Секция «Технологические и мехатроииые системы в производстве ракетно-космической техники»
УДК 004.942
ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ЛИТЬЯ ИЗ ПЛАСТМАСС
А. М. Терин, А. К. Тутушкин, Д. Э. Панков, И. А. Соломонов Научный руководитель - Л. В. Ручкин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: art.terin@yandex.ru
Рассматривается проблематика проектирования 3D-мoдeлeй изделии, предназначенных для литья в термопластавтоматах.
Ключевые слова: поверхностное моделирование, CAD, тонкостенные изделия, пластмассы.
DESIGN ISSUES FOR THIN-WALLED PRODUCTS INJECTION MOLDING
PLASTIC PARTS
A. M. Terin, A. K. Tutushkin, D. E. Pankov, I. A. Solomonov Scientific Supervisor - L. V. Ruchkin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: art.terin@yandex.ru
The paper deals with the problem of designing 3D models of products intended for injection molding in injection molding machines.
Keywords: surface modeling, CAD, thin-walled products, plastics.
Производство изделий из пластмасс на данный момент занимает большую часть выпускаемой продукции на рынках, таких как народно-хозяйственный и в машиностроении. С увеличением качества производства пресс-форм, путем модернизации станков с ЧПУ, появляется возможность моделировать и конструировать более сложные 3D-мoдeли изделий [1-2].
Новейшие САПРы позволяют моделировать разнообразные поверхности, проходящие по многочисленным кривым и пересекающие n-количество эскизов для уточнения качества поверхности. Проблема заключается в том, что не все модели можно изготавливать на пресс-формах. Самая простейшая форма размыкается в две стороны и имеет ряд ограничений для изделий.
Первое на что необходимо учитывать - это уклоны изделия. Минимальные уклоны тонкостенных изделий должны ровняться 0,5°. Данный уклон является техническим. При несоблюдении этого условия будет проблематично снять деталь с пуансона. На рис. 1 представлена простейшая схема замкнутой пресс-формы в момент застывания пластмассового изделия. Одним из распространенных изделий из пластмасс являются детали в форме таза.
Помимо уклонов во время проектирования изделия необходимо учитывать толщину конструируемой детали. В зависимости от назначения изделия можно уменьшать или
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1
увеличивать его толщину. Сложность заключается в проливании материала по пресс-форме. Чем тоньше изделие, тем прочнее должен быть материал у формы и тем мощнее должен быть станок.
Пуансон
Литник Матрица
Рис. 1. Основные части пресс-формы
Некоторые материалы дают небольшую усадку, например полипропилен дает усадку в +3%. В связи с этим, появляются нюансы проектирования пресс-форм под конкретное изделие. Конструктору необходимо знать материал будущего изделия, в зависимости от материала, он будет применять табличные значения коэффициентов усадки.
Усадку моно-толщинного изделия легко просчитать, но есть конструктивные элементы, которые усложняют данный процесса. Распространенный пример - ребра.
При проектировании изделия необходимо учесть данный фактор, если к поверхностям изделия предъявляют высокие требования со стороны утяжек. Так как модель - ЗБ-обьект, то используется кубическая система измерения. Таким образом, чтобы определить толщину на стыке ребра с основным телом, необходимо провести шаром вдоль стыка, с обязательным условием сопряжения с тремя поверхностями: поверхности двух сторон ребра и поверхности внутренней стенки основного тела изделия [3].
Так же необходимо учитывать условные коэффициенты для предотвращения утяжки в местах стыка ребра и основного тела в зависимости от толщины основного тела.
Таким образом, построение и анализ трехмерных моделей изделий из пластмасс позволит конструировать сложные пресс-формы с учетом информации о материале и качественных параметрах изделий.
Библиографические ссылки
1. Press forma [Электронный ресурс]. URL: https://instanko.ru/drugoe/press-forma-svoimi-rukami.html (дата обращения: 20.4.2020).
2. Пол Браун, Крис Каспрзак. «Синхронная технология - революция в проектировании» // САПР и Графика. — 2012. — № 3. — С. 57-59.
3. Solid Edge // PLM Media.
© Терин A. M., Тутушкин А. К., Панков Д. Э., Соломонов П. А., 2020