположение отверстий выбирают в соответствии с правилами и нормами, приведенными ниже.

Расположение отверстий на поверхности изделия, их разновидности (сквозные, глухие, ступенчатые), конфигурация (круглые, овальные, квадратные и т. п.) в значительной степени определяют величину внутренних напряжений в материале изделия, усадку и точность размеров самих отверстий и расстояний между ними.

При определении размеров и формы отверстий следует учитывать также механическую прочность формообразующих деталей пресс-формы.

Оформление отверстия при формовании изделия может быть окончательным (без последующей механической обработки) и частичным (с последующим досверливанием в отформованном изделии).

Прессованием или литьем под давлением можно оформлять отверстия сложной конфигурации, которые механической обработкой получить либо невозможно, либо очень трудно. Однако прессованием нельзя получать отверстия, имеющие поднутрения, препятствующие извлечению формующего элемента; такое поднутрение можно выполнить только механической обработкой.

Отверстия, имеющие суженные участки (перешейки), можно получать только с применением сопрягающихся формующих знаков, что значительно усложняет изготовление формы, а также затрудняет процесс ее эксплуатации.