Пластмассовый корпус и пластмассовые крышки с бобышками

Пластмассовый корпус и пластмассовые крышки для крепления саморезами снабжают бобышками.Бобышками обычно называют сплошные или полые цилиндрические детали проектируемого пластмассового корпуса и пластмассовой крышки, которые соединяются с основной стенкой. Они могут быть использованы для сборки с помощью самонарезающихся винтов, штифтов, запрес­сованных пробок, направляющих колонок и других аналогичных деталей. Пластмассовый корпус и пластмассовые крышки часто усиливаются ребрами или косынками. Бобышки могут быть неприсоединенными или крепиться к боковым стенкам с помощью ребер. Бобышка может не быть прикрепленной прямо к боковой стенке (рис. 9.26), поскольку пересечение со стен­кой будет приводить к образованию зоны большей толщины, что может стать причи­ной образования утяжин или пустот.Рис. Пластмассовый корпус

Полая бобышка может привести к образованию линий спая на внешней, лицевой поверхности пластмассовой крышке, поскольку материал будет обтекать знак, формирующий ци­линдрическую полость в центре бобышки. Кроме того, линия спая обычно формиру­ется как шов встык и обычно подвержена структурному разрушению, если кольцевые напряжения развиваются при установке в бобышку винта или шпильки в процессе сборки пластмассового корпуса. Бобышка может быть размещена вблизи стенки и прикреплена к ней с помо­щью ребра, которое обеспечивает, с одной стороны, жесткость, а с другой — вентиля­цию (воздух может проходить от бобышки вдоль ребра к боковой стороне стенки пластмассового корпуса).

Стандартная рекомендуемая конструкция бобышки показана на рис. 9. 27. Внут­ренний диаметр бобышки обычно определяется функциональными требованиями, которые к ней предъявляются. При использовании самонарезающихся винтов внут­ренний диаметр обычно равен среднему диаметру винта. Внешний диаметр прибли­зительно в 2, 5 раза больше внутреннего диаметра.

Существует компромисс между необходимой прочностью и минимизацией тол­щины бобышки. Если бобышка слишком толстая, то в ней будут при отливке возни­кать пустоты. Если вкручивать самонарезающпйся винт, то он может попасть в

Рис. 9.26. Сравнение конструкции бо­бышки, прикрепленной напрямую к бо­ковой стенке изделия (не рекоменду­ется), и более предпочтительной конструкции, в которой бобышка смещена относительно стенок

Рис. 9. 27. Пластмассовый корпус и пластмассовые крышки со стандартными бобышками. Хотя уменьшение поперечного сечения внут­ренней полости составляет всего полградуса, предпо­лагается, что это будет способствовать извлечению из­делия из литьевой прессформы для литья, нулевой градус выбирается при наличии особых функциональных требований

пустоту и таким образом уменьшить прочность на разрыв. Наружные диаметры могут варьироваться в зависимости от конструктивных особенностей винта и полимерно­го материала. В материалах со средней величиной модуля упругости или ниже могут использоваться самонарезающиеся винты. Существует набор специально сконст­руированных винтов, которые будут уменьшать кольцевые напряжения на бобыш­ку. Материалы с высоким модулем требуют специальных винтов, поскольку напря­жение, формируемое винтом, может стать причиной растрескивания бобышки. Существует значительное число компаний, которые специализируются на конструи­ровании винтов для пластмассовых корпусов и крышек. Каждая конструкция разрабатывается для материа­ла с определенным модулем упругости и каждая из компаний имеет свои рекоменда­ции по изготовлению внутренних и наружных диаметров бобышки. Одними из та­ких специализированных винтов являются винты под торговой маркой Trilobe ком­пании Continental Screw Company и торговой маркой Ili-Lo от Elco® Industries.

Высота бобышки должна быть не более чем в 2, 5 раза больше внутреннего диа­метра. Это необходимо, чтобы свести к минимуму потенциальные отклонения знака, формирующего внутреннюю полость бобышки, а также решить проблемы заполне­ния, уплотнения и извлечения. Поверхность пересечения бобышки с основной стен­кой должна иметь радиус закругления минимум 0, 25 мм. Пересечение внутренней поверхности бобышки и основания должно иметь радиус, который составляет 10% от толщины основной стенки. Толщина стенки внутреннего основания бобышки должна составлять 75% от толщины основной стенки пластмассового корпуса. На внутреннем диаметре в верхней части бобышки фаска под углом 45 градусов должна быть предусмотрена. Сужение поперечного сечения наружных стенок бобышки должно составлять мини­мум 0, 5 градуса. Уменьшение внутреннего диаметра бобышки также желательно, но его не делают, поскольку это может нарушить прочность сборки при использовании винта или шпильки. В результате возникает необходимость использования специальной втулки из пластмассы, чтобы гарантировать извлечение бобышки из литьевой пресс-формы для литья.

Следует ожидать, что относительно большие поперечные сечения в зоне пересе­чения бобышки и основной стенки будут, как правило, приводить к возникновению утяжпн или изменению блеска поверхности в месте установки бобышки. Можно ис­пользовать альтернативную конструкцию для уменьшения объема материала в мес­те соединения бобышки с основной стенкой пластмассовой крышке. Эта конструкция уменьшит потенциальную вероятность возникновения утяжин или пустот, но потребует до­полнительных знаков.

Следует избегать наличия в изделии острых углов, поскольку большинство пласт­масс чувствительно к порезам. Это особенно важно для внутренних углов, посколь­ку под нагрузкой они «работают» как концентраторы напряжений. Концентрация напряжения будет возрастать при увеличении соотношения между величиной ра­диуса углового закругления и толщиной стенки пластмассовой крышки. Более предпочтительно минималь­ное соотношение радиуса к толщине (R/T), которое составляет 0,5. Чем меньше ра­диус, тем более хрупким будет пластмассовый корпус при возникновении нагрузки. Чтобы добить­ся этого, противоположная сторона стенки должна быть закруглена.

Рис. Пластмассовые крышки с радиусами и уклонами

Эта конструкция обеспечивает постоянную толщину стенок вблизи угла. Внутрен­ний радиус должен быть минимум 0, 5 (50%) толщины основной стенки. Наружный радиус должен быть равен внутреннему радиусу плюс толщина стенки. Это гаранти­рует, что толщина стенок будет постоянной вблизи угла. (Замечание: чем больше внутренний радиус пластмассовой крышке, тем лучше.)

В некоторых случаях на изделии из пластмассы оставляют острые углы для улучшения его эс­тетического вида или для того, чтобы оно соответствовало требованиям литьевой машины. Необходимо следить за тем, чтобы к этим областям не прикладывалось больших нагрузок и в них не возникало больших напряжений.