/
Текст
И. С. ТЕРЕНТЬЕВ
ОБРА БОТКА
ААСТМАСС,
ПРИМЕНЯЕМЫХ
В МАШИНОСТРОЕНИИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО „М А Ш И Н О СТР О Е Н ИЕ“
МОСКВА 1965 ЛЕНИНГРАД
УДК 678.5 : 621.9.039
ТЕРЕНТЬЕВ И. С.
Обработка пластмасс, применяемых в машиностроении.
М,—Л., изд-во «Машиностроение», 1965, 220 стр. с илл.
В книге излагаются современные способы пере-
работки пластмасс в изделия. Приводятся сведения
о технологической оснастке и некоторые данные об обо-
рудовании для переработки и обработки пластмасс.
Рассматриваются основные операции механической
обработки пластмасс резанием и применяемый для
этого режущий инструмент.
Приводятся рекомендации по технике безопасности
и противопожарным мероприятиям.
Освещается вопрос технико-экономической эффек-
тивности применения пластмасс в машиностроении.
Книга предназначена для технологов и мастеров
машиностроительных предприятий, связанных с изго-
товлением деталей машин из пластмасс.
3—14—12
Рецензент инж. Н. Н. Лейкин
Редактор канд. техн, наук Р. Г. Мирзоев
*
Редактор издательства Г. Н. Курепина
Переплет художника О. И. Цыплакова
Технический редэктор А. А. Бардина. Корректор ът. Г- Клейнер.
Сдано в производство 2/VII 1965 г. Подписано к печати 10/XI 1965 г. М-45906.
Формат бумаги 60х 901/ij. Печ. листов 13,75. Уч.-изд. листов 13,2.
Темплан 1965 г. Xi 191. Тираж 12 500 экз. Цепа 76 коп. Заказ 886.
Ленинградское отделение издательства «Машиностроение».
Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10.
Ленинградская типография Л» 14 «Красный Печатник» Главполиграфпрома
Государственного комитета Совета Министров СССР по печати.
Ленинград, Московский пр., 91.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пластические массы находят все более широкое применение
в различных отраслях машиностроения. Использование пласт-
масс как конструкционных материалов позволяет не только сни-
зить вес деталей и узлов машин, повысить их долговечность и
надежность, но и снизить трудоемкость и себестоимость изготовле-
ния, обеспечить значительную экономию черных и цветных ме-
таллов и других материалов.
В связи с большой ролью, которую играют в настоящее время
пластмассы как конструкционные материалы, вопросы перера-
ботки и обработки пластмасс приобретают исключительно важное
значение. К сожалению, литература, посвященная технологии
изготовления деталей из пластмасс, до последнего времени очень
бедна.
Между тем вопросы технологии изготовления пластмассовых
деталей в ряде случаев очень специфичны, ибо обычно технологи-
чески совмещаются собственно процесс получения пластмассы
как конструкционного материала и процесс получения готового
изделия. Этим в основном объясняется и своеобразие в раскрытии
темы данной книги: рассматривается как механическая обработка
пластмасс, так и переработка их в изделия, применяемое обору-
дование и инструмент, т. е. комплекс вопросов, связанных с из-
готовлением деталей машин из пластмасс.
В настоящее время еще нет условий для полного перехода
на международную систему единиц СИ. Поэтому для применяе-
мых в книге величин приводятся коэффициенты перевода в эту
систему.
Коэффициенты для перевода основных
величин, используемых в книге, в систему СИ
Наименование величия Размерность Единица измерения в системе си Переводные коэффициенты
Сила кг • м/сек2 н 1 кГ~ 9,81 н
Давление, напря- жение кг/м • сек2 к/м2 1 кГ/л«а = = 1 мм вод. ст. = = 9,81 к/.и2 1 ат = 98,1 • 10s н/м2
Работа, энергия, количество теплоты кг • м2/сет& дяс 1 кГ • м ~ 9,81 дж 1 ккал= = 4,1868-103 дж = = 4,19 кдж
Мощность кГ • м2/сек3 вт 1 кГм/сек — 9,81 вт 1 ккал/ч = 1,16 вт
Удельная теплоем- кость м2/сек2 - град дяс/кг град 1 ккал/кг • град = = 4,19- 103 дж/кг град
Коэффициент тепло- проводности кем/сек3 • град вт/м • град 1 ккал!м «ч • град = = 1,163 вт/м • град
Коэффициент тепло- передачи или теп- лоотдачи кг/сек3. град вт/м2 • град 1 ккал/м2 ч • град = = 1,163 вт/м2 • град
Глава I
ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ
ПЛАСТМАСС В ИЗДЕЛИЯ
1. ПРЕССОВАНИЕ
ПОДГОТОВКА ПРЕССОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ К ПЕРЕРАБОТКЕ
Хранение пресс-материалов
В целях обеспечения нормальных условий производственной
работы, повышения производительности труда и качества продук-
ции целесообразно, чтобы для изготовления изделий в течение
продолжительного периода времени использовался прессовочный
материал одной и той же партии. Это связано с необходимостью
хранения большого количества пресс-материалов в цехе. На свой-
ства пресс-материалов оказывают отрицательное влияние повы-
шенные влажность и температура, а также загрязнение. Поэтому
для сохранения свойств прессовочных материалов и предотвра-
щения их порчи необходимо выполнение определенных условий
их хранения.
Прессовочные материалы обладают гигроскопичностью — спо-
собностью поглощать влагу из окружающего воздуха. В случае
чрезмерного увлажнения увеличивается их текучесть, снижаются
(ухудшаются) прессовочные и другие свойства: образуются взду-
тие, коробление, расслоение, повышается усадка и т. д.
Для предохранения пресс-материалов от увлажнения их
следует хранить в сухом помещении (при 15—20° С) в герметич-
ной таре — в железных бочках или бидонах с крышками и рези-
новыми прокладками, прорезиненных мешках, в мешках из ткани,
пропитанной поливинилхлоридной смолой и т. п. К пресс-мате-
риалам, которые необходимо хранить в герметичной таре, отно-
сятся прежде всего резольные прессовочные материалы (в целях
сохранения электрических свойств), волокниты, аминопласты
(в целях сохранения текучести).
Нормальная влажность пресс-материалов (2—4,5%) в случае
хранения на открытом воздухе сохраняется, если относительная
5
влажность * окружающего воздуха (атмосферы) не превышает
60—70%. Нормальной температурой хранения пресс-материалов
является 15—20° С. Повышенная температура в условиях дли-
тельного хранения уменьшает текучесть и содержание влаги
в пресс-материале и является вредной. Пониженная температура
не оказывает отрицательного влияния на свойства пресс-материа-
лов. Поэтому они могут длительное время храниться в сухих,
прохладных помещениях без изменения своих свойств.
Прессовочные материалы следует хранить на складе отдельно
по типам и цветам (цветные прессовочные материалы, волокнит,
аминопласты, резольные порошки и т. д.) и предохранять от
загрязнения какими-либо примесями. При малой площади склада
рекомендуется хранить пресс-материалы на стеллажах. Для дли-
тельного хранения значительных количеств пресс-материалов,
полученных в неплотной таре (например, бумажной), следует
применять бункеры, лари и ящики с крышками.
Отходы пресс-материалов (поломанные, подмоченные, приго-
релые, загрязненные и т. п.) необходимо собирать и направлять
обратно на склад для переработки. Для этой цели на складе
целесообразно иметь дробилку или шаровую мельницу, сито и
смеситель. Пресс-материал, полученный из отходов, должен
быть проверен по техническим условиям и может быть вновь
использован для прессования. Все прессовочные материалы перед
запуском в производство должны пройти технические испытания.
Анализ качества сырья
В процессе анализа качества сырья определяются основные
технологические свойства прессовочных и литьевых материалов:
усадка; текучесть; влажность; содержание летучих; скорость
отверждения; таблетируемость; гранулометрический состав; сыпу-
честь; степень сжатия; удельный объем.
Знание технологических свойств необходимо для разработки
наиболее прогрессивного технологического процесса переработки
пластмасс в изделия и необходимой для этого оснастки.
Усадка изделий (деталей) в процессе их производства
(формообразования прессованием, литьем под давлением, экстру-
зией) исчисляется в процентах и характеризует уменьшение раз-
меров изделий, считая с момента извлечения (удаления) послед-
них из горячей пресс-формы (прессование) или в самой форме
(литье под давлением) до полного остывания.
Усадка играет большую роль в процессе проектирования
пластмассовых изделий и оснастки для них — пресс-форм и форм
* Относительная влажность характеризует степень насыщенности воз
духа водяными парами. При относительной влажности 60% количество
водяных паров в воздухе составляет 60% от того количества, которое необ-
ходимо для полного насыщения.
6
для литья. Изменение размеров изделий в связи с усадкой может
привести к их браку. Для определения расчетной усадки сравни-
вают размеры эталонного образца с оформляющей поверхностью
пресс-формы при 20 ± 5° С (с точностью до 0,002 мм). Эталон-
ным образцом является диск диаметром 100 ± 2 мм, толщиной
4 ± 0,2 мм.
Расчетная усадка (в %) определяется по формуле
D — d . ..
J/расч = -- 100,
где D — диаметр оформляющей поверхности пресс-формы в мм;
d — диаметр диска (эталонного образца) в мм.
Методика определения усадки приведена в ГОСТе 5689—60.
Текучесть — есть способность материала заполнять
форму при определенных температуре, удельном давлении и вре-
мени выдержки, присущих конкретным условиям процесса фор-
мования. Текучесть прессовочных и литьевых материалов зави-
сит главным образом от строения молекулы высокомолекулярного
соединения (связующего вещества), величины молекулярного
веса, смазки, пластификатора, типа наполнителя, формы и раз-
меров его частиц, количества летучих и т. д.
Величина текучести термопластичных материалов опреде-
ляется по степени деформации образцов по ТУМХП 114—40 МН-18
в специальной пресс-форме. Текучесть этих материалов
определяется в специальной форме — стальной обойме высотой
250 мм. В нее вставляется съемный стальной конус, состоящий
из двух половин и имеющий эллиптический канал с уменьша-
ющимся сечением. В форму при температуре 130° С загружа-
ется таблетка материала весом 12 г. Затем температура увели-
чивается до 150° С, материал подвергается давлению 600 кГ/см*
(с точностью до 0,001 Г), устанавливается вес ленточки ма-
териала, вытекающего из формы. Текучесть характеризуется
числом миллиграммов материала, вытекающего из пресс-формы
за 1 сек.
Текучесть играет важную роль в процессе прессования. Чрез-
мерно высокая текучесть вызывает перерасход материала: избы-
точный материал вытекает из пресс-формы и, наоборот, чрезмерно
низкая текучесть препятствует заполнению углублений в полостях
пресс-форм, требует предварительного подогрева пресс-материала
и увеличения удельного давления прессования.
Влажность и содержание летучих в прес-
совочных и литьевых материалах оказывают значительное влия-
ние на удельный вес, сыпучесть, текучесть материала и качество
изделий. При большом содержании летучих в материале детали
могут образоваться пузыри, возникнуть коробление и другие
дефекты, потребуется повышение выдержки под давлением в про-
цессе изготовления детали, т. е. уменьшится производительность.
7
Влажность и содержание летучих в прессовочных и литьевых
материалах определяются по ТУМХП 114—40 МИ-24. Для этого
устанавливают разность навески до и после высушивания мате-
риала в термостате (при температуре 103—105° С, в течение
30 мин).
Скоростью отверждения термореактивных пресс-
материалов называется время (в сек), необходимое для отвержде-
ния 1 мм толщины изделия. На скорость отверждения оказывают
влияние природа и качество подготовки пресс-материалов, ре-
жимы прессования. Определение скорости отверждения, а также
других основных технологических показателей термореактивных
пресс-порошков (текучести и упруго-зластичных свойств, влия-
ющих на режим переработки) можно производить на приборе-
пластомере И. Ф. Канавца [36 ].
Таблетируемость характеризует способность пресс-
материала подвергаться уплотнению (без спекания или оплавле-
ния) при переработке на таблеточных машинах. Таблетируемость
определяется технологической пробой на таблеточных машинах,
в процессе которой устанавливаются плотность таблетки, точность
веса и возможность таблетирования.
Гранулометрический состав определяется раз-
мером отдельных частиц пресс-материал а. Грануляция позволяет
повысить качество таблетирования, улучшить подогрев и сам
процесс прессования, так как пресс-материал, прошедший гра-
нуляцию, имеет лучшую сыпучесть, более высокий удельный вес,
подвергается более точной объемной дозировке. В результате при-
менения гранулированного пресс-материала повышается качество
и улучшается внешний вид пластмассовых изделий, срок службы
пресс-форм становится более длительным. Гранулометрический
состав приобретает весьма важное значение в случае прессования
пресс-порошков разного цвета. Обычно он определяется просеи-
ванием пресс-порошков через набор разных сит с определением
остатка на каждом сите в процентах.
Сыпучесть определяется способностью пресс-материала
равномерно высыпаться из бункера таблеточной машины или
питателя пресс-формы. Сыпучесть зависит от гранулометрического
состава, влажности и естественного угла наклона пресс-мате-
риала. Сыпучесть определяется временем (в сек), необходимым для
высыпания пресс-порошка весом 120 г из стандартной металли-
ческой конической воронки с отверстием 10 мм и стенкой под
углом 60°. Сыпучесть влияет на режим дозировки и скорость дви-
жения (поступления) пресс-материала из загрузочной камеры
в пресс-форму. Сыпучесть повышается с уменьшением влажности
и повышением однородности фракционного состава пресс-мате-
риала.
Степенью сжатия принято считать отношение объема
определенной навески пресс-материала к объему той же навески,
8
но после таблетирования или прессования, до текучего состояния.
Степень сжатия определяется по формуле
Осж — yV,
где асж — степень сжатия;
у — удельный вес изделия в г/см3;
V — удельный объем пресс-материала в см3/г.
На степень сжатия влияет тип наполнителя, например для
измельченной ткани степень сжатия составляет 8—10, для хлоп-
чатобумажных очесов 4,5—6,5, для древесной муки 3—4. Степень
сжатия учитывается в процессе проектирования пресс-форм,
расчета таблетирования и объема загрузочных камер.
Удельный объем определяется только для пресс-
материалов (порошкообразных) в соответствии с ТУМХП 114—40
МИ-20 по следующей формуле:
V = —,
G '
где V — удельный объем в см3/г;
— емкость сосуда, в который насыпают испытуемый пресс-
материал;
G — вес порошка в объеме сосуда.
На удельный объем пресс-материала оказывает влияние круп-
ность помола и технология изготовления. При одинаковом помоле
пресс-материал, имеющий (при прочих равных условиях) мень-
ший удельный объем, характеризуется более высокой сыпучестью,
лучшей таблетируемостью и меньшим содержанием воздуха по
сравнению с пресс-материалом, имеющим больший удельный
объем.
Удельный объем учитывается при расчете объемной дози-
ровки, таблетировании, загрузке пресс-материала в пресс-формы.
Таблетирование прессовочных материалов
Таблетирование пресс-порошков представляет собой предва-
рительную (подготовительную) операцию в процессе производства
пластмассовых изделий и состоит в механическом уплотнении
порошкового (или волокнистого) материала для получения твер-
дых (нерассыпающихся), правильно оформленных тел (шариков,
цилиндров и др.) без изменения состава материалов.
Применение таблетированного пресс-материала более рацио-
нально:
1) обеспечивается простая, быстрая и точная дозировка.
Взвешивание или отмеривание пресс-материала становится не-
нужным;
9
2) создается возможность уменьшения загрузочной камеры
пресс-формы, например объем фенольных порошков при таблети-
ровании уменьшается в 2 раза;
3) уменьшаются в связи с точностью дозировки пресс-мате-
риала его потери, расход снижается на 2—3%;
4) облегчается оформление изделий — таблеткам придают ци-
линдрическую (с отношением высоты к диаметру меньше 1),
шарообразную, прямоугольную или другую близкую к изделию
форму;
5) уменьшается продолжительность отверждения. Таблети-
рованный пресс-материал в процессе прессования хорошо пере-
мешивается, быстро нагревается и значительно скорее отвер-
ждается;
6) улучшается режим предварительного подогрева пресс-ма-
териалов. Таблетки можно подогревать при более высоких тем-
пературах (новолачные порошки подогреваются при температуре
100—120° С, а таблетки при 170—190° С), что дает возможность
сократить выдержку;
7) достигается снижение брака и повышение качества прессо-
ванных изделий в связи с небольшим содержанием воздуха
в таблетках, точной дозировкой, хорошим прогревом;
8) обеспечивается возможность получения более красивых
расцветок изделий.
Обычно применяется холодное таблетирование пресс-мате-
риалов в необогреваемых пресс-формах. Однако в некоторых слу-
чаях, например при изготовлении таблеток фасонных и прибли-
жающихся по форме к готовым изделиям, применяется горячее
таблетирование (при температуре 80—120° С) в обогреваемых
формах. При этом качество таблеток повышается, удельный вес
увеличивается до 1,25 г/см3, повышается прочность, а содержа-
ние летучих веществ снижается. Ввиду кратковременного пребы-
вания пресс-материала в форме (несколько секунд), его свойства
не меняются. Выдержка при предварительном подогреве таблеток
значительно уменьшается.
Горячее таблетирование, применяемое для термопластичных
материалов, заключается в паровом обогреве и последующем
охлаждении формы водой.
Таблетки весом от нескольких грамм до 1—2 кг получают
холодным прессованием под давлением от 500 до 1500 кГ/см2
при малой выдержке (несколько секунд для больших таблеток
и доли секунд для маленьких). В результате таблетирования
объем пресс-порошка обычно уменьшается в 2 раза.
Режимы прессования зависят от марки пресс-порошка и типа
таблеточных машин. Средние значения удельных давлений табле-
тирования указаны в табл. 1.
Для массового изготовления мелких таблеток диаметром
от 10 до 60 мм и весом до 50 г применяется механическая вер-
10
Таблица 1
Средние значения удельных давлений таблетирования (в кГ/см2)
Пресс-порошкп Удельное давление в зависимости от типа машин
гидравлических механических
однопуансонных (эксцентри- ковых) ротационных
Фенопласты 500-600 700-800 800-1000
Аминопласты 700—900 900-1200 1200—1500
тикальная многопуансонная машина с ротационным (карусель-
ным) столом, а также гидравлические и пневматические ма-
шины [20]. Но гидравлические машины используются главным
образом для изготовления больших более тяжелых таблеток.
Применяются также однопуансонные машины вертикального
механического типа с эксцентриковым приводом.
Машина выбирается на основе предварительного расчета,
исходя из наименьших затрат времени на изготовление одной
таблетки требуемого диаметра и плотности. Это наименьшее время
определяется по формуле
У __ f I ^П. 3
Г к — lonep ~ ,
где Тк — калькуляционное время в сек;
tonep — время на изготовление одной таблетки в сек;
tn. з — подготовительно-заключительное время на настройку
машины и наладку процесса при переходе к новому
типоразмеру таблетки в сек;
п — программа, т. е. количество таблеток в партии одного
типоразмера.
При увеличении п значение tn. 3 уменьшается и можно приме-
нять более сложные многопуансонные машины.
Процесс прессования таблеток на перечисленных выше маши-
нах не имеет принципиальных отличий, его можно выполнить
в двух вариантах:
1) с односторонним приложением усилия (рис. 1, а);
2) с двухсторонним приложением усилия (рис. 1, б).
Для правильного выбора таблеточных машин по заданным раз-
мерам таблетки d и h, а также для определения оптимальных
значений d и h при наличии таблеточной машины находится
взаимосвязь между следующими величинами:
1) тоннажем машины Рв — qe (минимально допустимым
по прочности);
11
2) удельным давлением qH;
3) физико-механическими свойствами таблетируемого пресс-
материала — коэффициентом его трения / о стенки формы и коэф-
фициентом бокового давления к;
4) размерами таблетки d и h;
5) допустимой неравноплотностью (таблетки), выраженной че-
рез коэффициент неравномерности удельного давления 6 или
градиент удельного давления е (в кГ/см2) по высоте таблетки.
Рис. 1. Схема таблетирования: а — одностороннее приложение прессу-
ющего усилия Р; б — двухстороннее приложение прессующего усилия Р;
I — заполнение матрицы; II — прессование; III — выталкивание; IV — эпюра верх-
него (ge), нижнего (дк) и бокового (gg0K) удельных давлений при прессовании; V — дей-
ствующие силы Рв , Рн и Ртр при прессовании
Тоннаж машины
(1)
Усилие на дно матрицы
PH = “£qH. (2)
Сила трения
jPтпр — dhkqej. (3)
Коэффициент неравной л отности таблетки
6=4- (4)
2hk[
и градиент давления
„ Рв Рн / с \
л </‘4 W
—h
12
1
В случае прессования фенопластов с наполнителем — древес-
ной мукой — среднее значение коэффициента бокового давления
равно 0,15—0,2, а коэффициент трения (в конце таблетирования)
i = 1-
В этом случае
2 2
—1______1-1 2,5- —
2-0,21 h ’ h
отсюда
d/h ... 2 3 4 5
6 в % ... 50 33 22 17
Для этой же группы пресс-порошков qe в среднем равно
100 кГ/см2 и для принятых значений к = 0,15—0,2 и /яЯ
получим
d в мм,............................. 10 25 50 100
е в кГ/см2..................... 800 320 160 80
Приведенные для d и h данные показывают, что S и s при ма-
лых значениях d и dlh (меньше 4—5) получают недопустимо
большие значения.
Далее определяется функциональная зависимость d, h =
= Ф (Рв, qH, k, f, S или s). Используя для расчета коэффициент
неравноплотности из уравнения (4), находим
4 = ^(2 + 6). (6)
Из уравнений (2), (3) и (4) после их преобразования находим
Следовательно, по имеющейся машине диаметр таблетки d
определяется по уравнению (7), а высота таблетки h — по уравне-
нию (6). Диаметр и высота таблетки могут быть определены
с использованием в расчете 8 — градиента удельного давления
по высоте.
Из уравнений (1) и (5)
d = 1,72-|№ф, (8)
Из уравнений (5) и (8) после преобразований
13
Определяя размеры таблеток по имеющейся машине и мате-
риалу, значение d находим по уравнению (8), а значение h —
по уравнению (9). Применяя те же уравнения аналогичным обра-
зом, можно найти и требуемый тоннаж машины.
Пример 1. Найти d и h таблетки, если тоннаж машины
Рв = 10 т, минимальное удельное давление qH = 90 кГ/см2,
допускаемый коэффициент неравномерности давления 6 = 20%;
коэффициенты к = 0,2; / = 1.
, ,/ 4 10 000 2—0,2
d=i/------• й -| о о 35 мм;
г л 900 2 + 0,2 ’
d 2-0,2-1 ,9 . п ,
т = -^-(2+ 0,2) = 4,4;
, d 35 о
/г = 7-7 = ту = 8 мм.
4,4 4,4
Пример 2. Ту же задачу необходимо решить при допу-
скаемом градиенте давления, составляющем 250 кПсм2,
d —1,72^/ ----25Q---— 3,44 см 35 мм.
1 А /о-.3/ 10 000 900 ,, ос АО о
/г = 0’43У 250 (0,2.1)2~250- 4,4-3,6 = 0,8 СЛ1 = 8 лш.
Следовательно, коэффициенту неравномерности б = 20% со-
ответствует градиент е = 250 кГ!см2, а это при заданных значе-
ниях других величин дает одну и ту же величину отношения
dlh = 4,4.
Для изготовления таблеток диаметром от 8 до 10 мм высотой
от 15 до 200 мм весом (одной таблетки) от 1 г до 1 кг применяются
однопуансонные машины.
Штучная производительность машин обратно пропорцио-
нальна размерам таблетки и для различных по размеру машин
составляет от 100 до 10 шт/мин. Тоннаж машины соответственно
1,5—60 т. Производительность машин находится по формулам:
для эксцентриковых
Q = 0,06 Gmn; (10)
для ротационных
<2 = О,О6КСти, (11)
где Q — производительность в кг/ч;
G — вес одной таблетки в г;
тп — количество гнезд в матрице в шт.;
п — число ходов машины в минуту;
К — коэффициент схемы действия машины (обычно
К = 1, 2 или 3).
14
Многопуансонные ротационные машины предназначены для
изготовления таблеток диаметром обычно до 70 мм. Их тоннаж
составляет от 2,5 до 100 т, производительность от 60 до
1500 шт/мин при числе гнезд от 10 до 30.
Предварительный подогрев прессовочных материалов
Предварительный подогрев применяется в целях повышения
производительности процесса прессования изделий из пластмасс
и состоит в подогреве пресс-материала перед его загрузкой
в пресс-форму. При этом сокращается время выдержки изделий
в пресс-форме (до 50—60%), повышается текучесть материала,
требуемое удельное давление снижается (на 20—80%), умень-
шается износ пресс-форм и повышается скорость их замыкания,
увеличивается температура прессования, повышаются физиче-
ские, механические и диэлектрические свойства готовых изделий,
их равнопрочность.
Режимы подогрева по времени и температуре зависят от типа
прессовочных материалов (новолачные, резольные), их вида
(порошок, таблетки) и других свойств.
Резольные порошки (К-21-22) подогревают при низких темпе-
ратурах (80—120° С). Новолачные пресс-порошки (К-18-2) в таб-
летках подогревают при температуре 100—150° С.
Предварительный подогрев может производиться тремя спо-
собами: в термошкафах; токами высокой частоты; контактным
подогревом.
Подогрев в термошкафах. Для предварительного подогрева
можно использовать электрический шкаф завода «Карболит» на
четыре совка. Этот шкаф занимает мало места, имеет небольшой
вес, прост и недорог в изготовлении, допускает легкую регули-
ровку температуры, обеспечивает экономное использование (рас-
ход) электроэнергии, удобен для загрузки и выгрузки пресс-
материала, имеет достаточный объем.
Температура электрошкафа регулируется с помощью термо-
метра или отрегулированного терморегулятора.
Техническая характеристика электрического шкафа: ши-
рина 378 мм, глубина 315 мм, высота 260 мм; потребляемая
мощность 300—400 вт; вес прессовочного материала в одном
совке 150—200 г, число совков 4, температура подогрева 170—
190° С.
В процессе работы нужен один запасной совок для подготовки
и быстрой загрузки очередной навески вместо совка с подогретым
пресс-материалом, извлекаемого из шкафа, иначе в шкаф через
открытое отверстие начнет проникать холодный воздух, что нару-
шит режим подогрева.
Подогрев в электрических шкафах таб-
леток из новолачных пресс-порошков.
15
В случае загрузки в пресс-форму подогретого пресс-материала
длительность выдержки уменьшается, так как во-первых, не те-
ряется время на подогрев пресс-материала в пресс-форме; во-вто-
рых, при прессовании подогретого материала можно допустить
более высокую температуру. Зависимость длительности выдержки
от режима предварительного подогрева новолачных порошков
приведена в табл. 2.
Из данных табл. 2 видно, что наиболее значительное сокраще-
ние длительности выдержки отмечено при температуре подо-
грева 180 ± 10° G и длительности подогрева 6—9 мин.
Рис. 2. Кривые текучести прессовочного
порошка К-18-2 при температуре подо-
грева 180 ± 10° G для порций порошка
с различной начальной текучестью
На рис. 2 приведены
типовые кривые текучести
для таблеток из трех пар-
тий пресс-порошка К-18-2
с начальной текучестью
50, 100 и 140 мм (соот-
ветственно кривые 1, 2 и 3)
при температуре подо-
грева 180 ± 10° С в элек-
трическом шкафу. Из гра-
фика видно, что наиболь-
шая текучесть при данной
температуре подогрева до-
стигается в течение 5—
7 мин. Положительное
влияние предварительный
подогрев оказывает и на
растворимость смолы.
Таблица 2
Зависимость длительности выдержки от режима предварительного
подогрева новолачных порошков
Температура подогрева в °C Длительность подогрева в мин Сокращение длительности выдержки в пресс-форме в %
80 15 10—30
100 15 20-50
120 6-9 20-50
160 6—9 30-60
180 ±10 6—9 40—80
Предварительный подогрев повышает все физико-механиче-
ские свойства пресс-материала. В табл. 3 приведены данные,
характеризующие влияние подогрева при температуре 175 и
190° С в течение 6 мин на свойства образцов, прессованных из
16
1
J таблеток (К-18-2). Более высокие физико-механические свойства
отмечены при температуре прессования 190° С (180 -)- 10° С)
и температуре подогрева 190° С (180 10° С).
| Таблица 3
Влияние высокого подогрева на физико-механические свойства
изделий из новолачных порошков (в % от начальных
показателей, принятых за 100)
Темпера- тура прес- сования в =С Режим Удельная ударная вязкость Предел прочно- сти при статиче- ском изгибе Тепло- стойкость по Мартенсу Твер- дость по Бри- нелю Водо- погло- щение за 24 ч
175 Без подогрева 100 100 100 100 100
Подогрев при 175° С 111 109,4 но 125 74
190 Без подогрева 113,6 105 101,7 120 61
Подогрев при 190° С 120 117,2 124,3 140 50
Предварительный подогрев существенно улучшает электри-
л/ ческие свойства прессованных материалов: повышаются удельное
поверхностное и удельное объемное электрическое сопротивление,
\ снижаются диэлектрические потери (тангенс угла диэлектриче-
_ »ских потерь).
С увеличением текучести пресс-материала облегчается офор-
__/млепие изделий, удельное давление прессования может быть сни-
чХ\кено. При этом износ пресс-формы уменьшается, легче подо-
орать постоянный режим прессования, улучшается качество и
повышается срок службы прессованных изделий.
В случае применения подогретых таблеток пресс-форма за-
мыкается значительно быстрее — подогретый материал лучше
течет в полости пресс-формы, чем неподогретый. Лучшие резуль-
таты получены при подогреве при 170—190° С в течение 3 мин
(см. табл. 4).
Подогрев реэольных порошков в элек-
трических шкафах. Предварительный подогрев оказы-
вает положительное влияние и на резольный порошок К-21-22,
но для него нужен другой режим подогрева. Предварительный
подогрев порошка К-21-22 уменьшает длительность выдержки
на 20—60% в зависимости от температуры и длительности подо-
грева.
Текучесть резольного порошка К-21-22 не увеличивается при
подогреве. При подогреве текучесть или в течение некоторого
2 Заказ 886.
17
Таблица 4
Сопоставление текучести материала и скорости замыкания
пресс-форм при прессовании новолачных порошков с подогревом
и без подогрева
Способ прессования Время подогрева в .мин Температура подогрева в °C Текучесть материала в мм Скорость замыкания пресс-форм в сек
Без предварительного подогрева — 26 15
С подогревом 60 3 60 180 37 40 7,5 0,7
периода времени остается неизмененной, а затем снижается, или
уменьшается сразу. Все физико-механические свойства порош-
ка К-21-22 повышаются при подогреве в течение 6—9 мин при
температуре 100° С. Близкие к этому результаты достигнуты при
температурах подогрева 80 и 120° С в течение 3—6 мин. Подо-
грев при 120° С более 6 мин и при 160° С в течение 3—6 мин
снижает физико-механические свойства порошка К-21-22.
Применение предварительного подогрева повышает некоторые
электрические свойства порошка К-21-22. Подогрев при 100° С
в течение 9—12 мин уменьшает тангенс угла диэлектрических
потерь в 1,5—2 раза, при этом текучесть сохраняется или изме-
няется мало. В случае подогрева при 160° С в течение 6—12 мин
удельное объемное электрическое сопротивление повышается
в 10—20 раз, тангенс угла диэлектрических потерь уменьшается
в 2—3 раза. Удельное поверхностное электрическое сопротивле-
ние не изменяется, а диэлектрическая прочность несколько сни-
жается. Однако подогрев при 160° С уменьшает текучесть и его
следует применять лишь при высокой текучести пресс-мате-
риала.
Следует отметить и недостаток подогрева в электрошкафах:
подогрев электрическим током в шкафах не обеспечивает равно-
мерного подогрева всей массы прессовочного материала; темпе-
ратура внутри таблетки бывает ниже, чем на ее поверхности.
Подогрев токами высокой частоты. Подогрев т. в. ч. обеспе-
чивает более высокую производительность и качество изделия.
Кроме того, этот способ является универсальным и может быть
использован для подогрева новолачных и резольных пресс-по-
рошков, волокнита, слоистых пластиков, пресс-материалов
К-77-61 и др. Поэтому указанный способ подогрева пресс-мате-
риалов в ряде случаев вытеснил подогрев в электрошкафах.
18
Нагрев пластмасс, являющихся диэлектриками (рис. 3), про-
исходит следующим образом. Пресс-материал — диэлектрик 3
располагается между двумя электродами 2 и 4, присоединенными
к высокочастотному генератору 1 требуемой мощности. Между
электродами возникает высокочастотное электрическое поле,
которое вызывает диэлектрические потери. За счет их и нагре-
вается пресс-материал 3.
Для данного диэлектрика (пресс-материала) величина ди-
электрических потерь находится в зависимости от емкости, ча-
стоты и напряжения тока:
Р = 2л fClT-tgb,
где Р — величина диэлектри-
ческих потерь;
/ — частота переменного
тока в гц;
С — емкость конденса-
тора, образованного
диэлектриком и
электродами, в
U — переменное напря-
жение, приложенное
к диэлектрику, в в;
tg 6 — тангенс угла диэлек-
трических потерь,
равный отношению
активной составляю-
щей тока, протекаю-
щего через диэлек-
Рис. 3. Схема нагрева таблеток в поле
т. в. ч.: а— расположение таблетки
между пластинами рабочего конденса-
тора высокочастотного генератора; б —
движение тепла и влаги в таблетке при
нагреве ее т. в. ч.; в — распределение
температуры по средней части таблетки
трик, к его реактив- вдоль ее диаметра
ной составляющей.
