Конструювання виробу

Опис виробу

Автомобільні бокси - це багажні відсіки, що кріпляться до двох поперечок автомобільного багажнику. Вони дозволяють максимально збільшити корисний об'єм автомобіля і при цьому не призводять до втрати швидкісних характеристик. Бокси розрізняються формою, розмірами, корисним об'ємом і вантажопідйомністю. Бокси герметично закриваються і оберігають речі від атмосферних впливів. У боксах можна перевозити будь-які вантажі - це намети, набори для пікніка та риболовлі влітку, лижне обладнання взимку, а також будь-які господарські вантажі.

Розміри бокса 2300*855*700, об’єм 450(л), вантажопідйомність до 75 кг.

Бокс складаеться з кришки яка має розміри 2300*855*400 та днища з розмірами 2250*850*300

Рис 1. Автомобільний бокс

2. Умови експлуатації

Так як виріб використовуеться на відкритому повітрі то на нього будуть впливати такі чинники як:

- Вітрове навантаження

- Ультрофіолетове навантаження

- Опади

Під час руху автомобіля на бокс буде впливати вібраційне навантаження

За час експлуатації автомобілю, бокс повинен проявляти стійкість до миючих засобів та поліролей.

При використанні бокс страждає від абразивної дії твердих часток повітря.

3. Вимоги до експлуатаційних властивостей матеріалу виробу

1. Виходячи з того, що виріб буде експлуатуватися на відкритому повітрі, матеріал виробу повинен бути вологостійким, стійким до ультрофіолетового та атмосферного впливу.

2. Матеріал повинен бути стійким до вібраційних навантажень та абразивного зношування які будуть виникати під час руху автомобіля.

3. Матеріал повинен бути достатньо міцним щоб не зруйнуватися під дією вантажу.

4. Виріб з цього матеріалу повинен бути естетичним щоб не псувати зовнішнього вигляду автівки.

5. Матеріал повинен бути стійким до миючих засобів.

4. Проектування полімерного композиційного матеріалу

Для виробу

Виходячи з вимог до експлуатаційних властивостей матеріалу треба сказати, що він повинен бути з добрими механічними властивостями, хімічно стійким, мати гладку поверхню та добрі санітарно-гієнічні показники.

До цих характеристик можна вибрати наступні полімери:

-Поліпропилен (ПП);

-Ударостійкі композиції полістирола;

-АБС-пластик

Як видно з таблиці, найбільш підходящим матеріалом буде АБС-пластик.

АБС-пластик - ударостійкий матеріал, що відноситься до інженерних пластиків. Має більш високою стійкістю до ударних навантажень в порівнянні з, ударостійким полістиролом та поліпропіленом. Перевершує їх по механічній міцності і жорсткості. Зносостійкий. Витримує короткочасний нагрів до

90-100 ° С.

Співекструзії АБС з термопластичними еластомерамі підвищує його атмосферо- і морозостійкість, жорсткість і стійкість до дії окисників та аліфатичних вуглеводнів.

Для підвищення властивостей та зменшення вартості матеріалу його можна наповнити тальком. Слід зазначити, що тальк є легким (наприклад порівняно з азбестовим волокном), достатньо світлим, тому не псує колір, дисперсія тальку мала, це є добрим показником при виготовлені тонкостінних виробів. Наповнення АБС-пластику 15% тальку підвищує ударну міцність на 15-20%, модуль пружності 5 – 7%.

5. Метод переробки ПКМ у виріб і технологія його виготовлення

Найбільш зручним методом переробки ПКМ у виріб і методом його виготовлення є процес лиття під тиском. Незважаючи на те що вартість устаткування в цьому процесі досить висока, його безсумнівною перевагою є висока продуктивність. У цьому процесі дозовану кількість розплавленого термопластичного полімеру впорскується під тиском у порівняно холодну прес-форму, де і відбувається його затвердіння у вигляді кінцевого продукту.

