Тема3. Применение пластмасс - малоотходная, малооперационная технология

Изготовление детали из пластмасс относится к методу обработки без снятия стружки и имеет все свойственные этому методу преимущества:

- высокую производительность;

- хорошие условия для организации;

- идентичность деталей и получение их в близкой к окончательной форме;

- возможность получения узлов без обычных операций сборки;

- экономный расход материалов.

Применению пластмасс свойственны следующие достоинства:

-за одну операцию получается готовая деталь, не требующая дальнейшей обработки, т. к. достигается низкая шероховатость поверхности при высокой точности;

- исключается потребность в защитном покрытии, т.к. пластмасса не коррозирует;

- за формовкой детали можно сразу получить готовый узел;

- возможно сокращение числа деталей за счёт совмещения конструктивного и диэлектрического назначения пластмассовой детали.

Существуют много видов обработки пластмасс: прессование, литьё, формование и т.д.

Прессование применяется для обработки слоистых плат, полученные материалы имеют конструктивные и диэлектрические свойства.

Литьё под давлением применяются для обработки термопластичных материалов. Полученные материалы имеют диэлектрическое назначение.

Пневматическое формование применяется для обработки термических листов.

3.1. Обработка пластмасс прессованием.

Прессование применяется для большинства пластмасс.

Существуют следующие основные виды пластмасс:

- фенопласты. Различаются наполнителями, которые могут быть древесные, древесно-минеральные, асбестовые, стеклянные;

- аминопласты. Их особенностью является возможность окрашивания в различные цвета. Обладают электроизоляционными свойствами, термостойкость невелика.

- пластмассы на основе кремнисто-органических смол. Они отличаются высокой теплостойкостью (300-600°), механической прочностью, электроизоляционными свойствами. Часто используются минеральные наполнители, такие как асбест и молотый кварц.

Свойства термопластичных пластмасс обратимы.

Термореактивные пластмассы при нагревании необратимо обращаются в неплавкие вещества.

Термопластичные материалы—полиполефины, поливинилхлорид, полистирол.

Термореактивные—формальдегидные смолы, эпоксидные смолы, полиэфиры.

Технологический процесс прессования заключается в следующем: под влиянием нагрева и давления материал заполняет рабочее пространство пресс-формы и полимеризуется в твёрдое состояние.

Последовательность процесса прессования следующая:

1. Производится дозирование материала на специальных таблетировочных машинах, которые отвешивают порцию материала в холодном состоянии, сжимают её в таблетку для загрузки в форму.

2. Проводят нагрев пресс-материала с целью удаления из него части влаги. Это позволяет снизить время прессования на треть и уменьшить опасность вздутия.

3. Загрузка материала в форму и проведение процесса прессования, который складывается из температурного режима, давления и времени выдержки под давлением.

Температура нагрева зависит от состава пресс-материала. Повышение температуры ускоряет прессование, но есть опасность преждевременного отвердения. По усилию: усилие прессования должно обеспечить заполнение рабочего пространства пресс-формы и противодействовать влиянию паров и газов, выделяющихся при прессовании. При повышении давления прессование ускоряется, но это приводит к износу пресс-формы, ведёт к искажению структуры детали, времени выдержки от момента замыкания пресс-формы до момента снятия давления.

Т = Т_уд. h, где:

h —максимальная толщина детали;

Т_уд —удельное время выдержки, приходящееся на 1 мм. детали;

Пресс-формы бывают стационарными и съёмными. У стационарных в массовом производстве матрица крепится к нижней плите пресса, а пуансон к верхней. При серийном производстве применяются более дешёвые съёмные пресс-формы, которые ставятся на пресс во время прессования.

По типу конструкции существуют открытые и закрытые пресс-формы.

Рисунок 1

В открытых пресс-формах пуансон не заходит внутрь матрицы, разъём происходит по кромкам изделия, излишки пресс-материала выходят наружу. Пуансоны открытого типа более дешёвые, простые, но приводят к повышенному расходу материала и позволяют прессовать только невысокие изделия простого профиля.

Пресс-формы закрытого типа применяются для изготовления деталей сложной формы, однако требуют точной дозировки пресс-порошка.

Деталь извлекается из пресс-формы с помощью выталкивателя, резьбовые элементы выворачивают, а пресс-формы очищают сжатым воздухом или латунным скребком.

Процесс прессования заканчивается дополнительной обработкой: снятием облоя, термообработкой, покрытием лаком.

3.2.Литьё пластмасс

Применяется для получения тонкостенных деталей с большой точностью.

Различают литьевое прессование и литьё под давлением.

Литьевое прессование—отличается конструкцией пресс-формы, которая имеет дополнительную загрузочную камеру, соединённую с матрицей тонким ледниковым каналом. Пуансон с большой скоростью нагнетает разогретый в камере полужидкий материал в полость матрицы. Достоинства: можно заформовать тонкую арматуру и получить глубокие отверстия малого диаметра с большой точностью. Недостатки: более сложная и дорогая пресс-форма и повышенный расход материала на ледники.

Литьё под давлением—применяется для обработки термопластичных материалов при изготовлении тонкостенных деталей с большим количеством заформованной арматуры.

Пневматическое формование пластмасс.

Один из способов получения деталей из листовых термопластичных материалов. Его сущность состоит в том, что разогретый лист материала приобретает форму матрицы под воздействием вакуума или избыточного давления. В соответствии с этим существует два вида формования: вакуумное и с избыточным давлением.

Рисунок 2

При вакуумном формовании разогретый лист прижимается к матрице кольцом, воздух отсасывается через трубку.

При формовании с избыточным давлением один или два разогретых листа зажимаются в шарнирных матрицах. Избыточное давление подводится по трубопроводу, а вытесненный из внутренних полостей пресс-формы воздух выходит через отверстия.

При контроле проверяют нет ли пузырей, рыхлых и пористых мест, являющихся следствием недопрессовки, затем нет ли волнистости, расслаивания и трещин. Убеждаются в отсутствии замыкания между токоведущими частями арматуры и проверяют диэлектрическую прочность изоляции, геометрические размеры проверяют выборочно.