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            塑料殼體的結構設計

            2014-08-23 15:51 作者:管理員14 來源:未知 瀏覽: 字號:

            摘要:(1)壁厚 1)壁厚的計算 塑料制品往往是由原金屬制品改過來的,這時殼體的壁厚可采用等價截面設計法求得。所謂等價截面設計法,就是為了保證新設計的塑料殼體與原有金屬件具有相同的剛度或強度、只需使塑料殼體的截面剛度系數或截面強度系數與原有金屬件相等即

                   (1)壁厚
                  1)壁厚的計算      塑料制品往往是由原金屬制品改過來的,這時殼體的壁厚可采用等價截面設計法求得。所謂等價截面設計法,就是為了保證新設計的塑料殼體與原有金屬件具有相同的剛度或強度、只需使塑料殼體的截面剛度系數或截面強度系數與原有金屬件相等即可。
                等價截面設計法中,對于截面彎曲剛度系數等式的數學原則表達式為
                  計算公式
                  當求得的壁厚過厚時,可通過設置加強肋的方法以達到與金屬件相同的剛度,而將過厚的壁厚減下來。
                  當抗彎結構的截面形狀和輪廓尺寸與原金屬結構相同,且形心距又近似相等時,則壁厚t塑料可按下式求得
                  計算公式
                2)最小壁厚與常用壁厚      殼體的壁厚一方面要滿足強度、剛度的要求.同時還應考慮制品結構工藝性。壁過厚必將延長塑料在模具中的冷卻與固化時間,影響生產率的提高,此外還容易產生氣泡等缺陷降低機體的強度。反之壁過薄.材料流動困難,造成充填不良。殼體璧厚一般在1-6mm之間,大型殼體的璧厚或要求強度和剛度較高的殼體可加大到5-8mm。熱塑性塑料制品及熱固性塑料制品璧厚的推薦值見表18.1-56,
                3)壁厚均勻設計      壁厚設計時,要注愈壁厚均勻,相鄰壁厚最好相等或近似相等,以保證充模及冷卻收縮均勻。若無法避免不等壁厚時,應在薄壁與厚壁之間設置過渡區,否則會造成翹曲、扭曲等變形。
             塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值
                  塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值2
                     
                  相鄰不等盆厚比(薄壁厚度/厚壁厚度),對子注射成型的熱塑性塑料制品,比值應等于或大于1:1.5一1:2。
                   殼體壁厚設計實例見表18. 1-57。
                  塑料殼體壁厚設計實例
                  實例2
               (2)  孔
                在殼休上常設置各種孔.如通孔、不通孔、螺紋孔、固定孔以及異形孔等。有的孔是在殼體成型后,通過二次加工制成,如熱塑性塑料制品的薄壁孔,用沖裁模沖壓獲得;直徑d<1.5mm的深孔應采用機械切削加工方法制成。但更多的孔是在成型中制成的。
                1)孔的設計注愈事項
                ①  孔的位置盡可能設置在對結構的強度影響較小的部位。
                ②  通孔較容易制造,故盡量采用通孔。
                ③  關于螺紋孔:金屬螺釘與成型螺孔連接,經反復多次使用會造成螺紋孔損傷,因此,經常裝拆和強度要求較高的螺紋連接,應采用金屬螺母嵌件。
                由自攻螺釘形成的螺紋孔:其螺紋孔形成的過程見圖18.1-34,將自攻螺釘緊靠在成型品預先準備的底孔上,而后旋人孔內。形成螺孔。由于螺孔的強度較低,故用于螺釘退出次數較少的場合,如用于電視機及收音機中。
                ④用于沉頭螺釘聯接的固定孔.不宜采用錐形孔的沉頭座,因為錐孔有側向力,容易引起制品邊緣變形、開裂。因此,應采用圓柱形的沉頭座(圖18.1一35。
             
