Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основные подходы к расчету и конструированию РТИ и пресс-форм. Учебное пособие
.pdf
Ребра жесткости. Ребра жесткости повышают механическую прочность тонкостенных деталей и исключают их коробление.
Оптимальная толщина ребер жесткости не должна превышать 0,6...0,8 толщины сопрягаемой стенки. При большей толщине ребер возможно появление трещин в местах скопления
массы на стенке ребра жесткости, сопряженной со стенкой детали. Расстояние от ребра жесткости до опорной поверхности или
края примыкающего элемента должно быть не менее 0,5...1,0 мм
(рис. 1.5 ), что исключает выход ребра жесткости за пределы
опорной поверхности при короблении упрочняемой поверхности.
Ребра жесткости располагают параллельно направлению
формования, так как наличие замкнутого контура ребер жесткости затрудняет течение материала и приводит к появлению напряжений и растрескиванию поверхности.
Рис. 7.2. Пример оформления ребер жесткости
Необходимо стремиться к диагональному и диаметральному положению ребер жесткости. При сопряжении деталей типа
плит с ребрами жесткости рекомендуется располагать ребра в
шахматном порядке. Ребра жесткости должны иметь уклон в
направлении прессования или литья и закругленную вершину;
131
кроме того, должен быть обеспечен плавный переход от ребра к
стенке. Площадь сечения ребер определяется их числом и конструкцией детали. Предпочтительнее предусматривать два ребра
малого сечения, чем одно большого сечения.
Ребра жесткости можно выполнять как на наружных, так и
на внутренних поверхностях детали.
При наличии плоскостей длиной более 300 мм для обеспечения их жесткости рекомендуют выступы на поверхности детали, расположенные в направлении разъема формы, или гофры.
Оформление торцов полых деталей. Торцы деталей рекомендуется выполнять в виде буртиков, утолщений. Буртики
должны быть непрерывными по всему контуру, так как в местах
разрыва возникают напряжения, приводящие к появлению трещин. Высота буртика не должна быть более, чем удвоенная толщина стенки; чрезмерное утолщение увеличивает время выдержки детали в форме и вызывает коробление и «утяжины».
Минимально допустимая высота буртиков 0,8...1,0 толщины стенки.
Опорные поверхности. Для исключения коробления, повышения жесткости и точности размеров сопрягаемых элементов гладкие поверхности следует заменять поверхностью с выступами, буртиками, бобышками (особенно для деталей со значительной площадью поверхности). Лучше применять трехточечные опоры. Конструктивные элементы должны выступать
над основной поверхностью не более чем на 0,5 мм. Вокруг отверстий и арматуры следует выполнять выступы или буртики.
Оформление отверстий. Отверстия в деталях из пластмасс должны бить простой формы, так как усложнение конфигурации отверстий ведет к удорожанию формы. Отверстия могут
быть глухими или сквозными. Глубина отверстия зависит от его
диаметра и способа крепления оформляющего знака.
132
При расположении отверстия вблизи края изделия желательно, чтобы край детали соответствовал по форме отверстию.
Это обеспечивает равностенность и уменьшает возможную деформацию отверстия вследствие неравномерной усадки стенок.
При расположении отверстий по краям детали на малом
расстоянии отверстия следует заменить пазом.
Если глубина отверстия должна быть больше максимально
рекомендуемой, его необходимо выполнять ступенчатым, одноили двусторонним.
На деталях с отверстиями на боковых поверхностях с большим отношением глубины к диаметру следует предусматривать
технологические отверстия для опорных знаков.
Кроме отверстий с осями, перпендикулярными плоскости
разъема формы, можно выполнять отверстия с наклонными осями, а также отверстия с пересекающимися осями.
Оформление резьбы. В деталях из пластмасс резьбу вы-
полняют следующими способами: прессованием или литьем под
давлением с помощью резьбовых знаков и колец; армированием
пластмассовых деталей резьбовыми металлическими втулками;
механической обработкой.