При увеличении напряжения и частоты тока величина диэлек-
трических потерь настолько возрастает, что вызывает нагрев
диэлектрика — пресс-материала.
Во избежание пробоя диэлектрика слишком большой нагрев
и повышенные напряжения (в целях увеличения диэлектри-
ческих потерь) не допустимы.
Применение для подогрева т. в. ч. позволяет при сравнительно
невысоких напряжениях (сотни, тысячи вольт) осуществить
быстрый нагрев пресс-материала до необходимой температуры
в заданное время без его разрушения (пробоя).
Преимущества подогрева т. в. ч. по сравнению с другими спо-
собами подогрева:
1) возможность легкого регулирования процесса и его авто-
матизации;
2) значительное сокращение длительности подогрева;
3) улучшение технологических свойств;
4) уменьшение длительности выдержки в пресс-форме в 2—
10 раз;
5) сокращение длительности замыкания пресс-форм;
6) увеличение текучести пресс-материала и уменьшение не-
обходимого удельного давления;
7) отсутствие громоздких сушильных устройств (камер);
8) возможность организации конвейерного процесса подо-
грева материалов.
Для подогрева материалов может быть использовано различ-
ное оборудование [20 ].
Режим подогрева т. в. ч. зависит от ряда факторов: марки
пресс-материала, размеров и веса таблеток, технических условий
на изделия, мощности и других характеристик применяемого
генератора.
Пресс-материал рекомендуется подогревать в виде таблеток.
Пресс-порошки К-17-2, К-18-2 и К-21-22 нагреваются до
140—160° С, т. е. до температуры прессования, за 30—40 сек.
При этом выдержка значительно уменьшается.
В случае прессовация изделия из пресс-порошка К-18-2АФ
без подогрева выдержка составила 5 мин. Применение таблеток,
подогретых т. в. ч. в течение 15—20 сек, дало возможность со-
кратить выдержку до 30—45 сек. Таблетки из новолачных пресс-
материалов можно подогревать до 150—170° С. При этом теку-
честь их увеличивается с 60—90 мм до 100—150 мм и достигает
наибольшей величины через 1,5 мин, после чего резко умень-
шается. В случае подогрева резольного порошка К-21-22 суще-
ственного изменения текучести не отмечено, а при дальнейшем
подогреве текучесть снижается и наступает отверждение. Скорость
и температуру подогрева необходимо согласовывать со скоростью
переноса таблеток в пресс-форму, продолжительностью ее замы-
кания и временем выдержки. Когда эти операции протекают
в течение длительного времени, пресс-материал следует подогре-
вать медленнее и до меньшей температуры, в противном случае
он затвердеет до начала прессования. Экспериментально уста-
новлено, что в случае подогрева пресс-материала до температуры
прессования в течение 45—60 сек время переноса таблеток,
загрузки и замыкания пресс-формы должно составлять не более
10—30 сек.
Для литьевого прессования температура подогретого пресс-
материала должна быть на 15—30° меньше, чем для прямого прес-
сования, так как в этом случае пресс-материал дополнительно
нагревается по пути следования через литниковый и впускной
канал. По тем же соображениям температура загрузочной камеры
и литникового канала должна быть меньше температуры самой
формы. Причем для того, чтобы в процессе переноса таблеток
и замыкания пресс-формы текучесть пресс-материала осталась
20
без изменения, длительность их (операций переноса и замыкания)
не должна превышать следующих значений:
Температура подогрева в °C 140 145 150 160 175 190
Длительность переноса таб-
леток и замыкания пресс-
форм в сек............... 50 40 30 20 10 5
Недостатки подогрева пресс-материалов т. в. ч.:
1) изготовление генераторов высокой частоты связано с при-
менением сложной и дорогостоящей электронной аппаратуры;
2) эффективная работа генераторов высокой частоты требует
стабилизации напряжения в сети (на заводах оно изменяется
от 180 до 240 в) во избежание выхода из строя дорогостоящих
ламп и газотронов, недогрева и перегрева таблеток, вызывающих
брак изделий;
3) в данное время для подогрева используется один типовой
генератор мощностью 2,5 кет, что в случае подогрева небольших
навесок пресс-материала вызывает излишний расход электро-
энергии;
4) подогрев т. в. ч. не обеспечивает равномерного разогрева
таблеток; разность температур подогреваемых навесок соста-
вляет 5—17°, а коэффициент использования тепла не превышает
3-6%;
5) для обслуживания генераторов высокой частоты необхо-
дим высококвалифицированный персонал;
6) более высокие напряжения тока в генераторе представляют
большую опасность, чем низкие напряжения в обычном электри-
ческом шкафу.
Контактный способ нагрева. В отличие от нагрева т. в. ч.
зтот способ характеризуется простотой, экономичностью; в то же
время он обеспечивает достаточно высокую производительность
оборудования, хорошее качество пластмассовых изделий.
Сущность способа заключается в том, что таблетки пресс-
материала помещают между двумя плитами, нагретыми электри-
ческими нагревателями (температура нижней плиты 105 ± 5° С
и верхней 115 ± 5° С), с небольшим зазором, допускающим рас-
ширение таблеток без прилипания их к плитам. При этом дости-
гается эффективная передача тепла от поверхностей плит к таблет-
кам без пережога пресс-материала. При сравнительно низкой
температуре подогревающих плит допускается применение доста-
точно продолжительной выдержки таблеток в процессе нагрева
(до 30 мин и более) без ухудшения качества пресс-материала.
Длительная выдержка (зависящая от диаметра таблеток) позво-
ляет получать однородное температурное поле по всей массе
пресс-материала (разность температур менее 4°). Высокая произ-
водительность контактного подогревателя достигается устрой-
ством требуемого количества каналов для укладки в них таблеток.
21
Загрузка и извлечение таблеток осуществляются в соответствии
с цикличностью операций прессования. Например, шестиканаль-
ный контактный подогреватель (размеры плит 280 х290 х70 мм)
производительностью за один цикл (9—10 мин) 200—250 г табле-
ток диаметром 30 мм, подогретых (в центре) до температуры
85—95° С, обеспечивает прессование изделий с циклом менее
2 мин.
На рис. 4 приведены температурные кривые (температура
внутри термошкафа составляет 180° С), позволяющие произвести
Рис. 4. Температурные кривые при раз-
личных способах подогрева таблеток из
пластмассы марки К-18-2:
1 — в генераторах высокой частоты мощностью
2,5 кет (по температуре в центре таблетки);
2 — в контактных подогревателях мощностью
0,3 кет (по температуре на расстоянии 0,5 R
от центра таблетки); 3 — в контактных подо-
гревателях мощностью 0,3 кет (по темпера-
туре в центре таблетки); 4 — в термошкафу
мощностью 2 кет (по температуре на расстоянии
0,5 R от центра таблетки); 5 — в термошкафу
мощностью 2 кет (по температуре в центре
таблетки)
сравнение различных спо-
собов подогрева. Анализ
кривых показывает, что
наибольшая скорость по-
догрева пресс-материала
достигается в генераторах
высокой частоты.
В случае подогрева
в контактных подогрева-
телях температура пресс-
материала по сечению таб-
леток с течением времени
выравнивается и прибли-
жается к температуре
плит. В термошкафах че-
рез 6 мин подогрева по-
верхность пресс-материала
прижигается, тогда как по
сечению таблетки темпера-
тура сохраняется (остает-
ся) очень неравномерной.
Установка для кон-
тактного подогрева таб-
леток показана на рис. 5.
Она состоит из двух плит
7 и 8, между которыми
располагают таблетки. Плиты связаны шарниром 1 и имеют
активные или индукционные подогреватели 6. Подъем и опуска-
ние верхней плиты производятся с помощью рукоятки 3. (За-
кладка и удаление подогретых таблеток производятся при
поднятой верхней плите.) Плиты для уменьшения тепловых
потерь покрываются изоляцией, состоящей из асбестовой ваты
и асбестовых листов 4. Для увеличения срока службы изоляция
покрывается металлическим кожухом 9. К рабочему месту
установка крепится винтами 11 и изоляционными ножками 10.
Для регулирования мощности нагревателя и скорости прогрева
имеются переключатели 2 на три — пять точек. В целях увеличения
cos <р плиты 7 и 8 оборудованы крышками 5.
22
Обогрев плит производится равномерно индукционными или
омическими нагревателями мощностью 150—500 вт, размещен-
ными в пазах плит. Промышленный к. п. д. контактного подогре-
вателя достигает 50—70% и находится в большой зависимости
от качества наружной теплоизоляции.
Контактный способ подогрева позволяет снизить брак изделий,
уменьшить простой оборудования, сократить время выдержки
материала в пресс-форме (на 25—50%). При этом удельная удар-
ная вязкость прессованных изделий повышается на 20%, а вре-
Рис. 5. Установка для контактного подогрева таблеток
менное сопротивление статическому изгибу на 7%. Вместе с тем
удельное объемное сопротивление возрастает в 3,5 раза, удельное
поверхностное сопротивление в 1,8 раза, а пробивное напряже-
ние увеличивается на 7%. Малые габариты установки позволяют
улучшить организацию рабочего места у пресса и условия труда
(в связи с уменьшением тепловых выделений в рабочую зону).
Радио- и телевизионные помехи, наблюдающиеся при подогреве
т. в. ч., отсутствуют. В настоящее время применяют пять типов
контактных подогревателей для таблеток диаметром 20 и 30 мм.
Тепловой расчет плит контактных подогревателей произво-
дится по аналогии с расчетом пресс-форм [9 ].
23
Уравнение теплопроводности для нестационарного теплового
потока имеет следующий вид:
<н _ гот । дЧ ।
dx ~a Ldz2 I- ду* + az2J ’
где a — коэффициент температуропроводности.
При граничных условиях х = 0 и х — 26 имеем t = tcp,
а при т = 0 и т = оо получим соответственно t — и t = tcp
и уравнение теплопроводности будет иметь следующий вид:
Le-ft2(r) ё?81П2ёг.
^cp —
icp 11
h = 1
Графически уравнение теплопроводности можно представить
в виде взаимозависимости четырех величин — критериев:
0_ ^ср—«---критерий отношения температурных разностей;
‘ср ‘1
Fo=-^j-----критерий Фурье (гомохронности);
gj- = — критерий Био (отношения тепловых сопротивле-
ний);
п = — критерий отношения расстояний.
Принятые обозначения:
tcp — температура окружающей среды в град;
t — температура в произвольной точке тела через т (в ч)
в град',
tt — начальная температура тела в град',
а — коэффициент температуропроводности в м2!ч;
х — время нагрева в ч;
6 — толщина или диаметр нагреваемого тела в мм;
к — коэффициент теплопроводности в ккал/м-ч-град;
а — коэффициент теплоотдачи от металлической плиты телу
в ккал/м2-ч-град.
г — расстояние по нормали от центра тела до данной точки
в м.
В связи с тем, что для нас представляет интерес температура
в центре тела (г = 0) и ее отличие от температуры на поверхности,
критерий отношения расстояний п — 0.
Отношение тепловых сопротивлений составит также весьма
малую величину и для пластмасс может быть принято — 0.
Тогда между критерием гомохронности и отношением темпе-
ратурных разностей получится следующая зависимость:
0 .................. 0,20 0,10 0,08 0,06 0,05 0,04 0,03
Fo.................. 0,38 0,50 0,55 0,595 0,605 0,62 0,70
24
По критерию гомохронности можно определить время, требу-
емое для нагрева тела до заданной температуры. По заданному
времени нагрева можно определить критерий гомохронности,
а по приведенной выше зависимости — отношение температурных
разностей, а затем температуру в центре таблетки.
Пример. Определить время нагрева таблетки диаметром
20 мм, имеющей начальную температуру tr = 20° С до темпера-
туры t = 96° С (при температуре плит 100° С).
Коэффициент температуропроводности таблетки а = =
= 0,00085 м2/ч (при Л = 0,37 ккал/м ч • град, с — 0,42 ккал/кг град,
у = 1050 кГ!м9).
Отношение температурных разностей
следовательно, Fo = 0,605.
Время нагрева таблетки
„ 0,605 • 0,0102 п , о
• т =—00085 -^0,071 ч^4,3 лепи.
Таблетка диаметром 30 мм нагреется до температуры 96° С
за время т = 9,25 мин.
Если известно время цикла прессования изделий (тч), можно
т
определить число одновременных закладок т = —, а также
Тч
и число каналов плиты.
ВИДЫ ПРЕССОВАНИЯ
Прессование производится обычно в металлических формах,
имеющих одну или несколько формующих полостей. Пресс-мате-
риал — пластическая масса — заполняет формующие полости
пресс-формы и под воздействием теплоты и давления формуется
в изделия. К основным частям пресс-формы относятся матрица
и пуансон. Конструкция пресс-формы во многом обусловливается
конструкцией и конфигурацией прессуемой детали — изделия.
Значительное распространение получили следующие виды
прессования: прямое (горячее) или компрессионное; литьевое
прессование (пресс-литье); инжекционное прессование (литье
под давлением).
Прямое (компрессионное) прессование
Этот вид прессования находит наибольшее применение для пере-
работки всех термореактивных пластмасс и некоторых термопла-
стичных материалов. Используется для производства небольших
25
Режимы переработки пластмасс в детали прямым (компрессионным) прессованием
Таблица 5
Марка или название материала Предварительный подогрев (в термо- шкафах) Температура прессования в °C Удельное давление прессования в кГ/см2 Выдержка на 1 мм толщины детали в мин
температура в °C время в мин без предва- рительного подогрева с предвари- тельным подогревом без пред- варитель- ного подогрева с предва- рительным подогре- вом
К-15-2, К-17-2, К-18-2 170—190 3-6 150-160 175-185 200-300 0,5-0,8 0,3-0,5
К-21-22; К-220-23 80—100 10-20 150-160 145-165 250-300 0,8-1,0 0,6—0,8
Монолиты: 1, 7фф 150 3-10 150—160 180—190 200—300 0,9—1,0 0,4—0,6
К-118-2, К-119-2 — — 170—180 — 250—350 3-6 1,5-2,5
К-15-25, К-17-25, К-18-25 — — 150—160 180—190 250-350 6-10 —
К-15-202, К-17-202, К-214-203 170—190 3 —— 180—190 250-350 6 —
К-2И-2 160 6-12 — 150—160 250-350 1,5-2,0 0,8-1,3
К-211-3 130—140 6—12 —. 170-200 Более 300 2,5 1,0—1,5
К-211-4 170—180 2-6 155-190 170-200 Более 300 2,5 1,0—1,5
К-211-32 430—140 До 30 — 170—180 250—350 10 4-6
К-211-34 150—160 3-9 — 170—200 300—400 2,5 1,0-1,5
К-214-2 150—160 6-12 — 150—160 250-350 1,75 0,8-1,2
К-18-22 — — 150-170 — 150—200 0,8—1,0 —
К-18-26 — — 150-160 — 250-350 0,6-1,5 —
К-18-42 — — 160-170 — 250—350 0,8—1,5 —
К-220-21 .— — 175—185 — 250—350 3—6 —
ФКП-1 120-130 5-6 165-180 170—180 250—350 1,0-1,5 0,5-1,0
ФКПМ-10 — — 165-175 — 250-350 6-10 —
ФКПМ-15Т — — 160-170 — 250—350 1,5-2,0 —
К-17-23, К-18-23 Подогрев в пресс- 160—170 160-70 250—350 1,0-1,5 —
К-17-36, К-18-36 форме
1—1,5 мин
К-17-81, К-18-81 160—170 — 250-350 3-6
К-18-53 — — 150-160 — 250—350 10 —
К-18-56 — — 150—160 — 250-350 3-6 —
К-23-2 130-140 7—10 180—190 185—195 250—350 0,8 0,4—0,6
К-101-201 — — 150—160 — 250—350 6-10 —
К-114-35 145-155 5—10 — 165-175 300 2,0—2,5 1,0—1,5
АГ-4 120-130 5—7 140-150 145-155 450—700 0,5—1,5 1,0
КМК-9 — — 150-160 — 300 1,0 —
. КМК-218 — — 160-170 — 300 1,0 —
КФ-3, КФ-ЗН 110—130 3—4 175-185 185—195 350-450 1,5 0,8—1,3
К-6, К-6Б 110—120 6—10 170—180 175-185 250-500 1,5 0,8—1,0
Волокнит — — 150-160 — 300—500 1,0-6 —
К-138-А — — 185-195 — 300 3 —
КМС-9 — — 135-140 — 200-400 1,5 —
К-41-5 — — 180-210 — Более 450 2-8 —
В-4-70 — — 150-160 — 250—300 0,8 —
ТВФЭ-2 — — 150—160 — Более 300 1,0-1,5 —
ФАК-4 155-165 15 155—165 — 300 1,5-2,0 —
К-101-52 130—140 3—10 150—160 250-350 250—350 1,2-2,5 0,6—1,5
К-217-57 — — 160—170 — Не менее 1,5 —
450
К-77-51, К-78-51 100—110 — 160-170 — 350-450 1,0-1,5 —
ОФПМ-296 — — . 165—175 — 300—500 1,0 —
Аминопласт 80—90 2-3 140-165 150—170 250-300 0,7-1,0 0,4—0,6
Этрол нитроцеллюлозный 80—100 10—15 115—120 120-125 150-300 40-50 2,0-2,5
Этрол этилцеллюлозный 100—110 5—10 120—130 145-155 250—300 40-50 2,0-2,5
Этрол ацетилцеллюлозный 100—120 5—10 115-120 110-125 100—300 40-50 2,0-2,5
Полистирол 140—160 20 120-130 135—150 300-400 75-80
Продолжение табл. 5
Марка или название материала Предварительный подогрев (в термошка- фах) Температура прессования в °C Удельное давление прессования в кПемЯ Выдержка на 1 мм толщины детали в мин
температура в °C время в мин бее предва- рительного, подогрева ’ с предвари- тельным подогревом бее пред- варитель- ного подогрева с предва- рительным подогре- вом
Полидихлорстирол — — 160-180 180-200 150—250 30-40 —
Полиэтилен 120-140 10—15 130—140 140-160 35 и выше 40-50 __
Сополимер МС-3 80-100 30-60 145 145—155 200 До 45 —
Сополимер МСН 80—95 120 130—140 150-160 180—200 70—80 0,5-2,0
Полиметилметакрилат (эмульсион- ный) — 120-130 130-135 150 30-35 —
Фторопласт-3 200 — 220 -260 260-270 300—500 100 —
Поливинилхлорид — — 120—130 135-155 До 100 50 —
Полиамид 68 270-280 — 200-240 210-250 — 50—70 —
Поливинилкарбазол — — 170 180 250-300 80-90 —
Поливинилхлорацетат — — 120-130 135-160 До 150 До 30 —
Полиуретан ПУ-1 — — 140-160 200 — 1,5-1,6
Примечания:
1. Режимы переработки пластмасс в опытные образцы указаны в соответствующих стандартах (для фенопластов ГОСТ 5686—60;
для аминопластов ГОСТ 9359—60), а также в ТУ и ВТУ на материалы.
2. Значения температуры прессования и подогрева, соответствующие нижней границе, следует назначать при переработке
нетаблетированного материала.
3. Значения удельного давления прессования, соответствующие иижней границе, следует назначать при изготовлении деталей
простой формы и малых габаритов (до 50 мм).
4. Необходимо предусматривать термообработку для деталей ив К-41-5 в течение 9 ч при 200° С, из ТВФЭ-2 в течение 12 ч
при 130° С, из ФАК-4 в течение 24 ч при 150° С.
и средних по размерам деталей — изделий преимущественно
простой конфигурации с простой арматурой, главным образом
из прессовочных материалов. Прессование термореактивных пласт-
масс производится в закрытых металлических пресс-формах под
давлением гидравлического пресса, передаваемым на прессуемую
пластмассу пуансоном — плунжером.
Компрессионное прессование включает следующие операции:
1) загрузка материала (рис. 6, а);
2) закрытие пресс-формы и прессование (рис. 6, б);
Рис. 6. Схема изготовления изделий способом прямого
(компрессионного) прессования термореактивных пресс-
материалов и внешний вид некоторых изделий, изготов-
ленных этим способом:
1 — пуансон; 2 — матрица; 3 — выталкиватель; 4 — пресс-
материал; 5 — готовое изделие
3) раскрытие пресс-формы и извлечение готовой детали —
изделия (рис. 6, в).
Для изготовления каждого из изделий, например показанных
на рис. 6, г, д, е, требуется отдельная пресс-форма. Режимы
компрессионного прессования термореактивных и термопластич-
ных пластмасс приведены в табл. 5.
Расчет усилия прессования производится для
определения потребной мощности оборудования и Количества
гнезд в пресс-форме. Усилие прессования N вычисляется по сле-
дующей формуле:
дт р0Ая
1000 ’
29
Удельные давления при компрессионном прессовании (в «Г/ел2)
Таблица 6
№ п/п Эскиз Характеристика изделия Феноп порошке прессование без подогрева ласты образные прессование с подогревом Текстолит Аминопласты
1 Плоские невысокие изделия с тол- стыми стенками Изделия высотой 20—40 мм с тол- стыми стенками (4—6 мм) 150—175 150-175 125—150 125-150 300—400 350-450 125-175 150—175
2 Изделия высотой 20—40 мм с тон- кими стенками (2—4 мм) Изделия высотой 40 — 50 мм с тол- стыми стенками (4—6 мм) 175—225 200 —250 150—200 150— 200 400—500 500—700 150—200 175—225
3 Изделия высотой 40—60 мм с тонки- ми стенками (2—4 мм) Изделия высотой 60—100 мм с тол- щиной стенок 4—6 мм 250—275 275-325 175-225 200-250 600-800 225—275 250-300
7/
4 Изделия высотой 60 — 100 мм с тол- щиной стенок 2—4 мм 300—350 200-250 — 275—350
1
5 Изделия с тонкими стенками и трудно заполняемыми местами (без выхода для воздуха и т. п.) 275—350 200—250 400-600 250-350
6 ж ц 'Ж Изделия с тонкими стенками (2—4 мм) высотой до 40 мм 275—325 200—250 600-800 250-325
7 1 I Изделия высотой более 40 мм с тол- щиной стенок 4—6 мм 350—400 250-325 —- 300-350
z
8 Изделие типа «ролик» 150-225 125—175 400—600 150—200
9 Изделие типа «катушка» 300—350 200—250 800—1000 300—350
Рис. 7. Изделие, изготовляемое
прессованием в полузакрытой ком-
прессионной пресс-форме
где N — усилие прессования в т;
р0 — удельное давление прессования в кГкм2;
F — площадь прессования в сл«2;
п — число оформляющих гнезд в пресс-форме.
Удельное давление прессования р0 зависит от ряда факторов:
конструкции пресс-формы, марки пресс-материала, размеров и
конфигурации изготовляемого изделия.
В случае прессования в полузакрытых пресс-формах площадь
прессования F равна площади горизонтальной проекции загру-
зочной камеры. В случае прессования в открытых компрессион-
ных пресс-формах площадь F равна
площади горизонтальной проек-
ции изделия. Число оформля-
ющих гнезд п в пресс-форме для
многогнездных пресс-форм, име-
ющих общую загрузочную камеру,
принимается равным единице.
Значения удельных давлений
(в кГ/см2) при компрессионном
прессовании приведены в табл. 6.
Пример. Рассчитать уси-
лие, требуемое для прессования
изделия, показанного на рис. 7.
Материал изделия фенопласт.
Прессование производится без
подогрева. Пресс-форма компрес-
сионная, полузакрытая. Диаметр загрузочной камеры D = 70 мм
(аналогичное изделие приведено в табл. 6).
Удельное давление прессования р0 принимаем равным
250 кГ/см2. Площадь прессования F = 38,4 см2; п = 1. Усилие
прессования N— 250 '1 = 96 т.
При литьевом прессовании изделий удельные давления соста-
вляют не менее 450—500 кГ/см2.
Литьевое прессование (пресс-литье)
При этом способе прессования загрузочная камера пресс-
формы отделена от формующей полости, замкнутой перед ее
заполнением пресс-материалом. Пресс-материал вначале загру-
жается в загрузочную камеру. В ней он под влиянием тепла и
давления пуансона переходит в пластическое состояние и по
каналам — литникам — перемещается в формующую полость, где
происходит равномерное полное прогревание пресс-материала,
обеспечивающее его однородность.
Удельное давление в загрузочной камере много выше, чем
при компрессионном прессовании, и доходит до 1500—2000 кГ/см2.
32
Литьевое прессование осуществляется в следующей последо-
вательности (рис. 8):
1) закрывание пресс-формы, установка на нее загрузочной
камеры, заполненной пресс-материал ом, и нагрев материала
в закрытом состоянии под давлением;
2) прессование изделия: осуществление большого давления
на пуансон загрузочной камеры, перемещение пуансона вниз,
обеспечивающее заполнение формующей полости пресс-форЙы
расплавленным пресс-материал ом, и выдержка изделия до его
отверждения;
3) подъем пуансона загрузочной камеры и отделение загру-
зочной камеры от пресс-формы;
Рис. 8. Схема изготовления изделий методом литьевого прессования:
а — пресс-форма нагрета и закрыта; б — введение расплавленного мате-
риала в пресс-форму под давлением пуансона загрузочной камеры; в — отде-
ление загрузочной камеры и разъем пресс-формы
1 — пуансон; 2 — матрица литьевой пресс-формы; з — выталкиватель; 4 — готовое
изделие; 5 — остаток пресс-материала, ватвердевшего в литьевом канале пресс-формы;
6 — пуансон загрузочной камеры; 7 — пресс-материал; 8 — накладная (съемная) загру-
зочная камера (тигель) для разогрева пресс-материала до вявкотекучего состояния
4) разъем пресс-формы и удаление из нее готового изделия.
Литьевой способ прессования применяется для переработки
термопластов и реактопластов в изделия сложной конфигурации
с тонкой и непрочной арматурой или такими же знаками — метал-
лическими вставками, если эти изделия нельзя получить компрес-
сионным прессованием.
По сравнению с компрессионным прессованием литьевое прес-
сование имеет определенные преимущества:
1) оформляющая полость пресс-формы заполняется пресс-
материалом постепенно, не вызывая деформации и смещения ме-
таллической арматуры. Поэтому возможно применение тонкой и
сложной арматуры, предварительно заложенной в пресс-форму;
2) благодаря равномерному прогреву всей массы материала
возможно прессование пластмассовых изделий с различной тол-
щиной стенок;
3 Заказ 886.
33
Таблица 7
Режимы переработки фенопластов в детали пресс-литьем
Фенопласты Температура пресс-литья в °C Удельное давление пресс-литья в кГ/см2 Выдержка на 1 мм ТОЛЩИНЫ детали в мин
* С наполнителем — древесной мукой (К-15-2, К-17-2, К-18-2, К-19-2, К-20-2, К-110-2, К-21-22, К-211-2, К-220-23, ОФП-6, ОФПМ-296 и др.) 135-90 500-700 0,4-0,8
С минеральным наполнителем в виде порошкообразного кварца, слюды, ас- беста (К-211-3, К-211-4, К-211-34, К-114-35, ФКПМ-15, К-17-36, К-18-36, КМК-218, К-6 и др.) 130-180 500-900 1,0-1,5
С волокнистым органическим напол- нителем 135—180 400—1000 2,0-2,5
С волокнистым неорганическим на- полнителем (АГ-4, КМК-9, К-41-5) 140—150 800—1500 1,5-2,0
3) детали пресс-формы, оформляющие отверстия, испытывают
всестороннее и равномерное давление пресс-материала, имеющего
хорошую текучесть. Поэтому возможно прессование изделий
сложной формы с глубокими отверстиями;
4) пресс-форма заполняется материалом, находясь в замкну-
том состоянии. Поэтому точность по размерам между поверхно-
f 2
Рис. 9. Схема трансфер-
ного прессования:
1 — плунжер пресса; 2 — за-
грузочная камера; з — изделие;
4 — плунжер
стями, оформленными в каждой из
половинок пресс-формы — матрице и
пуансоне — более высокая;
5) оформляющие детали пресс-формы
имеют меньший износ и т. д.
Режимы литьевого прессования при-
ведены в табл. 7.
Трансферное прессование
Этот способ прессования (рис. 9)
отличается от литьевого прессования
тем, что в этом случае закрытие пресс-
формы производится главным плунже-
ром пресса при движении его сверху
вниз. Передавливание материала (за-
сыпанного в загрузочную камеру пресс-
формы до ее закрытия) в оформляющие полости пресс-формы
осуществляется плунжером выталкивателя при движении его
снизу вверх. Пресс-формы для трансферного прессования
с горизонтальной плоскостью разъема для деталей неболь-
34
ших и средних габаритов можно конструировать на несколько
гнезд.
Этот способ применяется для переработки пластмасс с волок-
нистым и порошковым наполнителями (термореактивных) и без
наполнителя (термопластичных).
Для трансферного прессования применяются пресс-формы
с паровым или электрическим обогревом для термореактивных
пластмасс, с обогревом и охлаждением — для термопластиков.
В качестве оборудования рекомендуются гидравлические прессы
с верхним давлением с выталкивающим плунжером.
Штрангпрессование
Штрангпрессование — специальный способ прессования с при-
менением горизонтальных двухцилиндровых прессов. Схема
штрангпрессования показана на рис. 10. Поворотные (вокруг
горизонтальной оси) цилиндры применяются поочередно: один
для заполнения пластмассой, другой для разогрева предвари-
тельно заполненной пластмассы и передавливания ее плунже-
ром в пресс-форму, установленную в конце цилиндра.
Этот способ приме-
няется для переработки
волокнита,асбоволокнита,
фаолита, прессовочных
материалов ФКП, ФКПМ,
этролов, фенопластов,
аминопластов и других
пластмасс.
Пресс-формы для по-
лучения деталей приме-
няются с обогревом или
охлаждением в зависи-
мости от вида пресс-мате-
Рис. 10. Схема штрангпрессования:
1 — силовой гидравлический цилиндр; 2 — ра-
бочий цилиндр с обогревом; з — фильера с обо-
гревом; 4 — готовое изделие; 5 — цилиндр
с плунжером для наполнения пресс-материалом;
6 — поворотный узел
риала.
Фильеры для шпри-
цевания профильного поде-
лочного материала (труб,
сплошных или полых квад-
ратов, Т, П, Ш, И-образных
профилей) рассчитываются на требуемое сопротивление для
оформления и отверждения изделия из термореактивных пласт-
масс и необходимое охлаждение изделия из термопластичных
материалов.
В качестве оборудования применяются преимущественно спе-
циализированные горизонтальные двухцилиндровые прессы.
Иногда используются вертикальные (типа макаронных) прессы
с гидравлическим приводом.
3*
35
Рис. 12. Схема прессо-
вания в открытой пресс-
форме:
Рис. И. Профильные изделия из
термореактивных пластмасс, из-
готовленных на штранг-прессе
1 — плунжер пресса: 2 —
пресс-форма открытой кон-
струкции; 3 — прессовочный
материал; 4 — металличе-
ский каркас изделия
Рис. 14. Положение плоской
формы при заливке полимер-
мономерных композиций-
1— емкость; 2 — оборотная сторона
формы; з — упор; 4 — лицевая
сторона формы; 5 — композиция
Рис. 13. Схема прессования
слоистых пластмасс:
1 — винт подачи пакета; 2 — по-
дающая каретка; з — противень;
4 — пакет прессуемого материала;
5 — плиты гидравлического пресса
33
Штрангпрессование не нашло широкого применения из-за
сложности и громоздкости штранг-прессов. Но этот способ имеет
очень большое достоинство, так как позволяет получать длино-
мерные поделочные материалы не только из термопластичных
материалов, но и термореактивных — фенопластов и амино-
пластов.
На рис. 11 показаны профильные изделия из термореактивных
пластмасс, изготовляемые штрангпрессованием.
Прессование в открытых пресс-формах
Этот способ применяется для изготовления изделий сложных
по форме, но имеющих небольшую высоту, например штурвалов.
Детали оформляются частично в матрице и частично в пуан-
соне. Материал загружается с избытком. Излишний материал
отжимается на стороны пресс-формы за пресс-кант (рис. 12).
В открытых пресс-формах перерабатываются термопластичные
материалы. Поэтому отходы можно использовать для переработки
в изделия. В качестве оборудования используются гидравлические
прессы. Можно применять прессы без гидравлических выталки-
вателей.
Прессование на плитах многоэтажных прессов
Этот способ применяется для изготовления листов и плит
из ткани, шпона, бумаги, пропитанных смолой. Таким способом
перерабатываются полотнища хлопчатобумажных, асбестовых
тканей, бумаги, стеклотканей и древесного шпона.
Полотнища материала складываются в пакеты между горячими
плитами многоэтажных прессов (рис. 13). Габариты прессуемых
плит до 1200 х 5600 мм.
В качестве оборудования рекомендуются гидравлические мно-
гоэтажные одноплунжерные и многоплунжерные прессы с прес-
совочными плитами, обогреваемыми теплоносителем и охлаждае-
мыми водой. Мощность прессов от 50 до 1500 т.
