Получение деталей из пластмассы

формования реактопластов. В производстве используют две

разновидности прессования: 1) прямое (открытое, компрессионное)

прессование и 2) литьевое (трансферное) прессование (пресслитье).

При прямом прессовании (рис.19,а) в загрузочную камеру матрицы

раскрытой прессформы загружается материал. При закрытии формы

материал пластифицируется за счет нагрева от рабочих частей,

заполняет оформляющую полость и отверждается. После разъема формы

изделие из формы выталкивается.

Прямому прессованию отдают предпочтение при изготовлении

точных простых деталей, переработке высоконаполненных материалов,

производстве деталей максимально чистого цвета и деталей весом

более 1 кг. По поверхности разъема при прямом прессовании возникает

облой (рис. 20). Прямое прессование малопроизводительный способ

производства.

Прямое прессование выполняется на гидравлических прессах,

управление прессов полуавтоматическое; автоматически и точно

регулируется температура с точностью 2 С и время выдержки с

помощью установки “МАРС-200Р”.

Режимы прямого прессования для некоторых реактопластов

представлены в таблице 4.

Таблица 4

Режимы прессования термореактивных пластмасс

| |без |с | |обычном |литьевом|

| |ва |ом до | | | |

| | |80-100 С| | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|К-15-2, |160-170|175-185 |0.8-1 |- |- |

|К-17-2, | | | | | |

|К-18-2, | | | | | |

|К-20-2, | | | | | |

|К-110-2, | | | | | |

|К-211-2, |15-160 |165 |1-2.5 |25-35 |40-60 |

|К-21-22, | | | | | |

|К-220-23 | | | | | |

|К-211-3 |- |180-190 |1.5-2.5 | | |

|Аминопласт |135-145|165 |1-1.5 |25-35 |- |

Литьевое прессование (рис. 19, б). При литьевом прессовании

загрузочная камера отделена от формующей полости. Прессматериал

кладут в загрузочную камеру, где пластифицируется при сжатии под

действием теплп. Пластифицированный материал из загрузочной камеры

перетекает в рабочую полость формы. Протекание по узкому каналу

способствует однородному и полному нагреву и отверждению всей массы

материала в форме. Это способствует сокращению выдержки материала в

форме, уменьшению и даже полному избавлению от облоя.

Пресслитью отдают предпочтение при изготовлении толстостенных

деталей, деталей с металлической арматурой, сложной конфигурацией,

с тонкими стенками. Детали отличаются высокой размерной точностью.

Режимы пресслитья представлены в таблице 4.

Недостатком пресслитья является повышенный расход материала по

сравнению с обычным прессованием, так как в загрузочной камере

остается часть необратимого материала.

Заливка - это процесс, применяемый для изготовления изделий из

компаундов или герметизации и изоляции компаундами изделий

электронной и радиопромышленности.

Компаунды - это полимерные композиции на основе полимерного

связующего с добавками пластификаторов, наполнителей, отвердителей

и др. Компаунды представляют собой твердые или воскообразные массы,

которые перед употреблением нагревают для перевода в жидкое

состояние.

В зависимости от вязкости компаунда заливку осуществляют без

давления или при небольшом давлении до 0,5 Мпа. В простейшем случае

изготовления детали или герметизации и изоляции изделия компаунд из

любой емкости заливают до краев формы или кожуха прибора.

Режимы отверждения (в зависимости от марки): температура от 20

до 180 С, время 1-18 часов.

Для более простой автоматизации процесса заливки иногда

применяют засыпку таблетированного материала в форму, который при

нагревании формы расплавляется и заполняет ее. Для автоматизации

этого процесса в условиях крупносерийного производства применяют

литье под давлением.

Намотка. Намотку применяют для изготовления изделий типа тел

вращения. Исходными материалами для намотки являются нити

(преимущественно стеклянные) и жидкотекучие полимерные материалы.

Способом намотки изготовляют цилиндрические оболочки, колпаки-

обтекатели, трубчатые и другие изделия.

В процессах намотки используют высокопроизводительные

намоточные станки и оправки, на которые наматывают нити с

нанесенным на них полимерным материалом.

В практике изготовления изделий из стеклопластиков применяют

два способа намотки: мокрый и сухой. При первом способе

непосредственно перед намоткой на оправку производится пропитка

стеклянного или другого волокна. При втором способе используют

препрег - предварительно пропитанный связующий материалом

стеклоармирующую нить. Второй - сухой способ, который обеспечивает

более высокую производительность трудаЮ позволяет использовать

широкую номенклатуру связующих и армирующих материалов,

обеспечивает высокое качество изделий и поэтому его широко

применяют в производстве. Первый - мокрый способ используют для

изготовления изделий сложной конфигурации в единичном производстве.

