Технологический уклон

Технологические уклоны назначают как при получении деталей из пластмасс методом прессования или литьем под давлением. Они необходимы для обеспечения беспрепятственного удаления изделий из пресс-формы и облегчения скольжения расплавленного материала в процессе ее заполнения или прессования (рис. 4).

Рис. 4. Примеры правильного (с технологическими уклонами) и неправильного (без технологических уклонов) оформления деталей

Технологические уклоны назначают на вертикальных внешних и внутренних поверхностях, параллельных направлению усилия замыкания пресс-формы или совпадающих с направлением извлечения изделия из детали подвижных формующих элементов сложных пресс-форм (рис. 5).

Рис. 5. Технологические уклоны на различных поверхностях

Величина технологического уклона оказывает существенное влияние на размерную точность соответствующих элементов изделий (рис. 6). Поэтому полная погрешность таких размеров и величина полного допуска должны включать ∆_т (технологический допуск – величина, ограничивающая все погрешности, возникающие при изготовлении детали и ее охлаждении до нормальной температуры) и ∆_ук (погрешность на технологические уклоны).

Рис. 6. Влияние технологического уклона на точность размера изделия:

а — для внутреннего размера D₁; б — для наружного размера d₁ (D₁ и d₁ - номинальные размеры)

Величина одностороннего уклона определяется в зависимости от высоты Н пластмассового изделия и угла наклона α. При α ≤ 1 погрешность от уклона должна располагаться в заданном поле допуска размера, на точность которого влияет уклон (как и другие погрешности геометрической формы, если они не оговариваются особо). При α > 1 поверхности изделия рассматриваются как конические или плоские сходящиеся.

Рекомендуемые для различных поверхностей изделий из пластмасс значения углов уклона а:

- наружные поверхности - 15′; 30′;1º;

- внутренние поверхности и отверстия глубиной более l,5d (d — диаметр отверстия) - 30′; 1º; 2º;

- отверстия глубиной до 1,5d - 15′;30′; 45′;

- ребра жесткости, выступы и т.д. - 2º; 3º; 5º; 10º; 15º.

Минимально допустимые значения технологических уклонов для изделий из полистиролов, этролов, полиамидов составляют 30′ и 45′, а для деталей из полиэтилена 45′ и 1º (соответственно на внутренних и наружных поверхностях). На практике часто уклон задают на чертеже двумя размерами.

Отказ от технологических уклонов нежелателен, так как отсутствие последних приводит к увеличению брака, снижению качества деталей, требует дополнительного усилия при извлечении детали из пресс-формы.

Технологические уклоны не назначаться в следующих случаях:

– на плоских монолитных деталях толщиной 5-6 мм и менее (рис. 7, а);

– на тонкостенных деталях высотой 10-15 мм (рис. 7, б);

– на наружных поверхностях полых деталей высотой до 30 мм (рис. 7, в);

– на конусных деталях (рис. 7, г) и деталях, имеющих сферическую форму (рис. 7, д).

Рис. 7. Детали без технологических уклонов:

а – колодка; б – плата электроизоляционная; в – стакан; г – колпачок; д – заглушка

Технологический уклон внутренних поверхностей и отверстий деталей должен быть больше уклона наружных поверхностей; этим учитывают различный характер усадки поверхностей.

При выборе оптимального угла технологического уклона следует учитывать:

- характер поверхности детали;

- степень механической прочности элемента или детали в целом;

- механическую прочность применяемой пластмассы;

- способ выталкивания детали;

- степень чистоты формующих поверхностей (шероховатость).

Большая прочность изделия получается с минимальными углами уклонов, но если сам материал не прочный, то назначать минимальные углы нельзя. Если поверхность пресс-формы очень шероховатая, то необходимо назначать большой уклон, иначе возникнут сложности при извлечении. Маленькие уклоны необходимо назначать на материалы с высоким пределом прочности на сжатие. С увеличением высоты изделия величина уклонов должна возрастать. Например, при Н>200 мм, α≈1:300.

Элементам детали, имеющим лишь конструктивное назначение (ребра жесткости, перемычки, выступы, углубления) можно давать сколь угодно большие уклоны, величина которых определяется обычно внешним видом детали.

Геометрически уклон выражается следующим образом:

T_у = Н tg ,

т.е. зависит как от высоты стенки изделия, по которой происходит взаимное перемещение по поверхности рабочей детали (Н), так и от заданной величины угла ТУ ( ). При расчёте T_у необходимо учитывать возможно различные величины и Н на поверхностях детали.

Величины угла ТУ регламентируются и должны быть не менее указанных в стандарте ГОСТ 15947-70. «Детали формообразующие гладкие для формования изделий из пластмасс. Метод расчета исполнительных размеров»:

- с технологической точки зрения желательно увеличить угол ;

- с конструктивной – необходимость повышения точности размеров заставляет уменьшать эту величину.

В обоснованных случаях, когда заранее трудно предвидеть, где останется деталь после разъема оснастки, на формующих элементах пресс-формы следует предусматривать обратный уклон, поднутрения или «зацепы». Поднутрения - это узкие полости между отдельными частями отливки, различного рода пазы и выемки, затрудняющие формовку и литье. В деталях из пластмасс наличие поднутрений внутреннего контура недопустимо, поэтому следует делать конструкцию детали сборной из 2-3 элементов. Один из вариантов избавления от поднутрений – это изменение конфигурации на наружной поверхности.

На рис. (8, I) дан пример нетехнологичной конструкции изделия из-за поднутрения внутренней полости изделия. На рис. (8, II) конструкция видоизменена — она стала более технологичной.

Рис. 8. Конструкция изделия

В общем случае направление ТУ совпадает с направлением поля допуска на рассматриваемый размер элемента изделия. При наличии технологических уклонов на отдельных поверхностях детали их направление должно совпадать с направлением поля допуска («в тело»):

а) для охватывающих поверхностей – в сторону увеличения;

б) для охватываемых поверхностей – в сторону уменьшения.