2. ЛИТЬЕ
Свободное (обычное) литье
Свободное (обычное) литье применяется тогда, когда материал
отверждается нагреванием в формах без давления. Жидкий поли-
мер заливают в формы, после чего формы нагревают. Обычное
литье применяют для переработки блочного или листового орга-
нического стекла, неолейкорита, резитов и др.
Свободное литье из полимер-мономерных композиций про-
изводится в формы без давления за счет повышенного уровня
литниковой воронки (рис. 14). Для такого литья применяется
37
композиция, характеризующаяся большой подвижностью и содер-
жащая значительное количество бисерного полимера.
Литье термопластов из расплава напоминает обычное литье
металлов и протекает следующим образом. Термопласт (поли-
амид) вначале расплавляется, после чего выливается в формы.
В связи с хорошей его текучестью форма получает хорошее запол-
нение. Недостаток такого способа литья состоит в образовании
раковин, пустот, пузырчатости и т. п., возникающих в связи
с отсутствием давления.
Литье малогабаритных деталей рекомендуется производить
на вибростоле или при встряхивании формы вручную.
Для заливки менее подвижных композиций или при отливке
изделий с весьма тонкими деталями допускается применение не-
большого давления — легкого дожимания пластмассы плунжером
в литниковой трубе при помощи струбцины, рычага или груза.
Для повышения давления допускается применение винтовых или
ручных шприцев, но при этом необходимо надежно стягивать
металлические формы болтами или струбцинами, а гипсовые
формы — хомутами. При отливке композиции в открытые пло-
ские или объемные формы вначале заливают жидкую массу, а за-
тем давлением пуансона или верхней части формы обеспечивают
заполнение всего объема формы.
Автоклавное литье
Этот способ литья применяется для переработки полиамидов —
кондиционного капрона (в гранулах) и его отходов (в виде
стружки, волокна, кусков ткани и т. д.). Сущность этого способа
состоит в том, что вначале полиамид плавится в автоклаве, затем
под воздействием сжатого инертного газа (обычно азота) нагне-
тается в форму. Во избежание окисления полиамида необходимо
следить за тем, чтобы содержание кислорода в азоте не было бо-
лее 0,5—1%. Для этого азот пропускают через нагретые медные
стружки.
На рис. 15 показана установка для автоклавного литья изде-
лий из полиамидов. Она состоит из плавильной камеры 1, обогре-
ваемой ванной 2, крана 4 с соплом 3 и стола 5 с винтовым домкра-
том 6, необходимым для установки и перемещения формы. Камера
имеет слой теплоизоляции 10, состоящей обычно из шлаковаты
с асбестом, и покрыта защитным кожухом 8. Трубчатые элементы
сопротивления 12 типа РЭС-13 и РЭС-14 мощностью по 1,16 и
1,5 кет предназначены для нагрева масла. Контроль температуры
производится термопарой 9. Плавильная камера 1 представляет
собой стандартный баллон, обычно используемый для хранения
и транспортировки сжатого газа.
Полиамид загружается при температуре обогревающего масла
180° С. При этом нагреватели выключены. Уровень загружаемой
38
пластмассы нужно выдерживать на 50—100 мм ниже уровня
газопроводов 13. Это необходимо во избежание заливки пласт-
массой газопроводов 13 и маслоотстойника 14. После окончания
загрузки 10—12 кг полиамида крышка 11 закрывается и пла-
вильная камера 1 продувается азотом до повышения его давления
Рис. 15. Установка для автоклавного литья изде-
лий из полиамидов
до 9—10 ати. Давление азота в камере периодически снижается
до 3—4 ати, затем (три-четыре раза) вводится свежий азот и
давление опять повышается до 9—10 ати.
Для литья полиамидных изделий чаще используют съемные
формы, но допускается применение и стационарных форм, что
требует некоторого изменения конструкции.
После того как литниковая втулка формы будет прижата
к соплу 3, кран с помощью рукоятки 7 открывается, и расплавлен-
ная полиамидная масса под давлением азота в плавильной камере
39
заполнит форму. Затем после некоторой выдержки под давлением
и охлаждения изделия в форме кран закрывается, форму с по-
мощью винтового домкрата 6 опускают, раскрывают и вынимают
из нее отлитое изделие.
Рассмотренный технологический процесс имеет недостатки:
цикличность работы, малая производительность, слабая механи-
зация вспомогательных операций.
Капроновые детали, полученные автоклавным литьем, харак-
теризуются пониженной механической прочностью и износостой-
костью в связи с усиленным окислением и нарушением нормаль-
ной структуры капрона при плавлении.
Инжекционное прессование (литье под давлением)
В отличие от литьевого прессования пресс-форму при инжек-
ционном прессовании устанавливают на специальной литьевой
машине — термопластоавтомате. Пресс-материал автоматически
Рис. 16. Схема изготовления изделий методом инжекционного прессования:
а — холодная пресс-форма закрыта и отделена от цилиндра литьевой ма-
шины; 6 — пресс-форма подведена к цилиндру литьевой машины и под давле-
нием его плунжера производится впрыскивание расплавленного материала
в пресс-форму; в — отход пресс-формы от цилиндра литьевой машины,
разъем ее и извлечение готового изделия;
1 — пуансон; 2 — матрица; s — выталкиватель; 4 — пресс-материал; S — обогревае-
мый цилиндр литьевой машины; в — плунжер цилиндра литьевой машины (стрелкой
показано давление его на пресс-материал); 7 — готовое изделие; g — остаток пресс-ма-
териала, застывшего в литьевом канале пресс-формы
подается из бункера литьевой машины в обогреваемый цилиндр
и нагревается в нем до температуры, превышающей температуру
его текучести. После этого разогретый пресс-материал давлением
плунжера или шнека подается (выдавливается) из цилиндра через
сопло, литниковую втулку и литниковые каналы в оформляющую
полость предварительно замкнутой (закрытой) охлаждаемой
пресс-формы. Схема технологического процесса инжекционного
прессования показана на рис. 16.
Инжекционное прессование применяется для переработки
в изделия термопластичных материалов (полистирола, полиэти-
лена, полиамида, полипропилена, полиформальдегида, поликар-
боната, полиакрилата, поливинилбутираля, этилцеллюлозного
40
Таблица 8
Режимы изготовления пластмассовых деталей инжекционным прессованием
Марка или название материала Предварительная подсушка материала Темпера- тура впрыска в °C Удельное давление литья в кГ/смЪ Выдержка на 1 мм толщины детали в сек Температура нагрева формы в °C
темпе- ратура в °C ' время в мин
Этрол:
нитроцеллю- лозный 50-60 60-120 155—200 800—2000 3—6 25—30
этилцеллю- лозный 50—60 60—120 190—220 800—2000 3—6 25—30
ацетилцел- 50—60 60—120 160—200 800-2000 3—6 25—30
ЛЮ лозный
Полистирол 90—100 — 190—215 700—2000 1—2 40
эмульсионный и блочный
Полидихлорсти- рол — — 240—280 700—2000 — 35—40
Полиэтилен — — 165—200 70—150 10—20 25-30
Полипропилен — — 220—280 700—2000 10—30 —
Сополимеры МС-2 и МС-3 80—100 30—60 170—200 800—2000 0,5—2,0 25—30
Сополимер МСН — — 180-270 800—1000 3—10 —
Полиметилмета- 90—95 120 170—200 200—2000 — 30—35
крилат эмульсион- ный
Фторопласт-3 — — 250—300 500—1000 — 100
Поливинилкар- базол — — 250 200—1800 1—2 70—80
Полиуретан ПУ-1 — — 180—185 200—1500 90—100
Полиуретан С-64 — — 200—210 150—1000 15-20 —
Поливинилхлор- — — 135—60 1250—2000 — 70—80
ацетат
Поливинилиден- хлорид — — 150—180 700—2000 40—60 70-95
Полихлорвинил — — 135—170 150—1500 1—2 —
Полихлорстирол — — 240—280 700—2100 1 40
Полиамид 68 60-90 — 240—260 150—1000 10—30 50—70
Полиамид 54 60—90 — 180—200 150—1000 40—60 50—70
Полиамид АК-7 60—90 — 255—265 150—1000 15—20 50—80
Капрон В-5 60—90 — 220—260 150—1000 15-20 50—70
Полиамид А-4 60—90 — 250—280 150—1000 15—20 50—80
Полиамид В-10 60—90 — 200—220 150—1000 15—20 50—80
Примечания:
1. Режимы изготовления пластмассовых опытных образцов указаны в соответ-
итвующих стандартах а также в ТУ и ВТУ на материалы.
2. «значении удельного давления литья, соответствующие нижней границе еле-
дует назначать при изготовлении деталей простой 50 мм). формы м малых габаритов (до
41
этрола и др.)- Инжекционное прессование может быть исполь-
зовано и для изготовления изделий из термореактивных пласт-
масс, но при этом применяются специальные машины.
Этот способ используется в массовом производстве деталей
и изделий в приборостроении, в радио- и телефонной технике,
а также в машиностроении (для литья фасонных деталей типа
рычажков, втулок, лопаток, пробок, гаек, болтов, шестеренок,
штурвалов и т. п.).
Инжекционное прессование имеет некоторые преимущества
перед компрессионным прессованием:
1) дает возможность сократить рабочий цикл — повысить
производительность процесса;
2) позволяет формовать изделия сложной формы;
3) допускает полную автоматизацию процесса при прессова-
нии изделий без арматуры, а также отдельных видов армирован-
ных изделий.
Режимы инжекционного прессования некоторых термопластич-
ных материалов приведены в табл. 8.
Центробежное литье
Применение литья под давлением для получения из термо-
пластов и других пластмасс изделий больших габаритов со значи-
тельной толщиной стенок вызывает трудности в связи с большой
усадкой пластмассы в процессе охлаждения изделий, с образова-
нием «утяжин» и появлением внутренних напряжений. В таких
случаях целесообразно применять центробежное литье (формо-
вание) из термопластов, рекомендуемое для отливки деталей,
имеющих форму тел вращения: втулок, маслот, зубчатых колес,
труб, вкладышей, шкивов и других деталей больших размеров,
в том числе многослойных деталей (внутренний слой вкладыша
делается из графитизированного полиамида, а наружный — из
ненаполненного полиамида).
Центробежное литье — новый прогрессивный способ, не полу-
чивший еще большого применения. Он основан на использовании
центробежной силы, прижимающей расплавленный материал
к стенкам формы.
Центробежное литье — литье во вращающиеся формы прин-
ципиально не отличается от центробежного литья металлов.
Машины для центробежного литья пластмасс обычно состоят
из двух раздельных узлов — плавителя-дозатора и собственно
центробежной машины горизонтального или вертикального типа.
Форма для заливки расплава устанавливается на машине в пат-
роне или на планшайбе. Заливка и охлаждение формы происходят
в период вращения формы, число оборотов которой устанавли-
вается опытным путем. Для ориентировочного определения числа
42
оборотов формы с горизонтальной осью вращения можно исполь-
зовать следующую (эмпирическую) формулу:
2000
где п — число оборотов формы в минуту;
R — радиус отливки в см;
6 — толщина стенки отливки в см.
Формами для центробежного литья обычно являются метал-
лические цилиндры (рис. 17).
Качество отливки зависит главным образом от соблюдения
температурного режима литья (табл. 9).
Для получения труб из полиамидов
применяется станок для центробежного
литья, показанный на рис. 18. На ста-
нине станка в шарикоподшипниковых
опорах 1 смонтированы два вала 2,
на каждом из валов имеется по два при-
водных ролика 3, имеющих п — 1900—
4000 об/мин. На приводные ролики 3
устанавливается формующая труба 4,
прижимаемая сверху роликами 5. Рис- ФоРма Для цент-
Кронштейн 6 с роликом может быть ₽0 ежного литья-
перемещен по колонне 7 в зависи- 2 з'-держатель; /-кр^а’1
мости от диаметра формующей трубы.
Формующая труба с закрытыми торцами заполняется материа-
лом из дозатора через специальное отверстие. После этого от-
верстие закрывается резьбовой пробкой и с помощью педали 8
ТаблицаЭ
Температурный режим центробежного литья полиамидов
Материал Удельный вес в г1смЗ Температура в °C Твердость по Бри- нелю в хГ/слсЗ
плавления ЛИТЬЯ
Капрон 1,13 215 230—240 10-12
П-68 1,13 210—215 250—260 14—15
АК-7 1,14 240—243 250—265 15-18
П-54 1,12 150—160 170—180 4—4,5
электродвигатель 9 переключается с холостого хода на рабочий.
На рассмотренном станке формуются трубчатые заготовки дли-
ной до 1300 мм. После этого заготовка разрезается на кольца
(применяемые для подшипников скольжения). Трубы, изготов-
ленные по способу центробежного литья, имеют правильную
43
Рис. 18. Станок для центробежного литья труб
цилиндрическую форму, одинаковую толщину стенок по всей
длине и гладкую внутреннюю поверхность.
Центробежно-вакуумный способ литья
разработан лабораторией прочности и долговечности деталей
машин Института машиноведения АН БССР. Применяется для
литья из полиамидов деталей больших габаритов, имеющих форму
тел вращения. Сущность этого способа состоит в использовании
центробежных сил для формования деталей без доступа кисло-
рода воздуха, оказывающего отрицательное влияние на физико-
механические свойства полиамидов в расплавленном состоянии.
Технологический процесс
центробежно-вакуумного литья
протекает следующим образом.
В форму 7, изображенную на
рис. 19, загружается необхо-
димое (определенное расчетом)
количество первичного или вто-
ричного капрона. Затем форма
закрывается крышками 2 и 7
с внутренними прокладками 3,
обеспечивающими герметич-
ность формы. После этого воз-
дух из формы откачивается
через клапан 4, смонтирован-
ный в крышке 2, до получения
вакуума 80—100 мм рт. ст.,
форма помещается в тигельную
Рис. 19. Форма для литья центро-
бежно-вакуумным способом
или другую печь и нагревается там до температуры расплава
пластмассы; продолжительность выдержки формы в печи опре-
деляется опытным путем. Затем форма с расплавленным капро-
ном устанавливается на станок, и ей сообщается вращательное
движение с постепенным увеличением числа оборотов до требуе-
мого. В процессе вращения под действием центробежных сил про-
исходит формование детали. Для уравновешивания форма осна-
щена противовесом 5. Когда формование детали 6 подходит
к концу, ее охлаждают воздухом или небольшим количеством
воды в течение 1—2 мин. Затем вращение формы прекращают
и удаляют из нее отлитую деталь. Число оборотов формы можно
определить по формуле
" =16,5 10’/^^.
где R — наружный радиус отливки в см-,
г — внутренний радиус отливки в см;
у — удельный вес материала в г/см3.
45
Преимущества центробежно-вакуумного способа литья:
1) удельное давление формования меньше, чем при литье
под давлением, а качество отливки выше — она имеет плотную
структуру без газовых и других включений;
2) использование вакуума предохраняет капрон от окисления,
вызывающего распад материала и ухудшение его физико-меха-
нических свойств;
3) при центробежно-вакуумном способе литья допускается
расплавление капрона в герметически закрытой пресс-форме
с предварительно (перед плавкой) откаченным из нее воздухом.
Отлитые детали имеют высокую чистоту поверхности и хорошие
механические свойства;
4) при этом способе в тело детали, например подшипника,
на его наружную поверхность можно ввести теплопроводный
наполнитель. Внутренняя рабочая поверхность подшипника бу-
дет капроновой, она сохраняет антифрикционные свойства. На-
полнитель улучшает отвод тепла, но несколько ухудшает механи-
ческую прочность деталей. Наполнителем являются опилки и
мелкая металлическая стружка: бронзовая, алюминиевая, сталь-
ная и др.
Центробежное литье на опорной жид-
кости применяется для формования изделий из липких поли-
меров и состоит в том, что в форму, совершающую вращательное
движение, вливают опорную жидкость с большим удельным ве-
сом. Полимерный материал имеет меньший удельный вес, поэтому
он входит в соприкосновение не с оформляющей поверхностью
формы, а с внутренней цилиндрической поверхностью опорной
жидкости. Изделие в процессе формования как бы «плавает» на
поверхности опорной жидкости; охлаждение или нагревание ее
производится через стенки формы.
Готовые (отвердевшие) изделия хорошо извлекаются из формы.
Одну и ту же форму можно использовать для отливки труб,
имеющих различные наружные диаметры, регулируя количество
заливаемой в форму опорной жидкости. Толщина стенок труб
зависит от количества подаваемого в форму полимерного мате-
риала. Поэтому на опорной жидкости можно получать весьма
тонкие оболочки одинаковой толщины и использовать их в каче-
стве пленок. Этот способ является единственным для формования
пленок из эпоксидных компаундов.
К опорной жидкости предъявляются определенные требования:
она не должна вступать в реакцию с полимерным материалом,
ее удельный вес должен быть больше, а точка кипения выше
точки плавления или отверждения формуемого полимерного мате-
риала.
Для ряда полимерных материалов в качестве опорной жид-
кости могут быть использованы соленые растворы азотнокислого
аммония. Их удельный вес и точку кипения в зависимости от ре-
46
жима формования допускается изменять в больших пределах
путем изменения концентрации растворов. Кроме того, в каче-
стве опорной жидкости можно использовать также расплавлен-
ные или легкоплавкие металлические сплавы и ртуть.
В качестве примера центробежного литья на опорной жид-
кости можно привести изготовление трубы из эпоксидной смолы
(уд. вес 1,2 г/с.и3). Форма, в которой отливали трубу, имеет
вид трубы; торцы ее закрыты съемными фланцами. Форме сооб-
щают вращательное движение и через центральное отверстие
во фланце заливают опорную жидкость: ртуть (уд. вес 13,6 г/см3)
или гексанат свинца (уд. вес 11,6 г/см3). Опорная жидкость под
воздействием цецтробежных сил будет равномерно распреде-
ляться на внутренней поверхности формы. (Опорную жидкость
заливают из расчета получения слоя толщиной 1 мм.) Далее
вращающаяся форма нагревается до 140° С, после чего в нее зали-
вают эпоксидную смолу, содержащую требуемое количество
ускорителя и отвердителя. Под влиянием центробежных сил
эпоксидная смола также равномерно распределяется на поверх-
ности опорной жидкости и подвергается охлаждению в течение
15—20 мин. После окончания отверждения фланец с формы
снимается, опорная жидкость из нее удаляется и отлитая труба
вынимается из формы. При этом труба получает точную цилин-
дрическую форму, имеет чистые наружную и внутреннюю поверх-
ности, не нуждается в дополнительной обработке. Трубы, отли-
тые этим способом из эпоксидной смолы, характеризуются значи-
тельной электрической пробивной и механической прочностью,
небольшими диэлектрическими потерями, очень большой тепло-
стойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, хими-
ческой стойкостью к коррозионно-агрессивным средам, имеют
хорошую эластичность.
3. ЭКСТРУЗИЯ
В процессе экструзии гранулированные термопластичные ма-
териалы: полиэтилен, поливинилхлорид, полиакрилатполисти-
рол, полинитрилакрил — в первой зоне шнекового экструдера разо-
греваются, во второй и третьей зонах пластифицируются и выда-
вливаются в виде фасонного стержня через фильтр в холодиль-
ную и калибрующую насадку экструдера. Готовое, т. е. офор-
мленное изделие, охлаждается в водяной ванне и в зависимости
от размера сечения сматывается в рулоны или нарезается на куски
длиной 6—8 м. При изготовлении методом экструзии полых
изделий в целях повышения качества калибровки и уплотнения
стенок изделия внутрь изделия подается сжатый воздух.
Экструдеры отличаются по диаметру шнека и отношению диаме-
тра к длине. Длина шнека для различных экструдеров составляет
от 3 до 24 и более диаметров шнека.
47
Экструзия с раздувом применяется для произ-
водства пленки и профильных изделий из термопластов. Выпол-
няется на различных экструдерах, оснащенных специальными
экструзионными головками. Головка одной стороной прилегает
к горизонтальному цилиндру экструдера, а другой (под углом 90°),
с кольцевой фильерой, направлена вверх. Расплав полиэтилена
(при 170° С) нагнетается шнеком экструдера в кольцевую щель
экструзионной головки — фильеру и в пластичном состоянии
выходит из нее в виде рукава диаметром 90—900 мм (в зависи-
мости от калибра экструдера, т. е. диаметра его шнека) с толщи-
ной стенки до 0,2—0,5 мм. Рукав пленки раздувается воздухом
до диаметра 0,2—2 м. Воздух подается через экструзионную
головку под давлением 0,5—3 ат. После охлаждения сложенная
вдвое пленка подается на намоточное приспособление (устрой-
ство) и сматывается или в один рулон, или (при обрезке краев)
в два рулона сразу. Способ раздува позволяет получать пленку
толщиной до 40 мк ±10%.
Экструзия с раздувом применяется для переработки поли-
этилена высокого давления. В качестве оборудования исполь-
зуются различные экструдеры [20}.
4. ФОРМОВКА
Формовка широко применяется для получения различных
деталей преимущественно из термопластов. Так, органическое
стекло используется для формования из него деталей, применяе-
мых для остекления самолетов, автомобилей и т. д. Комбиниро-
ванной формовкой из органического стекла выполняют абажуры,
рассеиватели света, отражатели для люминесцентных светильни-
ков, ванны и др. Винипласт применяется для формования разно-
образных санитарно-технических устройств, тары, ванн и т. д.
Из полиэтилена можно формовать многие полые изделия: кани-
стры, фляги, бутыли и т. п.
Технологические схемы формовки пластических масс зависят
от свойств формуемых пластмассовых материалов, требований
в отношении качества изготовляемых деталей и изделий, а также
производительности процесса. Исходя из этого все технологи-
ческие процессы формовки принято подразделять на две основ-
ные группы:
1) формовка с соприкосновением листовых пластмасс с формо-
образующими поверхностями штампов;
2) формовка без соприкосновения формуемого материала
с формообразующими поверхностями штампов или с частичным
соприкосновением с ними.
Технологические процессы первой группы применяются для
формовки деталей различных конфигураций. В этом случае
48
качество поверхности формуемых деталей непосредственно зави-
сит от качества рабочих поверхностей инструмента.
Технологические процессы второй группы применяются для
формовки деталей, имеющих относительно простую форму: сфе-
рическую, параболическую, каплевидную и т. д.
К технологическим процессам первой группы относятся сле-
дующие виды формовки:
1) формовка между жестким пуансоном и матрицей;
2) формовка эластичным пуансоном;
3) формовка между жестким пуансоном и прижимной рамкой;
4) формовка жестким пуансоном через протяжную матрицу
(вытяжка);
5) формовка рельефная (нанесение рельефов, знаков, цифр).
Рассмотренные виды формовки получили наибольшее приме-
нение для выполнения деталей из органического стекла и слои-
стых пластиков.
К технологическим процессам второй группы относятся также
несколько видов формовки:
1) вакуумная формовка через протяжное кольцо;
2) пневматическая формовка через протяжное кольцо;
3) вакуумная формовка в жесткие формы (позитивный и нега-
тивный процессы);
4) пневматическая формовка в жесткие формы;
5) выдувание полых изделий;
6) комбинированные способы формовки;
7) центробежная формовка и др.
Технологический процесс формовки состоит из следующих
основных операций:
1) получение заготовок (резкой или штамповкой) и их подго-
товка к нагреву;
2) нагрев заготовок;
3) формование;
4) отделочные операции.
Заготовки обычно изготовляются в заготовительных мастер-
ских или отделениях. Для этой цели применяются дисковые пилы,
ножницы, универсальные штампы, фрезерные станки.
Подготовка заготовок к нагреву заключается в следующем.
1. Заготовки (доставленные из заготовительного отделения)
освобождаются от защитного покрытия (т. е. от бумаги или спе-
циального состава).
2. Заготовки очищаются и промываются от пыли, остатков
клея и защитного покрытия. Промывка производится теплой
мыльной водой с 3—5-процентным раствором нейтрального мыла,
имеющей температуру 40—50° С. По окончании промывки заго-
товки необходимо хорошо протереть концами из хлопчатобумаж-
ной ткани, гигроскопической ватой и обдуть сухим сжатым воз-
духом.
4 Заказ 88<5.
49
3. Производится проверка чистоты поверхности и ее состояния
(наличие или отсутствие недопустимых дефектов) по принятым
техническим условиям.
Заготовка перед формовкой подвергается равномерному нагре-
ванию до заданной температуры.
Для нагрева листового материала применяются главным
образом электрические нагревательные шкафы, оснащенные кон-
трольными и регулировочными автоматическими приборами. Для
теплоизоляции используется теплоизоляционная засыпка с не-
большим удельным весом и низким коэффициентом теплопровод-
ности.
Нагрев органического стекла производится в шахтных печах.
Для нагрева неответственных деталей применяются нагреватель-
ные шкафы с инфракрасными излучателями.
Необходимо обеспечивать равномерный нагрев пластмассовых
заготовок. В противном случае материал на различных участках
будет иметь неодинаковую пластичность, что вызовет брак из-за
разрывов, трещин, коробления материала и т. д.
Для сохранения равномерной температуры нагревательные
шкафы оснащаются вентиляторами для перемешивания воздуха.
Заготовки в нагревательном оборудовании устанавливаются
вертикально и закрепляются металлическими зажимами, покры-
тыми байкой. Расстояние между зажимами должно быть не менее
200—250 мм. Толстые и тяжелые заготовки рекомендуется под-
вешивать на веревке или тонком канате, для чего предварительно
просверливают отверстия с интервалами 150—300 мм вдоль
длинной стороны листа. Нагревательные камеры и система цир-
куляции потоков должны обеспечивать обогрев вертикально рас-
положенных листов пластмассы струями, имеющими противо-
положное направление движения.
Значения температуры нагрева различных пластмасс перед
формовкой приведены в табл. 10.
Заготовки из винипласта, СНП, текстолита и стеклотексто-
лита нельзя держать в нагревательном оборудовании дольше вре-
мени, установленного по технологическому процессу, так как
в этом случае происходит расслаивание и структурные измене-
ния материала. Особо внимательно необходимо соблюдать темпе-
ратурный режим нагрева ориентированного органического стекла
и полиэтилена. Эти материалы отличаются малым интервалом
высокоэластичного состояния. В случае изменения рекомендуе-
мой температуры они переходят или в очень твердое или в чрез-
мерно пластичное состояние, что вызывает соответственно либо
значительные остаточные напряжения, либо нарушение процесса
нормального формования (материал течет).
Листовые пластмассы — материалы анизотропные с неодина-
ковой усадкой вдоль и поперек листа, что влияет на размер заго-
товок. К сожалению, величина усадок для ряда пластмасс пока
50
Таблица 10
Значения температуры нагрева различных пластмасс перед формовкой [4]
Марка или название пластмассы Температура нагрева в °C Продолжитель- ность нагрева в мин на 1 мм толщины Критическая температура в °C
Органическое стекло (неориенти- рованное) Органическое стекло (ориентиро- ванное) СОЛ 120-200 1,5-2,5 220
125-150 1,5-1,8 175
СТ-1 145-150 1,2-2,0 185
2-55 170-185 1,6-2,5 205
1-57 185±5 2,5—3,0 230
Винипласт 100—160 1,0-1,5 170
Материал СНП 130-140 — —
Полиэтилен ВД 120—130 2-3 140
Целлулоид 95—110 — —
Текстолит 130—160 2,5—5,0 200
Стеклотекстолит 140—160 2,0—5,0 230
Примечание. Критической называется такая температура, при которой
начинается интенсивное разложение деструкция. составляющих материала, т. е. термическая
не установлена, и ее определяют экспериментально. Для предва-
рительного определения размера заготовок для органического
стекла рекомендуется величина усадки от 3 до 6%, для полиэти-
лена примерно 5%.
ФОРМОВКА С СОПРИКОСНОВЕНИЕМ ЛИСТА
С ФОРМООБРАЗУЮЩИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
Формовка в закрытых штампах
Формовка в закрытых штампах (формовка между жестким
пуансоном и матрицей) применяется главным образом для изготов-
ления деталей типа козырьков, обтекателей, стекол кабин и др.
Схема формовки показана на рис. 20. Штамп имеет пуансон 1
и матрицу 2; необходимое взаимное расположение их обеспечи-
вается направляющими. Рабочие поверхности пуансона и ма-
трицы 2 оклеивают замшей или байкой (используется клей БФ-2).
Формуемый материал 3 — органическое стекло. Материалом
штампа для органического стекла часто является дерево (липа
или сосна с влажностью 10—12%) или песочно-клеевая масса.
4*
51
Процесс формовки осуществляется следующим образом. Пред-
варительно нагретая заготовка 40—50 сек подстуживается, за-
тем кладется в матрицу и 2—3 мин разглаживается через флане-
левую прокладку. Чтобы обеспечить равномерное охлаждение,
органическое стекло накрывается байковым одеялом, через кото-
рое и производится разглаживание. После разглаживания на
заготовку накладывается пуансон, который с помощью винтового
пресса прижимается к матрице. В матрице деталь выдерживается
до 40—50° С.
Нередко для повышения плотности прилегания материала
заготовки к матрице используют вакуум-отсос в течение 10—
15 мин. При такой формовке
Рис. 20. Схема формовки в закры-
тых штампах
очень важное значение имеет
правильное размещение отсос-
ных отверстий в матрице. Как
правило, на 1 м длины имеется
5—6 отверстий диаметром до
2—2,5 мм, находящихся на
участках (местах) максималь-
ной деформации.
Формовка органического
стекла производится при не-
больших давлениях; иначе возможно снижение его оптических
свойств.
(Направление
давления пресса
Рис. 21. Схема формования эластич-
ным пуансоном
Закрытые штампы обычной конструкции позволяют произ-
водить формовку деталей довольно сложной формы.
Иногда формовка в закрытых штампах совмещается с вырез-
кой заготовки.
Обязательное условие качественной формовки в закрытых
штампах: обеспечение точных режимов нагрева, высококачествен-
ная обработка рабочих поверх-
ностей частей штампа, равно-
мерное (плавное) приложение
нагрузки.
Формовка эластичным
пуансоном
Формовка эластичным пуан-
соном применяется для изго-
товления из листовых термо-
пластов деталей и изделий,
имеющих небольшие углубле-
ния, четкий и точный рельеф.
Схема формования эластчиным пуансоном показана на рис. 21.
Заготовку 2 подогревают до пластического состояния и поме-
щают на форму 1. Плоский резиновый пуансон 3, вмонти-
рованный в обойму 4, накладывается на заготовку 2. При
52
рабочем ходе фрикционного винтового или гидравлического пресса
производится формовка детали или изделия. Рассмотренный
способ формовки выполняется с помощью несложной оснастки.
Формовку термопластов можно выполнить и по другим схе-
мам штамповки с использованием гидравлического, резинового
или жидкостного эластичных пуансонов, применяемых при штам-
повке металлов в мелкосерийном производстве, рассмотренным
в литературе *.
Формовка между жестким пуансоном и прижимной рамкой
Формовка между жестким пуансоном и прижимной рамкой
применяется при штамповке деталей из органического стекла
малой одинарной и двойной кри-
визны. Схема формовки показана
на рис. 22. Матрица 1 в виде
болванки изготовляется, как пра-
вило, из дерева и оклеивается
байкой или замшей 2 и 4. Прижим-
ная рамка 5 пригоняется по по-
верхности матрицы — болванки.
Материал заготовки детали 3 имеет
соприкосновение лишь с одной
поверхностью штампа. Это нозво-
Рис. 22. Схема процесса фор-
мовки с помощью прижимной
рамки
ляет повысить качество детали
и является достоинством рассматриваемого способа формовки.
Прижимная рамка 5 накрывается листом органического стекла
или байкой, что обеспечивает более равномерное остывание
штампуемой детали, вызывающее снижение остаточных напря-
жений.
Формовка-вытяжка
Формовка-вытяжка жестким пуансоном через протяжную ма-
трицу. Этот вид формовки имеет сходство с процессом холодной
вытяжки металлов и применяется для вытяжки из термопластич-
ных материалов деталей и изделий, имеющих форму тел враще-
ния. При вытяжке происходит существенное уменьшение толщины
стенок детали. Вытяжка деталей и изделий из термопластов чаще
всего производится без прижима.
Схема процесса вытяжки показана на рис. 23. Вытяжка про-
изводится следующим образом. Пуансону 1 сообщается рабочее
движение вниз. По мере его перемещения материал 3, располо-
женный на матрице 4 и прижатый сверху кольцом 2, деформи-
* Е. И. Исаченко в. Новые способы штамповки-вытяжки. М.—Л.,
Машгиз, 1955.
53
Л
руется и толщина его изменяется — уменьшается в конце послед-
ней стадии III процесса от h до h2. Мера деформируемости термо-
пластов определяется отношением высоты детали Нд к диаметру
заготовки Dt.
При вытяжке термопластичный материал имеет сложное на-
пряженно-деформированное состояние, которое изменяется с из-
менением температуры. Степень вытяжки при увеличении тем-
пературы до некоторых ее значений повышается, после чего даль-
нейшее повышение температуры вызывает сильное уменьшение
степени вытяжки. Однако экспериментальным путем зависимости
Рис. 23. Схема вытяжки деталей из термопластов (I, II,
III — стадии вытяжки)
степени вытяжки пластмассовых материалов от температуры пока
не установлены. Также не исследовано и напряженно-деформиро-
ванное состояние термопластов при вытяжке. Допускаемая сте-
пень вытяжки для каждого данного материала определяется опыт-
ным путем с учетом требований, предъявляемых к штампуемым
деталям.
