123629 (Переработка полимеров и полимерных материалов), страница 2

Рис.2. Штамповании между матрицей и пуансоном.

В конце смыкания заготовка пережимается пресс-кантами пуансона (выступами) и изделие вырубается по контуру формы. Воздух из полости формы в момент опускания пуансона удаляется по воздушным каналам 5.

Данный способ применяется для изготовления изделий сложной конфигурации, так как с помощью пресса можно создать большое усилие формования. К недостаткам метода относится высокая стоимость формы, в которой необходимо обеспечить точное соответствие размеров матрицы и пуансона. При отклонении сопрягаемых размеров может произойти пережатие листа или недооформление изделия.

Штампование эластичным пуансоном в матрицу применяется при изготовлении изделий небольшой глубины и несложной конфигурации. Разогретый лист 2 укладывают на матрицу 3, а затем проводят формование (рис. 3). В качестве эластичного пуансона применяют толстый слой губчатой резины или резиновую диафрагму. При создании давления губчатая резина 1 деформируется и производит вытяжку заготовки 2, плотно прижимая ее к матрице 3.

Рис.3 Штампование эластичным пуансоном в матрицу.

Резиновая диафрагма закрепляется на поддоне, а пространство между поддоном и мембраной заполняется жидкостью, которая распределяет давление по всей поверхности. При смыкании формы происходит деформация мембраны и она осуществляет вытяжку листовой заготовки, плотно прижимая ее к матрице, после чего изделие охлаждается.

Формование толкателем применяется для изготовления изделий простой конфигурации в виде усеченного конуса, пирамиды и их разновидностей. Форма изделия определяется конструкцией зажимной рамы и толкателя. Так, если использовать круглую раму и квадратный толкатель, то основание изделия будет в виде квадрата, а верх конический. Изделия изготовляются в такой последовательности. Разогретый лист 2 укладывают на поддон 1, прижимают рамой 3, а затем с помощью толкателя 4 проводят формование изделия (рис.4) Основным недостатком данного метода является медленное охлаждение изделия, так как оно не всей поверхностью соприкасается с пуансоном и поддоном. Этот метод непроизводителен, поэтому применяется сравнительно редко.

Метод штамповки отличается высокой производительностью, однако связан с использованием дорогостоящей оснастки, поэтому его применение целесообразно только при производстве крупносерийных изделий с переменной толщиной стенки, повышенной точностью размеров и рельефной поверхностью.

Пневмоформование.

Вытяжка листа при пневмоформовании осуществляется за счет усилия, создаваемого сжатым воздухом. В зависимости от конструкции формы существуют три разновидности способа:

1) свободное выдувание; 2) пневмоформование в матрицу;

3) пневмоформование в матрицу с вытяжкой заготовки толкателем.

Свободное выдувание. Лист 1 укладывают на поддон (рис.5) и закрепляют рамой 2. Подводится инфракрасный нагреватель, и листовая заготовка разогревается. Затем через отверстие в поддоне подается сжатый воздух, под действием которого лист вытягивается и образуется изделие в виде полусферы. Высота изделия регулируется давлением. Охлаждение проводится за счет обдува струей воздуха. Для того чтобы изделия получались определенной высоты, иногда применяют ограничители в виде скобы или с плоским дном. При касании полусферы и ограничителя происходит срабатывание электромагнитного клапана и подача воздуха в поддон прекращается.

Рис.5. Свободное выдувание.

Пневмоформование в матрицу. Разогретую заготовку 3 укладывают на матрицу 4 и закрепляют поддоном 1 (рис.6) Через отверстие поддона подается сжатый воздух, под действием которого лист вытягивается и прижимается к охлаждаемым стенкам матрицы. Для охлаждения матрица имеет каналы, в которые подается вода. Для выхода воздуха из полости формы в момент формования изделия в матрице имеются воздушные каналы 5.

Рис.6. Пневмоформование в матрицу.

Данным способом могут изготавливаться изделия сложной конструкции с большой толщиной стенок. Однако при изготовлении глубоких изделий получается значительная разнотолщинность стенок. При формовании тонкостенных изделий, чтобы струя воздуха не ударяла в лист и не происходило местного утонения, в поддоне устанавливают распределитель воздуха, который подает воздух одновременно по всей поверхности, при этом воздух предварительно подогревается.