            自攻螺釘形成螺孔及凸臺壁厚
            固定孔沉頭座
                   ⑤孔周邊加凸邊(圖18.1-36).
                   固定孔和受力孔其周圍應加凸邊,以提高強度(圖18. 1-36a及b);由于零部件裝配的需要.將孔周邊加高(圖18. 1-36c) ;當兩孔中心距較小或孔邊距較小時(圖d)可采用圖e的形式,把相鄰兩孔打通,設計成長孔.并在長孔周邊加凸邊。
                    2)螺紋孔與光孔的合理尺寸見表18.1-58.
                   (3)圓角、斜度與加強肋
                   1)圓角      為減少應力集中,提高機械強度以及改善物料的流動性,在制品的各內、外表面的連接處都應用團角過渡.見圖18.1-37,
                   2)斜度      為便于塑料、料制品易于出模,必須考慮制品的內外壁在出模方向上具有一定的斜度.即脫模斜度。脫模斜度值與塑料的性能、制品的大小和形狀以及表面的加飾有關,多數是根據經驗確定。表18.1-59中列舉了幾種塑料的脫模斜度,供參考。
                  螺紋孔與光孔的合理尺寸推薦值
                  孔周邊凸邊設計
                  脫模斜度的推薦值
                   脫模斜度取值原則;
                  ①在條件允許下.盡可能取較大值;
                  ②收縮率大的塑料、厚度過厚、形狀復雜、不易脫模者以及增強塑料制品宜選用較大值;
                  ③箱形殼體側面需加飾,進行花紋加工.側面的脫模斜度加大到1/5一1/10左右為宜;
                  ④精度要求高的制品,脫模斜度應取小值,多數制品的脫模斜度必須控制在允許尺寸公差范圍內;   
                  ⑤較高大的制品應取小值。
                  3)加強肋      殼體上設有加強肋,以提高殼體的強度與剛度,防止變形,同時由于加肋后使過厚璧減薄,可節約塑料用量,.降低成本。加強肋的截面尺寸見圖18.1-38,助底部厚度β≤ (0.5一0.7) A (A-肋所在壁的壁厚),肋的高度≤3A。加張肋與肋之間的中心距應大于所在壁壁厚的2倍(見圖18.1-39).布肋實例見表18. 1-60,
             
            加強肋截面尺寸加強肋的應用實例
                  (a)嵌件
                   塑料殼體體內設有必要的嵌件(如滑動軸承、軸套、支柱及套形螺母等),嵌件的材料多數是由各種有色金屬或黑色金屬所制成。嵌件可在制品成型時埋人型品內,或在成型后嵌人.
                   嵌件在成型時嵌人的方法存在的問翅是:使模具復雜化、固定嵌件的成型操作費時,成型周期長.生產率隨之降低,而且難以實現自動化。故一般在特殊情況下采用。
                   近來出現的后嵌人法,它是在制品模塑后再裝人嵌件.具體的方法有:壓人法、熱插法以及超聲波裝配法(即將熱塑性塑料軟化后裝入)等。熱插法是在熱固性塑料制品出模時,在熱狀態下插入嵌件,見圖18.1-40,由于是過盈孔,因此制品冷卻后金屬嵌件與孔是以過盈配合方式牢固地聯接在一起。但過盈量不宜過大,應在塑料允許的強度范圍內,否則塑料易開裂。
                表18.1-61列舉了成型時嵌人的金屬嵌件有關結構及嵌件在制品中的合理位置。
                  套、柱類嵌件的結構及在制品內的位置
                  套、柱類嵌件的結構及在制品內的位置2
                  帶嵌件的制品冷卻時,由于金屬嵌件與塑料的收縮率相差較大,因而在嵌件周圍產生較大內應力。另外,嵌件在不同的工作條件下受著不同的外力(如扭轉、拉伸等〕作用,因此在嵌件周圍的塑料層應有足夠的厚度,以保證連接強度,防止制品開裂。金屬嵌件周圈的最小壁厚見表18. 1.62,
                  金屬嵌件周圍塑料層最小厚度
                  
                        不受模具活動部分影響的尺寸
                            受模具活動部分影響的尺寸
             
             
            (責任編輯:laugh521521)
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