如何從塑料制品的設(shè)計(jì)上預(yù)防應(yīng)力開(kāi)裂?
塑料制品的形狀和尺寸
在具體設(shè)計(jì)塑料制品時(shí),為了有效地分散內(nèi)應(yīng)力,應(yīng)遵循這樣的原則:制品外形應(yīng)盡可能保持連續(xù)性,避免銳角、直角、缺口及突然擴(kuò)大或縮小。
對(duì)于塑料制品的邊緣處應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角,其中內(nèi)圓角半徑應(yīng)大于相鄰兩壁中薄者厚度的70%以上;外圓角半徑則根據(jù)制品形狀而確定。
對(duì)于壁厚相差較大的部位,因冷卻速度不同,易產(chǎn)生冷卻內(nèi)應(yīng)力及取向內(nèi)應(yīng)力。因此,應(yīng)設(shè)計(jì)成壁厚盡可能均勻的制件,如必須壁厚不均勻,則要進(jìn)行壁厚差異的漸變過(guò)渡。
合理設(shè)計(jì)金屬嵌件
塑料與金屬的熱膨脹系數(shù)相差5~10倍,因而帶金屬嵌件的塑料制品在冷卻時(shí),兩者形成的收縮程度不同,因塑料的收縮比較大而緊緊抱住金屬嵌件,在嵌件周?chē)乃芰蟽?nèi)層受壓應(yīng)力,而外層受拉應(yīng)力作用,產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
在具體設(shè)汁嵌件時(shí),應(yīng)注意如下幾點(diǎn),以幫助減小或消除內(nèi)應(yīng)力:
a.盡可能選擇塑料件作為嵌件。
b.盡可能選擇與塑料熱膨脹系數(shù)相差小的金屬材料做嵌件材料,如鋁、鋁合金及銅等。
c.在金屬嵌件上涂覆一層橡膠或聚氨酯彈性緩沖層,并保證成型時(shí)涂覆層不熔化,可降低兩者收縮差。
d.對(duì)金屬嵌件進(jìn)行表面脫脂化處理,可以防止油脂加速制品的應(yīng)力開(kāi)裂。
e.金屬嵌件進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱處理。
f.金屬嵌件周?chē)芰系暮穸纫渥恪@纾都鈴綖镈,嵌件周?chē)芰虾穸葹閔,則對(duì)鋁嵌件塑料厚度h≥0.8D;對(duì)于銅嵌件,塑料厚度h≥0.9 D。
g.金屬嵌件應(yīng)設(shè)計(jì)成圓滑形狀,帶精致的滾花紋。
塑料制品上孔的設(shè)計(jì)
塑料制品上孔的形狀、孔數(shù)及孔的位置都會(huì)對(duì)內(nèi)應(yīng)力集中程度產(chǎn)生很大的影響。
為避免應(yīng)力開(kāi)裂,切忌在塑料制品上開(kāi)設(shè)棱形、矩形、方形或多邊形孔。應(yīng)盡可能開(kāi)設(shè)圓形孔,其中橢圓形孔的效果好,并應(yīng)使橢圓形孔的長(zhǎng)軸平行于外力作用方向。如開(kāi)設(shè)圓孔,可增開(kāi)等直徑的工藝圓孔,并使相鄰兩圓孔的中心連接線平行于外力作用方向,這樣可以取得與橢圓孔相似的效果;還有一種方法,即在圓孔周?chē)_(kāi)設(shè)對(duì)稱的槽孔,以分散內(nèi)應(yīng)力。