Связующими в процессе намотки являются полиэфирные и эпоксидные

смолы.

Процесс изготовления намоткой состоит из следующих операций: 1

- подготовка технологической оснастки, включающая сборку оправки,

установку ее на станок и подготовку станка, подготовку

разделительного слоя, его нанесения на оправку и сушку; 2 -

намотка, включающая установку кассет с препрегом на станок,

послойную намотку с прикаткой; 3 - термообработка изделия

(полимеризация связующего); 4 - разборка оправки; 5 - механическая

обработка; 6 - контроль изделия и упаковка.

Основные способы намотки

1. Тангенциальная намотка (рис.21,а) характерна постоянным

шагом намотки в одну или послойно в одну и другую стороны;

недостатки - низкая прочность в осевом направлении; преимущества -

простое оборудование, высокая прочность в тангенциальном

направлении; малые начальные напряжения.

2. Продольно-поперечная намотка (рис.21,б) характерна укладкой

слоев армирования в продольном и поперечном направлении; надостатки

- возможна намотка трубчатых деталей и конических деталей только с

небольшим уклоном; преимущества - сравнительно простое

оборудование, высокая производительность, оптимальная анизотропия

свойств.

3. Сочетание намотки по спирали с тангенциальной (рис.21,в)

характерно намоткой двойного спирального слоя с последующей

намоткой тангенциального слоя; недостатки - сложное оборудование,

низкая производительность, большие отходы; преимущества - возможно

армирование в различных направлениях.

4. Спиральная намотка (рис.21,г) характерна намоткой только

спиральных слоев с корректировкой углов укладки по зонам;

недостатки - сложное програмное оборудование, низкая

производительность, сложные оправки.

5. Намотка с переменным углом армирования (рис.21,д)

характерна намоткой по спирали с переменным по длине оправки углом

армирования и корректировкой этого угла от слоя к слою; недостатки

- сложное программное оборудование, низкая производительность;

преимущества - возможна намотка конусов без отходов.

6. Планарная намотка (рис.21,е) характерна планарной намоткой

от полюса к полюсу; недостатки - низка тангенциальная прочность,

значительная неравномерность прочности полюсов; преимущества -

можно использовать упрощенное оборудование, максимальная прочность

вдоль оси.

Типы применяемых оправок для намотки:

1. Неразборные (рис.21,а) - применяют для цилиндрических

деталей.

2. Разборные из металлических элементов (рис.22,б) - применяют

для деталей с поднутрениями.

3. Выплавляемые из легкоплавких сплавов (рис.22,в) - применяют

для сложных деталей.

4. Размаваемые (рис.22,г) - применяют для деталей замкнутой

формы.

5. Разборные с разрушаемыми элементами (рис.22,д) - применяют

для сложных деталей в единичном производстве.

Режимы переработки полимеров. Из ранее сказанного следует, что

к параметрам режимов обработки относят температуру расплава и

инструмента, давление формования, время заполнения и время выдержки

под давлением, а также разность температур между соседними зонами

пластикационного цилиндра.

Рациональные режимы получения изделий выбирают в зависимости

от условий их эксплуатации. Направленное изменение параметров

переработки позволяет получить требуемую структуру и свойства

изделий. Так с увеличением указанных параметров режимов переработки

возможно управлять усадкой, стабильностью размеров и формы,

стойкостью к растрескиванию, теплостойкостью, морозостойкостью

аморфных и кристаллизующихся полимеров.

Выбранные технологические параметры переработки уточняют по

отдельным показателям качества изделий. Уточнение производят на

основе зависимости между технологическими параметрами и

микроструктурой изделий, определяющей качество. Для аморфных

полимеров определяют ориентацию, и в случае превышения расчетной

величины технологические параметры корректируют в направлении

снижения ориентации. Для кристаллизующихся полимеров рассчитывают

макроструктуру (размеры отдельных слоев и зон) при выбранных

технологических параметрах. Формирующуюся структуру по

относительной площади слоев и зон сравнивают со структурой,

обеспечивающей требуемое качество. В случае отклонения параметров

формирующейся макроструктуры от параметров качественных изделий

технологические параметры корректируют.

При изготовлении изделий возможен брак (пузыри, утяжины,

коробление, уменьшение размеров и т.п.). В этом случае также

корректируют технологические параметры переработки.

Выбранные параметры затем корректируют с целью получения

наибольшей производительности при обеспечении качества изделий.

Режимы переработки некоторых марок термопластов представлены в

табл. 3, реактопластов - в табл. 4.