Нагруженные резьбовые пластмассовые детали целесообразно снабжать стальными винтами с пластмассовыми гайками.
Изготовление резьбы при формовании возможно в случаях,
когда по условиям эксплуатации знак необходимо отвинчивать
редко. При частом отвинчивании знака с резьбой он должен
быть запрессован в металлическую втулку.
Профиль резьбы, получаемой формованием, может быть
любой, но предпочтительнее метрическая резьба (ГОСТ 11709-
1). Шаг резьбы выбирают в соответствии с ГОСТ 11709-81. Для
8
термоактивных пластмасс с порошкообразным наполнителем
наиболее прочная резьба с шагом 1,5 мм Не рекомендуется изготовлять прессованием резьбу с шагом менее 0,7 мм
133
Для деталей из термопластичных материалов применима
резьба с любым шагом.
Длину свинчивания резьбы в зависимости от ее диаметра
выбирают его ГОСТ 16093-81.
Наименьший диаметр резьбы, получаемой в процессе прессования или литья под давлением деталей из пластмасс, следует
принимать равным 3 4 и 2 мм соответственно для порошкообразных термореактивных, волокнистых и термопластичных материалов.
Длина резьбы армированной детали не должна превышать
длину арматуры.
Конструкция крупных резьбовых деталей должна обеспечивать легко свинчивание их с резьбового, знака формы после
прессования. Для этого на деталях следует предусматривать
приливы, шлицы, пазы.
При значительной длине свинчивания резьбы ее цилиндрическую поверхность следует заменять конической для облегчения вывинчивани резьбового знака после опрессовки детали.
Наружную резьбу в деталях из пластмасс обычно оформляют резьбовыми кольцами. Для упрочнения резьбы на изделии
и кольце начало и конец резьбы оформляют до полного профиля
и ограничивают резьбу участками цилиндрической поверхности.
В изделиях с последовательно расположенными наружной
или внутренней резьбами разных диаметров шаг резьбы следует
принимать одинаковым, что упрощает конструкцию формы и
позволяет оформить внутреннюю резьбу одним резьбовым знаком, а наружную — разъемными матрицами.
В сквозных отверстиях резьбу можно выполнять с одной
стороны; с другой стороны необходимо удалить последний виток снятием фаски или расточкой.
Методы предотвращения коробления деталей из пластмасс. Для исключения коробления деталей из пластмасс необ-
ходимо обеспечить однородность сечения и толщины стенок
134
изделия; упрочнение изделия введением ребер жесткости; правильное оформление опорных поверхностей; плавное сопряжение поверхностей изделий.
Замена плоских поверхностей сферическими или выполнение внутренних поверхностей в виде конуса позволяет избежать
коробления деталей из пластмасс. Для придания жесткости деталям коробчатой формы следует предусматривать плавное
утолщение стенок в местах сопряжений. Для предотвращения
коробления рекомендуются симметричные углубления и подрезы. Для исключения коробления армированных деталей арматуру необходимо располагать по возможности в центре сечения
изделия. В деталях с односторонним расположением арматуры
следует предусматривать дополнительно арматуру с другой стороны.
Рифление. Рифленые поверхности на пластмассовых деталях получают методом формования в форме, поэтому рифление
следует выполнять перпендикулярно плоскости разъема формы.
Шаг рифления не должен быть мелким, а профиль — заостренным или прямоугольным. Наиболее распространено рифление полукруглого профиля.
Рифление на поверхности не должно достигать края детали; участок гладкой поверхности длиной 1,2...2,0 мм необходим
для облегчения процесса изготовления формующих элементов.
Другой конец детали должен быть оформлен либо фаской, либо
переходом на больший диаметр.
Линия разъема формы и след толкателя. При конструировании формы необходимо, чтобы наиболее ответственные или
сопрягаемые впоследствии элементы детали не попадали в плоскость разъема формы, так как на точность размеров значительно
влияет погрешность, зависящая от толщины облоя.
