Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 38
Текст из файла (страница 38)
При формовании изделий жестким пуансо248ном в штампе вырезают заготовку определенного размера, разогревают ее до пластического состояния, укладывают в матрицу и деформируют пуансоном. Изделие выдерживается в штампе под давлением и охлаждается до потери пластичности(рис. 32, б).Формование деталей с большей степенью вытяжки производят жестким пуансоном с протяжным кольцом (рис.
32, а).баРис. 32. Схема формирования изделийиз листовых материалов жестким пуансономРазогретую заготовку располагают на протяжном кольце,для исключения образования гофров прижимают прижимнымкольцом и деформируют пуансоном. Этим методом изготовляют детали из таких материалов, как полиметилметакрилат (оргстекло), винипласт и др.Для получения изделий сравнительно большого размера изтермопластов используют методы пневмо- и вакуумформования. Различают негативный, позитивный, свободный и комбинированные методы пневмоформования.249При негативном формовании разогретый до пластичногосостояния лист располагается между двумя половинами герметичной формы, нижняя половина которой имеет рельеф, соответствующий форме детали.
Под воздействием давления, создаваемого в верхней половине формы, лист прогибается, плотно огибая нижнюю часть формы, приобретая соответствующийрельеф (рис. 33, а).абРис. 33. Схема пневмо- (а) и вакуумформования (б):1 – нагревательный элемент; 2 – верхняя полуформа;3 – материал; 4 – нижняя полуформаПри позитивном формовании в формовочную камеру устанавливается выпуклый оформляющий пуансон, форма и рельефкоторого воспроизводят внутреннюю поверхность изделия.Формование на выпукло-вогнутых пуансонах называется негативно-позитивным.Для получения изделий с высокими оптическими свойствами применяют бесконтактный метод свободного формования.Предварительно нагретая заготовка укрепляется над рамой ссоответствующей формой отверстия.
Под давлением происходит вытяжка заготовки до нужных геометрических размеровбез механического контакта с формирующими инструментами.250Для создания оптимальных условий формообразования необходим подогрев оформляющего инструмента (табл. 49).Таблица 49Температурные режимы пневмоформовании термопластовПолимерПолиэтилен:высокой плотностинизкой плотностиПолипропиленПолистирол ударопрочныйПолиметилметакрилатПоливинилхлоридПолиформальдегидПолиэтилэнтерефталатПолиамидПоликарбонатТемпературазаготовки, °СТемпература оформляющего инструмента, °С120...13590...135150...200110...150120...200100...160185...200150...180210...220225...24565...9050...80–50...7040...7035...4565...75––75...95При вакуумформовании вместо давления в верхней частиформы, как это делалось в предыдущем случае, создается разрежение в нижней части формы.
В результате этого лист плотно облегает ее (рис. 33, б). Возможно применение нагрева листанепосредственно в форме.Штамповка-вырубка тонкостенных изделий производится вспециальных штампах, пуансоны которых выполнены в видеконтурного ножа. Во избежание растрескивания деталей процесс ведут при температуре, которая выше температуры стеклования перерабатываемого материала.Штамповка-вырубка деталей из реактопластов производится в кривошипных прессах. В вырубных штампах необходимообеспечить зазор между пуансоном и матрицей не более0,01...0,05 мм. Технологические режимы штамповки приведеныв табл. 50.251Таблица 50Технологические режимы штамповкидеталей из слоистых пластиковТемпература подогрева, °СГетинакс100...125Текстолит80...90Стеклотекстолит 70...90ПластикУсилиеприжима, МПаt до 2 мм t > 2 мм0,15...0,3 0,25...0,60,15...0,25 0,25...0,60,25...0,35 0,35...0,6Усилиештамповки, МПаt до 3 мм t > 3 мм1,2...1,8 1...1,21,1...1,5 0,9...1,11,2...1,6 1,2...1,6При изготовлении деталей методом штамповки необходимоисключать прямые, тупые и острые углы по контуру, закругляяих.
Минимальное значение радиуса закругления R при угле сопряжения до 90° выбирают из условия R ≥0,5t, где t – толщинаматериала, а при больших углах – R ≥ 0,25t. Минимальный размер круглого отверстия d ≥ 0,4t, квадратного a ≥ 0,45t. Расстояния от края детали до отверстия и между ними должны быть неменее (0,8...1,5)t.Предельная толщина материала при изготовлении деталейиз гетинакса 3,0 мм, из текстолита 6,5 мм. Без предварительного подогрева можно штамповать детали из листов толщиной до1,5...2,0 мм. Предварительный подогрев производят в термошкафах или на подогреваемых столах, расположенных возле вырубных прессов, из расчета 5...8 мин на 1 мм толщины листа.При изготовлении деталей из композиций холодного отверждения применяют следующие способы: свободная заливка,отливка с подпрессовкой, контактное формование, напыление,намотка на вращающуюся оправку.Отливка с подпрессовкой применяется для изготовления деталей из высоковязких композиций.
