Требования конструктивного характера к пластмассовому изделию.

При конструктивном оформлении проектируемого пластмассового изделия обычно выполняется ряд действий, ориентировочный алгоритм которых можно представить следующим образом.

1. Оценивается назначение детали, ее тираж, требования дизайна, конкурентные возможности.

2. Анализируются предполагаемые условия эксплуатации (длительность, Теловой режим, характер нагружения, наличие агрессивной среды и т. д.).

3. Выбирается один или несколько полимерных материалов, удовлетворяющих анализу по первым двум пунктам и ориентировочно способных обеспечить работу изделия.

4. Выполняется эскизный вариант конструкции и оценивается способ его изготовления с учетом возможностей производства (парк оборудования, наличие сырья, особенности инструментального хозяйства, трудовые и энергетические затраты, условия подготовки сырья и действий с готовой продукцией и др.)

5. Разрабатывается окончательная конструкция изделия из выбранного полимерного с учетом результатов инженерного расчета. Делается окончательный выбор способа производства в виде оборудования

6. Разрабатывается необходимая технологическая документация и оснастка.

Лучшие результаты достигаются при тесном взаимодействии инженеров-механиков и технологов-полимерщиков. Когда предприятие малочисленно и к инженерам предъявляется требование универсальности, не исключено, что технолог сам разрабатывает, по крайней мере на экспертном уровне проект как изделия, так и оснастки.

Общие правила обеспечения технологичности.

Конструкция пластмассовой детали должна отвечать требованиям, определяемым свойствами применяемого материала, особенностями процесса изготовления, условиям сборки и эксплуатации. Поэтому конструирование детали осуществляют повременно с анализом ее технологичности, который выполняют совместно конструктор и технолог.

Следует стремиться к упрощению конструкции детали как по технологическим, эксплуатационным, так и экономическим соображениям. Чем проще деталь, тем дешевле оснастка, выше производительность труда, лучше качество и ниже ее стоимость.

Детали простой конфигурации изготовляют с более высокой точностью, чем сложные. К простым деталям относят монолитные детали типа плит простой геометрической формы, габаритными размерами до 80 мм с отношением высоты к длине не более 1:10 и разностенностью не более 2:1- при прессовании и 2,5:1 – при литьевом прессовании и литье под давлением, а также детали, имеющие форму тела вращения, монолитные, с отношением диаметра к высоте не более 1:2 и с габаритными размерами до 50 мм.

Детали, конфигурация которых не отвечает приведенной характеристике, относят к категории сложных.

При литьевом прессовании деталей из термореактивных пластмасс, когда используют съемные пресс-формы, основным критерием в определении их габаритов (а следовательно, и габаритов детали) является масса, которая не должна превышать 20 кг. При прямом прессовании, когда в большинстве случае используют стационарные пресс-формы, одним из факторов, ограничивающих длину детали, является длина пресс-формы, предназначенной для определенного пресса. Другим фактором, ограничивающим габаритные размеры детали, является зависимость между номинальным усилием пресса и площадью изделия.

Модель пресса	Тип пресса	Усилие пресса, тс	Наибольшая допускаемая площадь детали, см2, при удельном давлении прессования, кгс/см2					Наибольшие допускаемые размеры, см
			300	400	500	600	700	Длина	Высота
П480	Двух-стоеч-ный	25	83	62	50	41	35	16	-
П481		40	133	100	80	66	57	20	5-6
П472А		63	210	157	126	105	90	23	8-9
П472Б		63	210	157	126	105	90	29	6-7
П474		100	333	250	200	166	142	45	8-9
П8474		100	333	250	200	166	142	34	11-12
ПБ476, П2432		160	533	400	320	266	228	57	9-10
П476, А476, П486		160	533	400	320	266	228	39	12-13
ПД476		160	533	400	320	266	228	54	9-10
Д2484А		250	833	625	500	416	357	66	12-13
ПБ478		250	833	625	500	416	357	63	12-13
ПБ479		400	1333	1000	800	666	570	80	18-19
П5452	Четырех-колонный	63	210	157	126	105	90	25	6-7
П454		100	333	250	200	166	142	34	12-13
ПА454		100	333	250	200	166	142	29	12-13
П457		200	666	500	400	333	285	47	16-17
П457г		200	666	500	400	333	285	50	9-10
П458		315	1050	785	630	525	450	49	15-16
П459		630	2100	1570	1260	1050	900	62	20-22

Для определения наибольшей допускаемой площади детали можно пользоваться формулой

,

где - площадь прессования, см³; - усилие прессования, кгс; - давление прессования кгс/см².

В основном максимальная высота детали зависит от величины наибольшего расстояния между столом пресса и его подвижной траверсой. Высота изделия, как правило, не должна превышать 1/7 наибольшего раствора пресса.

Габариты деталей из термопластичных пластмасс зависят в основном от мощности применяемого оборудования. Эти детали изготавливают преимущественно литьем под давлением на термопластавтоматах, производительность и мощность которых характеризуется величиной суммарной массы получаемой отливки.

При литье под давлением величина площади прессования и масса детали регламентируются паспортными данными машины.

Правила конструировании пластмассовых деталей, базирующиеся на накопленном опыте, направлены на обеспечение рациональных условий течения материала в форме, повышение точности изготовления, уменьшение величины напряжений и короблений.

Требования к конструкции пластмассовой детали следующие

1. Деталь должна иметь технологические (съемные) уклоны.

2. Допуски должны быть технически обоснованными – при назначении их следует руководствоваться особенностями эксплуатации детали, величинами колебаний усадки пресс-материала, а также высотой детали, от которой зависит величина уклона.

3. В деталях необходимо избегать поднутрений.

4. Деталь должна иметь закругления, необходимые для увеличения механической прочности, облегчения процесса формообразования и улучшения внешнего вида.

5. Стенки детали должны быть равной толщины.

6. Детали не должны иметь консольных участков, т.е. выступов или приливов значительной длины.

7. Во избежание коробления на больших монолитных поверхностях, необходимо располагать ребра жесткости.

Наиболее часто встречающими видами брака являются коробления и трещины, которые могут появится значительно позднее, уже в процессе эксплуатации детали. резкое коробление обычно появляется на больших плоских, не усиленных ребрами поверхностях, на разнотолщинных деталях или на деталях с односторонней арматурой.

8. Для предотвращения появления трещин и обеспечения прочности необходимо правильно располагать арматуру.

Трещины обычно возникают от неправильного сочетания пластмассы с металлической арматурой; вследствие усадочных напряжений, особенно при наличии значительной разницы в толщинах стенок детали; при отсутствии или неправильном назначении радиусов закруглений; при неправильном назначении уклона.

9. При выборе материала детали следует учитывать среду, которая будет воздействовать на нее в процессе эксплуатации (в результате несоответствия свойств выбранной пластмассы эксплуатационным условиям, может также возникать коробление и трещины)