пластмассы 2010 (Что-то вроде лекций или метод), страница 3

Применение базовых марок обеспечивает:

1) легкость формования полимера, так как в соответствии находятся свойства полимера, оборудования, и конфигурации детали

2) возможность применения оптимальных технологических режимов

3) экономию полимеров

4) сокращение времени на обработку техпроцесса

5) стабильность процесса переработки

6) возможность переработки полимеров в автоматическом режиме

2. Выбор метода переработки пластмассы в изделие

Каждый полимер перерабатывается разными методами в различные изделия, существенно отличающиеся по конфигурации и размерам.

Для обеспечения рациональной переработки полимера разными методами в разнообразные конфигурации и размеры изделия на стандартном оборудовании с использованием оптимальных технологических режимов формования выделяют базовые мерки полимера, которые в зависимости от метода переработки делят на следующие группы: для литья под давлением – литьевые; для прессования, для экструзии – экструзионные и др. Марки для разных методов переработки различаются по вязкости расплава полимера, так как гидродинамика каждого метода требует определенной вязкости.

Группа марок, предназначенных для одного метода переработки, включает марки, предназначенные для получения изделий разных конструктивных групп. Они также различаются по вязкости, так как гидродинамика каждого метода требует определенной вязкости.

Группа марок, предназначенных для одного метода переработки, включает марки, предназначенные для получения изделий разных конструктивных групп. Они также различаются по вязкости, так как гидродинамика процессов формования изделий, различающихся по конфигурации и размерам, требует разного уровня вязкости. Сейчас выделяются семь базовых марок полимера по вязкости, распределение которых показано на рис

Рис.1. Распределение базовых марок полимера по методам переработки и характерным группам изделий

Выбор базовых марок для литья под давлением

Вывод уравнения для расчета вязкости полимера основывается на математической модели процесса формования в период заполнения формы

 = P₁(h/L)K₁/K₂, где P₁ – давление литья,  - скорость сдвига, h – толщина стенки, L – длина изделия

Отношение h/L и h характеризует изделие. Каждый типоразмер литьевой машины характеризуется объемом впрыска V за цикл (объем отливки), давлением литья Pл и другими параметрами.

Рисунок

Рис.3. Группы изделий по толщине h в зависимости от номинального объема впрыска литьевой машины.

4. Шероховатость поверхности и точность пластмассовых деталей

Качество поверхности пластмассовых деталей зависит от качества обработки прессформ, от вида наполнителя и от технологических режимов формирования.

Шероховатость поверхности пластмассовых деталей, изготавливаемых литьем под давлением и прессованием, соответствует 7-8 классам. Чистота поверхности после механической обработки ухудшается на 1-2 класса. Поэтому литье и прессование не должны иметь припусков на механическую обработку.

Шероховатость поверхностей деталей зависит также от износа оформляющих поверхностей прессформ.

Точность размеров пластмассовых изделий зависит от точности изготовления прессформ, от степени их износа и особенно от степени износа подвижных элементов прессформ. На точность деталей в большой степени влияет стабильность технологических режимов формования.и колебания усадки материала в процессе затвердевания.

Рекомендуется назначать точность пластмассовых деталей в пределах 11 – 14 квалитета, хотя в отдельных случаях достигается 9 квалитет.

Колебания усадки для различных термопластичных материалов меняются от 0,05 до 0,2 мм. Для материалов с нестабильной усадкой рекомендуется 14 квалитет точности, а для материалов, колебания усадки для которых не превышают 0,05 мм можно допустить 11 квалитет точности.

5. Основные принципы конструирования пластмассовых деталей

Толщина стенок. Одним из основных принципов конструирования пластмассовых деталей является разностенность. Колебания толщины стенок и местные утолщения вызывают коробление изделий и образование трещин в них. При литье под давлением в толстых сечениях скапливается воздушная и усадочная пористость. В процессе прессования термореактивных пластмассв утолщенных сечениях образуются скопления нерасплавленного («сырого») материала, нарушающие однородность структуры изделия.

Рис.10

На рис.10, приведены примеры замены нетехнологичных утолщений (рис.10,а) разностенными конструкциями (рис.10,б).