Пневмоформование в матрицу с вытяжкой листа толкателем. Этот способ применяется при изготовлении глубоких изделий. Заготовку 2 укладывают на матрицу 1, закрепляют рамой 3 и нагревают (рис.7). Затем опускается толкатель 4, происходит предварительная вытяжка заготовки, после чего через отверстия толкателя подается сжатый воздух и проводится окончательное формование изделия. Заготовка прижимается к стенкам матрицы и охлаждается. Температура толкателя обычно поддерживается на 20—30°С ниже, чем температура листовой заготовки. При более низкой температуре возможно местное охлаждение листа и формование затрудняется.

Вакуумформование

Вакуумформование — наиболее простой метод изготовления изделий из листовых заготовок; применяется менее сложная конструкция формы, за вытяжкой листа можно наблюдать визуально. Процесс изготовления изделий осуществляется в результате вытяжки под действием вакуума, как и пневмоформование он имеет несколько разновидностей.

Вакуумформование в матрицу. Листовую заготовку укладывают на матрицу, закрепляют прижимной рамой и подводят нагреватель. После разогревания листа включают вакуум между листом и матрицей создается разрежение и происходит формование изделия. При этом заготовка прижимается плотно к стенкам матрицы и охлаждается. Затем вакуум отключают, а к матрице подводят сжатый воздух, происходит выталкивание изделия.

Вакуумформование с вытяжкой толкателем. В отличие от рассмотренного способа, вначале происходит вытяжка разогретого листа толкателем, а затем формование в матрицу под действием вакуума. Применяется этот способ при изготовлении глубоких изделий, когда нужна незначительная разнотолщинность стенок.

Вакуумформование на пуансоне. Лист 3 закрепляют между двумя рамами 2, затем подводят нагреватель 1 (рис.8). После нагревания заготовки поднимается пуансон 4, закрепленный на поддоне 5, и происходит предварительная вытяжка. Окончательное оформление изделия выполняется на пуансоне под действием вакуума. В данном случае совмещены две операции — вытяжка и формование, которые проводятся на пуансоне, и не требуется специального толкателя. Однако пуансон при этом должен иметь повышенную температуру, поэтому охлаждение изделия замедляется.

Этот способ находит широкое применение.

Вакуумформование на пуансоне с предварительной вытяжкой сжатым воздухом. Этот способ применяется в тех случаях, когда полимер очень чувствителен к охлаждению. Чтобы в момент вытяжки лист 3 не касался холодного пуансона 4, вначале, под листом создают давление, и лист вытягивается, как при свободном выдувании (рис.9). В образовавшуюся полусферу вводят пуансон 4, а затем включают вакуум и проводят окончательное формование изделия. Охлаждение осуществляют на пуансоне, а также за счет обдува снаружи воздухом

Рис.9.Вакуумформование на пуансоне с предварительной вытяжкой сжатым воздухом.

Вакуумформование с вытяжкой воздушной подушкой. В тех случаях, когда требуется изготовить глубокое изделие и обеспечить разнотолщинность стенок, применяют формование с предварительной вытяжкой листа воздушной подушкой (рис.10). Лист закрепляют между двумя рамами 2, размер которых больше матрицы, и проводят нагревание. В толкатель 4 подают подогретый воздух и начинают опускать его на лист.

Внутрь матрицы 1также подают сжатый воздух, при этом лист как бы зависает над матрицей, так как образуется воздушная подушка, в то же время он не касается толкателя. Вытяжка происходит между двумя воздушными подушками равномерно по всей поверхности заготовки. После опускания толкателя заготовка прижимается к матрице, в ней создается вакуум и происходит окончательное формование изделия.

Комбинированное формование.

При изготовлении изделий сложной конструкции, в особенности с двояковыпуклым днищем, применяют комбинированное формование (рис. 11). Лист закрепляют в раме и нагревают (/), затем подводят к форме, в которой создается давление (//). Происходит предварительная вытяжка воздухом, и пуансон вводится в полусферу заготовки (///). Затем сверху опускается толкатель, с помощью которого проводится предварительное формование внутренних элементов изделия (IV—V). Окончательное формование осуществляется под действием вакуума, который создается между листом и пуансоном (VI). Данный способ обеспечивает равномерную вытяжку листа и хорошую равнотолщинность стенок изделия.