4.3. Способы механической обработки

Общие сведения. Механическую обработку деталей из пластмасс

применяют с целью: 1 - изготовления более точных, чем при

прессовании или литье деталей; 2 - изготовления деталей из листовых

пластиков, так как эти материалы поставляют в виде листов, плит,

труб и фасонных профилей; 3 - удаления литников, облоя, грата,

пленки в отверстиях и т.п. - отделки (на отдельных заводах

трудоемкость этих операций около 80% общей трудоемкости

изготовления пластмассовой детали); 4 - более экономичного

изготовления деталей сложной конфигурации; 5 - изготовления деталей

в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Механообработка пластмасс по сравнению с обработкой резанием

металлов имеет специфические особенности из-за ее низкой

теплопроводности, вязкости, абразивных свойств, которые определяют

характерные требования, предъявляемые к конструкции и геометрии

режущего инструмента, к конструкции и оснастке станков.

При механообработке пластмасс различают следующие способы: а)

разделительную штамповку, б) обработку пластмасс резанием.

Разделительную штамповку применяют для изготовления деталей из

листовых материалов. При этом выполняют следующие операции:

вырубку, пробивку, отрезку, разрезку, обрезку, зачистку. Наиболее

распространены операции вырубки, пробивки, разрезки, зачистки.

Обработку пластмасс резанием применяют для отделки (удаления

литников, облоя, пленки и др.) после горячего формообразования

деталей и как самостоятельный способ изготовления деталей из

поделочных пластмасс. При этом выполняют следующие операции:

разрезку, точение, фрезерование, сверление, нарезание резьб,

шлифование, полирование.

4.3.1. Особенности механической обработки

При разделительной штамповке, наряду с известными

особенностями для штамповки металлов, имеют место особенности,

связанные с резкой анизотропией механических свойств пластмасс в

плоскости листа и перпендикулярно ей: расслоение, трещины, ореолы и

изменение цвета. Эти особенности вызваны значительными напряжениями

сжатия и изгиба, достигающими предела прочности. Расслоение

материала по толщине характерно для слоистых пластиков (гетинакса,

стеклотекстолита и др.) и возникает по периметру разделения на

расстоянии до 3-5 S от поверхности разделения; трещины возникают

чаще всего со стороны пуансона у поверхности - поверхностные

трещины, сплошные трещины возникают при недостаточном расстоянии

между отверстиями; ореолы - вспучивание и изменение цвета материала

вдоль периметра отверстия, вызванное расслоением материала.

Особенности о б р а б о т к и металлов р е з а н и е м

полностью относятся и к обработке пластмасс. Однако особенность

строения и состава накладывают дополнительные особенности.

Относительная низкая плотность, невысокая прочность и

твердость пластмасс обусловливают малое сопротивление пластмасс

сжатию и срезу при обработке резанием, и усилия резания оказываются

значительно меньшими, чем при обработке металлов. Поэтому

появляется возможность применять для обработки пластмасс высокие

режимы резания.

При обработке реактопластов образуется стружка надлома, легко

рассыпающаяся, а при резании термопластов в большинстве случаев

образуется непрерывная сливная стружка. При резании пластмасс

возникают сравнительно высокие температуры (до 500 С) на трущихся

поверхностях инструмента, а на деталях возникают прижоги. Это

объясняется тем, что теплопроводность пластмасс в несколько раз

меньше, чем у металлов.

После механообработки в поверхностных слоях детали возникают

остаточные напряжения, которые складываясь с монтажными

напряжениями (например, при затяжке болтов, винтов), часто приводят

к появлению мелких поверхностных трещин. Для уменьшения остаточных

напряжений при обработке реактопластов применяют различные

технологические приемы: сжатие материала в зоне сверления, попутное

фрезерование, многооперационное сверление с минимальным припуском

на последнем переходе; для термопластов - умеренный нагрев.

4.3.2. Характеристика способов механической обработки

Разделительная штамповка. Схема выполнения и сущность

разделительных операций подобна соответствующим операциям листовой

штамповки металлов (вырубки, пробивки, резки и др.). Однако с целью

уменьшения расслоения, трещин и др. в зоне разделения рекомендуют

заготовку прижимать с давлением до 0,8 (в разделяемого материала.

На ряде заводов для снижения брака по трещинам и расслоению

применяют штамповку-пробивку гетинакса незакрепленным пуансоном

(для печатных плат). При этом пуансон движется относительно детали

в одном направлении. Для вырубки (пробивки) листовых пластиков

применяют штамповку с ультразвуковыми колебаниями пуансона. С той

же целью платы перед штамповкой нагревают в термостатах до 80-90 С

при выдержке 6-8 мин. или штампуют через картонные прокладки.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6

МЕНЮ

Получение деталей из пластмассы