Вытяжка через протяжную матрицу применяется для изгото-
вления деталей из текстолита, стеклотекстолита, органического
стекла, целлулоида. Вытяжка слоистых пластмасс производится
редко и выполняется на гидравлических прессах двойного дей-
ствия.
Формовка-вытяжка жестким протяжным пуансоном через про-
тяжное кольцо. Применяется для вытяжки деталей из винипласта,
целлулоида и других материалов.
Схема формовки представлена на рис. 24. Вначале заготовка
нагревается в специальном пакете, включающем протяжное
кольцо 1, складкодержатель 2 и струбцины 4. После нагревания
пакет устанавливают на основание штампа и сообщают пуансону 3
рабочее движение вниз, в результате которого и выполняется
вытяжка требуемой детали.
Скорость вытяжки 20—25 мм!сек. Пуансон перемещается
вниз на 1—1,5 мм больше величины, предусмотренной чертежом,
54
Рис. 24. Схема формовки жестким
пуансоном через протяжное
кольцо
и выводится (удаляется) из матрицы после снижения темпера-
туры детали, т. е. остывания ее до 40—50° С.
В целях облегчения процесса вытяжки целлулоида приме-
няется смазка мылом. Глубина вытяжки целлулоида толщиной
до 2 мм доходит до 50—70 мм, наименьшие радиусы закругле-
ний — до 1,5 мм.
Схема формовки-вытяжки,
представленная на рис. 24, тре-
бует больших (не менее 12—
15 мм) радиусов закруглений на
ребрах матрицы и высококачест-
венной их обработки. Штампы,
как правило, состоят из трех ча-
стей: пуансона, матрицы и склад-
кодержателя. Матрица имеет
выточку для заготовки. Зазор
между пуансоном и матрицей на
15—20% больше толщины мате-
риала заготовки. Для успешного
осуществления рассмотренного
процесса вытяжки необходимо точное соблюдение режимов на-
грева, использование малых скоростей деформирования в сочета-
нии с постепенным плавным приложением нагрузки.
Рельефная формовка
Рельефная формовка применяется в процессе изготовления
разнообразных панелей и изоляционных плит с надписями,
цифрами, условными обозначениями точек (необходимыми для
облегчения монтажа и обслуживания приборов) при производ-
стве радиотехнической и электротехнической аппаратуры. Про-
цесс тиснения состоит в том, что на поверхности материала при
пластическом его деформировании выдавливанием образуются
необходимые цифры и знаки.
Тиснение можно выполнять в процессе штамповки деталей
и изделий или fi качестве самостоятельной операции в отдельном
штампе.
Тиснение органического стекла производится с нагревом его
до 110-115° С.
Маркировку хлорвиниловых трубок выполняют в специаль-
ных приспособлениях.
Время выдержки при тиснении связано с пластичностью мате-
риалов: с повышением их твердости и жесткости продолжитель-
ность выдержки увеличивают. В большинстве случаев продолжи-
тельность выдержки и усилие, необходимое для тиснения,
определяются на основе опыта.
55
Все большее применение начинает получать выжигание цифр,
знаков на текстолите, стеклотекстолите, гетинаксе стальным
клеймом, нагретым до 300—350° С. Знаки и цифры, образованные
таким способом, в закрашивании не нуждаются.
ФОРМОВКА БЕЗ СОПРИКОСНОВЕНИЯ МАТЕРИАЛА С
ИНСТРУМЕНТОМ ИЛИ С ЕГО ЧАСТИЧНЫМ СОПРИКОСНОВЕНИЕМ
Этот технологический процесс отличается от ранее рассмотрен-
ных тем, что изготовление деталей и изделий производится воз-
действием на материал упругой среды. Обычная оснастка (жест-
кие пуансоны, вставки и матрицы) в этом случае, как правило,
имеют вспомогательное значение и предназначаются для выпол-
нения деталей и изделий сложной формы комбинированным спо-
собом.
Технологические процессы рассматриваемой второй группы
в последнее время нашли большое применение в СССР и за рубе-
жом. Они обеспечивают возможность изготовления крупногаба-
ритных пластмассовых изделий и снижение расходов на штампо-
вочную оснастку.
Формовка через протяжное кольцо
Вакуумная формовка через протяжное кольцо (свободная
вытяжка). Используется при изготовлении колпаков и других
деталей и изделий для оптики и светотехники. Сущность процесса
заключается в следующем. Вначале из термопластов, преимуще-
ственно органического стекла, винипласта и полиэтилена, изго-
товляют (вырезкой) заготовки с припуском на термическую
усадку. Затем нагревают заготовку до требуемой температуры,
помещают на протяжное кольцо и прижимают к нему прижимами.
Далее включают вакуум-насос для удаления воздуха из внутрен-
него пространства камеры под заготовкой. При этом возникает
разность давлений и происходит формовка-вытяжка деталей и
изделий. В процессе формовки-вытяжки на участке максимальной
деформации, т. е. в центре заготовки, происходит непрерывное
уменьшение толщины материала заготовки.
На рис. 25 изображено изменение толщины материала в про-
цессе свободной вытяжки. Максимальная деформация имеет место
в середине заготовки на участке О1Е1 — ОГЕ2. Здесь толщина
материала снижается до 1/3 начальной толщины заготовки.
В случае продолжения процесса свободной вытяжки материал
будет разрушаться. В связи с этим оптимальное соотношение
между диаметром заготовки и высотой (глубиной) формовки опре-
деляют опытным путем для каждого конкретного случая. Это
соотношение зависит от ряда технологических факторов: темпе-
ратуры, материала заготовки, тепловых свойств его, скорости
56
увеличения вакуума, температуры среды в вакуум-камере, вели-
чины допустимого уменьшения стенок и др.
Вакуумная формовка через протяжное кольцо производится
на специальных установках и машинах различных конструкций
и применяется для формования изделий малой глубины, имеющих
форму простых тел вращения, из пластмассовых материалов тол-
щиной не более 2—2,5 мм, так как максимальное давление, ко-
торое можно получить в этом процессе, не превышает 0,8—
0,9 кПсм2.
Пневматическая формовка через протяжное кольцо. Этот вид
формовки имеет сходство с процессом вакуумной формовки —
Рис. 25. Изменение толщины стенок при вакуум-
ной формовке
свободной вытяжки. Но в данном случае формовка выполняется
под действием сжатого воздуха или инертного газа. Изменяя ве-
личину давления воздуха или инертного газа в больших пределах,
можно получать изделия простой формы с различной толщиной
стенок (материала). На рис. 26 показана схема установки для
выполнения пневматической формовки. Установка состоит из
нижнего опорного кольца 2 и верхнего прижимного кольца 4.
Между ними устанавливается нагретый лист материала 5. Коль-
ца 2 и 4 смонтированы на металлической станине 1. Кольцо 4
можно снимать вместе с теплоизолирующим колпаком 6. Герме-
тичность системы (установки) достигается с помощью резиновой
прокладки 3, герметирующего кольца и прижимов 7, работающих
от пневматического цилиндра 8. В кольцах 2 и 4 установлены
нагревательные элементы, обеспечивающие равномерное изме-
нение температуры материала заготовки. Подача воздуха произ-
водится через штуцер 9.
Пневматическая формовка выполняется следующим образом.
Заготовка нагревается до заданной температуры в термостате.
Затем ее помещают на опорное кольцо 2, нагретое до 70—80° С,
и прижимают кольцом 4. После этого через штуцер 9 поступает
57
А
сжатый воздух, нагретый до 50—60° С, и через 1,5—2 мин в ка-
мере образуется избыточное давление 0,2—0,3 ат. Отформован-
ная деталь выдерживается до отверждения термопластичного
материала (до 35—40° С), давление прекращается, и деталь уда-
ляют из установки. Контроль высоты детали производится меха-
ническим указателем высоты ее или автоматическим фотоэлектрон-
ным реле.
Для механизации укладки заготовок при формовке деталей
больших габаритов установки располагают наклонно, что дает
возможность производить подачу заготовок на опорное кольцо
с помощью тельфера.
Детали малых габаритов, имеющие сферическую поверхность,
можно изготовлять в особых проймообразных формах.
Рис. 26. Схема установки для пневматической
формовки
Достоинство пневматической формовки состоит в простоте
конструкций форм и приспособлений, возможности широкого
использования для изготовления разнообразных деталей.
Формовка в жесткие формы
Вакуумная формовка в жесткие формы. Применяется для из-
готовления изделий, имеющих сложную форму (шаров, коробок,
кюветок и др.), когда не может быть использована свободная
вакуумная формовка через протяжное кольцо. Такие изделия
выполняются вакуумной формовкой в жесткие формы «на упор»,
материал заготовки имеет соприкосновение с формой в заключи-
тельный период (момент) формовки.
Применяются негативный и позитивный процессы вакуумной
формовки в жесткие формы.
Негативный процесс, схема которого изображена
на рис. 27, состоит в том, что термопластичный материал заго-
товки под действием вакуума засасывается в полое пространство
58
формы, образуя таким образом изделие. При негативном процессе
происходит непрерывное уменьшение толщины — утонение мате-
риала — и толщина стенок получается неравномерной. Поэтому
негативный процесс применяется для получения деталей и изде-
лий неответственного назначения при отношении высоты формо-
вания к диаметру или размерам коробки в плане не свыше 0,4—
0,8. Неравномерность толщины стенок возникает потому, что
в процессе формовки заготовка приобретает форму сферы с боль-
шим утонением стенок в центре сферы, где материал находится
в самом напряженном состоянии.
Кроме того, когда сфера соприка-
сается с поверхностью дна формы,
имеющей меньшую температуру,
происходит охлаждение материала
заготовки и снижение его пластич-
ности на участках соприкосновения
(контакта). Завершается процесс фор-
мообразования в условиях внеш-
Рис. 28. Стадии процесса
позитивной формовки
Рис. 27. j Схема негативного
процесса вакуумной формовки:
; — излучатель; а — экран
него трения между материалом заготовки, дном и стенками
формы, что еще больше повышает неравномерность толщины
стенок изделия и ухудшает его прочность.
П о зитивный процесс формовки (рис. 28) протекает
следующим образом. Нагретая заготовка (стадия I) предвари-
тельно формуется до образования с формой необходимого уплот-
нения (стадия II). Затем воздух через каналы удаляется и лист
заготовки хорошо облегает контуры формы (стадия III).
Время нагрева листов термопластов при вакуумной формовке
определяется главным образом практически с учетом свойств
формуемой пластмассы, толщины последней и условий нагрева.
Приближенное определение времени нагрева можно производить
по формуле
cy(T*-TJh*
~ юдг %
где с — удельная теплоемкость пластмассы в ккал/кг-град',
у — удельный вес пластмассы в г!см3',
Ti — начальная температура листа (заготовки) в °C;
Т2 — температура при переходе пластмассы в высокоэластич-
ное состояние в °C;
h — толщина листа (заготовки) в мм',
АТ — разность температур на противоположных поверхностях;
% — теплопроводность материала заготовки в ккал/м-ч-град.
Определение температуры нагрева можно произвести и по
номограмме Г. В. Сагалаева [4].
Позитивный процесс вакуумной формовки имеет такие же
недостатки, что и негативный процесс.
Пневматическая формовка в жесткие формы. Производится
с использованием сжатого воздуха при давлении 1—25 ат на
специальных установках в различных по конструкции формах:
цельнокорпусных, комбинированных, реберных. Этот способ фор-
мовки применяется для изготовления ванн, умывальников, раз-
личной тары, фотокюветок, обрамлений для телевизоров и др.
При толщине пластмассового материала 15—20 мм давление
воздуха может изменяться в больших пределах: от 0,5 до 20—
25 ат.
Теория пневматической формовки в жесткие формы пока не
разработана. В связи с этим величина давления для конкретного
случая формовки устанавливается на основе опыта. При этом
учитывается конфигурация изделия, глубина вытяжки, вид пласт-
массы, ее температура, скорость увеличения давления, темпера-
тура формы и ее конструкция.
Пневматическая формовка выполняется в следующей после-
довательности:
1) подготовка и нагрев пластмассы по принятому режиму;
2) укладка заготовки на форму с закреплением отжимными
кромками формы;
3) предварительная формовка под давлением 1,5—2 ат про-
должительностью 15—30 сек, производимая для обеспечения гер-
метичности зажима заготовки и затвердевания материала зажа-
тых кромок;
4) окончательная формовка при давлении, определенном путем
опыта;
5) охлаждение готового изделия в форме до 35—50° С при
том же давлении и средней скорости охлаждения 0,5—0,8 мин
на 1 мм толщины пластмассового материала;
60
6) извлечение готового изделия и подготовка формы к даль-
нейшей формовке;
7) контроль;
8) доделочные операции.
Выдувание полых изделий — это разновидность пневматиче-
ской формовки. Применяется для изготовления баков, канистр,
Рис. 29. Принципиальные схемы выдувания из-
делий из заготовок
посуды и других изделий из винипласта, полиэтилена и целлу-
лоида.
Основные схемы выдувания представлены на рис. 29.
По схеме, изображенной на рис. 29, а, выдувание изделия
из трубки производится воздухом, который подводится в мунд-
штук экструдера 1 с одним или несколькими отверстиями.
По схеме, представленной на рис. 29, б, воздух подается
через иглу 2, которой прокалывается верхняя часть заготовки 5 —
трубка при смыкании пресс-формы.
По схеме, показанной на рис. 29, в, воздух подается снизу и
выдувание производится через нижнюю часть формы.
Охлаждение готовых изделий во всех трех случаях формовки
производится охлаждающей жидкостью через каналы 3, име-
ющиеся в форме 4.
61
ности помещают в ванны с
Рис. 30. Схема выдувания из-
делий из сложенных заготовок:
— форма; 2 — заготовка; з —
трубка
Можно выдувать полые изделия и из заготовок, сложенных
вдвое, по схеме, изображенной на рис. 30. Герметичное изделие
выдувается из двух (отдельных) заготовок, нагреваемых до вы-
сокоэластичного состояния, с одновременной сваркой их спе-
циальными кантами. Такое выдувание получило более широкое
распространение для изделий из целлулоида и осуществляется
следующим образом.
1. Подготовка заготовок. Заготовки для повышения эластич-
водой, имеющей комнатную темпера-
туру. В связи с гигроскопичностью
целлулоид приобретает пластичность.
Время выдержки (замачивания)
в ванее с водой устанавливается
(учетом толщины заготовки. Напри-
мер, для целлулоида толщиной 0,5 мм
время замачивания 15—20 ч, толщи-
ной 0,8—1,0 мм — 20—24 ч, толщи-
ной 1,0—1,2 мм — 24—30 ч.
2. Подготовка формы и пресса.
Нагрев формы горячим паром до тем-
пературы 110—120° С. Смазка формы
мыльным раствором из расчета 3 г
мыльного порошка на 1 г воды про-
изводится щетками перед формова-
нием.
3. Нагревание подготовленных
заготовок в горячей воде. Склады-
вание их вдвое и укладка в форму
так, чтобы изгиб находился в задней
части формы.
4. Установка (после укладки
заготовок) между их листами вилки
с бронзовым штуцером для подачи
острого пара. Соединение обеих половинок формы с зазором между
ними 3—4 мм.
5. Открывание вентиля и подача острого пара под высоким
давлением; после выдержки в течение 1,0—1,2 мин давление
увеличивают и обе половины формы плотно соединяют, а ее пресс-
кант отпрессовывает шов.
6. Закрытие вентиля по окончании формовки и подача в ка-
налы формы холодной воды. Одновременно открывается воз-
душный вентиль и производится подача холодного воздуха
в полость отформованного изделия. Воздух необходим для
поддержания оттиска в отформованном состоянии после выклю-
чения пара в течение 1,5—2 мин и для охлаждения изделия.
Удельное давление на пресс-кант формы, как правило, соста-
вляет 200—250 кПсм2.
62
Комбинированные способы формовки
Вакуумная и пневматическая формовка не обеспечивают
изготовления из термопластов сложных изделий больших разме-
ров и равномерную толщину стенок. В связи с этим разработаны
технологические процессы комбинированной формовки, имеющие
своей целью обеспечение равномерной толщины стенок изделия,
выполнение изделий со
сложной конфигурацией,
повышение производитель-
ности труда.
Для получения равно-
мерной толщины стенок
в процессе вакуумной или
пневматической формовки
применяют резиновые диа-
фрагмы, предварительную
свободную вытяжку, ме-
тоды скользящей формов-
ки, различные специаль-
Рис. 31. Схема выдувания изделия с при-
менением диафрагмы
ные подкладные и формующие пуансоны.
На рис. 31 изображена схема пневматической формовки
с резиновой диафрагмой переменной толщины для изготовления
Рис. 32. Схема позитивной формовки с предварительной пневматической
вытяжкой
изделий с равномерными стенками. Установка состоит из формы 1,
верхней крышки 2 и диафрагмы (из двух частей 3 и 4). Верхняя
часть 3 выполнена из эластичной резины, а нижняя часть 4 —
пористая прокладка. Диафрагма переменного сечения обеспечи-
вает более равномерную деформацию листа термопласта. Удаление
воздуха из нижней полости производится через специальные ка-
налы, находящиеся в нижней части формы и присоединяемые
к вакуумному насосу.
Требуемая равномерность толщины стенок получается в ре-
зультате правильного подбора опытным путем профиля диафрагмы
63
J
переменного сечения, выполняемой склеиванием из отдельных
слоев резины.
К недостаткам способа следует отнести малую стойкость диа-
фрагмы и низкое качество изделия.
На рис. 32 представлена схема позитивной формовки с пред-
варительной пневматической вытяжкой.
Процесс формовки протекает следующим образом.
Положение I. Предварительно нагретая заготовка из термо-
пласта зажимается в рамке, плотно прижатой к камере.
Положение II. В камеру подается сжатый воздух и выпол-
няется предварительная свободная
пневматическая вытяжка с не-
равномерным изменением
толщины заготовки.
Положение III. Форма
с пуансоном перемещается
вверх для небольшой меха-
нической оттяжки.
Положение IV. Вклю-
чается вакуум и производится
окончательная формовка из-
делия.
На каждой стадии про-
цесса толщина отдельных
частей ^заготовки изменяется
и в конечном итоге толщина
Рис. 33. Схема формовки с вкладным
пуансоном
стенок изделия получается равномерной. Такое изменение тол-
щины стенок зависит от температуры заготовки и формы и пред-
варительной вытяжки.
Снижение неравномерности толщины стенок изделия дости-
гают применением пневматической и вакуумной формовки вклад-
ными пуансонами.
На рис. 33 показана схема пневматической формовки с вклад-
ным пуансоном. В этом случае заготовка 5 из термопласта поме-
щается на опорное кольцо 2 пневмокамеры 1 и зажимается фор-
мующим кольцом 3 с быстродействующими зажимами 4. После
этого сжатым воздухом, подаваемым в пневмокамеру от ком-
прессора, заготовка подвергается предварительной формовке
на глубину более высоты пуансона 6. Затем внутрь заготовки
плунжером 8 вводится пуансон 6, закрепленный на подъем-
ной платформе 7. В процессе охлаждения происходит
обжимание отформованной заготовки на пуансоне и она при-
обретает требуемую форму. Такой способ формовки обеспечи-
вает выполнение изделий с глубокой вытяжкой и равномерной
толщиной стенок.
Для получения более равномерной толщины стенок изделия
применяется также и предварительная вытяжка специальным
формовочным пуансоном.
64
На рис. 34 показана схема скользящей комбинированной
формовки, получающей значительное распространение при изго-
товлении изделий из листового поливинилхлорида и полиэтилена.
При этом методе предварительная вытяжка сжатым воздухом
производится в разных направлениях: сначала свободная вытяжка
вверх, потом формовка пуансоном через прослойку сжатого воз-
духа.
Формовка выполняется в следующей последовательности.
Вначале лист 5 термопласта, установленный и закрепленный
Рис. 34. Схема скользящей формовки
в рамке 4, нагревается до необходимой температуры нагревате-
лем 3. Затем после соприкосновения подвижной рамки 4 со стен-
ками формы и небольшой предварительной обтяжки (положение I)
в полость формы 6 через вентиль 7 поступает нагретый воздух и
производится предварительная пневмовытяжка (положение II).
Перед ее окончанием перемещается вниз полый пуансон 2. В него
через вентиль 1 подается сжатый воздух, давление которого выше
давления сжатого воздуха, имеющегося в камере. Между пуансо-
ном и матрицей создается пневматическая подушка, производящая
формовку листовой заготовки (положение III—IV). Затем вен-
тили 7 автоматически закрываются, а через вентиль 1 подклю-
5 Заказ 886. 65
J
чается вакуум (положение V). Отформованное изделие сжатым
воздухом, подаваемым через вентиль, выталкивается из матрицы.
При этом методе формовки давление на материал заготовки
распределяется равномерно, что обеспечивает получение более
равномерной толщины стенки изделия.
Изготовление вакуумной и пневматической формовкой изде-
лий, имеющих сложную конфигурацию, производится с приме-
нением различных технологических процессов.
Широкое применение получила формовка пластмассовых изде-
лий в упругой среде, т. е. в упругой матрице, по схеме, изобра-
Рис. 35. Схема формовки в упругой матрице
женной на рис. 35. Форма состоит из пневматической камеры 7,
рамки 2 с листом термопласта, пуансона 3, соединенного с крыш-
кой камеры 4, и матрицы 5.
Процесс формовки осуществляется следующим образом. Вна-
чале пуансоном производится свободная формовка заготовки.
Рельеф на дне изделия образуется в конце хода пуансона при фор-
мовании на матрице 5, поэтому можно получать разнообразные
гравировки, украшения и т. д. Пуансон 3 и матрицу 5 можно
делать со сменными формующими накладками. Когда камера 1
не соединена с, атмосферой, тогда с помощью крана 6 материал
заготовки под воздействием противодавления за счет сжатия воз-
духа будет формоваться в виде параболической поверхности.
Форма ее может изменяться оператором созданием подпора воз-
духа, подаваемого через кран 6. Так формуются различные изде-
лия из цветного органического стекла и других термопластов без
сжатого воздуха.
Когда требуется выполнить формование изделия по пуансону,
в камеру через распределитель 7 подается сжатый воздух.
66
Повышение производительности формования достигается при-
менением многоместных форм, двусторонних форм, допускающих
одновременную формовку двух изделий, ротационной формовки.
Центробежная формовка
Центробежная формовка применяется главным образом для
выполнения изделий больших габаритов, имеющих форму тел
вращения, толщиной 2—15 мм, диаметром до 1100 мм и высотой
до 3000 .млг ( подвесные топливные баки, подводные тралы, трубки,
различные емкости и т. д.).
При этом способе формования стеклянные волокна и смолы
(в определенном соотношении) автоматически и равномерно рас-
пределяются на поверхности формы, вращающейся вокруг
вертикальной оси с определенным числом оборотов (2000—
3000 об1мин). После равномерного распределения волокон и смолы
по стенам формы в форму помещают резиновый мешок, обеспечи-
вают необходимое давление и нагревают заготовку (до отвержде-
ния), затем готовое изделие удаляют из формы и дополнительно
прогревают.
В процессе центробежного формования изделия можно уста-
навливать пояса жесткости перпендикулярно оси вращения.
Формование вихревым напылением
Вихревое напыление (рис. 36) применяется для изготовления
из стеклопластиков крупногабаритных изделий: кузовов легко-
вых автомобилей, автобусов, кабин грузовых автомашин, лодок,
авто- и железнодорожных цистерн, емкостей и аппаратуры для
химической промышленности. Этот способ применяется также для
изготовления крупногабаритных сооружений: плавательных бас-
сейнов, покрытий котлованов, прудов, силосных ям, речных и
морских барж, стандартных домиков и т. д.
Вихревое напыление заключается в нанесении стеклянного
волокна и полиэфирной смолы с отвердителем и ускорителем от-
верждения специальным пульверизатором на шаблон, имеющий
форму изделия. Полиэфирная смола смачивает стекловолокно
в вихревом потоке, образованном сжатым воздухом, который по-
дается к пульверизатору, и стекловолокно связывается на ша-
блоне, образуя форму заданного изделия.
Стекловолокнистая масса со смолой, нанесенная на шаблон,
вручную уплотняется роликами. Изделие отверждается при нор-
мальной температуре в период времени от 30 мин до 6—8 ч.
Время отверждения зависит от рецептуры и может быть умень-
шено нагреванием шаблона (с нанесенным составом) инфракрас-
ным обогревом в камере до 40—60° С.
5*
67
В качестве перерабатываемого материала применяется стекло-
волокно в виде стеклянной ровницы, т. е. стекложгута, намотан-
ного на бобину весом 8—10 кг, полиэфирная смола различных
марок (ПН-1 и т. д.), отвердители (перекись бензоила и др.) и
ускорители отверждения (нафтенат кобальта и др.).
Стекложгут, состоит из 50—60 крученых нитей. Каждая нить,
в свою очередь, состоит из 2—3 первичных нитей, сложенных
из 100—200 волокон. Наиболее рациональной считается толщина
волокна в 10—15 мк. Однако максимальную удельную прочность
имеют волокна диаметром 3—6 мк. Шаблоны в условиях массо-
Рис. 36. Схема установки для предварительного
формирования пластмассовых изделий методом на-
пыления:
1 — бобина с ровницей; 2 — приспособление для нарезания
ровницы; з — гибкий шланг; 4.— нагнетающий вентилятор;
5 — перфорированная форма; б — вращающийся стол;
7 — вытяжная вентиляция; 8 — пистолет для нанесения
связующего
вого производства выполняются металлическими. При мелко-
серийном производстве их делают из досок, фанеры, бетона,
алебастра.
Перед формованием изделия поверхность шаблонов покры-
вается разделительным слоем из пленки, воска или специальными
составами, необходимыми для снятия с шаблона отвержденного
изделия. Оборудованием является установка для вихревого напы-
ления в сочетании с пульверизатором, компрессором, бачками
с мешалками для смолы, устройством для резки волокна.
В СССР выпускается установка УНС производительностью
120 кг!ч. Применяются и зарубежные установки «Коронет»
(Англия), «МАС» (ФРГ), «Ренд» (США) и др.
Необходимо иметь в виду, что при формований вихревым
напылением выделяются вредные (токсичные) пары стирола.
68
Контактное формование
Контактное формование применяется для изготовления крупно-
гдйяртгтпмт вяделий из стеклотканей, стеклошпона и стеклома-
тов на шаблонах, применяемых при вихревом напылении. Сущ-
ность способа заключается в следующем. Подкроенные куски
стеклонаполнителя (ткани, шпона, матов) укладываются на
шаблон, покрытый по разделительному слою смолой, и прикаты-
ваются валиками. По первому слою ткани, покрытому смолой
с отвердителем и ускорителем отверждения, наносятся второй,
третий и т. д. до получения необходимой толщины изделия.
Отформованное изделие отверждается с подогревом или без подо-
грева. Ткань покрывается смолой с отвердителем и ускорителем
отверждения с помощью типовых или специальных пульвериза-
торов, а в случае их отсутствия кистями. Перерабатываемым
материалом служат стеклоткани, стеклошпон, стекломаты, поли-
эфирная смола марок ПН-1, ТГМ-3, ТМГФ-11, МГФ-9 и т. д.
Для предварительного формования изделия применяется поли-
эфирная смола. Для оформления заготовки в готовое изделие
используются полиэфирные смолы с отвердителем и ускорителем
отверждения или смолы — фенолоформальдегидные, эпоксидные,
карбомидные.
В качестве оборудования и инструмента применяются спе-
циальные машины-полуавтоматы с камерой для инжекции стекло-
волокна на сетчатую форму, поворотным столом для установки
формы, станком для резки стекловолокна и приборами для полу-
автоматического управления процес-
сом формования заготовок, гидра-
влические прессы и пресс-формы для
прессования — получения из предва-
рительно отформованной заготовки
готового изделия. В случае отсутст-
вия необходимых прессов для окон-
чательного формования применяются
специальные разъемные формы.
В оформляющую полость их вакуумом
засасывается полиэфирная смола.
Прессование с предварительным
формованием
Рис. 37. Схема установки для
получения крупногабаритной
заготовки из стеклопласта
(прессование с предваритель-
ным формованием заготов-
ки):
1 — сетчатая форма; 2 — камера;
3 — вращающийся стол; 4 — сетка
для орошения смолой; 5 — станок
для резки волокна; в — вытяжной
вентилятор
Этот способ применяется иногда
при изготовлении из стеклопласти-
ков деталей средних и больших
размеров с тонкими стенками. Сущ-
ность способа заключается в следующем. На сетчатую форму
с помощью потока воздуха наносится рубленое стекловолокно.
69
Оно удерживается на поверхности формы вследствие разре-
жения, возникающего под сеткой. Нанесенный на сетчатую
форму тонкий слой стекловолокна смачивается (опрыскивается)
водой, эмульсией полиэфирной смолы, связывается ею, подсуши-
вается и снимается с сетчатой формы. Затем выполненная таким
образом заготовка переносится в пресс-форму на пресс, доба-
вляется требуемое по рецепту количество смолы и производится
прессование (рис. 37).
Преимущество способа: возможность использования малых
удельных давлений (3—7 кГ/см2), тогда как обычно для стекло-
пластиков применяются удельные давления порядка 400—
800 кПсм2.
В качестве перерабатываемого материала применяется стекло-
волокно, нарубленное кусками длиной 30—80 мм.
Автоклавный способ формования
Для изготовления сложных изделий больших габаритов,
выпускаемых большими сериями, часто применяют и автоклав-
1 — автоклав; г — тележка; з — болванка пресс-формы;
4 — пакет стеклоткани; 5 — цулага с электрообогревом;
в — резиновый чехол; 7 — плита основания
ный способ формования. Схема прессования (формования) изде-
лий автоклавным способом изображена на рис. 38. Пресс-форма,
установленная на тележку, помещается в автоклав, после чего
автоклав заполняется паром или водой, обеспечивающими давле-
ние 5—25 кПсм2. Форма может быть легкой конструкции, так как
в процессе прессования в автоклаве она испытывает воздействие
равномерной всесторонне распределенной нагрузки.
70
Нагревание при формовании осуществляется паром или во-
дой, применяемыми для создания давления формования, или элек-
тронагревателями, смонтированными в форме.
Пресс-формы для автоклавного формования имеют сход-
ство с пресс-формами, применяемыми для вакуумного формо-
вания.
Для формования стеклопластиков можно применять автоклавы,
которые используются для вулканизации каучука в резиновой
промышленности.
Стирометод
К современным способам производства крупногабаритных
изделий из пластмасс, особенно из стеклопластиков: изделий
с замкнутым полым профилем в виде рам фильтропрессов, полых
дисков, полых замкнутых колонок, полых кронштейнов и т. п.,
а также цельнопрессованных оконных рам и створок с полым се-
чением следует отнести и так называемый способ изготовления
изДелий стирометодом.
Схема изготовления детали (изделия) с замкнутым полым
профилем изображена на рис. 39. Основой изделия по этому спо-
собу является тонкостенный поливинилхлоридовый шланг диа-
метром, соответствующим изделию, или пленка, покрытая спе-
циальным растягивающимся в двух направлениях чехлом из пле-
теного стекловолокна. Шланг в зависимости от вида и конструкции
изделия либо замыкается в виде кольца, либо остается вытяну-
тым, при этом концы шланга завязываются или завариваются.
Затем заготовка укладывается в пресс-форму, закрывается пуан-
соном и нагревается до 100—120° С. Под действием давления воз-
духа, разогретого внутри шланга, нагретая заготовка растяги-
вается по полости пресс-формы. В свободное пространство между
чехлом и оформляющими стенками пресс-формы вакуумом заса-
сывается полиэфирная смола с отвердителем и ускорителем отвер-
ждения. Эта смола необходима для связывания стекловолокна и
оформления наружной поверхности изделия.
Стирометод можно применить и для изготовления изделий,
заполненных пенопластом. В этом случае заготовка — полихлор-
виниловый шланг — перед помещением в пресс-форму запол-
няется полуфабрикатом пенопласта. При разогреве в пресс-форме
он вспенивается и распределяется по внутреннему пространству
изделия. В то же время пенопласт в значительной мере повышает
внутреннее избыточное давление в полости изделия, улучшая
условия прессования.
Для переработки стирометодом используются поливинилхло-
рид в виде шлангов или специально для этого сваренных загото-
вок, а также специальные чехлы, плетенные из стекловолокна,
полиэфирная смола марки ПН-1, ТГМ-3 и др.
71
При этом способе применяются пресс-формы специальной
конструкции, герметичные, с системой ниппелей для всасывания
смолы и уплотнительной прокладкой между плитами пуансона и
матрицы.
Рис. 39. Схема изготовления стирометодом детали
с замкнутым полым профилем:
1 — заготовка (шланг) из поливинилхлорида; 2 — заготовка
чехла из плетеного стекловолокна; з — шланг, закрытый чех-
лом; 4 — заготовка детали с замкнутым полым профилем; 5 —
заготовка детали в пресс-форме; 6 — оформленная в пресс-
форме деталь; 7 — готовая деталь с замкнутым полым профи-
лем (из стеклопласта)
В качестве основного оборудования рекомендуется применять
прессы гидравлические обыкновенные или специальные с увели-
ченным расстоянием между колоннами.
5. ШТАМПОВКА
В процессе изготовления пластмассовых деталей штамповкой
применяются следующие операции: отрезка, вырубка, пробивка,
надрезка, разрезка, обрезка, зачистка.