После заполнения формазакрывается и производится уплотнение массы при давлении0,5...0,7 МПа. Форма остается в сжатом состоянии до полногоотверждения пластмассы.Контактное формование применяется для изготовлениякрупногабаритных изделий – таких, как корпусные детали, ку252зовные детали автомобилей, футеровка емкостей и др. На модель или форму наносят разделительный слой для легкого съема изделия.
Затем наносят слой связующего и стеклоткань,пропитанную этим связующим. Производится прикатка резиновым валиком, смоченным пластификатором, например дибутилфталатом, для удаления пузырьков воздуха и уплотненияматериала. После подсушки в течение 2...4 ч наносят следующий слой связующего и стеклоткани – и так до получения необходимой толщины изделия.Принципиальная схема получения изделий методом напыления приведена на рис.
34.Рис. 34. Схема получения изделийиз стеклопластиков методом напыления:1 – режущее устройство; 2 – прикатной валик; 3 – форма (изделие);4 – разделительный слой; 5 – уплотняемый материал;6 – напыленный слой композита; 7 – форсункадля распыления связующегоСуть метода заключается в нанесении на поверхность формы рубленого волокна и связующего.
В качестве связующегочаще всего используют полиэфирные смолы. Процесс осущест253вляется с помощью специального пистолета, имеющего три сопла: два для подачи связующего и одно для подачи рубленогостекловолокна. Дискретное волокно получают в специальномустройстве, расположенном перед соплом, куда поступает стекложгут. Через крайние сопла на поверхность направляется смола, а через среднее (с помощью воздушного потока) – рубленоестекловолокно длиной 10...100 мм. Кусочки стекловолокна, попадая в поток смолы, смачиваются ею и направляются на поверхность модели, образуя слой необходимой толщины. Как ипри предыдущем способе, производится уплотнение слоя резиновым валиком, смоченным дибутилфталатом.Метод напыления более производителен по сравнению с методом контактного формования, однако он имеет и свои недостатки: затруднено изготовление изделий сложной конфигурации, значительны потери стекловолокна (до 5%), требуется повышенное внимание к условиям труда рабочего персонала, таккак в окружающую атмосферу выбрасывается большое количество стеклопыли со связующим.В зависимости от формы, конструкции изделия и природыполимерной основы применяют один из следующих способовформования: штамповка, формование в ограничительных формах, масштабное формование, «самоформование» в матрицах.Штамповка применяется для формования деталей из ужевспененных листовых термопластичных материалов в жесткихштампах или путем пневмоформования в матрицу.
При формовании изделий необходимо применять нагрев для облегчениядиффузии газов из материала сквозь тонкие смоляные стенки.Снижение внутреннего давления газов в материале облегчаетпроцесс деформирования материала под действием внешнегоусилия.Формование в ограничительных формах осуществляется безприложения к формующему материалу внешних усилий. Сутьпроцесса заключается в заполнении формы под действиемвнутреннего давления газов, вспенивающих материал. Для получения пенопластовых изделий используют как термореактивные, так и термопластичные материалы в сочетании с газообра254зователями в виде порошкообразных или жидких составов.Смесь всех ингредиентов загружают в форму, полость которойсоответствует внешним очертаниям изделия; закрывают и подвергают нагреву.
Под действием теплоты полимер переходит ввязкотекучее состояние, а выделяющиеся при разложении газообразователя газы вспенивают смолу, увеличивая ее объем дополного заполнения формы. При дальнейшем термическом воздействии происходит отверждение смолы с сохранением ячеистой структуры и приобретенной формы изделия. Технологически удобнее использование гранулированных композиций. Этатехнология позволяет заполнять ячеистым материалом различные полые конструкции.10.4. Обработка резиновых материаловПри изготовлении резиновых деталей выполняют следующие операции: подготовку ингредиентов, дозирование, смешение, приготовление полуфабриката (придание резиновой смесиформы, удобной для дальнейшей переработки), формование ивулканизацию.При подготовке ингредиентов каучуки нарезают на куски иподвергают декристаллизации и пластификации. Декристаллизация проводится в камерах с паровым обогревом или в установках токами высокой частоты, а пластикация – на вальцахили в резиносмесителях в зависимости от типа каучука.
Порошкообразные наполнители подвергаются сушке, просеиванию и дозированию.Смешение подготовленной в соответствии с рецептом массы осуществляется в резиносмесителях и на вальцах. При смешении в закрытых смесителях происходит разогрев смеси до90...110°С, что при введении серы может вызвать частичнуювулканизацию резиновой смеси.
Поэтому серу вводят в смесьтолько при последующем вальцевании резины и ее листовании.Для получения листов сырой резины определенной толщины резиновая смесь пропускается между нагретыми валкамикаландров (рис. 35).255Рис. 35. Схема дублировочных каландров:1, 2 – каландры; 3 – барабан; 4 – транспортерОбычно используется трехвалковая система. Верхний валокнагрет до 95...65°, средний – на 30° ниже, нижний охлаждаютдо 15°С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