Для различных пластмасс в зависимости от габаритных размеров деталей существует оптимальная толщина стенок.

Для термопластических материалов, отливаемых под давлением, при размерах деталей до 150 мм рекомендуется толщина стенок 1-2 мм. Для более крупных изделий толщина стенок должна лежать в пределах 2-3 мм. Небольшие детали могут иметь стенки толщиной 0,5 мм.

Для деталей, изготавливаемых прессованием из термореактивных порошковых материалов, рекомендуется толщина стенок 2-5 мм, для волокнистых материалов 2,5 – 6 мм. Исключение составляют стекловолокнистые пластики типа АГ-4, детали, из которых могут иметь очень тонкие сечения (до 0,3 мм). Это объясняется высокой механической прочностью стекловолокнитов.

Ребра жесткости. Жесткость пластмассовых деталей значительно уступает жесткости металлических изделий. Основной причиной коробления деталей является возникно вение внутренних напряжений в процессе охлаждения и затвердевания материалов.

Для повышения жесткости деталей необходимо вводить ребра жесткости, которые препятствуют короблению. Ребра жесткости не должны касаться опорной поверхности – расстояние до нее должно быть 0,5 – 1,0 мм (Рис.31,а). Толщина основания ребер жесткости равна толщине стенки детали δ. Для облегчения удаления изделия из прессформы на ребрах жесткости рекомендуются уклоны 5 – 10°С.

На рис.31,б приведены примеры конструирования ребер жесткости с одновременным устранением утолщенных массивов.

Для малогабаритных деталей роль ребер жесткости могут выполнять выпуклые или вогнутые поверхности, также устраняющие коробление (рис.31,в).

Опорные поверхности. Рациональная конструкция опорной поверхности в значительной степени препятствует короблению, что особенно необходимо для корпусных деталей, имеющих большую протяженность опоры.

С этой целью сплошные поверхности (рис.32,а) должны заменяться выступами, буртиками или бобышками, как это показано на рис.32,б.

Рис.

Отверстия. При расположении отверстий на детали необходимо учитывать возможность появления внутренних напряжений вследствие затрудненной усадки на стержнях. От характера расположения отверстий зависит их точность и точность межосевых расстояний между ними.

Сквозные отверстия лучше располагать не в сплошных массивах (рис.33,а), а в специальных бобышках с тонкими стенками (рис.33,б), что снижает усадку и усилие обхвата стержней, оформляющих отверстия.

Рис.33

На рис.33,в представлены рекомендуемые для пластмассовых деталей типы отверстий. Крайнее справа отверстие следует применять для компенсации изменения межосевых расстояний из-за температурных или усадочных деформаций. Сквозные отверстия по характеру оформления их в форме подразделяются на односторонние 1, с протаскиванием стержня 2 и двусторонние3 (рис.33,г). Они отличаются друг от друга точностью обеспечения прямолинейности оси при различной глубине h. Возможная глубина отверстия h зависит от способа оформления. Например, при одностороннем оформлении глубина не должна превышать три диаметра отверстия (h < 3d), а при двустороннем допускается глубина до шести диаметров (h  6d).

Минимальная величина перемычек b между отверстиями зависит от диаметра

B = (⅓  ¼)d

Расстояние отверстия от края детали лежит в пределах 2 – 5 мм.

При использовании стержней прямоугольного сечения можно получить отверстия сложной конфигурации (рис.33,д).

Радиусы закругления. На пластмассовых деталях рекомендуется делать плавные переходы и закругления на кромках. Внешние радиусы желательно делать 2 – 3 мм.

Внутренние радиусы для деталей из прессматериалов должны быть порядка 1 – 2мм, а для литых деталей из термопластов 0,5 – 1 мм.

Резьбы, накатка, рифления, надписи. Прессованием и литьем под давлением можно получить на пластмассовых деталях готовую резьбу для последующей механической обработки.

Минимально допустимый диаметр резьбы для деталей из термопластов и пресспорошков – 2,5 мм, а для волокнистых прессматериалов – 4 мм.

Не рекомендуется для пластмассовых деталей прямоугольная резьба с шагом менее 0,5 мм.