Отрезка характеризуется полным отделением одной части
материала от другой при изготовлении труб, полос и лент. От-
резку полос, а также резку лент выполняют в один или несколько
слоев (рядов) на ножницах, штампах, специальном оборудовании.
Вырубка представляет собой полное отделение материала
по замкнутому (наружному) контуру, когда отделяемая часть
является изделием. В качестве операции листовой штамповки
72
вырубка получила наибольшее применение. Эта операция выпол-
няется на различных штампах в один или несколько слоев, что
зависит от вида пластмассового материала и его толщины.
Г[ JP о б и в к а — операция, предназначенная для полного от-
деления одной части материала от другой по замкнутому (внутрен-
нему) контуру, для образования отверстий или пазов. При этом
отделяемая часть является отходом. Выполняется с применением
пробивных пуансонов различных конструкций (трубчатых, сту-
пенчатых, многоступенчатых и др.).
Надрезка — операция, в процессе выполнения которой
производится неполное (частичное) отделение одной части мате-
риала от другой для образования выступов или упоров.
Разрезка — операция, необходимая для разделения за-
готовок или деталей (прессованных, отформованных или гнутых)
на большее количество. Применяется для упрощения штамповки
при изготовлении несимметричных деталей в виде козырьков
обрамлений и др.
Обрезка производится для полного отделения неровных
краев, припусков или излишнего материала снаружи или внутри
плоских, полых или объемных деталей и изделий. Выполняется
в отдельных (обрезных) штампах или в заключительной стадии
процесса формования деталей.
Зачистка — полное отделение в штампах небольших при-
пусков или излишков материала после вырубки или пробивки
для получения более точных размеров, улучшения чистоты по-
верхности среза по контуру или стенкам отверстия.
Наибольшее применение получили операции вырубки, про-
бивки и разрезки.
Технологические процессы рассмотренных разделительных
операций зависят от технико-экономических требований, предъ-
являемых к производству конкретных деталей (качеству, точ-
ности, стоимости), и выполняются следующим образом:
1) без подогрева материала и инструмента;
2) без подогрева материала, но с подогревом инструмента;
3) с подогревом материала, но без подогрева инструмента;
4) с подогревом материала и инструмента.
Технологический процесс выбирается с учетом материала
детали, сложности наружной и внутренней поверхностей, тол-
щины детали, требований, предъявляемых к работоспособности
детали в определенных конструкциях и условиях. Наилучшим
является технологический процесс, обеспечивающий получение
детали в соответствии с требованиями чертежа и технических
условий при минимальной стоимости изготовления.
Основные этапы штамповки пластмассовых деталей:
1) подготовка материала к штамповке — нарезка полос, лент,
их соединение — для многослойной штамповки, смазка, нагрев,
зачистка полос и т. п.;
73
2) непосредственно штамповочные операции;
3) доделочные операции — нарезание резьбы, нанесение над-
писей, цифр, рифлений, зачистка деталей, пропитка электро-
изоляционными лаками и смолами и т. д.
ВЫРУБКА-ПРОБИВКА ПЛАСТМАСС
Определение режимов штамповки
Необходимое усилие штамповки (вырубки) можно определить
по формуле
Р = kTpF,
где Р — необходимое усилие штамповки (вырубки);
кт — коэффициент, учитывающий конкретные условия штам-
повки (температуру материала, геометрию инструмента
и др.); величина кт приводится в табл. 12;
р — удельное сопротивление материала при штамповке (зна-
чения р приведены в табл. 13);
F — поверхность среза в мм2.
Требуемое усилие прижима Рпр можно определить по фор-
муле
Pnj> = PnpF,
где рПр — удельное давление требуемого прижима штампуемого
материала (значения рпр приведены в табл. 14).
Проектирование технологического процесса штамповки (вы-
рубки) предварительно раскроенных пластмасс может быть
выполнено на основе данных, приведенных в табл. 11—14.
Сведения о наименьших допустимых перемычках между отвер-
стиями и наружным контуром даны в табл. 15—16.
В тех случаях, когда условия штамповки (вырубки) деталей
отличаются от указанных в табл. 15, при данном материале пласт-
массовой детали значения минимально допустимых перемычек
следует определять по формулам
С — ат;
Сл = арп,
где С и Сл — размеры перемычек и расстояний между деталями,
принятые при конструировании штампов.
а и ах — минимально допустимые значения перемычек, при-
нятые по табл. 15;
т — коэффициент, учитывающий условия штамповки,
принимаемый по табл. 17.
74
Таблица 11
Величина диаметрального зазора при штамповке (вырубке)
Наименование пласт- массы Зазор при однослойной штамповке Толщина пластмассы в мм Зазор при многослойной штамповке в зависимости от числа слоев
до 3 3—10
Отверстия диаметром до 5 мм Кон- туры Отверстия диаметром до 5 мм Кон- туры
2 3
Гетинаксы: электротехни- ческие 1,5 1,2 0,8 0,6 1,2 1,5
декоративные 1,8 0,8 — — — —
Текстолиты 3,5 3,0 2,0 1,5 3,0 2,5
Стеклотекстолиты 3,8 3,2 2,6 2,0 3,0 2,5
Асботекстолиты 2,5 2,0 1,5 1,2 — —
Стекловолокнит АГ -4 3,2 2,8 .
Винипласт Винипроз | 2,0 1,5 1,5 1,2 1,5 1,0
Сополимер СНП Полиэтилен 1,5 0,9 0,9 0,5
Фторопласты 1,2 0,9 — — 0,9 0,7
Таблица 12
Значение коэффициента kT для различных условий штамповки (вырубки)
листовых пластмасс
Условия штамповки (вырубки) Величина коэффи- циента
Вырубка: без подогрева, с сильным прижимом с подогревом материала в термостатах до 110° С в штампах, нагретых до 60—90° С с подогревом материала и в подогретых штампах Пробивка отверстий ступенчатым пуансоном Вырубка и пробивка: в штампах с притупленными кромками (0,03—0,05 мм) на механических прессах с п = 100—120 об/мин на гидравлических и механических прессах (для механиче- ских прессов п = 25—50 об/мин) 1,0 0,85 0,7—0,8 0,6—0,7 0,5 0,9—0,95 1,1 1,0
75
Таблица 13
Удельное сопротивление материала при штамповке (вырубке) пластмассовых деталей (в кГ/см2)
Наименование материала Удельное сопротивление при однослойной штамповке (вырубке) Удельное сопротивление при двухслойной штамповке (вырубке)
Толщина материала в мм
<3 3-10 <1
диаметр отверстий в мм контур диаметр отверстий в мм контур диаметр отверстий в мм контур
<3 >3 <3 >3 <3 >3
Гетинаксы: Ав, Б, В, Г КТ-1 и Т ГФ Текстолиты Стеклотекстолиты Асботекстолиты Стекловолокнит АГ-4 Пластик ПГТ Миканиты 12-14 15-18 14-18 12-15 14—16 10-13 14-18 12-13 14—16 10—12 12-14 12-15 11-13 12—14 9-12 13-14 10—12 12-14 9-10 11-13 11-13 10-12 11—12 2-9 12 8—10 12 11-12 12-15 11—12 12-14 8—10 10—12 9-10 10-12 7—9 9-12 7-9 10 10-12 10—12 9-12 10-12 12-14 8—10 12-14 8-10 8-10 10-12 7-9 7-8 8-9 8-9 7-8
Таблица 14
Величина удельного давления прижима при штамповке (вырубке)
деталей из пластмасс
Наименование материала Толщина листа в мм Удельное давление прижима в кГ/сл(2
простой кон- тур, отвер- стия диамет- ром до 5 мм сложный контур, круглые отверстия диаметром свыше 5 мм
Гетинаксы:
Ав, Б, Г 1,5 1,5-1,8 1,8—2,5
КТ-1, Т 1.5 2,0—2,5 2,5—3,0
ГФ 1,5 1,5—1,8 1,8—2,5
Ав, Б, В, Г 1,5—2,5
КТ-1, Т 1,5—3 1,8-2,5 2,5-3,5
Стеклотекстолиты, текстолиты, 2,5—3,5 2,5—3,5 3,5—6,0
стекловолокнит
АГ-4, асбоволокнит, СВ AM, 0,8—1,0 1,0-1,5 1,5—2,0
пластик ПГТ
Наименьшие возможные размеры отверстий в деталях из слои-
стых пластмасс, образованные штамповкой или вырубкой, при-
нимаются в зависимости от формы отверстий и определяются на
основе следующих соотношений:
для круглых отверстий
d = 0,50f;
для квадратных отверстий
d>0,45*;
для прямоугольных отверстий
d>0,35Z,
где t — толщина листа.
Режимы нагрева слоистых и волокнистых пластмасс перед
штамповкой (для улучшения их штампуемости) зависят от их
строения и свойств, а также толщины и сложности штампуемых
деталей. Режимы нагрева при штамповке деталей простого кон-
тура (простые очертания, круглые и фасонные отверстия, пере-
мычки между отверстиями и между отверстиями и наружным
контуром деталей больше трех-четырех толщин материала) при-
ведены в табл. 18. Режимы нагрева при штамповке деталей слож-
ного контура (детали с пазами, выступами, острыми углами или
незначительными скруглениями, большим количеством круглых
77
Минимально допустимые перемычки (а и at) при
Материал Толщина в мм a ai а О1
Гетинаксы ма- рок Ав, Б, Г, Д, КТ-1, Т До 1 1,1—2,0 2,0—3,0
’рр ’а
Of
Отверстия <7 = 0,8—5 -и-и Отверстия с плав- ными очертаниями
3,2—3,0 1,8—1,5 1,4—1,3 2,8—2,7 1,7—1,5 1,4—1,2 3,4—3,2 1,9—1,7 1,4—1,2 3,0—2,7 1,7—1,6 1,3—1,1
Гетинакс ма- рок В, Вс, Д, пластик ПГТ До 1 1,1—2,0 2,0—3,0 3,0-2,8 1,6—1,4 1,2—1,1 2,7—2,5 1,5—1,4 1,2—1,1 3,1—3,0 1,7—1,5 1,4—1,2 2,8—2,6 1,6—1,5 1,2—1,1
Текстолит ма- рок А, Б, Вч До 1,5 1,5—3,0 2,4-1,8 1,2 2,3—1,6 1,2 2,5-1,7 1,3 2,4-1,7 1,2
Стеклотексто- лит До 1,5 1,5—3,0 1,3 1,2 1,3 1,2 1,4 1,3 1,3 1,3
Стекловолок- нит До 1,5 1,5-3,0 1,8 1,5 1,7 1,4 2,2 2,0 2,0 1,8
78
Таблица 15
штамповке деталей из пластмассовых листов
А «1 а «1 а | 1 а О1
А «1 _ j-/ . _ail Г
Гт :□<> Малогабаритные детали с плав- ными очертаниями А х 5=5 100 X 100 леле2 Ml
1 1 1 tii Крупногабарит- ные детали АхВ> >> 100 X 100 мм3
Отверстия слож- ной формы с ост- рыми углами
Малогабаритные детали с острыми углами А х 5=5 С100 X 100 леле2
3,5—3,6 2,0—1,8 1,5—1,3 3,4—3,2 1,9—1,7 1,4-1,3 3,0—2,8 1,8—1,6 1,4—1,3 2,8—2,6 1,7-1,5 1,2—1,1 ** ЬЗ СО Ь о м 1 1 1 со ел 00 О 2,8—2,6 1,8—1,6 1,5-1,4 3,6 2,2 2,0 3,4 2,0 1,9
3,2—3,0 1,8—1,6 1,4-1,3 3,0—2,7 1,7—1,5 1,2-1,1 2,8—2,7 1,7—1,4 1,2—1,1 2,6-2,4 1,5—1,3 1,2-1,1 2,9—2,7 1,8—1,7 1,4—1,2 2,6—2,5 1,7—1,5 1,4-1,2 3,2 2,0 1,8 3,0 1,8 1,6
2,5—2,0 1,3 2,5—2,0 1,2 1,8-1,6 1,1 1,8—1,6 1,5 1,8 1,5 1,8 1,4 1,8 1,6 1,7 1,6
1,4 1,3 1,4 1,3 1,2 1,1 1,2 1,1 1,5 1,4 1,4 1,3 1,5 1,4 1,5 1,4 *
2,2 2,0 2,0 1,8 Не изготовляются
79
Таблица 16
Величины перемычек (в л»ж) при штамповке термопластичных материалов
в зависимости от толщины материала
Виды пластмасс Толщина материала в .«.it
До 1 1-1,5 1,5—2 2—3 3,5
Органическое стекло (поделочное и авиацио- онное), целлулоид 1,8—2,0 2,5 3,0 3,5-4,5 —
Винипласт, вини проз, сополимер стирола СНП 1,2 2,2 2,8 4 5—6
Полиэтилен, фторо- пласт-4 1,5-2,0 2,5-2,8 3,0—4,0 4,5 5,0
Таблица 17
Значения коэффициента т, учитывающего условия штамповки
Условия штамповки Значение коэффициента т
Штамповка гетинакса и волокнита без подогрева 1,3—1,4
Штамповка текстолита и стеклотекстолита без подо- грева 1,1-1,5
Пробивка отверстии диаметром до 5 мм в материале толщиной:
3—4 мм 0,9
4-6 » 0,8
6—8 » 0,7
Получение отверстий размером:
5—12 мм 1,1
15—25 » 1,2-1,3
25 и выше 1,3-1,5
Штамповка детален сложного контура 1,1—1,3
80
Таблица 18
Режимы нагрева при штамповке деталей простого контура
Материал Толщина материала в мм Температура в °C
матери- ала матрицы съемника
ГетинаксыБ, В, Вс, пластик До 1 — — 50—60
ПГТ, декоративный и т. д. 1—1,5 — 40-50 60—70
1,5—2 — 70—90 70—90
До 3,0 80—90 90—100 До 100
Гетинаксы Ав, Вв, Гв, Дв, До 1 70—90
Т, КТ-1 1-1,5 — 60—80 70-90
1,5—2 80-90 110—120 70—100
До 3,0 90—100 115-120 100
Текстолиты До 1,5 — — —
1,5—3 — 50—70 50—60
Стеклотекстолиты До 1,5 — — —
1,5—3,0 — 80—90 —
Стекловолокниты До 1,5 — —
1,5—3,0 60—70 80-90 —
или различных по форме фасонных отверстий, с перемычками
между отверстиями, а также отверстиями и наружным конту-
ром детали, составляющим менее трех толщин материала) приве-
дены в табл. 19.
Время нагрева (выдержки) зависит от способа нагрева, а также
толщины пластмассы и определяется по табл. 20.
При штамповке деталей из органического стекла толщиной
более 1 мм его следует нагревать до 60—80° С и штамповать с по-
догревом до температуры 90—100° С. Эбонит рекомендуется штам-
повать с нагревом до 60—80° С. Винипласт, целлулоид, СНП и
другие термопласты, как правило, штампуют без нагрева. Иногда
применяют нагрев в ваннах с горячей водой при 80—90° С с вы-
держкой 1,5—2,5 ч. Такой нагрев используется и для слоистых
пластмасс.
В случае многослойной штамповки толщина пластмассы должна
быть не более 1—2 мм. Для абсолютного большинства пластмасс
сопрс^тивление разделению при штамповке в 2—3 слоя находится
в пределах 40—50% от сопротивления разделению в один слой.
6 Захаз 886.
81
Таблица 19
Режимы нагрева при штамповке деталей сложного контура
Материал Толщина материала в мм Температура в °C
матери- ала матрицы съемника
Гетинаксы Б, В, Вс, пласти- ки ПГТ, декоративные До 1,0 1-1,5 1,5-2 До 2,5 80—100 90-110 70-80 80—100 90—110 60-80 70—80 80—100 90—105
Гетинаксы Ав, Бв, Вв, Гв, Дв, КТ-1, Т До 1,0 1-1,5 1,5—2,0 До 2,5 100—120 120—130 60—80 90—100 100—105 110-115 80-90 90—100 95—100 110—115
Текстолиты До 1,5 1,5-3,0 70—90 80-90 80-90
Стекловолокниты До 1,5 1,5—3,0 70—90 80-90 80-90
Таблица 20
Время выдержки пластмасс при нагреве
Способ нагрева Время выдержки в мин на 1 зсл1 в зависимости от тол- щины материала
До 1 1-2 2,0—3,0,
В печах и термостатах электросопротивления (при 130° С) 3,0-2,5 2,5-2,8 3,2-3,5
В печах с лампами инфракрасного излучения 1,8—1,5 1,5-1,8 1,8—2,2
Контактный способ между двумя нагретыми плитами (при 150—160° С) 1,4-1,2 1,0—0,8 0,8—0,7
Односторонний нагрев на нагревательных сто- лах на подставках 4,5-5 5-6 6-8
Значения удельного сопротивления разделению (р) при много-
слойной штамповке приведены в табл. 21.
Величина зазора ZM для многослойной штамповки находится
в зависимости от количества штампуемых слоев, а также от твер-
дости пластмассы и определяется по формуле
ZM = ZjKm
82
Таблица 21
Значения удельного сопротивления разделению при многослойной
штамповке-вырубке некоторых пластмасс
Название пластмассы Толщина в мм Удельное сопротивление в кГ/мм* в зависимости от числа слоев
2 3 4 5
Текстовинит, павинол Целлулоид Полиэтилен Винипласт, СНП 0,05—0,9 0,5-1,0 0,1-1,0 0,4-1,5 2,5—3 5 5—3 7 2—2,2 4 4—3,5 5,5 1,5-2 4,2 3,5—3,0 4 1,2-1,5 3,8 3,0—2,5 3
где — значение зазора при штамповке одного слоя (находится
с учетом толщины и вида материала);
Кп — поправочный коэффициент; он учитывает влияние от-
дельных слоев пластмассы на процесс разделения в слу-
чае их одновременной штамповки; значения коэффи-
циента Кп приведены в табл. 22.
Таблица 22
Значения коэффициента Кп
Количество одно- временно штампуе- мых слоев пласт- массы Коэффициент кп Количество одно- временно штампуе- мых слоев пласт- массы Коэффициент Кп
2 1,1—1,2 4 1,3—1,35
3 1,2-1,3 5 1,35-1,4
Геометрия матриц и пуансонов принимается такая же, как
при однослойной штамповке; предварительный нагрев (в связи
с применением тонколистовых пластмасс) обычно не применяется.
Наиболее благоприятное количество одновременно штампуемых
слоев пластмасс устанавливается опытным путем.
Расчет исполнительных размеров пуансонов и матриц
вырубных (пробивных) штампов (без нагрева)
В процессе определения исполнительных (рабочих) размеров
матриц и пуансонов учитывается заданцая точность размеров де-
талей и отверстий и способ штамповки — с нагревом или беэ
нагрева пластмассы. Методика расчета исполнительных разме-
ров аналогична методике, применяемой при расчете штампов
для металлов.
6*
83
Особенностью расчета штампов для пластмасс является необ-
ходимость учета естественной и термической усадок пластмасс,
составляющих в сумме общую усадку, определяемую по опытным
данным.
Исполнительные размеры матриц (DM) можно найти по фор-
муле
где DH — номинальный размер вырубаемой детали в мм;
Л — допуск на соответствующий размер штампуемой де-
тали в мм;
Д.и — допуск на размер режущего контура матрицы в мм.
Пуансон пригоняется по матрице. При этом учитывается величина
заданного зазора и запас на износ. Исполнительные размеры
пуансонов Dn для пробивки отверстий определяются по формуле
(^н + -4'+д ,
\ Z /
где DH — номинальный размер отверстия в мм;
Л — допуск на отверстие в мм;
6П — величина естественной усадки;
Ап — допуск на изготовление пуансона в мм.
Для пластмасс толщиной до 2,5—3,0 мм бп можно принимать
по табл. 23. При уменьшении толщины пластмассы берется мень-
шая величина усадки (при расчетах). Если величина усадки ока-
жется меньше половины допуска на раэмер (штамповка тонких
пластмасс), исполнительный размер пуансона определяется по
формуле
Dn= (Z)H-f- Д)_дп.
Таблица 23
Величины естественной усадки
Материал Величина усадки (в % от толщины пластмассы) в зависимости от диаметра отверстий в мм
1-3 3—5’ 5 и выше
Гетинакс 16—10 10-9 9-6
Текстолит 18—12 12—10 10—8
Стеклотекстолит 20-15 15—10 10—7
Стекловолокнит 18—14 14—10 10-5
Органическое стекло 10-8 8—6 6—3
Винипласт 12-10 10-7 7-4
Фторопласты 25-20 20-12 12-10
84
Таблица 24
Значения двусторонних зазоров при вырубке-пробивке гетинаксов
Толщина материала в мм Двусторонний зазор в отверстиях в мм Двусторонний зазор по наружному контуру деталей в мм
минималь- ный максималь- ный для от- верстий В Л1Л1 минималь- ный максимальный для размеров деталей в мм
ДО 10 до 50 до 10 до 50 до 100 до 150 до 200
До 0,5 0,01 0,015 0,02 0,008 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
» 1,0 0,02 0,025 0,03 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04
» 1,5 0,03 0,035 0,04 0,024 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05
» 2,0 0,04 0,045 0,05 0,030 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
» 3,0 0,06 0,07 0,08 0,045 0,055 0,065 0,075 0,085 0,095
» 4,0 0,08 0,09 0,10 — — — — — —
» 5,0 0,10 0,12 0,14 — — — — — —
» 6,0 0,12 0,14 0,16 — — — — — —
» 8,0 0,16 0,18 0,20 — — — — — —
» 9,0 0,18 0,20 0,22 — — — — — —
» 10,0 0,20 0,22 0,25 — — — — — —
Таблица 25
Значения двусторонних зазоров при вырубке-пробивке текстолита,
Стеклотекстолита, асботекстолита и стекловолокнита
Толщина материала в мм Двусторонний зазор в отверстиях в мм Двусторонний зазор по наружному контуру деталей в мм
минималь- ный максималь- ный для от- верстий в мм минималь- ный максимальный для размеров деталей в мм
до 10 до 50 до 10 до 50 до 100 до 150 ДО 200
До 0,5 0,02 0,025 0,03 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04
» 0,8 0,025 0,03 0,035 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045
» 1,0 0,03 0,035 0,04 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05
» 1,2 0,035 0,04 0,045 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,06
» 1,5 0,045 0,05 0,055 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,09
» 2,0 0,055 0,06 0,065 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07 0,12
» 2,5 0,065 0,075 0,08 0,06 0,07 0,075 0,08 0,085 0,15
» 3,0 0,080 0,085 0,09 0,07 0,08 0,09 0,1 0,15 0,20
» 4,0 0,10 0,105 0,15 — — — — — —
» 5,0 0,15 0,2 0,25 — — — — — —
» 6,0 0,20 0,25 0,3 — — — — — —
» 8,0 0,25 0,3 0,35 — — — — — —
» 10,0 0,30 0,35 0,4 — — — — — —
85
Таблица 26
Значения двусторонних зазоров при вырубке-пробивке
органического стекла, полиэтилена и фторопласта
Толщина матери- ала в мм Двусторонний зазор в отверстиях в мм Двусторонний зазор по наружному контуру деталей в мм
мини- маль- ный максимальный для отверстий в мм мини- маль- ный максимальный для размеров деталей В ЛЫ1
до 10 ДО 50 до 10 до 50 до 100 до 150 до 200
До 0,6 0,015 0,02 0,025 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035
» 0,65 0,02 0,025 0,03 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04
» 0,8 0,025 0,03 0,035 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045
» 1,0 0,03 0,035 0,04 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05
» 2,0 0,045 0,055 0,065 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
» 3,0 0,065 0,075 0,085 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12
» 4,0 0,085 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,12 0,14 0,16
» 5,0 0,12 0,14 0,16 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2
» 6,0 0,14 0,16 0,18 — — — — — —
» 7,0 0,16 0,18 0,2 — — — — — —
» 8,0 0,18 0,2 0,25 — — — — — —
» 9,0 0,20 0,25 0,3 — — — — — —
» 10,0 0,25 0,3 0,35 — — — — — —
Таблица 27
Допуски на размеры пуансонов и матриц
Толщина матери- ала в лии Допуски в зависимости от размеров (в мм)
до 10 10—50 50—100 100—150 150—200
матрица пуансон ! матрица пуансон матрица пуансон матрица пуансон матрица пуансон
0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,5 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 0,018 0,020 0,025 0,004 0,006 0,007 0,008 0,009 0,010 0,012 0,014 0,017 0,008 0,011 0,015 0,017 0,022 0,025 0,029 0,032 0,042 0,005 0,007 0,010 0,012 0,014 0,017 0,019 0,021 0,026 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,045 0,050 0,007 0,010 0,014 0,017 0,020 0,024 0,027 0,030 0,034 0,015 0,022 0,030 0,037 0,045 0,057 0,070 0,080 0,090 0,008 0,015 0,020 0,025 0,030 0,036 0,046 0,054 0,060 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,010 0,020 0,027 0,033 0,040 0,053 0,070 0,080 0,093
36
Продолжение табл. 27
Допуски в зависимости от размеров (в мм)
Толщина матери- ала в мм До 10 10- -50 50- 100 100- -150 150- -200
сВ э* а ь О £ сВ а В & К о о к сВ я- в. О о В я я а в £• гансон Я а в & В © о В я
§ В г С в S в 2 в
3,0 0,030 0,020 0,055 0,040 0,060 0,040 0,100 0,070 0,16 0,100
4,0 0,035 0,023 0,067 0,045 0,080 0,053 0,120 0,080 0,18 0,120
5,0 0,040 0,027 0,075 0,050 0,090 0,060 0,140 0,093 0,20 0,130
6,0 0,045 0,030 0,082 0,055 0,100 0,070 0,160 0,100 0,22 0,150
8,0 0,050 0,034 0,090 0,060 0,120 0,080 0,180 0,120 0,24 0,160
10,0 0,060 0,040 0,110 0,075 0,140 0,100 0,200 0,130 0,26 0,180
В случае вырубки-пробивки штампами-просечками и пуансо-
нами с заостренными кромками усадка, как правило, мала и в рас-
чет не принимается.
Величина усадки целлулоида ввиду малости не принимается
во внимание.
Значения двусторонних зазоров между пуансонами и матри-
цами при вырубке-пробивке гетинакса даны в табл. 24; тексто-
лита, стеклотекстолита, асботекстолита, стекловолокнита —
в табл. 25; органического стекла, полиэтилена, фторопласта —
в табл. 26. Допуски на изготовление пуансонов и матриц приво-
дятся в табл. 27.
Расчет исполнительных размеров пуансонов и матриц
при штамповке-вырубке с нагревом
В процессе вырубки пластмасс с нагревом размеры деталей
зависят от температуры и естественной усадки. В случае вырубки
наружного контура (в связи со снятием упругой деформации)
размеры увеличиваются, а после остывания уменьшаются. В слу-
чае пробивки отверстий наблюдается однонаправленность влия-
ния отмеченных факторов на размеры обработки. Проведенными
работами установлено [4], что при вырубке наружные контуры
по своим размерам бывают больше, меньше или равны размерам
матрицы.
Исполнительные размеры матриц DM и пуансонов Dn при вы-
рубке-пробивке с нагревом можно рассчитать по следующим фор-
мулам-
DM = (ри- А + бкор)+Лл1;
Dn=fZ)K-|---у-]-6вН^_д ,
\ Z / an
87
где Snap — средняя величина усадки при вырубке с нагревом
пластмассы в мм;
— средняя величина усадки при пробивке с нагревом
пластмассы в мм.
По литературным данным *, средняя величина усадки при вы-
рубке наружного контура бндр находится по формуле
биар = AL — Ьу\
средняя величина усадки 6т при пробивке отверстий определяется
по формуле
беи = CL -j- бр,
где А и С — коэффициенты, характеризующие термическую
усадку;
L — размеры деталей или отверстий в мм;
бу — изменение размеров, зависящее от упругости пласт-
массы, в мм.
. Средние величины А, С, 8У при вырубке-пробивке деталей
из гетинакса и текстолита даны в табл. 28.
Таблица 28
Средние значения А, С и бр
Материал Толщина материала -В мм А с ®г/ В мм
1 0,0020 0,0025 0,030
1,5 0,0022 0,0030 0,050
Гетинакс 2,0 0,0025 0,0035 0,070
2,5 0,0027 0,0040 0,100
3,0 0,0030 0,0050 0,120
2,0 0,0020 0,0026 0,080
Текстолит 2,5 0,0025 0,0030 0,120
3,0 0,0028 0,0036 0,150
В случае вырубки-пробивки с нагревом пластмассы величина
упругой деформации примерно в 2 раза меньше, чем без нагрева.
Если при расчете пуансона средняя величина усадки бен полу-
чится меньше -у , исполнительный размер пуансона рассчиты-
вается по формуле
Dn = (Z)H4~ Л)-Дп •
* X е с и н Г. И. и Зоткин А. П. Штамповка слоистых пласти-
ков. ЛДНТП, 1957.
88
В случае вырубки-пробивки с подогревом пластмассы наиболь-
шие допускаемые зазоры можно увеличить на 20—30%.
Расчет исполнительных размеров штампов для штамповки
с подогревом органического стекла и других пластмасс рекомен-
дуется делать по формулам для слоистых пластмасс с уменьше-
нием значения 8V на 25—40%. Исполнительные размеры пуансо-
нов и матриц для штамповки в подогреваемых штампах опреде-
ляются аналогичным способом. Изменение размеров пуансонов
и матриц, вызванное подогревом, незначительно и в расчет не
принимается. Допуски на изготовление пуансонов и матриц и
значения зазоров берутся по таблицам, приведенным в литера-
туре [4].
Расчет межцентровых расстоянии
При штамповке без нагрева номинальные межосевые размеры
в штампах равняются номинальным межосевым размерам штам-
пуемых деталей с допуском. Следовательно,
L = I + Д,
где Ли/ — номинальные межосевые чертежные размеры штампа
и штампуемой детали;
Д — допуск на размер (по чертежу).
В случае штамповки с нагревом межосевые размеры опреде-
ляются по формуле
L = (/-|- Ь) ± Д,
где Ъ — припуск на усадку для межосевых размеров, Ъ = kl,
(к — коэффициент усадки, определяемый по табл. 29);
I — номинальный размер детали в мм.
Таблица 29
Значения коэффициента усадки k
Толщина материала В Л1Л1 Среднее значение коэффициента усадки h
для гетинакса "" гдля текстолита
1 0,0010 0,0007
2 0,0015 0,0010
3 0,0020 0,0015
Величины усадок для г термопластов (винйпласта, оргстекла,
полиэтилена) не установлены.
89
Допуски на расстояния между осями штампов рекомендуется
принимать исходя из допусков на межосевые размеры, указанные
в чертеже штампуемой детали, например:
Допуски на межосевой размер (по чертежу
детали) в мм
Допуски по чер-
тежу штампа
±0,1 и менее........................................ ± (0,04-*-0,05)
Свыше ±0,1 до ±0,2.................................... ± (0,05 4- 0,06)
Свыше ±0,2............................................ ± (0,07-*-0,1)
ФОРМОИЗМЕНЯЮЩИЕ ОПЕРАЦИИ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ
ПЛАСТМАСС
К формоизменяющим операциям при штамповке деталей и
изделий из пластмасс относятся гибка и отбортовка, а также фор-
мовка и вытяжка, рассмотренные ранее (см. стр. 48).
Получение изделий пространственной формы из пластмасс
основано на том, что пластмассы при нагревании делаются пла-
стичными и, как правило, переходят в высокоэластичное или
вязкотекучее состояние.
Технология формоизменяющих операций зависит от вида
пластических масс. Длительность формоизменяющих операций
термопластов практически не ограничена во времени, так как
при нагревании они продолжительное время могут находиться
в пластичном состоянии. Термореактивные пластмассы не обла-
дают таким свойством и их пластичность во времени уменьшается.
Причем чем выше температура нагрева, тем быстрее нужно осу-
ществлять их формоизменение.
К основным элементам технологических процессов формоиз-
менения относятся: температура, время, давление, необходимое
для пластического деформирования.
Технология формования пока еще не получила теоретического
обоснования, и технологические процессы приняты на основе
опыта заводов.
Процесс получения деталей посредством формоизменяющих
операций так же, как и при штамповке-вырубке, состоит из трех
основных этапов:
1) подготовки пластмассового материала к формованию (на-
грев);
2) собственно процесс формования;
3^ доделочные операции.
Гибка
Гибкой называется технологическая операция, выполняемая
с целью придания заготовке или изделию изогнутой формы по
заданному контуру. В процессе гибки слои материала, находя-
90
щиеся внутри угла изгиба (со стороны пуансона), испытывают
сжатие, укорачиваются в продольном направлении и растяги-
ваются в поперечном направлении. Слои материала, располо-
женные снаружи (со стороны матрицы), растягиваются и удли-
няются в продольном направлении и сжимаются в поперечном
направлении.
Гибка узких полос материала сопровождается значительным
изменением (искажением) формы поперечного сечения.
Положение нейтрального слоя при гибке пластмасс и других
неметаллических материалов в зависимости от радиуса гибки,
а также минимально допустимые радиусы гибки с точки зрения
прочности внутренних и наружных слоев материалов для листов
и труб, углы пружинения, зазоры и удельные давления пока не
установлены.
В современных условиях гибка применяется для изготовле-
ния из термопластов, слоистых пластиков и других неметалличе-
ских материалов в виде листов, труб и профилей деталей и изде-
лий простой формы с большим отношением радиуса гибки к тол-
щине материала или к диаметру труб.