135
У деталей, к внешнему виду которых предъявляют повышенные требования, след от линии разъема формы не должен
иметь закруглений.
При извлечении детали из формы с помощью толкателя на
детали остаются следы в виде впадины или выступа размером не
более 0,3 мм. Следы от толкателя рекомендуется совмещать с
надписями специальным оформлением дна полой детали, ступенчатым отверстием.
Шероховатость поверхности и точность размеров. Шероховатость поверхностей пластмассовых деталей зависит от качества полирования формующих элементов формы, природы наполнителя и параметров режима формования. Для поверхностей
деталей из реактопластов должно быть Ra≤1,6 мкм, деталей из
термопластов •— Ra≤0,8 мкм. После механической обработки,
выполняемой для удаления литников и облоя, а также доведения
элементов детали до требуемых размеров, должно быть Ra≤6,3
мкм при обработке напильником, Ra≤1,6 мкм при обработке
резанием.
Погрешности размеров пластмассовых деталей зависят от
точности изготовления формы, степени ее износа, колебаний
усадки пресс-материала, толщины облоя и параметров технологического режима. Следует учитывать возможность изменения
размеров детали в процессе ее эксплуатации. Поля допусков и
посадки пластмассовых деталей размером от 1 до 500 мм должны соответствовать ГОСТ 25349-88. Профиль, основные размеры и поля допусков метрических резьб диаметром от 1 до 180
мм для деталей из пластмасс, соединяемых с металлическими и
пластмассовыми деталями, должны соответствовать ГОСТ
1709-81.
1
136
Расчет изделий
Пластмассы имеют разнообразные свойства, которые зависят от условий эксплуатации и предъявляемых требований. Эти
расчеты приведены в специальной литературе. Здесь рассмотрим лишь расчеты на прочность и деформируемость.
Под прочностью понимают свойство материалов противостоять механическому разрушению, под деформируемостью —
способность к деформированию (изменение формы) без разрушения.
Прочность и деформируемость пластмасс имеют существенную температурно-временную зависимость. Взаимосвязь
характеристик материала, внешних факторов и долговечности
материала описывается уравнением Журкова [22]:
−
ττ
U
exp
=
0
р
справедливое при условии сохранения структуры материала, которая изменяется при значительных деформациях.
В процессе эксплуатации температура и напряжение меняются, поэтому пользуются обычными методами расчета, рекомендуемыми в курсе сопротивления материалов. При этом допускаемое напряжение принимают равным около 50 % разрушающего (коэффициент запаса прочности 2). Естественно, коэффициент запаса прочности следует корректировать в зависимости от свойств материала, условий эксплуатации и данных
испытаний опытных изделий. Свойства материала в конкретном
изделии существенно отличаются от показателей, полученных
на стандартных образцах, поэтому особенно важно проведение
испытаний образцов. Результаты расчета изделий по данным
испытаний стандартных образцов следует рассматривать как
ориентировочные данные. Коэффициент п запаса прочности
рекомендуют определять по функциональной зависимости:
γσ
0
+
tk
(7.2)
)273(
137
п = SKTM, (7.3)
где S - коэффициент, учитывающий ответственность детали в условиях эксплуатации, К — коэффициент, учитывающий
влияние концентраторов напряжения, и- конфигурацию детали,
точность. расчета; Т — технологический коэффициент; М —
коэффициент, учитывающий особенности материала.
Для реактопластов рекомендуют п = 1,2... 1,5. При наличии
кратковременных ударных нагрузок рекомендуют увеличить п
на 20.. .30 и 50... 60 % соответственно для термо- и реактопластов.
Если детали подвергают упрочняющей обработке, то разрушающие напряжения возрастают.
Конструкция изделия и режим литья влияют на свойства
материала в изделии.
