Название: Технологии отрасли(Э.З. Мартынов )

Жанр: Технические

Просмотров: 1424


5.3. основные процессы изготовления деталей из пластмасс

 

Прессование. Этот процесс производится в металлических пресс-формах с одной или несколькими формующими полостями. Пресс-форма состоит из матрицы и пуансона. Под воздействием тепла и давления пресс-материал заполняет формующие полости пресс-формы и приобретает необходимую форму, размеры и шероховатость поверхности. Различают прессование: прямое (горячее) или компрессионное; литьевое или пресс-литьевое; и литьё под давлением или инжекционное прессование.

Прямое прессование (рис. 5.1) применяется для получения изделий из всех термореактивных пластмасс и некоторых термопластичных. Перед прессованием выполняют такие операции, как дозировка, таблетирование и подогрев пресс-материала.

 

            а                          б                           в

 

 

Рис. 5.1. Схема прямого прессования

Процесс прессования состоит из следующих переходов. В пресс-форму устанавливают арматуру (металлические детали, чаще в виде каркасов, втулок, колец, гаек, винтов и т. п.), увеличивающую механическую прочность изделия или являющуюся проводником тока. Затем осуществляется дозировка пресс-материала в форму поштучно – таблетками, по весу или по объёму. Штучная дозировка очень простая: вес одной или нескольких таблеток должен соответствовать весу готового изделия. Весовая – наиболее точная, но сложная и трудоёмкая – применяется для прессования деталей, которые должны иметь точные размеры, а также для материалов типа волокон, дозировка которых объёмным методом затруднена. Объёмная дозировка производится при помощи мерных ковшиков. Она проще весовой, но менее точна, что может привести к браку изделий.

После дозировки загружают пресс-материал 2 в оформляющую полость матрицы 3 (рис. 5.1,а) и прессуют. Прессование осуществляется под давлением пуансона 1 пресс-формы на материал при определённой температуре подогретой пресс-формы (рис. 5.1,б).

Прессование производится на гидравлических прессах. При замыкании пресс-формы пуансон соприкасается с пресс-материалом, загруженным в матрицу, сжимает его и заставляет растекаться по полости пресс-формы, пока не произойдёт окончательная посадка пуансона. Это время составляет от 5 до 30 с. Для удаления летучих веществ, переминания и прогрева массы производят допрессовку, т. е. поднимают и опускают пуансон 1–2 раза. Допрессовка обязательна при изготовлении толстостенных деталей.

После выдержки пресс-формы в сжатом состоянии до полного затвердевания пластмассы производят разъём пресс-формы и извлечение изделия 4 при помощи выталкивателя 5 (рис. 5.1,в). Время выдержки берётся из расчёта на 1 мм наибольшей толщины детали.

Нагрев пресс-формы осуществляется при помощи различных электронагревательных элементов. От качества нагрева зависит качество изделий.

Перед новыми циклами пресс-форму очищают, обдувая сжатым воздухом. Извлечённые детали очищают от заусенцев, литников и плёнок и проверяют по внешнему виду. Некоторые детали поступают на дальнейшую механическую обработку.

Недостатком компрессионного метода является быстрый износ пресс-форм, так как прессование начинается при недостаточно пластичном материале, а также низкая точность (10…12 квалитет).

Литьевое прессование термореактивных, а иногда и термопластичных пластмасс производят для получения деталей сложной формы с тонкой арматурой, точностью 9 квалитет и выше.

По этой схеме в начале собирают предварительно нагретую матрицу с пуансоном и накладную загрузочную камеру. В загрузочную камеру подают пресс-материал и нагревают его до вязкотекучего состояния. Затем пуансоном пресс-материал выдавливается через литник в формирующую полость матрицы и заполняет её. После охлаждения детали загрузочная камера отделяется от пресс-формы, пресс-форма раскрывается и деталь извлекается.

Преимущества литьевого прессования перед компрессионным:

1) заполнение рабочего пространства пресс-формы происходит при малом давлении, поэтому арматура не деформируется, не смещается;

2) материал равномерно прогревается, поступает в пресс-форму в полужидком состоянии, можно получать более сложные изделия, тонкие;

3) точность размеров изделий соответствует 9…10 квалитету, так как материал заполняет пресс-форму, когда она находится в замкнутом состоянии;

4) износ формообразующих поверхностей пресс-формы меньше.

Литьё под давлением применяется для изготовления деталей из термопластичных материалов на специальных термопластах-автоматах (рис. 5.2).

Гранулированный материал загружается в бункер 7 термопласта-автомата. Дозирующее устройство 6 подаёт порцию материала, соответствующую весу отливки с литниковой системой в загрузочную камеру 5, когда поршень 8 находится в крайнем правом положении. В камере материал нагревает до расплавления электронагревательным устройством 4. Две половинки пресс-формы 1 смыкаются и подаются к соплу камеры. Поршень сжимает нагретый материал и нагнетает его в пресс-форму через мундштук 3. В пресс-форме материал охлаждается и затвердевает. Пресс-форма открывается, изделие 2 выталкивается.

Литьё под давлением (инжекционное прессование) применяют для переработки полистирола, полиамида, полиэтилена, полипропилена и т.д.

По сравнению с компрессионным прессованием литьё под давлением обладает следующими преимуществами:

1) высокой производительностью за счёт сокращения рабочего цикла;

2) возможностью автоматизации цикла (без арматуры);

3) возможностью получения деталей очень сложной формы.

Недостатки: невозможность получения крупногабаритных деталей с толстыми стенками из-за большой усадки пластмасс.

Центробежное литьё пластмассовых изделий принципиально не отличается от литья металлических изделий. Рекомендуется для крупногабаритных деталей типа втулок, зубчатых колёс, труб вкладышей. Изложница вращается и охлаждается проточной водой.

Экструзия применяется для переработки термопластов. Заключается в том, что пластмассу заставляют течь через формующее отверстие (фильеру). Этот процесс выполняется с помощью экструдеров, чаще всего шнекового типа. Через загрузочный бункер гранулированные термопласты попадают в цилиндр, разогреваются и вращающимся шнеком подаются к головке. В головке размещены мундштук и дорн, придающие пластмассе форму. Из мундштука профилированный материал подаётся в холодильную камеру.

Формование – метод образования деталей из термопластов путём соприкосновения листов пластмассы с формообразующими поверхностями штампов с частичным соприкосновением или без соприкосновения. К процессам 1-й группы относят формовку между жёстким или эластичным пуансоном и матрицей; жёстким пуансоном через протяжную матрицу (высадка); рельефную (нанесение знаков, цифр, рельефов). Чаще всего эти процессы применяют для деталей различной конфигурации из органического стекла и слоистых пластиков.

К процессам 2-й группы относят вакуумную и пневматическую формовку, выдувание полых изделий и др. Применяются эти процессы для получения деталей простой формы – сферической, параболической, каплевидной и т. п, (например, изготовление бутылок). Перед началом формовки листовой материал очищают от защитного покрытия, промывают от пыли и остатков клея, протирают, нагревают равномерно по всей поверхности.

На рис. 5.3 показана такая формовка. Лист прижимается к матрице 1 рамкой 2. Над рамкой укреплён электрообогреватель 3 или несколько головок с соплами для подачи горячего воздуха. При включении вакуум-насоса лист 4 под давлением атмосферного воздуха втягивается во внутреннюю полость матрицы (рис. 5.3,б). После остывания подачей сжатого воздуха отформованная деталь 5 выталкивается из матрицы (рис. 5.3,в).