Гибка слоистых пластмасс. Гибка применяется для слоистых
пластмасс толщиной до 2—3 мм. Более положительные резуль-
таты получаются в случае применения неполностью отвержденных
пластмасс (отпрессованных при сокращенной технологической
выдержке) или пластмасс, полученных на основе термореактивных
смол, модифицированных термопластичными или пластифици-
рующими добавками (полиамидами, эфирами целлюлозы, пласти-
фикаторами). Для улучшения процесса гибки наполнитель слои-
стых пластмасс должен иметь хорошие пластические свойства.
Поэтому для текстолитов и стеклотекстолитов в качестве напол-
нителей рекомендуется применять редкие ткани. Более редкая
ткань во время нагрева будет иметь более высокую пластичность:
при нагреве волокна ткани могут раздвигаться в смоле, частично
находящейся в пластическом состоянии.
Методы нагрева слоистых пластмасс, подвергающихся гибке,
зависят от масштабов производства. Нагрев производится в лабо-
раторных термостатах, специальных печах с обогревом паром,
газом или электричеством. В последнее время получили примене-
ние радиационные установки со стальными или керамическими
экранами, нагреваемыми горящим газом. Режимы нагрева слои-
стых пластмасс толщиной 2—3 мм даны в табл. 30.
В качестве оборудования для гибки пластмассовых деталей
применяются винтовые, гидравлические или фрикционные
прессы.
Удельное давление гибки определяется на основе практиче-
ских опытов и находится (в среднем) в пределах 0,4—0,5 кПсм2.
При гибке простых профилей и уголков зазоры должны быть на
10—15% больше толщины пластмассового материала.
91
Таблица 30
Режимы нагрева слоистых пластмасс толщиной 2—3 мм
Вид слоистых пластмасс Температура нагрева в °C Длительность нагрева в мин 1мм
Текстолиты 130—150 1,5-2
Стеклотекстолиты 140—160 2-2,5
Гетинаксы (неполностью отвержденные) 140—150 2—2,8
Стекловолокниты АГ-4 (неполностью от- вержденные) 170—180 2—2,5
Для гибки слоистых пластмасс применяются простые приспо-
собления из металла, цинковых сплавов, пластмасс, дерева,
песочно-клеевой массы (ПСК).
Детали после гибки рекомендуется хранить в специальных
шаблонах под давлением. Этим достигается снижение величины
пружинения.
Гибка термопластов. Успешное осуществление процесса гибки
заготовок из термопластов (органического стекла, полиэтилена,
винипласта, целлулоида и др.) зависит от теплового режима,
скорости нагрева, культуры производства.
Для нагрева органического стекла применяется то же обору-
дование, что и для нагрева слоистых пластиков. До нагрева орга-
ническое стекло очищается от пыли, бумаги и следов клея промыв-
кой водой с мылом и протирается сырой чистой тряпкой. Чистку
сухой тряпкой производить нельзя: при сухом трении на поверх-
ности органического стекла образуется статическое электриче-
ство и под его воздействием листы органического стекла начнут
притягивать пыль.
Заготовки из органического стекла рекомендуется в нагрева-
тельных камерах располагать на сетки и противни, предвари-
тельно покрытые гофрированной бумагой, или развешивать на
крючки.
Процесс нагрева заготовок из полиэтилена, винипласта, цел-
лулоида осуществляется аналогично процессу нагрева органи-
ческого стекла.
Винипласт имеет низкую теплопроводность. Поэтому он нагре-
вается медленнее, иначе возможен перегрев. Нагрев винипласта
и материалов на его основе производится из расчета 3—5 мин
на 1 мм толщины.
В связи с высокой горючестью целлулоида его рекомендуется
нагревать в водяных банях.
Режимы нагрева термопластов для гибки приведены в табл. 31.
92
Таблица 31
Режимы иагрева термопластов перед гибкой [4J
Вид пластмассового материала Температура в °C Продолжи- тельность нагрева в мин/мм
Органическое стекло 105—120 2-3
Винипласт толщиной до 5 мм 130—150 3-5
Целлулоид 80-90 —
Полиэтилен 100—110 2-4
Применять более низкие (чем указано в табл. 31) температуры
нагрева нельзя, иначе в процессе гибки могут появиться большие
внутренние напряжения, вызывающие трещины и разрывы мате-
риала. Не следует применять и более высокие температуры на-
грева по сравнению с табличными, так как в этом случае начнется
разложение смол пластмасс и выделение летучих веществ.
Винипласт при температуре более 150° С расслаивается на
отдельные слои; кроме того, необходимо иметь в виду, что усадка
винипласта в процессе остывания вдоль и поперек листа будет
неравномерной (табл. 32).
Таблица 32
Усадка винипласта вдоль и поперек листа (в %)
Вид усадки Усадка в зависимости от температуры нагрева в °C
120 140 150
Вдоль листа 1,3-1,8 2,1—2,8 2,2—3,5
Поперек листа 0,4—1,4 1,9-2,8 1,2—2,0
Для гибки термопластов необходимы небольшие усилия, при
этом используются простые приспособления.
Органическое стекло при нагреве до температуры 110—115° С
изгибается под действием своего веса и лишь калибруется пуан-
соном.
При гибке из винипласта и полиэтилена трубопроводов исполь-
зуются такие же способы, как и при гибке металлических труб.
После нагрева пластмассовые трубопроводы размещаются между
штырьками-шаблонов. Иногда производится и местный нагрев
горячим воздухом.
Эбонит подвергается гибке при нагреве до 60—70° С.
Большие трудности возникают при гибке (и формовке) деталей
и изделий из фторопласта. Фторопласт имеет высокую пластич-
93
ность. Однако в связи с большой его упругостью гибка и формовка
фторопласта при обычной температуре неосуществима, так как
материал возвращается в исходное состояние — принимает преж-
нюю форму.
Поэтому для изготовления деталей заданной формы и каче-
ства используется несколько технологических операций. Вначале
заготовка подвергается гибке или формовке без подогрева под
большим давлением для перевода фторопласта в состояние хладо-
текучести. После этого заготовку со штампом нагревают до 120—
130° С. При этой температуре модуль упругости листового фторо-
пласта значительно снижается (более чем в 3 раза), а остаточная
деформация существенно повышается, обеспечивая возможность
последующего формования. Затем следует охлаждение заготовки
со штампом до 50—60° С и заготовки устанавливаются (поме-
щаются) в калибровочные приспособления.
Отбортовка
Операция отбортовки состоит в образовании разнообразных
по форме бортов в плоских или полых деталях и изделиях с за-
ранее пробитыми отверстиями, предназначенных для выполнения
сварки патрубков, различных выводов, трубопроводов и т. п.
Обычно отбортовка используется для деталей и изделий из
винипласта и материала СНП, применяемых при изготовлении
химически стойкого оборудования.
Степень деформации, возникающей в процессе отбортовки,
характеризуется коэффициентом отбортовки Ко, т. е. отношением
диаметра отверстия заготовки Do к диаметру борта De
Процесс отбортовки пластмасс и упругих неметаллических
материалов является неизученным. Предельные и допустимые
величины коэффициента отбортовки Ко не установлены. Для вини-
пласта принято, что отбортовку отверстий можно производить
при Ко = 0,5—0,7 при малых скоростях деформирования (0,2—
0,3 м!сек) и без подогрева материала заготовки.
Инструмент, применяемый для отбортовки пластмасс, ана-
логичен инструменту, предназначенному для отбортовки металли-
ческих заготовок.
В процессе отбортовки заготовок из винипласта, СНП и дру-
гих пластмасс наблюдается изменение цвета материала.
Отверстия, отбортованные в термопластах, имеют большую
овальность. Изменение величины номинального диаметра отвер-
стия в двух взаимно перпендикулярных направлениях дости-
гает 20—25%.
Глава II
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ РЕЗАНИЕМ
6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ
ПЛАСТМАСС РЕЗАНИЕМ
Наибольшее значение обработка пластмасс резанием имеет
при изготовлении деталей из слоистых и листовых материалов.
Она применяется в основном для достижения требуемой точности
размеров пластмассовых заготовок, полученных прессованием,
пресс-литьем, литьем под давлением и т. д., а также при зачистке
пластмассовых деталей на металлорежущих станках: токарных,
фрезерных, сверлильных и др.
Большинство пластмасс хорошо обрабатывается резанием —
точением, фрезерованием, строганием, сверлением, шлифова-
нием и т. д.
Низкое сопротивление пластмасс резанию обусловливает воз-
можность применения высоких скоростей резания. Однако ско-
ростное резание не используется в достаточной степени в связи
с низкой теплопроводностью пластмасс — интенсивным нагре-
ванием инструмента, размягчением термопластов и возможным
обугливанием термореактивных пластмасс.
Стойкость режущего инструмента различна в зависимости
от типа обрабатываемой пластмассы. Так, имеет место небольшой
износ при резании пластмасс типа органического стекла и интен-
сивный износ и затупление его при обработке слоистых пластмасс
и пластмасс со стеклянными и другими подобными наполнителями
с высокими абразивными свойствами.
Важным средством повышения производительности и точности
обработки пластмассовых деталей является использование раз-
личных зажимных приспособлений и кондукторов (для закрепле-
ния пластмассовых деталей), оборудованных в случае не-
обходимости мягкими прокладками из фланели, резины и других
материалов.
95
7. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ПЛАСТМАСС
К основным операциям, получившим применение при обра-
ботке пластмасс резанием, относятся: разрезка, точение, фрезе-
рование, строгание, сверление, развертывание, нарезание резьбы,
шлифование и полирование.
Заготовками для изготовления пластмассовых дета-
лей механической обработкой обычно являются прутки,
трубы, листы и специальные профили. В случае отсутствия заго-
товок нужного размера и профиля, например из гетинакса, тек-
столита, органического стекла и других пластических масс, они
могут быть изготовлены на месте склеиванием нескольких листов
или плит клеями БФ-2, БФ-4, карбинольным, ’полистироловым
и др., в зависимости от марки пластмасс.
Оборудованием для механической обработки пласт-
масс служат обычные металлорежущие и деревообрабатывающие
станки, а в условиях массового производства — автоматы и полу-
автоматы. Высокую производительность можно достигнуть на
специализированном оборудовании, автоматах и полуавтоматах.
Однако такое оборудование применяется пока недостаточно.
РАСПИЛИВАНИЕ (РАЗРЕЗКА)
Распиливание (разрезка) применяется для изготовления заго-
товок или деталей из листовых, блочных и слоистых пластмасс,
из пластмассовых прутков, стержней и труб. Распиливание
используется для получения плоских дисков, прямоугольных
или цилиндрических заготовок и деталей, выполняемых, как
правило, по разметке. При этом листовое органическое стекло
необходимо размечать по специальному шаблону простым ка-
рандашом (листы органического стекла при выпуске обычно
оклеиваются бумагой). Для разметки органического стекла, не
оклеенного бумагой, применяют специальную чертилку. Раз-
метка производится по шаблону или без шаблона в соответствии
с размерами чертежа с припуском на обработку до 2 мм. Для
разметки применяются и масштабные линейки.
Для разметочных шаблонов применяются фанера, тонкий
металл, листовые термопласты. Острые и шероховатые кромки
аккуратно зачищаются. Металлические шаблоны должны иметь
гладкие, отполированные поверхности. В случае необходимости
они обтягиваются фланелью.
Разметку заготовок и деталей из органического стекла во избе-
жание их повреждения нужно производить на столе, обтянутом
байкой, фланелью или другим мягким материалом. Разметка
листов винипласта, ударопрочного полистирола (СНП) и других
листовых непрозрачных пластмасс может выполняться без этой
предосторожности.
96
Распиливание пластмасс производится механическим спосо-
бом дисковыми, ленточными и другими пилами и ручным спосо-
бом — слесарной ножовкой для металла, лучковой (столярного
типа) пидой, специальным ручным резаком по линешее и др.
Оборудование и инструменты для распиливания имеют боль-
шое сходство с применяемыми для соответствующей обработки
металла и дерева.
Для разрезки листового органического стекла часто исполь-
зуется специальный ручной резак, изготовляемый из куска по-
лотна ленточной пилы толщиной до 1 мм. Конец его остро зата-
чивается и им на листе делается глубокая канавка; для листа тол-
щиной 5—6 мм глубина канавки составляет 1—2 мм. После
этого лист разламывается. Получается ровная поверхность
(кромки) излома.
В условиях серийного и массового производства, где пере-
рабатывается большое количество листовых термопластов, реко-
мендуется применять механическое распиливание дисковыми
или ленточными пилами; подобные пилы используются при обра-
ботке дерева и цветных металлов.
Пилы применяются с мелким зубом и высотой не более 4 мм
с шагом не более 3—5 мм и небольшой разводкой.
Пилы для распиливания пластмасс выбираются с учетом
физико-механических свойств разрезаемых пластмасс и размеров,
в первую очередь толщины заготовки. С увеличением толщины
пластмассы нужно применять пилу большего диаметра.
Хорошее качество распиливания листовых термопластов, на-
пример органического стекла, достигается в случае применения
пилы, имеющей 2,5—3,5 зуба на 10 мм полотна.
Распиливание листовых термопластов толщиной 3—15 мм
производится дисковой пилой с диаметром диска 150—350 мм
и толщиной диска 2—3 мм. Диск должен быть плотно установлен
на шпиндель станка или электродвигателя. Биение пилы не до-
пускается. Дисковые пилы при работе нужно смазывать маслом
или охлаждать сжатым воздухом.
Чистая поверхность среза получается в случае применения
пил, используемых для чистового распиливания древесины.
Для разрезки листовых термопластов дисковой пилой листы
помещаются на стол станка. Подача листа ручная.
Для распиливания целлюлозных пластмасс и полистирола
применяются также дисковые пилы.
Распиливание листов из ацетилцеллюлозы производится ди-
сковой пилой, у которой зубья в направлении к центру выпол-
няются более тонкими. При толщине листов меньше 10 мм зубья
пилы не разводятся. При толщине листов 10 мм и более зубья
пилы могут быть немного разведены. Высокое качество распили-
вания достигается в случае применения дисковых пил диаметром
250—350 мм с числом зубьев 1,5—2,5 на 10 мм полотна пилы.
7 Заказ 886.
97
Для распиливания полистирола толщиной более 25 мм реко-
мендуется применять дисковые пилы, имеющие 4 зуба на 10 мм
полотна, показывающие высокую стойкость.
Распиливание листовых термопластов, в том числе и по криво-
линейному контуру, толщиной свыше 15 мм рекомендуется про-
изводить на ленточной пиле ЛС-80.
Распиливание листов и деталей значительной толщины обычно
производится ленточными пилами. Они лучше отводят и рассеи-
вают тепло, чем дисковые и цилиндрические пилы. Оптимальная
толщина материала определяется опытным путем. Так же опре-
деляются скорости резания и подачи, от значения которых зави-
сит чистота поверхности.
Циркульные пилы не нашли широкого применения для распи-
ливания листовых термопластов. В случае их применения зубья
пил для предотвращения заедания должны иметь поднутрения.
Распиливание слоистых пластиков с наполнителем в виде
хлопчатобумажной ткани производится стандартными стальными
пилами (фрезами). Грубое распиливание или обрезку кромок
слоистых пластиков можно производить пилами с разведенными
зубьями. Для распиливания слоистых пластиков с бумажным
наполнителем зубья пил не разводятся.
Распиливание слоистых пластмасс рекомендуется производить
стандартными ленточными пилами толщиной 1—1,5 мм при
ширине ленты 10—25 мм.
Полотна ленточных пил выбираются с учетом качества и вида
разреза (распила). Для длинных прямых контуров необходимо
применять широкие (более жесткие) полотна, для выпиливания
сложных криволинейных контуров — узкие «лобзиковые» по-
лотна, которые должны иметь развод.
Более высокую стойкость показали ленточные пилы, исполь-
зуемые для распиливания металла, которые и рекомендуются
для длительной работы по распиливанию пластмасс.
Пилы с мелкими зубьями без развода в случае применения
малой подачи дают возможность получить чистую гладкую по-
верхность. Пилы с крупными зубьями и небольшим разводом
могут работать с большой подачей, но при этом получается шеро-
ховатая поверхность распила.
Для распиливания длинных листов или заготовок толщиной
свыше 25 мм применяют ленточные пилы с шириной полотна
22—28 мм.
Распиливание тонких деталей или толстых заготовок и дета-
лей с малой подачей можно производить без смазки.
Для предотвращения выкрашивания, достижения высокой
чистоты поверхности распила, а также во избежание заедания пил
в качестве смазки используются мыло или технические масла.
При этом необходимо предусмотреть защиту оборудования от воз-
можной коррозии.
98
Для очистки пил от клейких отложений и других загрязне-
ний их необходимо время от времени погружать в толуол или
другие органические растворители.
В случае длительной непрерывной работы (распиливание слои-
стых пластиков) пилы нужно затачивать (на специальных станках-
автоматах) после каждых 30 мин работы.
Для разрезки и отрезки стержней, трубок, профилей из слои-
стых и термореактивных пластмасс применяются и абразивные
разрезные круги, обеспечивающие чистую кромку распила, но
требующие применения сильного охлаждения, что ограничивает
их использование для продолжительного распиливания.
Абразивные круги дают лучшие (по сравнению с другими
инструментами) результаты при разрезке слоистых пластиков
со стеклянным волокном и большинства пластмасс с асбестовым
наполнителем.
Разрезку пластмасс толщиной до 25 мм следует производить
корундовым кругом диаметром 300 мм, толщиной 4 мм с зерни-
стостью 50. Для разрезки пластмасс толщиной 25 мм и более
можно применять карборундовый круг (со стальной втулкой)
диаметром 350 мм, толщиной 6 мм с зернистостью 24.
Тонкие листовые пластмассы разрезаются ручными ножни-
цами, предназначенными для листового металла. Более рацио-
нально применять для этой цели гильотинные ножницы с меха-
ническим приводом или другие ножницы, используемые для раз-
резки металлов. Однако зазор между лезвиями ножниц не должен
превышать 0,1—0,2 мм\ лист у линии реза необходимо плотно
прижимать к столу. Задний угол режущей кррмки ножа гильотин-
ных ножниц должен составлять 30°. Для разрезки полистирола,
Таблица 33
Допустимые значения толщины листов слоистых пластмасс
для чистой разрезки гильотинными ножницами
Типы слоистых пластиков Допустимая толщина в мм (не более)
без предваритель- ного разогрева с предварительным разогревом
Гетинакс марки В 0,8 0,8
Гетинакс специальный штамповоч- ный 1,5 5,0
Текстолиты:
ткань плотная 1,5 3,0
ткань средней плотности 0,8 3,0
ткань тонкая 0,8 3,0
Асботекстолит 1,5 3,0
Стеклотекстолит 3,0 9,0
7*
99
Режимы резания
Обрабатываемый материал Режущий инструмент Подача в м[мин
Фенопласты общего назначения Дисковые абразивные круги 0,6
Аминопласты (1, К-77-51, К-78-54) 0,6
Поливинилхлорид Дисковые пилы 1,0—1,5
Ленточные пилы 0,7—1,5
Дисковые фрезы 0,01—0,03 мм/зуб
Волокнит Дисковые фрезы Абразивные круги 0,1—0,3 мм/зуб 0,4—0,5
Текстолиты поделоч- ные и металлургиче- ский Ленточные и дисковые пилы 0,8—1,2
Дисковые фрезы твердо- сплавные 0,2—0,5.
Абразивные круги 0,6
Стеклотекстолиты типа КАСТ Ленточные и дисковые пилы твердосплавные 0,05—0,25
Абразивные карборун- довые ДИСКИ 0,3—0,6
Гетинаксы Твердосплавные диско- вые пилы 0,5—0,7
Полиамиды Ленточные пилы 0,4—0,6
Отрезные резцы 0,05—0,10 мм/об
Полиэтилены ВД (листы, профили) Гильотинные ножницы —
Ленточные и дисковые пилы 0,6—0,8
Полистирол блочный Ленточные и дисковые пилы 0,3—1,0
Дисковые фрезы 0,2—0,5
Полиметилметакри- лат Ленточные и дисковые пилы 0,5—0,7 0,05—0,07 мм/зуб
100
Таблица 34
при разрезке пластмасс
Скорость резания в м / мин Охлаждение при резании Примечание
45—60 5-процентним раство- ром эмульсола в воде Указана скорость круга
40-50 Глубина резания 0,01— 0,2 -и*
1500-2000 5-процентным раство- ром эмульсола в воде (5—10 л/мин) Шаг зубьев 3—4 мм, раз- вод зубьев 0,5 толщины пилы в каждую сторону
500—700
800—1200
250—500 45—60 Сжатым воздухом Указана скорость круга
300—700 Шаг зубьев 4—7 мм, развод зубьев по 0,5 мм на сторон}7
200—450
45-50 Указана скорость круга
1000—1500 Сжатым воздухом; как исключение допускается охлаждение водой Возможно применение ди- сковых твердосплавных фрез
2500—3000
1000—1200 Сжатым воздухом Зубья из сплава ВК8
200—300 Зубья пилы смазывать мас- лом
250—400
— Шаг зубьев пилы 3—4 мм, развод зубьев по 0,5 мм на сторону
2500—2600
300—600 5-процентным раство- ром эмульсола в воде Шаг зубьев пилы 3—6 мм, развод зубьев по 0,5 мм на сторону
200—300
800—1200 700—800 Сжатым воздухом; как исключение допускается охлаждение водой Шаг зубьев 2—2,5 мм, раз- вод зубьев по 0,5 мм на сто- рону
101
органического стекла и других пластмасс, отличающихся жест-
костью и хрупкостью, ножницы не применяются.
Максимально допустимые значения толщины листов слои-
стых пластмасс на основе фенолоформальдегидной смолы для
чистой разрезки гильотинными ножницами приведены в
табл. 33.
В целях устранения недостатков при резке толстых листов
(неровности на линии реза, выкрашивания, вырыв материала,
смятие кромок и т. п.) гетинакса, текстолита и других слоистых
пластиков их предварительно нагревают до температуры 120—
130° С.
Предварительно нагретые листовые термопластичные мате-
риалы размягчаются и при разрезке кромки реза немного сми-
наются. Поэтому с одной стороны края листов будут вмятыми,
а с другой выпуклыми. Получить одновременно чистый рез и ров-
ную кромку листа при разрезке толстых листов не удается.
Разрезка листовых и слоистых пластмасс производится с точ-
ностью ±1,5 мм при длине заготовок до 125 мм. При увеличе-
нии длины заготовки допуски на размеры повышаются.
Для раскроя листовых пластмасс рекомендуется применять
круглые пилы с зубьями, оснащенными пластинками твердого
сплава.
Для разрезки стеклотекстолита, текстолита и асботекстолита
рекомендуется применять карборундовые абразивные круги диа-
метром 300—350 мм, толщиной 3—6 мм. Органическое стекло,
винипласт, фторопласт и другие листовые термопласты и пено-
пласты можно разрезать (раскраивать) на круглопильных
и ленточнопильных станках деревообрабатывающим инструмен-
том.
Режимы резания при разрезке пластмасс приведены в табл. 34.
ТОЧЕНИЕ
Точение пластмассовых деталей производится на быстроход-
ных токарных и револьверных станках, применяемых для обра-
ботки металлов. В качестве режущего инструмента используются
резцы из быстрорежущей стали или резцы, оснащенные пластин-
ками твердого сплава.
Геометрия заточки резцов несколько иная, чем у токарных
резцов для обработки металлов.
Во избежание сколов на кромках деталей рекомендуется на
заготовках делать фаски со стороны выхода инструмента или об-
рабатывать детали, собранные в пакет.
Хорошо и довольно часто обрабатываются точением некоторые
термопласты: винипласт, органическое стекло, полиэтилен, фто-
ропласт, литые термореактивные пластмассы и слоистые пластики
в виде блоков, стержней, труб.
102
Для точения блочных стержневых и литых заготовок из пласт-
масс и цилиндрических деталей применяются обычные токарные
станки простой конструкции с цанговым зажимом, оснащенные
комплектом различных зажимных цанг. Обработка пластмассо-
вых деталей точением производится обычно на больших ско-
ростях и небольших подачах, обеспечивающих снятие тонких
стружек.
При обработке термопластов может быть применено жидкост-
ное охлаждение (эмульсия или вода). Термореактивные пласт-
массы — гетинакс, текстолит, волокнит, кордоволокнит и т. п. —
обрабатываются с охлаждением сжатым воздухом или без охла-
ждения.
Для точения термопластов применяются резцы из инструмен-
тальных углеродистой и быстрорежущей сталей.
Геометрия заточки резцов: передний угол у до 15—20°, зад-
ний угол а до 20°, угол в плане ф = 45°, угол наклона главной
режущей кромки А = 0°.
Для точения термореактивных пластмасс применяются резцы
из быстрорежущей стали и резцы с пластинками твердого сплава.
Геометрия заточки резцов: передний угол у обычно соста-
вляет 10—20°, задний угол а — 10—20° (и до 30°), угол в плане
Ф = 45°, угол А = 0°.
Режимы резания и стойкость резцов при точении пластмасс
приведены в табл. 35.
ФРЕЗЕРОВАНИЕ
Фрезерование обычно применяется при изготовлении деталей
из блочных термопластов и слоистых пластиков на основе различ-
ных смол. Иногда фрезерование используется для дополнитель-
ной обработки сложных контуров деталей, полученных формова-
нием из прессовочных или литьевых пластмасс.
Фрезерование рекомендуется производить на быстроходных
фрезерных металлообрабатывающих и деревообрабатывающих
станках. В условиях массового производства для фрезерования
однотипных пластмассовых деталей целесообразно применять
специальные операционные фрезерные станки. Оборудование
должно иметь пылеотсасывающую вентиляцию.
В процессе фрезерования необходимо учитывать следующее:
1) обрабатываемая деталь должна быть плотно прижата
к опорной базе и жестко закреплена на станке и в приспособле-
нии;
2) обрабатываемый участок детали должен полностью при-
легать к базовой (опорной) поверхности приспособления;
3) во Избежание расслаивания пластмасс (гетинакс, тексто-
лит и т. п.) направление подачи должно совпадать с направлением
вращения фрезы (попутное фрезерование);
103
Режимы резания и стойкость
Обрабатываемый материал Стойкость инструмен- та в мин Глубина резания в ММ Подача в мм/об Скорость резания в м/мин
фенопласты общего назначения 30-90 60—180 120—480 1,5-3,0 0,5—1,5 0,08-0,25 400—600 600—800
Аминопласты (1, К-77-51, К-78-54) 30—90 60—180 120—480 1,5—3,0 0,5—1,0 0,05-0,15^. 200—400 500—600
Поливинилхлорид 20-60 60—120 120—360 2,0—10,0 0,5—1,0 0,4—0,5 0,1—0,2 100—250 250—350
Волокнит 60-90 90—180 180—480 3,0—5,0 1,0-2,5 0,1—0,2 0,05—0,1 300—400 500—600
Текстолиты поделоч- ные и металлургический 30—60 60—90 90—180 3,0-5,0 0,5—1,0 04—0,5 0,08—0,2 80—160 170—300
Стеклотекстолиты ти- па КАСТ 15—30 30-60 60—120 2,0—4,0 0,5—2,0 04-0,2 0,06—0,1 90—100 120—150
Гетинаксы 30—60 60—90 ПЛ ЛОЛ i)\J J.UXJ 2,0—3,0 0,5—2,0 0,20—0,35 0,10—0,15 180—240 240—300
Полиамиды 15—30 30—90 90—120 2,0—4,0 1,0—2,0 0,2—0,5 04—0,2 100—200 200—250
104
Таблица 35
резцов ири точении пластмасс
Чистота обработки Охлаждение при резании Примечание
V4-V5 \75—\7б Сжатым воздухом При точении фенопластов с порошкообразным наполните- лем величина подачи 0,1 мм/об ।
V5—V6 —
V6-V7 Сжатым воздухом; 5-про- центным эмульсолом Подачи менее 0,2 мм/об не- желательны (плохой отвод стружки)
V5-V7 Сжатым воздухом Скорость резания ограничи- вается прижогами и задирами
V4—V6 —
V4—V6 Сжатым воздухом; допусти- мо использование воды Рабочее место снабжать вы- тяжной вентиляцией
V5-V7 Сжатым воздухом Скорость резания ограничи- вается вследствие скалывания материала
V7—V8 Сжатым воздухом, водой Необходимо обеспечить хо- роший отвод стружки
105
Обрабатываемый материал Стойкость инструмента в мин Глубина резания В Л1.Н Подача в мм / об Скорость резания в м/мин
Полиэтилены ВД (ли- сты, профили) 30—60 60—120 120—240 3,0—5,0 0,5—3,0 0,5—1,0 0,1—0,2 500—700 700—1000
Полистирол блочный 60—90 90—180 180—360 1,5—4,0 0,5—1,5 0,1—0,2 0,02—0,08 50—100 100—200
Полиметилметакрилат 30—90 60—120 120—360 1,5—3,0 0,5—1,5 0,1—0,2 0,05—0,1 75—100 100—150
Примечания:
1. Стойкость инструмента дана соответственно для работы на универсальных
винилхлорида, волокнита, текстолита, стеклотекстолита и гетинаксов использовался
полистирола и полиметилметакрилата —инструмент из быстрорежущей стали Р18.
2. В числителе приводятся данные для черновых проходов, в знаменателе — для
4) при фрезеровании слоистых пластмасс необходимо обращать
внимание на то, чтобы при входе и выходе фрезы слои пласт-
массы не разрывались (не лохматились).
Фрезерование пластмасс рекомендуется производить фрезами
со спиральным зубом, одна из которых представлена на рис. 40.
Конструкция и геометрия заточки фрез принимаются с учетом
обрабатываемой пластмассы, режима резания, конструкции
детали.
Фрезы из инструментальной углеродистой стали можно при-
менять для фрезерования деталей из термопластичных материалов,
а фрезы из быстрорежущей стали и фрезы, оснащенные пластин-
ками твердого сплава, необходимо применять для фрезерования
деталей из термореактивных пластмасс.
Для дополнительной обработки фрезерованием деталей из
прессовочных или литьевых пластмасс используются фрезы со
следующими углами заточки: у = 10—15°; а = 10—25°. Приме-
няются фрезы и с отрицательным передним углом, т. е. — у.
При фрезеровании термопластов можно применять охлаждение
эмульсией. Для охлаждения инструмента при фрезеровании термо-
реактивных пластмасс рекомендуется применять сжатый
воздух.
106
Продолжение табл. 35
Чистота обработки Охлаждение при резании Примечание
V6—V7 Сжатым воздухом Необходимо обеспечить хо- роший отвод стружки
V7—V8 5-процентным водным рас- твором эмульсола —
V6—V7 Сжатым воздухом; охлажда- ющей жидкостью Материал весьма чувствите- лен к надрезам
станках, полуавтоматах и автоматах. При обработке фенопластов, аминопластов, поли-
твердосплавной инструмент (ВК6 и ВК8), при обработке полиамидов, полиэтиленов,
чистовых проходов.
Для фрезерования всех марок слоистых пластиков и, в пер-
вую очередь, слоистых пластиков со стекловолокнистыми и асбе-
стовыми наполнителями можно применять фрезы, оснащенные
пластинками твердых сплавов ВК6
или ВК8 (рис. 41), с передним уг-
лом у = 8—12°.
Рис. 41. Твердосплавная фреза
для обработки пластмасс
Рис. 40. Фреза для обработки пласт-
массовых деталей
Для обработки термопластичных листовых материалов можно
применять и фуговочные деревообрабатывающие станки. Для
фрезерования торцов и фасонного фрезерования по копиру реко-
мендуются концевые многозубые быстрорежущие фрезы со сле-
дующими углами: у до 20°; а = 10—15°.
107
Режимы резания при фрезе
Обрабатываемый материал Стойкость инструмен- та в мин Глубина резания в мм Подача в мм! зуб Скорость резания В MfMUH
Фенопласты общего назначения 30—60 5—7 0,4—0,8 0,1—0,25 150—250 250—350
60—150 2-3
Аминопласты К-77-51, К-78-54 30—60 5-7 0,4—0,8 0,1—0,25 150—250 250—350
60—150 3—5
Поливинилхлорид 90—120 8—12 1,0—2,0 0,5-1,0 300—550 600—800
120—180 3-8
Волокнит 60—120 5—7 0,2—0,3 0,08—0,15 150—200 200—350
120—150 2-4
Текстолиты поде лон- ные и металлургический 60—120 6-8 0,3—0,4 0,1—0,2 100—200 200—350
120—150 3-5
Стеклотекстолиты ти- па КАСТ 30—90 3-5 0,10—0,15 0,05—0,1 200—300 350—500
90—120 1—2
Гетинаксы 60—120 2-4 0,10—0,25 0,08—0,1 100—120 140—180
120—150 1—2
Полиамиды 60-120 3—5 0,2-0,25 0,05—0,15 100—140 150—180
120—180 1—2
108
Таблица 36
ровании некоторых пластмасс
Чистота обработки Охлаждение при резании Примечание
V6-V7 Воздухом Подача в направлении вра- щения фрезы
V6-V7 —
V5-V7 Фрезеровать без толчков и ударов
v5—V6 —
V6-V7 Высокое пылеобразование
V5—V6 Воздухом; допускается при- менение воды Рабочее место снабжать ин- дивидуальным отсосом пыли
V6—V7 Воздухом —
V6-V7 Скорость резания ограничи- вается вследствие оплавления кромок реза
109
Обрабатываемый материал Стойкость инструмен- та в мин Глубина резания в ММ Подача в мм/зуб Скорость резания в м / мин
Полиэтилены ВД (ли- сты, профили) 60—120 3-5 0,25—0,30 0,08—0,2 400-600 700—1000
120—180 1-2
Полистирол блочный 60—120 3-5 0,3—0,5 0,08—0,2 150—200 250—400
120—180 1—2
Полиметилметакрилат 60—120 3—5 0,08—0,1 0,03—0,05 125—150 180—300
120—180 1—2
Примечания:
1. Стойкость инструмента дана соответственно для работы на универсальных
использовался твердосплавной инструмент (ВК6, КВ8), при обработке поливинилхло-
полиметилметакрилата — инструмент из быстрорежущей стали Р18.
2. В числителе приводятся данные для черновых проходов, в знаменателе — для
Операции по обрезке кромок, прорезке пазов и шипов, вырезке
уступов и скашиванию кромок могут выполняться на вертикаль-
ном ручном фрезерном станке.
У фрез, применяемых для фрезерования пазов и канавок
в термореактивных и термопластичных материалах, режущие
кромки необходимо затачивать по торцу. Такая заточка снижает
трение и предотвращает подгорание или оплавление поверхностных
слоев материала детали. Режущие кромки рекомендуется
несколько закруглять, чтобы не допустить концентрации напря-
жений на участках резких переходов сечений пазов и канавок.
Режимы резания при фрезеровании некоторых пластмасс и
стойкость фрез приведены в табл. 36.
СТРОГАНИЕ
Строгание пластмассовых заготовок и деталей производится
на строгальных металлорежущих, преимущественно поперечно-
строгальных, станках. В случае обработки деталей больших раз-
меров применяются и продольнострогальные станки.
Строгание листовых термопластов рекомендуется производить
со скоростью v = 15—25 м!мин и глубиной резания t до 5—6 мм.
110
Продолжение табл. 36
Чистота обработки Охлаждение при резании Примечание
V6—V7 Воздухом Применять фрезы со спи- ральным зубом
V5—V7 Воздухом; 5-процентным раствором эмульсола —
V6—V8 Воздухом Вращение инструмента на- правлять против движения подачи
станках и полуавтоматах. При обработке фенопластов, аминопластов, стеклотекстолита рида, волокнита, текстолитов, гетинаксов, полиамидов, полиэтиленов, полистирола и чистовых проходов.
Строгание слоистых пластиков с наполнителями (стекло-
тканью, асбестом или бумагой) производится со скоростью реза-
ния v до 20—30 м/мин и подачей s = 0,25—0,4 мм!дв. ход.
Строгание древеснослоистых пластиков производится на де-
ревообделочных станках — фуговальных и рейсмусовых со ско-
ростью резания v = 50—100 м!мин. Угол заострения ножа Р
составляет 55—60°, задний угол а = 15—20°.
Строгание текстолита производится на поперечнострогальных
и продольнострогальных станках. При этом применяют резцы
с пластинками твердого сплава с углами: у = 10°, а = 20°,
X = 15°. Режимы резания для предварительного строгания:
v до 40 м!мин, s = 0,25—0,4 мм!дв. ход, t = 0,5—1,0 мм.
Строгание термопластов, в частности органического стекла,
производится аналогично строганию металлов. При этом ре-
жимы резания применяются на основе опытных данных.
Геометрия заточки строгальных резцов не отличается от
геометрии резцов, применяемых для строгания цветных ме-
таллов.
Строгание листового органического стекла широко исполь-
зуется в качестве предварительной операции перед его полиров-
кой и доводкой.
111
Для чистового строгания применяются резцы, изготовленные
из инструментальной углеродистой стали марок У7 и У8, с после-
дующей термической обработкой.
Во избежание сильного нагрева резца и материала заготовки
и возникновения температурных деформаций пластмассового
листа производится охлаждение инструмента и заготовки детали
сжатым воздухом, подаваемым через резиновый шланг диамет-
ром 7—8 мм, который закрепляется на суппорте станка.
Большое значение имеет правильное закрепление обрабаты-
ваемых пластмасс и особенно пластин органического стекла,
при этом прогиб пластмассовых пластин не должен превышать
0,2 мм. Для этого усилие зажима заготовок должно быть воз-
можно меньшим. Кроме того, для предотвращения порчи резцом
обрабатываемой поверхности при обратном холостом ходе пол-
зуна на резец устанавливают дополнительный свинцовый груз.
С той же целью применяют снижение скорости движения ползуна
и некоторое стопорение шарнира откидной доски станка.
СВЕРЛЕНИЕ И РАЗВЕРТЫВАНИЕ
Важное значение имеет правильный выбор конструкции и гео-
метрии сверл, режимов резания, способов охлаждения режущего
инструмента и зоны обработки.
При обработке отверстий в термопластах (полистироле, орга-
ническом стекле, СНП, полиэтилене, винипласте, фторопласте
и т. д.) стандартными сверлами, применяемыми для сверления
металлов, иногда происходит «затягивание» сверла в пластмассу
и «заедание» сверла. Для предотвращения этого рекомендуется
следующая геометрия сверл: угол наклона канавки со = 15—17°,
угол при вершине 2<р до 70°, задний угол а = 4—8°. Применение
более глубокой и полированной канавки облегчает удаление
стружки.
При сверлении отверстий в термопластах, в первую очередь
в органическом стекле, необходимо следить, чтобы на поверхности
пластмассы не получалось забоин или царапин.
Во избежание трещин при обработке больших отверстий пред-
варительно сверлятся небольшие по диаметру отверстия, а затем
уже производится окончательное сверление отверстий заданного
размера.
Ненаполненные термопласты можно обрабатывать стандарт-
ными спиральными, а также специальными перовыми свер-
лами, изготовленными из углеродистой инструментальной
стали.
На рис. 42 показаны стандартные сверла, которые можно
применять для обработки наполненных термопластов, термореак-
тивных прессованных материалов и слоистых пластмасс при соот-
ветствующем изменении угла при вершине сверла 2ф.
112
Более высокие результаты обработки обеспечивают перовые
сверла и спиральные сверла особой конструкции, имеющие более
широкие хорошо полированные канавки, улучшающие отвод
стружки.
Снижение нагрева пластмассовой детали и хороший отвод
стружки, особенно при сверлении термопластов, достигаются при
углах наклона канавки <о = 15—17°.
При сверлении отверстий в тонкостенных деталях, трубках,
листах всех пластмасс рекомендуется применять сверла с углом
при вершине 2ф = 55—60°. При других значениях этого угла
возможно выкрашивание пластмасс.
Рис. 42. Конструкция сверл: а — для сверления термопластов (материал
сверла — углеродистая сталь); б — для сверления глубоких отверстий
в слоистых пластиках параллельно слоям (материал сверла — быстрорежу-
щая сталь); в — для сверления термореактивных пресс-материалов и сло-
истых пластиков
Обработку отверстий в деталях из полистирола можно произ-
водить спиральными сверлами из углеродистой инструментальной
стали с углом 2ф = 50—60°. Такие же сверла, но с углом 2ф =
= 70° применяются для обработки отверстий в ацебутилатцеллю-
лозе и ацетилцеллюлозе, но с большим задним углом, чем для орга-
нического стекла (для сверления органического стекла а = 4—8°).
Для обработки отверстий в пластмассовых листах большой
толщины рекомендуется применять сверла с углом 2ф = 90°,
обеспечивающим достижение высокого качества обработки.
При сверлении отверстий в пластмассовых деталях из термо-
реактивных пресс-материалов и в листах слоистых пластмасс
необходимо пользоваться сверлами из быстрорежущей стали
с углом 2ф = 50—60°, имеющими ’ широкую глубокую стружеч-
ную канавку и небольшой угол наклона спирали <о = 10°. Наи-
меньшее усилие резания получается в случае применения спи-
ральных сверл с углом а = 14—16°.
Для сверления слоистых пластмасс параллельно слоям при-
меняют сверла с углами 2ф = 90—135°. При этом заготовки или
детали необходимо закреплять в тисках или в приспособлениях
8 Заказ 886.
113
Режимы резания при сверлении
Обрабатываемый материал Режущий инструмент Материал инструмента Стойкость сверла в мин
Фенопласты общего назначения Сверло перовое Сверло цилиндриче- ское с прямыми канав- ками ВК6 6—60
ВК6
Аминопласты (1, К-77-51, К-78-54, МФ) Сверло перовое Сверло цилиндриче- ское спиральное Р9 6—60
В Кб Р9
ВК6
Поливинилхлорид Сверло перовое Сверло цилиндриче- ское спиральное Р9 Р18 12—90
У10 А
Волокит (ТУ МХП 459—41) Сверло перовое Сверло цилиндриче- ское спиральное У10, У12 ВК6 6-60
Р9, Р18 ВК6
Текстолиты поделоч- ные и металлургиче- ский Сверло перовое Сверло цилиндриче- ское спиральное ВК6 20
У10А, У12А 20
ХВГ, 9ХВС 20
ВК6, ВК8 20
Стеклотекстолиты типа КАСТ Сверло цилиндриче- ское спиральное Р9, Р18 12—30
Г етинаксы Сверло перовое Сверло цилиндриче- ское спиральное ВК6, ВК8 20
Р9 Р18 12—30
Полиамиды Сверло цилиндриче- ское спиральное Р9, Р18 20
Полиэтилены ВД (листы, профили) Сверло цилиндриче- ское, спиральное с уши- ренной (на 1,25 мм) канавкой Р9, Р18 6-60
114
Таблица 37
и рассверливании пластмасс
Подача в мм/ об Скорость резания В м / мин Охлаждение Примечание
0,03—0,1 15—50 Сжатым воздухом; 5-процентным раство- ром эмульсола в воде Для сквозных и глу- хих отверстий
30-80
0,05—0,15 20—50 Сжатым воздухом При сверлении на глубину > 2,5 d* извле- кать сверло из отвер- стия для удаления стружки
30-80 10—50
30—60
0,15—0,9 30—50 Сжатым воздухом Режущие кромки сверла притуплять
0,2—0,4 30-50
0,10—0,2 40—90 Сжатым воздухом При сверлении на глу- бину > 2,5 d* извлекать сверло из отверстия для удаления стружки
0,10—0,2 40—90
0,1—0,2 50—60 Сжатым воздухом Избегать сверления отверстий в направле- нии, параллельном слоям
0,1—0,2 35—40
0,2—0,3 40—50
0,25—0,40 80—100
0,05—0,10 100—120 Сжатым воздухом; в виде исключения при- меняется жидкостное охлаждение В процессе сверления выводить сверло из от- верстия для охлажде- ния
0,05—0,10 20—25 Сжатым воздухом По возможности из- бегать сверления отвер- стий параллельно слоям
0,10—0,15 30—35
0,25—0,35 35—40 Сжатым воздухом Чистота поверхности V7 —V8
0,4—0,8 40—75 Сжатым воздухом При сверлении отвер- стий 2,5 d * сверло че- рез 7—8 мм выводить для охлаждения
8*
115
Обрабатываемый материал Режущий инструмент Материал инструмента Стойкость сверла в мин
Полистирол блочный Сверло цилиндриче- ское, спиральное У10, Р9 20
Полиметилметакри- лат * d — номинальный д Сверло цилиндриче- ское, спиральное с двой- ной заточкой иаметр сверления. Р9, Р18 12—30
во избежание расслаивания пластмассы. При обработке отвер-
стий перпендикулярно слоям такой опасности нет и достаточно
плотно закрепить деталь на столе станка с деревянными подклад-
Рис. 43. Головка для кольцевого
сверления (циркульный резец)
м рсл у дир у Uftimu Длл
ками, чтобы избежать задира
стенок и краев, а также вы-
крашивания материала.
Обработку отверстий диа-
метром 5 мм и более в пласт-
массах и листовых пластиках
со стекловолокнистым или ас-
бестовым наполнителем следует
производить спиральными свер-
лами, оснащенными пластин-
ками твердого сплава, приме-
няемыми для сверления метал-
лов.
Для обработки отверстий
больших диаметров в листовых
пластмассах применяются обыч-
но головки для кольцевого свер-
ления с двумя резцами, ос-
нащенными пластинками твер-
дого сплава. Головки бывают
нерегулируемые для сверления
отверстий одного определенного
сверления отверстии различных
диаметр ов (рис. 43).
Во избежание прижога или сильного разогрева пластмасс при
сверлении глубоких отверстий инструмент нужно периодически
вынимать из отверстий для охлаждения или очистки от стружки.
Режимы резания при сверлении и рассверливании отверстий
в пластмассах, а также стойкость инструмента приведены
116
Продолжение табл. 37
Подача в мм/об Скорость резания в м/мин Охлаждение Примечание
0,03-0,10 10—25 Водным 5-процентным раствором эмульсола Для сверления сквоз- ных и глухих отвер- стий
0,06—0,12 40—60 Сжатым воздухом; допускается охлажде- ние жидкостями Сверление применять только для предвари- тельной обработки от- верстий
в табл. 37. Скорости резания назначаются с учетом состояния и
возможностей станков и качества режущего инструмента.
Отверстия диаметром свыше 6—9 мм рекомендуется сверлить
за два прохода, предварительно сверлом диаметром, равным не
менее 0,5 заданного диаметра.
Иногда для получения более точных отверстий применяется
развертывание. Рекомендуется как ручное, так и машинное раз-
вертывание со скоростью резания v — 50—100 м/мин и большой
подачей.
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ
Нарезание внутренней и наружной резьбы производится как
в пластмассовых заготовках (листовых, стержневых, блочных),
так и в готовых деталях, изготовленных формованием. Наружная
резьба нарезается плашками, фрезами, резцами, внутренние
резьбы — азотированными или хромированными метчиками. В от-
верстиях под резьбу делается фаска шириной, равной 1,5 глу-
бины резьбы.
Тот или иной метод нарезания резьбы применяется с учетом
конструкции и материала обрабатываемой детали, размера резьбы,
величины партии деталей.
При нарезании резьбы метчиками или плашками рекомен-
дуется периодически их вывинчивать и очищать от стружки.
Следует применять комплект из двух или трех метчиков. Реко-
мендуется также применять метчики, нарезанные через шаг.
Для получения чистой и гладкой резьбы необходимо резьбовой
инструмент смазывать маслом. Большие скорости резания при-
менять не рекомендуется, так как при этом возможно скалывание
материала и появление трещин. В связи с этим резьбу нередко
нарезают вручную.
Наружная и внутренняя резьбы большого и среднего диаме-
тров нарезаются на токарно-винторезных станках с применением
117
смазочно-охлаждающей жидкости, содержащей 60% парафино-
вого масла и 40% керосина; для водостойких пластмасс можно,
кроме того, применять воду и эмульсию.
В деталях и заготовках из высокозластичных пластмасс (поли-
этилена, пластифицированных пластмасс и т. п.) резьбу лучше
нарезать резцом. При нарезании резьбы метчиками или плашками
возможно искажение размеров и профиля резьбы.
Нарезание резьбы в деталях, изготовленных из пластифициро-
ванных пластмасс, ацетилцеллюлозных этролов, производится
после суточной выдержки деталей при комнатной температуре.
Нарезать резьбу в деталях из слоистых пластмасс (гетинакса
текстолита и др.) параллельно слоям не следует во избежание
расслаивания пластмассы.
При нарезании резьбы на токарно-винторезных станках приме-
няются режимы резания, аналогичные режимам резания, приня-
тым для деталей из латуни и стали. Однако глубина резания при
этом берется не более 0,1—0,2 мм. При больших ее значениях
возможно выкрашивание пластмассы или появление трещин на
деталях малой толщины.
Внутренняя резьба в пластмассовых деталях нарезается стан-
дартными метчиками из быстрорежущей стали с отрицательным
передним углом у = —(5—10)°, что уменьшает заедание при вы-
вертывании метчика. Скорость резания при этом составляет 12—
20 м!мин.
Для повышения срока службы метчиков рекомендуется
применять полирование и хромирование поверхности их ка-
навок.
С целью уменьшения заедания метчика при его вывертывании
из детали, изготовленной из пластмасс, обладающих повышен-
ными абразивными свойствами, применяют больший задний
угол а • Причем применение метчиков с тремя (а не четырьмя)
канавками способствует повышению качества нарезаемой резьбы
и увеличению срока службы инструмента.
Резьба, нарезанная в деталях из ненаполненных пластмасс,
по диаметру почти не изменяется. Однако изменение диаметраль-
ного размера может получиться в связи с быстрым износом мет-
чика.
В случае нарезания резьбы в деталях из наполненных термо-
пластов, термореактивпых и слоистых пластмасс наблюдается
усадка нарезанного отверстия на 0,05—0,15 мм. Поэтому диаметр
метчика следует брать на 0,05—0,15 мм больше номинального
размера нарезаемой резьбы.
Для повышения качества и уменьшения брака пластмассовых
деталей рекомендуется применять метчики с наибольшими пре-
дельными размерами.
Нарезание резьбы в деталях из органического стекла можно
производить метчиками. При этом скорость резания уменьшается
118
примерно на 20% по сравнению со скоростью, применяемой для
нарезания резьбы в латуни. Нарезание резьбы малых диаметров
(до 5 мм) вручную обычно производится без смазки. Резьбу
больших размеров следует нарезать с применением мыльного рас-
твора. При нарезании резьбы в органическом стекле на станках
машинными метчиками необходимо также применять мыльный
раствор.
8. ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
СТЕКЛОПЛАСТИКОВ И ПЕНОПЛАСТОВ
ОБРАБОТКА СТЕКЛОПЛАСТИКОВ
Стеклопластики допускают все виды механической обработки,
режущий инструмент и режимы резания несколько отличаются
от применяемых в обработке металлов.
Стекловолокнистый наполнитель стеклопластика оказывает
абразивное воздействие на инструмент, вызывая его интенсивный
износ. Теплопроводность стеклопластика низкая, поэтому необ-
ходимо охлаждение инструмента.
Для предотвращения расслаивания слоистых стеклопласти-
ков при обработке их недостаточно острым инструментом, при не-
правильных режимах резания или в случае обработки тонких
листов материал рекомендуется плотно зажимать между листами
фанеры или дерева.
Основными операциями механической обработки стеклопла-
стиков являются: разрезка, точение, фрезерование, сверление и
доделочные операции.
Разрезку листов стеклопластика толщиной не более 2—2,5 мм
можно производить гильотинными и вибрационными ножницами.
Стеклопластики большей толщины рекомендуется резать лен-
точными пилами. Зубья пилы должны иметь форму, сходную
с формой зубьев пилы для резки древесины. Лучшие результаты
получены в случае применения ленточных пил с твердыми
цементированными зубьями и относительно мягким полотном
или с алмазным покрытием. Рекомендуемая скорость реза-
ния при работе ленточной пилой 1000—1500 м!мин. Для резки
стеклопластиков можно применять также циркулярные пилы.
В этом случае лист или плита стеклопластика закрепляется
на подвижном столе. Подача материала ручная или механическая.
Положительные результаты дает разрезка стеклопластиков ди-
сковыми пилами в виде медных кругов диаметром D = 300 мм
и толщиной 1,5 мм с алмазными вставками. Скорость резания
при этом составляла 3000—3600 м!мин.
Разрезку стеклопластиков можно также производить абразив-
ными карборундовыми кругами со специальными втулками.
119
Круги устанавливаются и закрепляются в головке дисковых пил.
Скорость абразивного круга равна скорости вращения диска
с алмазными вставками. Размеры абразивных кругов (в мм)
зависят от толщины разрезаемого материала:
Толщина материала.........................До 25 Свыше 25
Диаметр абразивного круга................. 300 350
Толщина » » ............. 3,2 6,5
пластиков;
1 — клптттл ггтаттъ я — пластинки твеоиого сплава
' ’ ' (ВК6, ВК8)
Величина подачи стеклопластика также принимается в зави-
симости от его толщины:
Толщина материала в мм ... . До 25 25—40 40—60
Скорость подачи в м/мин .... 0,15—0,25 0,06—0,12 0,03—0»06
120
На ленинградском заводе «Электросила» разрезку плит из
стеклопластиков производят дисковыми фрезами, оснащенными
пластинками твердого сплава (рис. 44).
Точение стеклопластиков производится на универсальных
токарных станках резцами из быстрорежущей стали или резцами
с карбидными вставками со следующими режимами резания: ско-
рость резания для резцов из быстрорежущей стали до 90—
7,812
Рис. 45. Комплект из’пяти праворежущих'фрез с’вин-
товыми пластинками твердого сплава для ^фрезерова-
ния стеклотекстолита:
1 — корпус (сталь 40XH); 2 — пластинка твердого сплава (ВК8)
100 м!мин, для резцов с карбидными вставками до 120—150 м/мин\
величина подачи при средней чистоте обработки составляет 0,08—
0,15 м!мин.
Фрезерование стеклопластиков производится на обычных фре-
зерных станках фрезами из быстрорежущей стали или фрезами
с карбидными вставками при следующих режимах резания:
скорость резания для фрез быстрорежущих до 90—115 м!мин,
для фрез с карбидными вставками до 120—150 м/мин; при этом
для средней чистоты обработки рекомендуется подача s = 0,35—
—0,45 м!мин. На рис. 45 показан комплект из пяти фрез, осна-
щенных винтовыми пластинками твердого сплава для обработки
стеклотекстолита, применяемый на заводе «Электросила».
Сверление целесообразно производить перпендикулярно слоям.
При этом заготовку или деталь необходимо тщательно (плотно)
закреплять на столе станка или в приспособлении. В случае
121
Рис. 46. Сверла, оснащенные пластинками твердого сплава,
для сверления отверстий в стеклопластиках
122
необходимости сверления отверстий параллельно слоям следует
принимать меры, предотвращающие расслоение стеклопластика
(зажимать в тиски, приспособления).
При сверлении отверстий в стеклопластике толщиной до 5 мм
рекомендуется применять сверла из быстрорежущей стали с по-
дачей s — 0,05—0,1 мм!об. Для охлаждения сверла следует чаще
выводить его из отверстия. Геометрия заточки сверл: угол при
вершине 2<р = 150°, передний угол (угол подточки по передней
грани) у = 15° и задний угол а = 10—12°. Карбидные и азоти-
рованные сверла показывают более высокую износостойкость.
Для таких сверл диаметром 12 мм число оборотов п достигает
4800 об!мин.
На рис. 46, а показано сверло с прямыми канавками, оснащен-
ное пластинкой твердого сплава для обработки в стеклопласти-
ках коротких отверстий, на рис. 46, б — сверло с пластинками
твердого сплава с подрезающими кромками для сверления тексто-
лита.
Специфичными операциями при обработке стеклопластиков
являются доделочные операции.
К доделочным операциям по механической обработке крупно-
габаритных изделий из стеклопластиков относятся: обрезка тех-
нологических припусков по кромкам, зачистка наружной поверх-
ности, снятие потеков связующего, а иногда и доводка толщины
изделий до требуемых значений. Обрезку кромок выполняют
ручным электролобзиком. Зачистка наружной поверхности про-
изводится с помощью варифлекса кругами абразивными (когда
снимается значительная часть материала) или гибкими фибровыми,
или войлочными с наклеенной на обод наждачной бумагой.
Для удаления стружки и пыли станки, предназначенные для
механической обработки стеклопластиков, должны быть оборудо-
ваны сильной вытяжной вентиляцией. В случае ее отсутствия
в зону резания следует подавать воду, но при этом может сни-
зиться качество материала изделия. Охлаждение режущего ин-
струмента можно производить и сжатым воздухом.
ОБРАБОТКА ПЕНОПЛАСТОВ
Все пенопласты хорошо обрабатываются и легко склеиваются
не только между собой, но и с другими материалами. Это свойство
используется для изготовления слоистых блоков требуемых
размеров и сочетаний материалов.
При изготовлении блоков больших размеров плиты пено-
материалов распиливают, фугуют (под склеивание), а затем
склеивают. Такой блок можно обрабатывать распиливанием,
строганием, фрезерованием, сверлением.
Черновая обработка (обрезка заготовок, распиловка на доски,
планки) поверхностей неармировэнных пенопластов марок ПС-1,
123
ПС-2, ПС-4, ПС-18, ПХВ-1, ПУ-101, ФК-20, ФК-20-А20, К-40 и др.
и пенопластов, армированных фанерой, пластиками и дуралю-
минием производится на столярных ленточнопильных станках
с механической и ручной подачей.
Чистовая обработка (обрезка кромок, строгание, фрезерование
по плоскости и контуру) производится на станках круглопиль-
ных, фуговально-строгальных, рейсмусовых и фрезерных стацио-
нарно закрепленными электропилами и электрофуганками. При-
меняется также ручной строгальный инструмент: модифициро-
ванные рубанки и фуганки.
Сверление сквозных и глухих отверстий в пенопластах
производится на вертикально- и горизонтальносверлильных
станках с применением механической и ручной подач.
Для обработки пенопластов обычно применяется инструмент,
аналогичный (по форме) деревообрабатывающему инструменту,
но имеющий другие углы заточки.
Для распиливания заготовок пенопластов используются узкие
ленточные столярные пилы шириной 12—35 мм с профилем
зубьев в виде прямоугольного треугольника с круглой вершиной
впадины и углом заточки 0 = 60—65°.
Развод зубьев на одну сторону составляет 0,1—0,15 мм.
Необходимо иметь равномерную толщину полотна пилы, аккуратно
заточить место спая. Зубья должны иметь одинаковый профиль.
Надломы кончиков и заусенцы не допускаются. Распиливаемый
материал необходимо подавать равномерно с одинаковой ско-
ростью.
Для чистовой обработки пенопластов рекомендуется применять
следующий инструмент.
На круглопильных станках следует применять:
дисковые пилы с профилем зубьев в виде равнобедренного
или равностороннего треугольника с углом заострения 0 = 50—
60°, с разводом и косой заточкой;
строгальные пилы без развода, с косой заточкой и углом за-
острения 0 = 50°;
отрезные фрезы.
На фуговально-строгальных, рейсмусовых станках и электро-
фуганках рекомендуется использование отбалансированных тон-
ких и толстых строгальных ножей с углом заострения 0 = 36—
45°. Ножи устанавливают и закрепляют по 2—4 шт. на круглых
ножевых головках и валах. Рабочие поверхности ножей должны
быть шлифованными, а режущая кромка должна быть прямоли-
нейной, не иметь заусенцев и выкрошенных мест.
На фрезерных станках для фрезерования по контуру приме-
няют цилиндрические фрезы с мелкими косыми зубьями, для фре-
зерования продольных пазов — пазовые фрезы, для распили-
вания заготовок небольшой толщины — отрезные фрезы или
столярные строгальные пилы.
124
Таблица 38
Режимы механической обработки пенопластов
Оборудование Скорость резания в .«/сек Подача пенопласта в м] мин Глубина резания пенопласта в мм
псармированного армированного неармирован- ного армированного
фанерой дур алюми- нием фанерой дюралюми- нием
Ленточные станки 20—30 «; 1,0-1,5 1,0-1,5 (для у 0,2 г/с.«3) 0,75—1,25 «; 1,5-2,0 0,5-1,0 1,0-1,5 — — —
Круглопильные станки & 30-80 «•; з,о-4,о (для у 0,2 г/сл3) 2,0-3,0 1,5-2,0 — — —
Фуговально-строгаль- ные станки 26-33 1,7—2,2 2,0-2,5 5S 1,5—2,0 «•; 2,о 2,0 2,0
Односторонние рейс- мусовые станки 26—33 1,7-2,2 2,0-2,5 1,5-2,0 -С 1,0—3,0 0,5—3,0 1,0- 2,0
Одношпиндельные фрезерные станки «=< 14-24 «; 1,0-2,0 1,5-2,5 0,5—2,0 £= 0,5—3,0 0,5-3,0 0,5—2,0
Вертикально-свер- лильные станки (инстру- мент — пустотелое свер- ло) 500—3000 об/мин 0,25-0,75 (для ПС-1) 0,5-1,0 (для ПС-4) 0,5-1,0 (для ПХВ-1) — — Наибольшая глубина сверления 150 мм
Для ручного строгального инструмента (рубанков, фуганков)
рекомендуются железки — стальные прямоугольные пластинки,
заточенные с одного конца. Они могут быть цельные или навар-
ные. Угол заострения 0 = 25—30°. Угол установки (посадки)
железки в колодку рубанка составляет 30—35° к подошве и 45—50°
в направлении к строганию. Режущая кромка прямолинейная.
Для обработки на сверлильных станках сквозных отверстий
и изготовления из пенопластов ПС и ПХВ круглых стержней реко-
мендуются специальные сверла в виде пустотелых трубок. Угол
заострения режущей кромки 0 = 10—12°.
Для разрезки пенопластов на основе полистирола (ПС-1,
ПС-4, ПС-18 и др.), а также полиуретана с объемным весом у <
< 0,2 г! см3 нередко используется нихромовая проволока, нагре-
тая электротоком до 250—300° С. В результате оплавления мате-
риала поверхность среза получается ровной и гладкой. Таким
способом рекомендуется разрезать блоки и плиты из пенопласта
на отдельные листы толщиной 1,0 мм и более. Блоки больших
габаритов (1500x2500x200 мм) можно разрезать на листы тол-
щиной 1,0 мм и более на ленточнопильных станках с горизонталь-
ным расположением режущего инструмента. На таких станках
можно резать также и эластичные пенопласты типа «поролон»
(эластичный пенополиуретан). В случае замены на станке прижим-
ных валиков на гофрированные из эластичного пенопласта можно
нарезать гофрированные листы и плиты.
Режимы механической обработки неармированных и армиро-
ванных пенопластов приведены в табл. 38.
9. ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ШЛИФОВАНИЕ
Шлифование применяется для получения гладкой, чистой по-
верхности детали и доведения формы и размеров деталей до
заданных по чертежу.
Режущий инструмент и режимы резания при шлифовании
пластмасс приведены в табл. 39.
ПОЛИРОВАНИЕ
Полирование пластмассовых деталей применяется для дости-
жения следующих результатов’ удаления с поверхностей деталей
следов зачистки или механической обработки (рисок, штрихов,
царапин); ликвидации недостатков поверхностей деталей, при-
обретенных при их изготовлении (матовости и др.), придания по-
верхностям деталей гладкого блестящего вида.
В процессе полирования снимается весьма тонкий слой пласт-
массы. Применяется несколько способов полирования пластмас-
126
совых деталей. Наибольшее применение имеет полирование в гал-
товочных барабанах и на полировальных станках.
При полировании деталь слегка прижимают к полироваль-
ному кругу и передвигают по нему вверх и вниз во избе-
жание потускнения — пригорания поверхности детали из-за
чрезмерного разогрева материала и образования отдельных
выбоин.
Для получения зеркальной поверхности деталей из термо-
пластичных материалов, в частности из органического стекла,
иногда вместо полирования механическим способом применяют
отжигание в среде водородно-кислородного пламени.
Часто для достижения блестящей поверхности пластмассо-
вого изделия применяют огневое полирование. Обычно блестя-
щая поверхность изделий из органического стекла достигается
полированием матерчатыми полировальными кругами, покрытыми
слоем пасты ГОИ или ВИАМ-2, что является довольно трудо-
емким процессом. На одном из челябинских заводов механи-
ческое полирование заменено огневым. Огневое полирование
основано на плавлении поверхностного слоя органического стекла
пропано-кислородным пламенем, придающим поверхности изде-
лия блестящий вид. Для огневого полирования применяются
серийные горелки ГС-53 или «Москва», оснащенные специальными
мундштуками.
Одним из наиболее распространенных способов полирования
мелких пластмассовых деталей является полирование галтовкой,
которое отличается высокой производительностью и качеством
обработки. Операция выполняется в галтовочных барабанах.
В процессе вращения барабана детали полируются. Барабаны
имеют такую же конструкцию, что и барабаны, применяемые
при галтовке для зачистки пластмассовых деталей, но желательно,
чтобы отверстия для удаления отходов полирования делались
по всему периметру барабана и внутренняя поверхность его была
чистой.
Полировальные композиции, загружаемые в барабаны с дета-
лями, пропитывают «носители»: колышки, кубики, шарики из
твердых пород дерева, обрезки сукна, фланели и т. и. При поли-
ровании взамен «носителей» применяют также опилки и мел,
пемзу с водой, опилки и пемзу и другие подобные полировальные
составы. Опилки, как правило, пропитываются маслом.
Если полирование осуществляется с применением «носителей»,
пропитанных абразивными массами, достигается равномерная,
устойчивая обработка и поверхность деталей не замасливается.
Такого качества обработки нельзя получить в случае применения
составов с опилками и маслом.
Для того чтобы при полировании обрабатываемые детали не
отделялись от «носителей», удельные веса тех и других должны
быть приблизительно одинаковы.
127
Таблица 39
Режимы резания при шлифовании пластмасс
Обрабатываемый материал Режущий инструмент Подача в м /мин Ско- рость изде- лия в м} мин Скорость резания в м/мин Охлаждение при резании Примечание
Фенопласты обще- го назначения Аминопласты (1, К-77-51, К-78-54) Круги абразивные, ко- рундовые и карборундо- вые 3-4 3-5 2-3 1500-1700 __ —
1600-1800
Поливинилхлорид Наждачные диски и по- лотна 2-3 — 1200—2400 Сжатым воз- духом Зернистость наж- дака 60—80
Волокнит ТУ МХП 459-41 Наждачные диски и по- лотна 3-5 3-5 1500 Сжатым воз- духом —
Текстолиты поде- лочные и металлур- гический Абразивные круги с мягкой связкой, зернис- тость 30—40 3-5 3-4 1500—1600 Сжатым воз- духом Глубина резания 0,1—0,15 мм
Стеклотекстолиты типа КАСТ Круги абразивные, ко- рундовые и карборундо- вые 3-4 2-3 1400-1800 — Необходимо обес- печить полный от- сос пыли
9 Заказ 886.