Большие или меньшие значения толщины стенки следует
принимать в зависимости от технологических свойств материала. Дно деталей коробчатой формы должно быть толще стенок
на 0,1...0,3 мм для обеспечения условий качественной заливки и
исключения недоливов при литье под давлением и литьевом
прессовании. Разнотолщинность деталей из термопластов не
должна превышать 30 %
Надписи и рисунки на деталях, как правило, выполняют
выпуклыми; высота букв для термопластов 0,15...0,25 мм. На
изделиях из термопластов надписи можно выполнить выдавливанием нагретым пуансоном — клеймением с краской или через
ленту пишущей машинки. Объемность надписи на изделиях из
прозрачных термопластов обеспечивают, покрывая знаки, выдавленные на тыльной стороне детали медью, хромом, серебром, золотом, бронзой или цветной краской.
Способом литьевого прессования следует изготовлять детали с тонкой арматурой или сложной конфигурации, а также
детали, требующие установки в пресс-форме тонких резьбовых
знаков, шпилек.
138
Cписок литературы
1. Лепетов В.А. Резиновые технические изделия. – Л.:
Химия, 1976. –440 с.
2. Мартынов В.К., Чибисов В.А. К теории ременных
передач // Каучук и резина. – 1991. – № 11.
3. Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование
резиновых изделий: учеб. пособие для вузов. – 3-е изд.,
реферат. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 408 с.
4. Пронин Б.А., Ревков Г.А. Бесступенчатые
клиноременные передачи. – М.: Машиностроение, 1980. –320 с.
. Пронин Б.А. Клиноременные и фрикционные передачи
5
и вариаторы. – М.: Машгиз. 1960. – 336 с.
6. Пронин Б.А., Самошкин С.А. Оценка распределения на-
грузки по ремням в многоручьевой клиноременной передаче //
Каучук и резина. – 1980. – № 3. – С.41-44.
7. Биличенко Н.Я., Высочин Е.М., Завгородний Е.Х. Эксплуатационные режимы ленточных конвейеров. – Киев: Гостехиздат, 1964. – 244 с.
8. МахлисФ.А.[и др.], Конвейерные ленты/ М.: Химия,
1991. – 184 с.
9. Тиц Ю.В., Лившиц В.И., Плахтин В.Д. Конвейерный
транспорт металлургических заводов. – М.: Металлургия, 1975.
239 с.
10. Прогнозирование долговечности конвейерных резино-
тканевых лент общего назначения / А.А. Позин .[и др.] //
Каучук и резина. – 1988. – № 9. – С.30-31
1. Рукавные технические изделия (Каталог) / под ред.
1
А.А. Позина, С.У. Троянкера. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977.
139
12. Филаретова Т.А., Сухарев А.Т. Расчет прочности и деформации рукавов при одновременном воздействии внутреннего
давления и осевой нагрузки // Каучук и резина. – 1980. – № 8. –
С.44-45.
13. Уплотнения / под ред. В.К. Житомирского. – М.:
Машиностроение, 1964. – 329 с
14. Аврущенко Б.Х. Резиновые уплотнители. – Л.: Химия,
1976. – 136 с.
15. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных
машин. – М.: Машиностроение, 1985. – 198 с.
16. Расчет высоконагруженных виброизоляторов для зда-
ний// Rubber-94 : Тр. междунар. конф. – М., 1994. – Т.4. – С.254.
7. Басов Н.И., Брагинский В.А., Казанков Ю.В. Расчет и
1
конструирование формующего инструмента для изготовления
изделий из полимерных материалов. – М.: Химия, 1991.
18. Бокин Н.М., Цыплаков О.Г. Расчет и конструирование
деталей из пластмасс. – М.-Л., Машиностроение, 1966. – 175 с.
19. Глухов Е.Е. Конструирование пластмассовых изделий и
формующего инструмента. – М., 1977. – 95 с.
20. Лейкин Н.Н. Конструирование пресс-форм для изделий
из пластических масс. – М., Машиностроение, 1966.
21. Басов Н.И., Казанков Ю.В. Литьевое формование полимеров. – М.: Химия, 1984.
22. Брагинский В.А. Точное литье изделий из пластмасс.
– Л.: Химия, 1977. – 111 с.
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]