ПР_2

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра: «Промышленный дизайн, технология упаковки и экспертиза»

Практическая работа № 2

Расчет толщины стенки деталей из пластмасс

Дисциплина: «Конструирование изделий из полимерных материалов

Выполнила:

Ст. 3 курса группы 22-ХТ-1

Шелковникова П. В.

Проверил:

Багин В. А.

Москва, 2024

2.1 Цель занятия:

Приобретение практических навыков конструирования формы деталей из пластмасс.

2.2. Содержание занятия

1. Изучить методику расчета толщины стенки деталей из пластмасс.

2. Определить допустимое значение толщины стенки детали из термореактивных пластмасс в соответствии с заданием (табл. 5).

3. Определить зоны возможных усадочных раковин, рассчитав толщину стенки детали и увеличение массы в узле стыковки стенок деталей из термопластичных материалов в соответствии с заданием (табл. 6).

4. Описать основные свойства заданных полимерных материалов, способы их переработки и ответить письменно на контрольный вопрос.

5. Оформить отчет и сдать работу.

2.3. Общие положения

Толщина стенок оказывает влияние на возникновение внутренних напряжений, являющихся причиной образования вздутий, трещин, коробления во времени выдержки детали в пресс-форме [1, 6]. Толщина стенки детали зависит от длины (высоты) стенки, текучести пластмассы, механической прочности материала, конфигурации элемента детали. Соотношение между толщиной стенки и длиной детали должно иметь строго определенное значение, но устанавливают его окончательно с учетом следующих факторов. Влияние текучести материала особенно резко проявляется при использовании термореактивных пластмасс, текучесть которых значительно ниже текучести термопластов. Из пластмасс, обладающих низкой текучестью, можно получать изделия небольшой высоты с толстыми стенками, а из пластмасс, имеющих большую текучесть, высокие тонкостенные конструкции. При большей механической прочности возможно получение более высоких тонкостенных деталей; при низкой прочности подобные изделия получать недопустимо, хотя технологически это возможно. Толщину сплошных сечений, за исключением отдельных случаев, не рекомендуется назначать свыше 10–12 мм. Толщину стенок можно уменьшить применением ребер жесткости или приданием стенкам рациональных профилей. Толщину стенок назначают в зависимости от габаритных размеров детали или из условий получения заданной механической прочности, а также с учетом текучести пластмассы. Для определения наименьшей допускаемой толщины стенки (S, мм) изделия из термореактивных пластмасс можно использовать эмпирическую формулу

где h – предполагаемая высота стенки, мм; L – текучесть по Рашигу, мм;

А – удельная ударная вязкость пластмассы. Эта формула дает удовлетворительные результаты при высоте детали до 200 мм, величине текучести по Рашигу 50 – 200 мм, удельной ударной вязкости пресс-материала 2,5 – 100 . Для определения наименьших значений толщины стенки деталей из термопластичных пластмасс рекомендуется формула

где h – предполагаемая высота стенки, мм. В связи с тем, что не все пластические массы хорошо формуются при изготовлении толстостенных деталей, для них пригодны полимеры, характеризующиеся следующими качествами: малым временем заполнения пресс-формы, охлаждения (затвердевания); малой степенью ориентации. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет полипропилен. При конструировании деталей из пластмасс необходимо соблюдать условие равностенности, т. е. во всех сечениях выдерживать одинаковую толщину. При разностенности может быть нарушена норма времени выдержки при прессовании, величина которой определяется наибольшей толщиной стенки изделия. Различная скорость охлаждения отдельных элементов детали приводит к ухудшению ее свойств; при литье термопластов наличие утолщенных мест приводит к браку из-за образования в них газовых пузырей или поверхностных утяжин. Так как вероятность появления дефектов возрастает с увеличением количества пластмассы в узле, то по отношению массы в различных узлах сопрягаемых стенок можно с достаточной степенью точности получить представление о возможности их возникновения и выбрать наиболее технологичный вариант. Четыре варианта стенок с одинаковыми радиусами закруглений показаны на рис. 3. Вписанные окружности позволяют определить увеличение массы в сопряжениях. Как видно, наименьшая вероятность дефектов будет в конструкциях на рис. 3а, наибольшая – на рис. 3г. Графический метод определения величины возможных усадочных дефектов можно применять при сопряжении стенок с ребрами и ребер между собой. В случае, когда по конструктивным соображениям невозможно обеспечить равностенность, допускаемая разность в толщинах стенок при прессовании должна составлять 2:1; при литье под давлением деталей простой конфигурации, плоскостных монолитных с габаритными размерами до 80 мм от- ношением высоты к длине не более 1:5 или деталей типа втулок монолитных и сквозных с теми же габаритами разностенность должна быть не больше 2,5:1.

2.4 Задания для выполнения практической работы

Таблица 5

Номер варианта	Характеристики детали
	Текучесть пресс-материала по Рашигу, мм	Высота детали, мм	Ударная вязкость пресс-материала, кгс см/см3
13	200	120	60

Таблица 6

Номер варианта	Характеристики детали
	Высота стенки детали, мм	Толщина сопрягаемой стенки, мм
13	320	6,5

2.5. Контрольные вопросы

1. Нарисуйте наиболее часто встречаемые сопряжения деталей из пластмасс.

2. Какая характеристика пластмасс влияет на соотношение толщины стенки и длины детали?

3. Как влияет увеличение механической прочности пластмасс на высоту и толщину стенки детали?

4. Что такое текучесть по Рашигу? Как она влияет на толщину стенки?

5. У термопластичных или термореактивных пластмасс выше текучесть расплава.

6. Что необходимо учитывать при конструировании изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ)?

7. Что понимается под равностенностью детали из пластмасс?

8. Как рассчитывается вероятность появления утяжины при сопряжении стенок деталей из пластмасс?

9. Возможно ли увеличение толщины сопряженных стенок деталей?

10. Какие конструктивные решения могут обеспечить равностенность деталей из пластмасс?

11. В каких случаях по конструктивным соображениям надо увеличить толщину стенки?

12. Как упрочняются торцы деталей из пластмасс?

13. К чему может привести чрезмерное утолщение края детали?

14. Назначение ребер жесткости в конструкции деталей из пластмасс.

15. Как подразделяются ребра жесткости в зависимости от их назначения?

16. Назначения технологических ребер жесткости в конструкции пластмассовой детали.

17. Почему ребра жесткости не должны доходить до опорной поверхности детали?

18. Почему диагональное или диаметральное расположение ребер жесткости является предпочтительным?