Апарат для лиття під тиском зображений на рис.2. Процес складається з подачі компаундированного пластичного матеріалу у вигляді гранул, таблеток або порошку з бункера через певні проміжки часу в нагрітий горизонтальний циліндр, де і відбувається його розм'якшення. Гідравлічний поршень забезпечує тиск, необхідний для того, щоб проштовхнути розплавлений матеріал по циліндру у форму, розташовану на його кінці. При русі полімерної маси вздовж гарячої зони циліндра пристрій, який називається "торпедою", сприяє однорідному розподілу пластичного матеріалу по внутрішніх стінках гарячого циліндра, забезпечуючи таким чином рівномірний розподіл тепла по всьому об'єму. Потім розплавлений пластичний матеріал впорскують через литьевое отвір у гніздо прес-форми.В найпростішому вигляді прес-форма являє собою систему з двох частин: одна з частин рухома, інша - стаціонарна (див. рис.). Стаціонарна частина прес-форми фіксується на кінці циліндра, а рухлива знімається і надівається на нее.Прі допомогою спеціального механічного пристрою прес-форма щільно закривається, і в цей час відбувається всприсківаніе розплавленого пластичного матеріалу під тиском 1500 кг / см. Закриває механічний пристрій має бути зроблено таким чином, щоб витримувати високі робочі тиску. Рівномірний протягом розплавленого матеріалу у внутрішніх областях прес-форми забезпечується її попереднім нагріванням до певної температури. Зазвичай ця температура трохи нижча за температуру розм'якшення пресованого пластичного матеріалу. Після заповнення форми розплавленим полімером її охолоджують циркулюючої холодною водою, а потім відкривають для вилучення готового виробу. Весь цей цикл може бути повторений багаторазово як в ручному, так і в автоматичному режимі.

Рис 2. Схематичне зображення процесу лиття під тиском.

1 - компаундированного пластичний матеріал; 2 - завантажувальна воронка, 3 - поршень, 4 - електричний нагрівальний елемент; 5 - стаціонарна частина форми; 6 - рухома частина форми; 7 - основний циліндр; 8 - торпеда; 9 - розм'якшений пластичний матеріал; 10 - прес-форма; 11 - виріб, сформованное методом лиття під тиском

Конструювання виробу

Автомобільний бокс складається з наступних елементів:

- кришка;

- днище.

Кришка має велике значення у зовнішньому вигляді боксу, тому її форма повинна бути достатньо простою – аеродинамічною, не мати досить гострих кутів та переломів, її вигляд повинен доповнювати, а не обтяжувати загальну картину автомобіля. Кришка має досить великі габарити (2300*855*400), тому її форма як наумога сильніше повинна це мінімалізувати. Це добре простежується на рис 1 передня частина кришки набагато нижча ніж задня, тому зростання форми є поступовим.

Днище є посередньою ланкою між автомобілем та кришкою. Воно повинно мати зони кріплення до автомобілю, та місця з’єднання з кришкою. Розміри днища 2250*850*300. Бокс кріпиться до автомобіля у чотирьох точках, як позначено на рис 2. Саме кріплення більш детально зображено на рис 3.

Так як автомобільний бокс потрібен для перевозу вантажу, то його вага повинна бути мінімальною.

Виходячи з умов жорсткості матеріалу товщину кришку бокса робимо 4 мм. Товщина стінок днища буде складатися 5 мм, у місцях, де знаходиться кріплення та ребра жорсткості товщина повинна досягати 6 мм. Товщина вибирається з урахуванням умов експлуатації, так як саме на днище переходе загальна вага грузу.

Рис 2. Місця кріплення бокса до автомобіля

7. Формоутворення виробу, використовуючи основні принципи формоутворення методу художнього користування і засоби композиції. Вибір кольору виробу. Малюнок виробу у кольорі.

Художнє конструювання є одним з важливіших етапів проектування товарів народного споживання, так як їх зовнішній вигляд є складовою їх споживчих властивостей. Саме від оригінальних художніх рішень, тобто – форми, кольору, тощо, товар буде або не буде користуватися попитом.

Автомобільний бокс може експлуатуватися на великих автомобілях - позашляховиках, міні автобусах, тощо, тому за кольором обмежень бути не може. Вважаємо оптимальним кольором – сріблястий метал, він є не кольором не привертаючим увагу, та візуально зменшує габарити боксу, при великих розмірах боксу це є позитивною властивістю.

Бокс експлуатується лише на даху автівок, тому його форма повинна бути аеродинамічною, тобто, мати якумога менший опір до повітря.

Ребра жорсткості та місця кріплення є незмінними, їх розташуванням нехтувати не можна, бо вони є стандартними і зазначені виробником автомобілів.

На рис 4. зображен виріб у чорному кольорі.

На рис 5. зображен виріб кольору сріблястого металіку

Рис 4. Автомобільний бокс для Mercedes E-класу

Рис 5. Автомобільний бокс для позашляховика Nisan

Рис 3. Кріплення автомобільного бокса

Дане кріплення вставляеться у спеціальні отвори у днищі бокса. Зовнішні затискачі кріплення обжимають поперечки автівки при обертанні круглого регулятора (Рис 2.). Кріплення дозволяє розмістити бокс з максимальною стійкістю.

Рис 6. Система підйому кришки

Система підйому кришки призупиняє падіння кришки боксу при відкритті

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: