注塑加工制件中的孔是受力薄弱部位,制件中的孔是受力薄弱部位,通過(guò)在孔的周圍增加厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的補(bǔ)償,也可以看作是加強(qiáng)筋在剛性設(shè)計(jì)方面的運(yùn)用。在制件中設(shè)計(jì)金屬嵌件,可以提高塑料制件局部或整體的強(qiáng)度。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)剛性的設(shè)計(jì)效果最好,其缺點(diǎn)主要是工藝上比較復(fù)雜,成本和價(jià)格較高。
在動(dòng)態(tài)載荷作用下,應(yīng)力集中對(duì)材料的破壞遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜態(tài)載荷條件下所造成的破壞。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,避免應(yīng)力集中應(yīng)是一條基本的準(zhǔn)則。導(dǎo)致應(yīng)力集中現(xiàn)象的應(yīng)力可以是來(lái)自外部的載荷,也可以是來(lái)自制品內(nèi)部因多種因素而形成的內(nèi)應(yīng)力。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度考慮,避免應(yīng)力集中最直接最有效的方法就是在拐角、菱邊、凹槽等輪廓過(guò)渡與厚薄交接處采用圓弧過(guò)渡。
增加制件剛度最經(jīng)濟(jì)的辦法,可能是在制件受力方向采用加強(qiáng)筋。它可以在不增加制件壁厚的情況下,就使制件的強(qiáng)度和剛度得到較大的改善,因此在塑料制件設(shè)計(jì)中得到廣泛的運(yùn)用。容器、箱體一類制件采用加強(qiáng)筋來(lái)增加剛性是屢見(jiàn)不鮮的。將加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)在容器的轉(zhuǎn)角部位,可以加強(qiáng)轉(zhuǎn)角部位的強(qiáng)度。
圓弧的半徑如何確定,由于多數(shù)的壁近似于經(jīng)典的懸臂結(jié)構(gòu),因此可對(duì)不同的壁厚和圓角半徑計(jì)算出應(yīng)力集中系數(shù),塑料制件在進(jìn)行螺紋設(shè)計(jì)時(shí),特別要注意到,尖銳的螺紋線也是嚴(yán)重的應(yīng)力集中源,因此螺紋的齒形改成圓弧形就比較好。此外,無(wú)論是內(nèi)螺紋還是外螺紋,在螺紋的起始部分和尾端部分都應(yīng)留有一定高度的不帶螺紋的臺(tái)階,也多是基于這方面的考慮。
圓角設(shè)計(jì)不僅可以避免應(yīng)力集中的危險(xiǎn),提高制品抗負(fù)荷能力,而且大大改善了塑料熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)性,同時(shí)流線型的過(guò)渡也增加了制品的外觀可視性。當(dāng)然并不是要求制件上所有的尖角都要改成圓角,總是有例外的情況,在制件的某些部位,如分型面,模具的型芯和型腔配合處就只能采用尖角。因此既要重視這些原則在產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐中的運(yùn)用,也要考慮到具體的情況。
局部產(chǎn)生的很大應(yīng)力對(duì)于表觀應(yīng)力之比稱作應(yīng)力集中系數(shù)。所有的材料都有一個(gè)應(yīng)力集中問(wèn)題,塑料是對(duì)缺口和尖角之類比較敏感的材料,自然受應(yīng)力集中的影響更甚。應(yīng)力集中對(duì)
注塑加工塑件最直接的危害是降低使用性能,縮短正常的使用壽命。因?yàn)樵趹?yīng)力作用下,這些部位會(huì)逐漸產(chǎn)生微細(xì)裂紋,隨后逐步擴(kuò)展到大的裂紋,而裂紋的不斷延伸終將導(dǎo)致制件的損壞。
對(duì)于可能因外載和自重引起變形、翹曲、蠕變的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),加強(qiáng)產(chǎn)品的剛性是必須考慮到的。有剛性要求的產(chǎn)品,首先從材料方面要有所選擇,在材料確定之后,我們可以通過(guò)產(chǎn)品的外形和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),使產(chǎn)品的剛性得到加強(qiáng)。薄殼狀的平板制件,將其表面設(shè)計(jì)成波紋形、瓦楞形、球形、拋物面,其剛度比同樣重量的平板要高的多。
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