اصول طراحی جای پیچ در قطعات پلاستیکی

اصول طراحی جای پیچ در قطعات پلاستیکی:
در این مقاله ما به برخی از دستورالعمل ­های اساسی که باید برای طراحی جای پیچ­ ها رعایت شوند خواهیم پرداخت. رعایت این نکات اساسی در طراحی قطعات پلاستیکی تزریقی، می­تواند باعث بهبود فرایند قالب­گیری، طراحی، افزایش عمر قالب، افزایش طول عمر قطعه و کاهش هزینه­ های تولید گردد.

در طراحی قطعات جهت اتصال موقت و مونتاژ آنها از جای پیچ ­های استوانه ای استفاده می­گردد که این استوانه­ ها روی قطعه طراحی شده و نقش مهره را ایفا می­کنند.

متداول ترین نوع آنها شامل استوانه­ هایی با سوراخ­ هایی درون آنها جهت قرار گفتن پیچ ­ها، رزوه­ های اینسرتی یا انواع دیگر متصل کننده­ ها طراحی شده ­اند.

در هنگام کار قطعه، معمولا این استوانه ­ها تحت فشار قرار گرفته و باعث می­شود که بخش های دیگر قطعه تحت فشار قرار نگیرند. جهت استحکام این استوانه ­ها و خروج راحت آنها از درون قالب، باید زاویه درفت مناسب و شعاع مناسب در پایه استوانه در طراحی لحاظ گردد.

10 نکته مهم در طراحی جای پیچ­ها که باید به دقت رعایت شوند اشاره می­نماییم:

حداقل شعاع در پایه جای پیچ:
هنگام طراحی جای پیچ، جهت کاهش تنش، فیلتی در پایه جاپیچ ها ایجاد می­کنند. تقاطع پایه استوانه با دیواره اسمی معمولا تحت تمرکز تنش قرار گرفته و در صورتی که این فیلت ایجاد نگردد، این تمرکز تنش نیز افزایش می­یابد. از طرفی شعاع موجود در پایه استوانه نباید بیشتر از حد مجاز باشد. زیرا محل تقاطع ضخیم شده و روی قطعه اثر به جای می­گذارد. وجود فیلت در پایه استوانه، علاوه بر مستحکم کردن پایع، زاویه درفت مناسب را نیز جهت خروج قطعه از قالب فراهم می­کند. مقدار اندازه توصیه شده جهت شعاع پایه استوانه، 0٫25 تا 0٫5 برابر ضخامت دیواره اسمی است.

فاصله بین دو جای پیچ:
هنگامی که استوانه ­ها در فاصله بسیار نزدیک به یکدیگر قرار می­گیرند، در میان آنها یک فضای بسیار نازک و بسیار گرم ایجاد می­شود که خنک کردن این فضا به آسانی ممکن نیست و در نهایت بر کیفیت، شکل ظاهری و بهره­ وری قطعه اثر می­گذارد. همچنین اگر دیواره قالب خیلی نازک باشد، ساخت آن بسیار دشوار است و اغلب به دلیل مشکلاتی مانند ایجاد تیغه داغ و خنک ­کاری ناهمسان، باعث کاهش عمر قالب می­شود. از این رو توصیه می گردد که فاصله بین دو استوانه حداقل دو برابر ضخامت دیواره اسمی باشد.

شعاع در پایه سوراخ جای پیچ:
ایجاد شعاع روی پین ­های سنبه باعث جلوگیری ار وجود لبه ­های تیز در پایه سوراخ ­ها می­شود. این مورد نه تنها که قالب­گیری را آسان کرده بلکه باعث کاهش تنش در آن نقطع نیز می­گردد. توصیه می­گردد شعاع پایه سوراخ در استوانه، 0٫25 تا 0٫5 برابر ضخامت دیواره اسمی باشد.

حداقل زاویه درفت جهت قطر بیرونی جای پیچ:
ایجاد یک درفت (شیب) مناسب بر روی قطر خارجی استوانه، به خروج آسان قطعه از قالب، کمک بسزایی می­کند. پس ایجاد درفت بر روی جای پیچ ­ها جهت خروج قطعه از قالب، الزامی است تا امکان خروج آسان قطعه از قالب فراهم گردد. مقدار توصیه شده برای حداقل درفت در سطح بیرونی استوانه، 0٫5 درجه یا بیشتر می­باشد.

حداقل زاویه درفت جهت قطر داخلی جای پیچ:
طراحان جهت چفت شدن و محکم شدن متصل کننده ­ها، مخروطی را نیز درون قطر داخلی سوراخ جای پیچ­ ها ایجاد می­کنند. این درفت نیز جهت خارج کردن قطعه از درون قالب لازم است تا امکان خروج آسان قطعه از درون قالب فراهم شود.توصیه می­شود که حداقل زاویه درفت در سوراخ استوانه، بزرگ تر یا مساوی 0٫25 درجه باشد.

نسبت ارتفاع به قطر جای پیچ:
یک استوانه بلند شامل زاویه درفت، باعث ایجاد یک بخش با جرم زیاد و ضخیم پایه می­گردد. علاوه بر این خنک کاری پین ­های سنبه نیز دشوار خواهد بود که علاوه بر این که باعث افزایش سایکل تایم می­شود، بلکه می تواند باعث تغییرات ابعادی سوراخ نیز بشود. توصیه می­شود که ارتفاع استوانه کمتر از 3 برابر قطر خارجی آن باشد.

حداقل شعاع در بالای جای پیچ:
همانطور که گفته شد، در هنگام استفاده از قطعات پلاستیکی، این استوانه­ ها تحت بارگذاری قرار گرفته که باعث می­شود فشار از روی اجزای دیگر برداشته شود. به همین دلیل در بالای استوانه نیز باید فیلتی با حداقل مقدار شعاع خاص جهت کاهش تنش ایجاد گردد.

چمفر بالای سوراخ جای پیچ:
در بالای سوراخ استوانه نیز باید چمفر ایجاد گردد. زیرا این چمفر نقش راهنما را برای اتصال دهنده­ هایی مانند پیچ ایفا می­کند.

ضخامت دیواره جای پیچ:
ضخامت دیواره برای استوانه­ ها باید در حدود 60 درصد ضخامت دیواره اسمی باشد تا از پدیده Sink-mark جلوگیری گردد. ضخامت بیشتر تر از مقدار گفته شده باعث سینک مارک و فرورفتگی دبر روی سطح قطعه می­گردد و همچنین ممکن است باعث افزایش سایکل ­تایم نیز گردد. اما اگر استوانه در آن منطقه قابل رویت نباشد، می­توان ضخامت دیواره را افزایش داد تا فشار­های ناشی از پیچ­های خودکار افزایش یابد.

جای پیچ مستقل:
استوانه ­ها و سایر بخش ­های ضخیم بهتر است تقویت شوند. بهتر است که این استوانه­ ها به دیواره­ های کناری وصل شوند. در این حالت، جریان مواد یکنواخت و توزیع بار اضافی را برای قطعه فراهم می­کنند. برای استحکام و جریان بهتر مواد، استوانه باید به نزدیک­ترین دیواره جانبی وصل شود.