Конструкция изделий
Основные принципы конструирования изделий всех типов характерны и для армированных формовочных композиций. Практически можно получить изделие любой конфигурации, если стоимость и сложность формы не являются лимитирующими факторами. Как уже говорилось, деталь может иметь толстые и тонкие сечения, и примеры, приведенные в 15.1.3, демонстрируют высокую сложность многих изделий. Тем не менее следует избегать резких переходов от толстых сечений к тонким.
Изделия могут иметь прямые углы, но лучше делать закругления с большим радиусом. Получение очень тонких секций (толщиной менее 1,6 мм) вызывает определенные трудности, зависящие от направления формования. Создание отверстий в направлении формования не является проблемой, но при этом происходит некоторое снижение прочности из-за стыков, образующихся при обтекании композицией штифтов, которые формируют отверстия. Требования к технологическим уклонам формы малы по сравнению с металлическими отливками, и иногда минимальный уклон достигается в пределах допустимых отклонений размеров. Однако 182 рекомендуется, чтобы уклон был минимальным из допускаемых назначением изделия. Заформовывание в деталях металлических или других вставок, снабженных резьбой, вызывает примерно те же трудности, что и получение отверстий. Как правило, вставки (закладные детали), которые отформованы заодно с деталью, лучше сопротивляются воздействию крутящих и осевых усилий, чем вставки, помещенные внутри детали после формования.
При конструировании изделий из армированных композиций возникают специальные вопросы, связанные с низкой деформируемостью или растяжимостью этих материалов. По терминологии, принятой для металлов, их предел текучести и предел прочности идентичны. Это означает, что сравнительно небольшая деформация (даже при высоком напряжении) приведет к разрушению детали. Например, образец для испытания на изгиб толщиной 3,2 мм и шириной 25,4 мм, имеющий предел прочности при изгибе аи = 138 МПа, разрушится при приложении нагрузки 113 Н, а при толщине 1,6 мм — 27 Н. Таким образом, очевидно, что сравнительно небольшие усилия, прилагаемые к такому изделию с тонкими сечениями при обращении с ним, например в процессе извлечения из формы или последующей сборки и т. п., могут вызвать его повреждение, несмотря на то, что при эксплуатации уровень напряжений окажется ниже.
Выход из положения состоит в том, что все сечения любых деталей из ВКМ или ЛФМ должны быть достаточно толстыми или иметь такие очертания, чтобы приложенные локальные нагрузки не вызывали напряжение, превышающее предельное. Большие плоские поверхности должны разделяться витками или ребрами жесткости. Края должны быть отбортованы или иметь большую толщину. Если изделие имеет крепежный фланец или выступающие опоры с болтовыми отверстиями, необходимо предусмотреть косынки большого размера, идущие от смежной стенки и выходящие за болтовые отверстия.
Можно отметить, что увеличение толщины вызывает лишь небольшое повышение стоимости, и иногда материал, добавленный в каком-то одном месте изделия, может быть снят из другого, менее критического места. Несмотря на то, что увеличение толщины действительно влияет на цикл формования, это влияние значительно меньше, чем, например, при аналогичном изменении конструкции деталей из термопластов, которое приводит не только к непропорциональному удлинению цикла, но может даже потребовать применения литьевой машины большего размера.