设计塑料零件和设计金属零件相同,要做到合理选材。设计人员首先应做到:既要充分了解零件的使用条件和工作环境,又要充分了解所采用塑料本身的特性。设计塑料零件时,不仅要考虑零件的使用性能,还应注意零件工作环境对性能的影响。因为环境的温度和湿度对塑料的力学性能、物理性能和化学性能等都有很大的影响。如有些轴承零件按南方的气候设计,在寒冷的北方就不一定能用,又如机器经长时间运转,随着摩擦热的产生出现“轧死”的情况也常发生。再如在湿度不大的车间,采用尼龙6或尼龙66做齿轮运转良好,而在湿度波动很大的车间运转情况却可能变坏,当改用吸湿性较小的尼龙1010之后情况则会有所好转。对于那些精度要求高的零件,则应选用热胀系数小,吸湿性小的塑料,如聚甲醛、聚碳酸酯等。
除此之外,在塑料零件选材时还应注意:
1)由于塑料导热性差,不易散热,因此,在选用时必须设计最有利的散热条件,如采用金属基复合材料,或者采取有利于散热的机械结构设计等。
2)塑料易于受热而膨胀变形,因此在设计塑料零件时应考虑到要有足够的配合间隙,通常采用塑料时的配合间隙要比采用金属时大些(但各种塑料的配合间隙也不完全相同),一般约为0.065d(d为轴承直径mm)。(www.xing528.com)
3)塑料是一种非刚性材料,在选用时必须考虑它的蠕变性。设计时应考虑加工制造时制品出现的内应力以及使用时发生蠕变的可能性,对那些受载较大,容易蠕变的零件可采用蠕变性较小的塑料,如聚苯醚、聚碳酸酯、聚砜等。此外,在塑料内增加碳纤维、玻璃纤维等可明显减少蠕变。采用塑料——金属复合材料则更好。
对于塑料制品出现的内应力,可像金属零件一样采用退火热处理方法加以消除。
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