塑料壳体的结构设计

2014-08-23 15:51 作者:管理员14 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:(1)壁厚 1)壁厚的计算 塑料制品往往是由原金属制品改过来的,这时壳体的壁厚可采用等价截面设计法求得。所谓等价截面设计法,就是为了保证新设计的塑料壳体与原有金属件具有相同的刚度或强度、只需使塑料壳体的截面刚度系数或截面强度系数与原有金属件相等即

       (1)壁厚
      1)壁厚的计算      塑料制品往往是由原金属制品改过来的,这时壳体的壁厚可采用等价截面设计法求得。所谓等价截面设计法,就是为了保证新设计的塑料壳体与原有金属件具有相同的刚度或强度、只需使塑料壳体的截面刚度系数或截面强度系数与原有金属件相等即可。
    等价截面设计法中,对于截面弯曲刚度系数等式的数学原则表达式为
      计算公式
      当求得的壁厚过厚时,可通过设置加强肋的方法以达到与金属件相同的刚度,而将过厚的壁厚减下来。
      当抗弯结构的截面形状和轮廓尺寸与原金属结构相同,且形心距又近似相等时,则壁厚t塑料可按下式求得
      计算公式
    2)最小壁厚与常用壁厚      壳体的壁厚一方面要满足强度、刚度的要求.同时还应考虑制品结构工艺性。壁过厚必将延长塑料在模具中的冷却与固化时间,影响生产率的提高,此外还容易产生气泡等缺陷降低机体的强度。反之壁过薄.材料流动困难,造成充填不良。壳体璧厚一般在1-6mm之间,大型壳体的璧厚或要求强度和刚度较高的壳体可加大到5-8mm。热塑性塑料制品及热固性塑料制品璧厚的推荐值见表18.1-56,
    3)壁厚均匀设计      壁厚设计时,要注愈壁厚均匀,相邻壁厚最好相等或近似相等,以保证充模及冷却收缩均匀。若无法避免不等壁厚时,应在薄壁与厚壁之间设置过渡区,否则会造成翘曲、扭曲等变形。
 塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值
      塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值2
         
      相邻不等盆厚比(薄壁厚度/厚壁厚度),对子注射成型的热塑性塑料制品,比值应等于或大于1:1.5一1:2。
       壳体壁厚设计实例见表18. 1-57。
      塑料壳体壁厚设计实例
      实例2
   (2)  孔
    在壳休上常设置各种孔.如通孔、不通孔、螺纹孔、固定孔以及异形孔等。有的孔是在壳体成型后,通过二次加工制成,如热塑性塑料制品的薄壁孔,用冲裁模冲压获得;直径d<1.5mm的深孔应采用机械切削加工方法制成。但更多的孔是在成型中制成的。
    1)孔的设计注愈事项
    ①  孔的位置尽可能设置在对结构的强度影响较小的部位。
    ②  通孔较容易制造,故尽量采用通孔。
    ③  关于螺纹孔:金属螺钉与成型螺孔连接,经反复多次使用会造成螺纹孔损伤,因此,经常装拆和强度要求较高的螺纹连接,应采用金属螺母嵌件。
    由自攻螺钉形成的螺纹孔:其螺纹孔形成的过程见图18.1-34,将自攻螺钉紧靠在成型品预先准备的底孔上,而后旋人孔内。形成螺孔。由于螺孔的强度较低,故用于螺钉退出次数较少的场合,如用于电视机及收音机中。
    ④用于沉头螺钉联接的固定孔.不宜采用锥形孔的沉头座,因为锥孔有侧向力,容易引起制品边缘变形、开裂。因此,应采用圆柱形的沉头座(图18.1一35。
 
自攻螺钉形成螺孔及凸台壁厚
固定孔沉头座
       ⑤孔周边加凸边(图18.1-36).
       固定孔和受力孔其周围应加凸边,以提高强度(图18. 1-36a及b);由于零部件装配的需要.将孔周边加高(图18. 1-36c) ;当两孔中心距较小或孔边距较小时(图d)可采用图e的形式,把相邻两孔打通,设计成长孔.并在长孔周边加凸边。
        2)螺纹孔与光孔的合理尺寸见表18.1-58.
       (3)圆角、斜度与加强肋
       1)圆角      为减少应力集中,提高机械强度以及改善物料的流动性,在制品的各内、外表面的连接处都应用团角过渡.见图18.1-37,
       2)斜度      为便于塑料、料制品易于出模,必须考虑制品的内外壁在出模方向上具有一定的斜度.即脱模斜度。脱模斜度值与塑料的性能、制品的大小和形状以及表面的加饰有关,多数是根据经验确定。表18.1-59中列举了几种塑料的脱模斜度,供参考。
      螺纹孔与光孔的合理尺寸推荐值
      孔周边凸边设计
      脱模斜度的推荐值
       脱模斜度取值原则;
      ①在条件允许下.尽可能取较大值;
      ②收缩率大的塑料、厚度过厚、形状复杂、不易脱模者以及增强塑料制品宜选用较大值;
      ③箱形壳体侧面需加饰,进行花纹加工.侧面的脱模斜度加大到1/5一1/10左右为宜;
      ④精度要求高的制品,脱模斜度应取小值,多数制品的脱模斜度必须控制在允许尺寸公差范围内;   
      ⑤较高大的制品应取小值。
      3)加强肋      壳体上设有加强肋,以提高壳体的强度与刚度,防止变形,同时由于加肋后使过厚璧减薄,可节约塑料用量,.降低成本。加强肋的截面尺寸见图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。加张肋与肋之间的中心距应大于所在壁壁厚的2倍(见图18.1-39).布肋实例见表18. 1-60,
 
加强肋截面尺寸加强肋的应用实例
      (a)嵌件
       塑料壳体体内设有必要的嵌件(如滑动轴承、轴套、支柱及套形螺母等),嵌件的材料多数是由各种有色金属或黑色金属所制成。嵌件可在制品成型时埋人型品内,或在成型后嵌人.
       嵌件在成型时嵌人的方法存在的问翅是:使模具复杂化、固定嵌件的成型操作费时,成型周期长.生产率随之降低,而且难以实现自动化。故一般在特殊情况下采用。
       近来出现的后嵌人法,它是在制品模塑后再装人嵌件.具体的方法有:压人法、热插法以及超声波装配法(即将热塑性塑料软化后装入)等。热插法是在热固性塑料制品出模时,在热状态下插入嵌件,见图18.1-40,由于是过盈孔,因此制品冷却后金属嵌件与孔是以过盈配合方式牢固地联接在一起。但过盈量不宜过大,应在塑料允许的强度范围内,否则塑料易开裂。
    表18.1-61列举了成型时嵌人的金属嵌件有关结构及嵌件在制品中的合理位置。
      套、柱类嵌件的结构及在制品内的位置
      套、柱类嵌件的结构及在制品内的位置2
      带嵌件的制品冷却时,由于金属嵌件与塑料的收缩率相差较大,因而在嵌件周围产生较大内应力。另外,嵌件在不同的工作条件下受着不同的外力(如扭转、拉伸等〕作用,因此在嵌件周围的塑料层应有足够的厚度,以保证连接强度,防止制品开裂。金属嵌件周圈的最小壁厚见表18. 1.62,
      金属嵌件周围塑料层最小厚度
      
            不受模具活动部分影响的尺寸
                受模具活动部分影响的尺寸
 
 
(责任编辑:laugh521521)
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