Гетинаксы Абразивные круги с мягкой связкой, зернис- тость 30—40 3-5 3-4 1500—1600 —• Гйубина! резания 0,1—0,15 мм
Полиамиды Хлопчатобумажные или суконные круги 1—1,5 2-3 1500—1700 Водой Применимы абра- зивы, использу- емые при шлифовке легких сплавов
Полиэтилены БД (листы, профили) Шлифовальные круги, покрытые специальными пастами
Полистирол блоч- ный Абразивные круги, при- меняемые для обработки легких сплавов, наждач- ные полотна, хлопчатобу- мажные или суконные шлифовальные круги 2—3 3-5 1700—2000 Водой —
Полиметилмета- крилат
Примечание. В числителе указаны режимы резания для черновой обработки, в знаменателе - для чистовой.
После окончания полирования галтовкой детали отделяются
от «носителей» просеиванием через сито. Для этого размеры ячеек
сит делаются немного меньше наибольших размеров деталей.
Загрузка барабанов (количественное соотношение загружа-
емых пластмассовых деталей и «носителей» или полировальных
составов), число оборотов (скорость вращения) барабана и время
(продолжительность) полирования зависят от формы, размеров
и прочности полируемых деталей и практически устанавливаются
на основе опыта.
Перед загрузкой полируемых деталей в галтовочный барабан
их необходимо хорошо очистить от различных загрязнений.
Применяются «сухой» способ полирования, выполняемый за
одну операцию, и «мокрый» способ, выполняемый за две опера-
ции.
В случае применения «сухого» способа полирования полиро-
вальным составом в большинстве случаев является пемза тонкого
помола. Она загружается в барабан, как и детали, на г/1 его
объема. Барабан в процессе галтовки получает 20—80 об!мин.
Отполированные детали очищаются от остатков и следов пемзы.
Очистка выполняется в течение 5—10 мин в барабане, загружен-
ном опилками, пропитанными керосином из расчета 12 частей
опилок и 2 части керосина- Очистку лучше производить в другом
барабане или обычном смесителе. Очищенные от пемзы детали
промываются и сушатся.
При «сухом» полировании можно также использовать полиро-
вальную композицию, состоящую из пропитанных машинным
и вазелиновым маслами опилок и мела. После такой обработки
также производится очистка. Полирование «сухим» способом про-
должается 2—3 ч. Иногда, например при окончательной обра-
ботке деталей из аминопластов, после «сухого» полирования в гал-
товочных барабанах применяется полирование на станках
с использованием тонких абразивных масс.
«Мокрый» способ полирования выполняется в герметичных
барабанах, при этом процесс протекает более интенсивно и сни-
мается больший, чем при «сухом» способе, припуск. Полироваль-
ный состав: пемза тонкого помола с водой из расчета 100—150 г
пемзы на 10—15 л воды. После загрузки барабана все детали
должны быть покрыты водой.
«Мокрое» полирование продолжается 1—2 ч, после чего по-
верхности деталей имеют матовый, тусклый вид. Поэтому детали
подвергаются вторичному полированию в барабанах с использо-
ванием «носителей», пропитанных полировальными пастами, ма-
стиками, воском или другой композицией, обеспечивающей полу-
чение блестящей поверхности детали, в том числе парафином,
растворенным в горячем скипидаре из расчета 4 : 10. Галтовочный
барабан загружается до 80% объема одинаковым количеством
деталей и «носителей».
130
Зачистку и полирование пластмассовых деталей рекомендуется
производить в разных барабанах, так же как «сухое» и «мокрое»
полирование. При этом уменьшается цикл обработки и объем
незавершенного производства.
Иногда полирование пластмассовых деталей производится
на горизонтальных односторонних или двусторонних станках.
На консольных концах горизонтального вала двустороннего
станка устанавливаются и закрепляются шайбы. Шайбы состоят
из нескольких полировальных кругов общей толщиной не более
150 мм.
Применяются также переносные полировальные станки с гиб-
ким валом, на конце которого устанавливается полировальная
шайба. Такие станки используются для полирования поверхно-
стей крупногабаритных деталей и труднодоступных поверхностей
и полостей. Для непродолжительного полирования шайбы уста-
навливают также на валу электродвигателя, на шпинделе свер-
лильного станка и т. д.
Мощность электродвигателя полировального станка зависит
от величины момента сил трения, приложенных к полировальной
шайбе, обусловленных применяемой полировочной пастой, шеро-
ховатости полируемой поверхности, значения усилия, с которым
деталь прижимается к шайбе и т. д.
В практических условиях мощность электродвигателя опре-
деляется на основе опыта. Так, для двустороннего полироваль-
ного станка при работе обеих шайб необходим электродвигатель
мощностью 3 кет. Число оборотов полировальной шайбы: 1000—
1500—2000 об/мин. Верхние пределы (1500—2000 об/мин) при-
нимаются при полировании деталей из термореактивных пласт-
масс, а нижние пределы (1000—1500 об/мин) — при полировании
деталей из термопластов с целью исключения сильного на-
грева их. Применение числа оборотов менее 1000 об/мин свя-
зано с существенным уменьшением производительности поли-
рования.
Для иодирования применяются хлопчатобумажные, байковые,
суконные полировальные круги для окончательного полиро-
вания — круги из бязи, байки, мадеполама, муслина.
Полировальные круги бывают твердые, т. е. с хордовой или
спиральной прошивкой, мягкие — непрошитые и самоохлажда-
ющиеся.
Твердые круги предназначены для грубого предварительного
полирования и состоят из трех больших прошитых дисков и двух
прокладочных дисков. Они применяются для устранения «глубо-
ких» дефектов поверхности: рисок, царапин и т. д.
Большие матерчатые диски имеют диаметр от 200 до 400 мм
и набираются в шайбы толщиной 60—100 мм.
Мягкие круги используются для окончательного полирования
и полирования деталей из термопластов. Эти круги состоят из
9* 131
двух больших матерчатых непрошитых дисков и двух или трех
прокладочных дисков.
Самоохлаждающиеся полировальные круги применяются обычно
для окончательного полирования, в первую очередь деталей
из термопластов. Они (круги) состоят из больших матерчатых,
хлопчатобумажных, муслиновых и т. п. дисков диаметром 300 мм
и прокладочных дисков диаметром 75—100 мм и составляются
следующим образом: один большой диск, затем два прокладочных
диска и т. д. Полировальный круг обычно состоит из 50 дисков
большого диаметра и 100 прокладочных дисков. Общая толщина
круга должна быть не более 100—120 мм. Самоохлаждение кру-
гов обеспечивается циркуляцией воздуха между большими и про-
кладочными дисками в процессе вращения полировального круга.
Самоохлаждающиеся круги обычно не прошиваются.
Срок службы полировальных кругов — 70—80 ч непосред-
ственного полирования.
Круги с диаметром, уменьшившимся из-за износа их материала
до 150 мм, считаются непригодными для дальнейшей работы.
Такие круги лохматятся (материал распускается на отдельные
нити), и качество обработки резко ухудшается.
Байковые и фланельные круги изнашиваются спустя несколько
часов после полирования на 5—7 мм в среднем, и дальнейшая
работа возможна лишь при подрезке до их размера крайних кру-
гов, что и выполняется (как и в других случаях) острым ножом.
Такой вид износа наиболее интенсивно происходит при полирова-
нии мелких деталей.
Полировальные шайбы обычно состоят из нескольких кругов
различного назначения: одни из них используются для предвари-
тельного полирования, другие — для окончательного полирова-
ния — протирки.
Рабочая поверхность кругов покрывается полировальными
композициями. Основная часть — порошкообразные абразивные
материалы: пемза, наждак, карборунд, корунд, трепел (инфу-
зорная земля), мел, крокус, окись хрома. Эти вещества входят
в состав композиции в виде порошков. Порошки грубого помола
применяются для предварительного полирования, а порошки
тонкого помола — для окончательного полирования.
Предварительное полирование на станках производится
«мокрым» и «сухим» способами.
При «мокром» полировании в состав полировальных компо-
зиций включается преимущественно трепел (инфузорная земля)
и тонко измельченная, наподобие муки, пемза. «Мокрое» полиро-
вание находит большое применение для деталей из термопласт-
масс. Для полирования термореактивных пластмасс этот способ
применяется редко. Состав полировальной композиции: смешан-
ные с водой одинаковые количества измельченной пемзы двух
сортов х/а и 11/а. Смесь замешивается до консистенции густой
132
пасты, и ею покрывается рабочая поверхность полировальных
кругов. Такая паста обеспечивает снятие с поверхностей деталей
следов предыдущей обработки: царапин, рисок и т. д. После этого
«мокрого» полирования, называемого также пемзовкой, детали
требуют очистки от пемзы, а затем их окончательно полируют.
При «сухом» полировании в полировальную композицию
входят карборунд, корунд, трепел, окись хрома в определенных
количественных соотношениях с маслами или воскообразным
или машинным маслами, олеиновой кислотой, парафином, цере-
зином, пчелиным воском. Перечисленные вещества добавляются
для получения более блестящей поверхности и более равномер-
ного распределения абразивных компонентов в процессе пригото-
вления пасты и полирования. В случае добавления в компози-
цию 5—7% канифоли от веса воскообразных составляющих
паста надежнее удерживается на полировальных кругах.
Приведем типовые рецепты композиций для «сухого» полиро-
вания.
Рецепт № 1: 65% парафина, 35% окиси хрома.
Рецепт № 2: 42% парафина, 5% воска и церезина, 20% окиси
хрома, 10% окиси алюминия, 23% литопона.
Рецепт № 3: 20% церезина, 62% окиси хрома, 18% олеино-
вой кислоты.
Рецепт № 4: 20% парафина или стеарина, 76% окиси
хрома, 1,8% олеиновой кислоты, 0,2% двууглекислой соды,
2% керосина.
Рецепт № 5: 24% парафина или стеарина, 72% окиси
хрома, 1,8% олеиновой кислоты, 0,2% двууглекислой соды,
2% керосина.
Для полирования деталей из термореактивных пластмасс
пригодна любая композиция. Полирование деталей из термопла-
стов целесообразно производить с применением композиций по
рецептам № 1, 4 и 5.
Рецептура полировальных композиций — паст — принимается
с учетом качества полируемой поверхности и требований, предъ-
являемых к чистоте и качеству изделия после полирования.
Например, если полирование производится для снятия гру-
бых следов предыдущей обработки на поверхности деталей из
термореактивных пластмасс, для пасты применяется карборунд
№ 250—300. Если производится окончательное полирование,
то содержание карборунда в пасте уменьшается и применяется
более мелкое зерно (№ 300 и выше). Для полирования деталей
из фенолоформальдегидных термореактивных пластиков тип поли-
ровальной пасты особого значения не имеет.
Для полирования светлоокрашенных термореактивных пласти-
ков (аминопластов) в пасту должны входить лишь светлые ком-
поненты, которые не будут давать следов на отполированной
поверхности.
133
Для получения первоначального цвета на поверхностях, про-
шедших зачистку и механическую обработку, применяются
полировальные пасты требуемого цвета.
Крупнозернистые полировальные пасты со значительным коли-
чеством абразивных веществ обеспечивают высокопроизводитель-
ный процесс сглаживания поверхности и удаления следов преды-
дущей обработки, но не дают достаточного блеска поверхности.
Мелкозернистые отделочные пасты не дают высокой производи-
тельности, но поверхность получается с хорошим блеском. По-
этому часто применяют вначале предварительное, а затем оконча-
тельное полирование с использованием разных паст.
В процессе полирования рекомендуется:
1) во избежание перегрева, прижога и изменения цвета по-
верхности детали не допускать сильного прижима детали к поли-
ровальному кругу, особенно деталей из термопластов и в случае
применения кругов, мало смазанных пастой;
2) полируемую деталь необходимо надежно удерживать обеими
руками, небольшие и армированные детали полируют на специ-
альных оправках или приспособлениях;
3) выбирают такое направление вращения шайбы, при кото-
ром случайно выброшенная деталь будет отброшена от рабочего;
4) во избежание повреждения детали и круга следят за тем,
чтобы острый верхний край — угол — детали не углублялся
в полировальный круг.
Эти условия необходимо выполнять и в процессе притирки
пластмассовых деталей. Очистка пластмассовых деталей от пасты
производится на мягком круге. Очистка деталей из термопластов
может производиться не только на станках, но и вручную ватным
тампоном, насыщенным бензином. При этом рекомендуется при-
менять гигроскопическую вату, так как неочищенная вата может
повредить отделанную поверхность.
ШАБРЕНИЕ
Следует отметить, что на многих производствах в качестве
доводочной операции при окончательной обработке плоских и
цилиндрических поверхностей применяется шабрение пластмас-
совых деталей. Пластмассы хорошо подвергаются шабрению.
Контроль качества шабрения производится по краске. Во избежа-
ние размазывания краски ее наносят на поверхность обработки
тонким слоем. При шабрении таких пластмасс, как кордоволок-
нит, в целях улучшения видимости пятен касания обработанная
поверхность перед началом проверки покрывается тонким слоем
мела.
Глава III
ТОЧНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
10. ВИДЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
В процессе изготовления, охлаждения и хранения пластмас-
совых деталей возникают следующие погрешности их размеров:
1) технологические погрешности Дг, образующиеся в процессе
формообразования (изготовления);
2) погрешности, вызванные технологическими уклонами, Дук;
3) погрешности, образующиеся в период хранения дета-
лей, Дур.
ПОГРЕШНОСТИ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ИЗДЕЛИЯ (ДЕТАЛИ), Дг
К погрешностям в процессе изготовления деталей (Дт) отно-
сятся погрешности, образующиеся с начала заполнения пресс-
формы пресс-материалом до охлаждения детали и получения
устойчивых размеров (первоначальная стабилизация размеров).
Время выдержки деталей после извлечения из пресс-формы
до контроля размеров составляет 3—12 ч:
Классы точности........................3—За 4—5 7—9
Время выдержки в ч (не менее)............. 12 6 3
Основные погрешности при формообразовании деталей:
1) погрешность, образующаяся в связи с неточностью выпол-
нения оформляющих деталь элементов пресс-формы, Диаг.зь
2) погрешность, возникающая при охлаждении детали, Дохл;
3) погрешность, образующаяся за счет разъема пресс-формы,
Добд!
4) погрешность, образующаяся за счет подвижных элементов
пресс-формы, Дп. э.
5) погрешность, вызванная износом пресс-формы, Ди3н.^;
6) погрешность методов измерения детали ДиаЛ1;
7) другие погрешности Дар.
135
Погрешность, вызванная неточностью изготовления
оформляющих детален элементов пресс-формы, ЛиЭг. gj
В процессе литья и прессования детали изготовляются в по-
стоянных металлических пресс-формах, поэтому погрешности
изготовления элементов пресс-форм в полной мере переносятся
на размеры пластмассовых деталей.
Рекомендуемые классы точности изготовления оформляющих
деталей элементов пресс-форм для различной заданной точности
изготовления пластмассовых деталей:
Заданная точность изготовления деталей
(по группам точности).................Ill IV V VI VII VIII
Класс точности изготовления элемента
пресс-формы.............................2 2а 3 За 4 5
Рекомендуемые группы точности для деталей, изготовленных
литьем под давлением и прессованием, приведены в табл. 40.
Таблица 40
Рекомендуемые группы точности для пластмассовых детален,
изготовленных литьем под давлением и прессованием
Колебание расчет- ной усадки при формообразовании в % Степень точности изготов- ления деталей Группа точности в зависимости от геометрической формы деталей
простой сложной
До 0,1 Повышенная Нормальная гп-ш ГП-1П rn-iv
Свыше 0,1 до 0,16 Повышенная Нормальная гп-ш rn-iv rn-iv гп-v
Свыше 0,16 до 0,25 Повышенная Нормальная rn-iv гп-v гп-v ГП-VI
Свыше 0,25 до 0,4 - Повышенная Нормальная гп-v ГП-VI ГП-VI ГП-VII
Свыше 0,4 до 0,6 Повышенная Нормальная ГП-VI ГП-VII ГП-VII ГП-VIII
Свыше 0,6 до 1,0 Повышенная Нормальная гп-ун ГП-VIII ГП-VIII
Примечания:
1. При литье под давлением элементы деталей с затрудненной усадкой полу-
чаются на 2 группы точнее, чем при прессовании.
2. Данные о колебании расчетной усадки для некоторых марок пластмасс при-
ведены в табл. 41.
3. Допуски для групп точности приведены в табл. 54.
136
Погрешность, образующаяся в период охлаждения
детали, А0ХЛ
Времн ехлаждения детали отсчитывается с момента заполиё-
ния материалом пресс-формы до принятия деталью температуры
окружающей среды (+20° С).
Погрешность Аохл состоит из погрешностей, образующихся
вследствие колебаний величины усадки материала Ар, колебаний
температуры пресс-формы Atjj, непостоянства коэффициента ли-
нейного расширения материала пресс-формы Да#, непосто-
янства температуры детали при извлечении ее из пресс-
формы Atuse.
Главной причиной погрешностей размеров детали является
нестабильность (колебание) величины ее усадки. Величина усадки,
ее изменения зависят от физико-механических свойств исход-
ного материала, не являющихся постоянными, принятого техно-
логического процесса и возможного изменения его главных пара-
метров (величины удельного давления при прессовании или литье,
температуры материала, времени выдержки в пресс-форме, со-
стояния материала, предварительного подогрева и т. п.). Усадка
*
Таблица 41
Величина расчетной усадки при изготовлении пластмассовых
деталей литьем под давлением
Наименование пластмассы Расчетная усадка при формообра- зовании Ур В % Среднее зна- чение рас- четной усадки Ур, ср ® °/° Наибольшее колебание расчетной усадки Ду в %
Этрол ацетилцеллюлозный 0,20—0,90 0,55 0,7
Полистирол эмульсионный 0,20-0,80 0,5 0,6
Полиэтилен 1,0-2,5 1,75 1,5
Полипропилен 1,4-2,0 1,7 0,6
Полиамидная смола П-68 1,2—1,4 1,3 0,2
Капрон без наполнителя 2,6-4,4 3,5 1,8
Капрон +20% BaS04 1,7-2,3 2,0 0,6
Капрон +30% BaSO4 1,7-2,3 2,0 0,6
Примечания: 1. Усадка в направлении литья обычно превышает усадку в перпендикулярном направлении на 20—30%. 2. Технологические режимы изготовления деталей из указанных в таблице пластмасс см. в табл. 43.
137
Таблица 42
Величина расчетной усадки при изготовлении пластмассовых
деталей прямым прессованием (по ГОСТу 5689—60)
Марка или наименование пластмассы Расчетная усадка при формообразо- вании ур в % Среднее зна- чение расчет- ной усадки Vp, ср в % Наибольшее колебание расчетной усадки Дур в %
К-15-2, К-17-2 0,6—1,0 0,8 0,4
К-21-22, К-220-23 0,6-1,0 0,8 0,4
К-15-202, К-17-202 0,6-1,0 0,8 0,4
К-214-2 0,6-1,0 0,8 0,4
К-220-21 0,6—1,0 0,8 0,4
К-114-35 0,4-0,7 0,55 0,3
Волокнит 0,3—0,6 0,45 0,3
Таблица 43
Технологические режимы изготовления пластмассовых деталей
литьем под давлением
Наименование пластмассы Предварительная сушка материала Темпе- рату- ра ин- жек- ции в ®С Удельное; давление в кГ/см2 Выдержка в сек на 1 мм Тем- пера- тура формы в °C
темпе- рату- ра в °C продолжи- тельность
Этрол ацетилцел- люлозный 50-60 60—120 мин До 200 800—2000 3-6 До 30
Полистирол эмульсионный 90—100 — » 215 700—2000 1—2 » 40
Полиэтилен — — » 200 70—150 10—20 » 30
Полипропилен — — » 270 800—2000 — » 85
Полиамидная смо- 89-90 — » 260 150—1000 10— » 70
ла П-68 30 мин
Капрон без на- — — » 230 200—220 3—4 » 85
полните ля
Капрон +20% BaS04 80 24 ч » 280 800—1000 5 » 75
Капрон +30% BaSO4 80 24 ч » 285 1000 7 » 80
зависит также от направления прессования или литья. Обычно
величина усадки в направлении литья или прессования больше
величины усадки в перпендикулярном направлении.
Сведения о величине расчетной усадки и ее колебании приве-
дены в табл. 41 и 42. Соответствующие режимы изготовления
пластмассовых деталей литьем под давлением приведены в табл. 43.
138
Суммарная погрешность охлаждения Аохл определяется по
формуле
Лохл—"У А1 + Af 4* А 3 А| , (1)
где’Ах = ALa# = Lt^ Aago; (2)
А2 — ALtfl = L(lg> At$\ (3)
A3= ALy = (L-Ay, (4)
k\J\J
A4 = АЫ2 = L (yp, cp+ афt(Pi • 100) Ai2- (5)
Принятые обозначения:
L — размер детали при нормальной температуре;
I — размер отверстия в детали, который характеризуется
затрудненной усадкой;
у — расчетная усадка материала;
</р. ср — среднее значение расчетной усадки в %;
а$ — коэффициент линейного расширения материала пресс-
формы (для стали ago = 11-10“®; Aa$> = 3 • 10“6);
= ^ф.н.у — ^до — разность между рабочей и нормальной
температурами пресс-формы;
t± = tn y — t0 — разность между температурой детали в мо-
мент начала усадки и нормальной.
Значения А^, tH_ у, tu3e приведены в табл. 44, 45, а зна-
чения tv t2, t3, ti — в табл. 46 и 47.
Таблица 44
Температура пресс-формы и пластмассовых деталей при изготовлении
их литьем под давлением
Наименование пластмассы Темпера- тура пресс- формы ~fgo.n. у -20 Колеба- ние тем- пературы пресс- формы " ф Температура детали в мо- мент начала усадки (при впрыске материала) гн. У Температура детали в мо- мент извле- чения ее из пресс-формы *изв
Этрол ацетилцеллюлозный 10 15 200 70
Полистирол эмульсионный 20 15 215 80
Полиэтилен 10 15 200 70
Полипропилен 65 20 270 130
Полиамидная смола П-68 50 20 260 120
Капрон.без наполнителя 65 20 230 120
Капрон-[-20% BaSO4 55 20 280 110
Капрон 4-30% BaSO4 60 20 285 120
139
Таблица 45
Температура пресс-формы и пластмассовых деталей при изготовлении
их прямым Прессованием
Марка или наименование пластмассы Температура пресс-формы *951 = _/д5. и. V-20 Колебание температуры ФОРМЫ Температура детали в мо- мент начала усадки tH у Температура детали в мо- мент извле- чения ее из пресс-формы *изв
К-15-2, К-17-2 160 20 180 180
К-21-22, К-220-23 135 20 155 155
К-15-202, К-17-202 165 20 185 185
I К-214-2 135 20 155 155
К-220-21 160 20 180 180
К-114-35 150 20 170 170
АГ-4 130 20 150 150
Волокнит 135 20 155 155
Примечание. Данные таблицы приведены с учетом предварительного по-
догрева пресс-материала, за исключением пластмассы К-220-21 и волокнита.
Таблица 46
Значения t2, &t2, f3, ft (в °C) при литье пластмасс под давлением
Наименование пластмассы г1-'н. у —20 ^изв —20 *н. у ~*изв '-Й Д?2
Этрол ацетилцеллюлозный 180 50 130 0,72 30
Полистирол эмульсионный 195 60 135 0,69 30
Полиэтилен 180 50 130 0,72 30
Полипропилен 250 110 140 0,56 50
Полиамидная смола П-68 240 100 140 0,58 40
Капрон без наполнителя 210 100 НО 0,52 40
Капрон-|-20% BaSO4 260 90 170 0,65 40
Капрой+30% BaS04 265 100 165 0,62 40
Таблица 47
Значения flt t2, (в °C) при прямом прессовании пластмасс
Марка или наименование пластмассы fl-~ у 20 /2~+зв—20 Д^2
К-15-2. К-17-2 160 160 20
К-21-22, К-220-23 135 135 20
К-15-202, К-17-202 165 165 20
К-214-2 135 135 20
К-220-21 160 160 20
К-114-35 150 150 20
АГ-4 130 130 20
Волокнит 135 135 20
140
Погрешность, образующаяся за счет разъема
пресс-формы, Добл
В этом случае, когда элемент детали расположен в двух и
более частях пресс-формы, погрешность его размера вдоль оси
прессования зависит от
облоя Доел (грата) в
месте разъема пресс-
формы (размеры е, ж,
рис. 47). На эту погреш-
ность влияют материал
детали, тип пресс-фор-
мы, способ изготовле-
ния.
Большая погреш-
ность за счет разъема
пресс-формы отмечена
при прямом прессова-
Рис. 47. Схема расположения отдельных эле-
ментов детали из пластмассы при изготовле-
нии ее в пресс-форме
нии, меньшая — при
литьевом прессовании
и самая малая — при
литье под давлением.
Значения толщины облоя для различных видов пластмасс и спо-
собов обработки приведены в табл- 48.
Таблица 48
Величины наименьшей и наибольшей толщины облоя для различных
видов пластмасс и методов обработки
X арактеристик а пластмассы Метод обработки Площадь сечения пресс-формы по линии разъема в мм2
До 2000 Свыше 2000 до 10 000 Свыше 10 000 до 25 000 Свыше 25 000
Толщина облоя в мм
Термо реактив- ные материалы с порошкообраз- ным наполните- лем Литьевое прессование От 0,06 до 0,1 От 0,1 до 0,16 От 0,16 до 0,25 От 0,25 До 0,4
Прямое прес- сование От 0,1 До 0,16 От 0,16 до 0,25 От 0,25 до 0,4 От 0,4 ДО 0,6
Термо реактив- ные материалы с волокнистым на- полнителем Литьевое прессование От 0,1 До 0,16 От 0,16 до 0,25 От 0,25 до 0,4 От 0,4 до 0,6
Прямое прес- сование От 0,16 до 0,25 От 0,25 до 0,4 От 0,4 До 0,6 От 0,6 ДО 1,0
Термопластич- ные материалы Литье под давлением От 0,06 до 0,1 От 0,1 до 0,16 От 0,16 до 0,25 От 0,25 До 0,4
141
Погрешность из-за неточности установки подвижных элементов
пресс-форм Дп.»
В этом случае, когда элемент детали перпендикулярен к оси
прессования (размер д, рис. 47), погрешность его размера связана
с точностью подвижных элементов пресс-формы и может соста-
влять 0,1 мм и более.
Погрешность, вызываемая износом пресс-формы, Лизн.£>
Погрешность Дизн. gj после изготовления 30—40 тыс. деталей
доходит до 0,04 мм в случае прессования и до 0,02 мм в случае
литья. Износ пресс-форм наблюдается, в первую очередь, на не-
больших (до 20—30 мм) ответственных размерах. Для охваты-
вающих элементов деталей величина износа больше, для охваты-
ваемых элементов — меньше.
Погрешность методов измерения пластмассовых деталей Дизл»
Общая погрешность метода измерения складывается из сле-
дующих погрешностей:
1) измерительных средств;
2) установочной меры;
3) отклонения температуры измерения (измерительного инстру-
мента, детали и окружающей среды) от нормальной температуры
(20° С);
4) непостоянства измерительного усилия;
5) геометрической формы детали и др.
Значения предельных погрешностей измерения пластмассовых
деталей приведены в табл. 49.
Таблица 49
Предельные погрешности измерения деталей из пластмасс
Средство измерения Цена деления в мм Коэффициент линейного расширения материала на 1° С, 1-10-6 Интервалы размеров в мм Предельные погрешности измерения I | \ 2 ) в мм
И нструмента льный микроскоп (большая модель) 0,005 До 15 » 30 0—100 0—50 50—100 0,007 0,007 0,01
До 60 0—50 50—100 0,015 0,025
До 120 0—50 50—100 0,02 0,05
142
Продолжение табл. 49
Средство измерения Цена деления В мм Коэффициент линейного расширения материала на 1° С, 1-Ю—8 Интервалы размеров В мм Предельные погрешности измерения ДМ в мм
Индикаторный ну- тромер (с цанговым передаточным механиз- мом) 0,001 До 15 » 30 » 60 » 120 0—50 0—50 0—50 0—50 0,002 0,005 0,01 0,02
Микрометр 0,01 До 15 0—100 0,01
До 30 0—50 50—100 0,01 0,015
До 60 0-50 50—100 0,02 0,03
До 120 0—50 50—100 0,025 0,06
Индикатор часового типа с пределами из- мерения 0—5 ЛЛ1 0,01 До 15 » 30 0—100 50—100 0,025 0,03
До 60 0-50 50—100 0,03. 0,05 ’
До 120 0—50 50—100 0,04 0,06
Штангенциркуль (при измерении на- ружных размеров) 0,05 До 60 0—100 100—300 0,15 0,2
До 120 0—100 100—300 0,2 0,25
0,1 До 120 0—300 0,3
Штангенциркуль (при измерении вну- тренних размеров) 0,05 До 60 10—110 0,2
До 120 10—110 110—310 0,25 0,3
0,1 До 120 10-310 0,4
Примечания: 1. Данные таблицы относятся к сплошным деталям из материалов с модулем упругости свыше 0,01«10вкГ/сл<2 и условиям измерения деталей не ранее чем че- рез 3 ч после их изготовления и хранения при температуре, отличающейся от нор- мальной (20 °C) на ±5°, при влажности воздуха в помещении 40—70%. 2. При измерении деталей контактными методами рекомендуется использование плоских измерительных наконечников.
143
Другие виды погрешности Дар
Следует иметь в виду, что вследствие деформирования детали
при удалении ее из пресс-формы также возникают погрешности.
Эти погрешности зависят от сложности формы и размеров детали.
Кроме того, на погрешность Дар влияют конструкция пресс-
формы, технологичность конструкции пластмассовой детали, ха-
рактер ее поверхностей (охватывающие поверхности имеют боль-
шую погрешность Дар’, охватываемые — меньшую).
Ориентировочные значения погрешности Дар приведены
в табл. 50.
Таблица 50
Величины наименьшей и наибольшей погрешности Дар
Метод обработки Наибольший габаритный размер детали в мм Погрешность Лдр в мм
Литье под давлением До 20 Свыше 20 до 60 » 60 » 150 От 0,02 до 0,04 » 0,03 » 0,06 » 0,05 » 0,12
Прессование • До 20 Свыше 20 до 60 » 60 » 150 От 0,03 до 0,06 » 0,05 » 0,10 » 0,1 » 0,2
ПОГРЕШНОСТИ, ОБРАЗОВАННЫЕ ВСЛЕДСТВИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УКЛОНОВ, Дик
Технологический уклон оказывает большое влияние на точ-
ность размеров элементов деталей, расположенных в плоскостях,
перпендикулярных направлению усилия замыкания пресс-форм
или направлению движения (перемещения) основных частей
пресс-форм. На величину погрешности ДУк влияют высота де-
тали Н и угол уклона а (рис. 48).
Приведем рекомендуемые значения углов уклона а для раз-
ных поверхностей пластмассовых деталей:
Характер поверхностей
Наружные ............................
Внутренние...........................
Внутренние отверстия глубиной до 1,5 d
Ребра жесткости, выступы и т. д. . . ,
144
Рекомендуемые углы
уклона
15'; 30'; 1°
30'; 1°; 2°
15'; 30'; 45'
2°; 3°; 5°; 10°; 15°
Значения (величины) погрешностей —(односторонний
уклон) в зависимости от высоты детали Н и угла уклона а приве-
дены в дабл. 51.
к'ун’’
й паян ~dfdf й'ук+Sr'
Рис. 48. Влияние технологического уклона на точность
размера детали (D± и d2 — номинальные размеры)
Погрешности АУк для промежуточных (не указанных в табл. 51)
значений можно определить по формуле
\УК — 2Н tga.
(5')
Таблица 51
Величины (в мм) для различных значений Я и a
Высота детали Н в мм А Уи Величина —в зависимости от угла уклона a
15' 30' 45' 1° 1° 30' 2°
1 2 3 4 5 6 8 10 12 15 18 20 0,004 0,008 0,012 0,017 0,020 0,025 0,035 0,040 0,050 0,060 0,075 0,080 0,008 0,016 0,025 0,034 0,040 0,050 0,070 0,080 0,100 0,120 0,150 0,160 0,013 0,025 0,040 0,050 0,060 0,080 0,100 0,125 0,150 0,180 0,230 0,260 0,017 0,035 0,050 0,070 0,080 0,100 0,140 0,170 0,200 0,250 0,300 0,350 0,025 0,050 0,080 0,100 0,120 0,160 0,200 0,250 0,300 0,360 0,450 0,520 0,035 0,070 0,100 0,140 0,160 0,200 0,280 0,350 0,400 0,500 0,600 0,700
10 Заказ 886.
145
Продолжение табл. 51
Высота детали Н В AiAt Величина —в зависимости от угла уклона а
15' 30' 45' 1° 1°30' 9 0
25 0,100 0,200 0,300 0,400 0,650 0,900
30 0,120 0,250 0,400 0,500 0,800 1,000
35 0,150 0,300 0,450 0,600 0,900 1,200
40 0,160 0,320 0,520 0,700 1,000 1,400
50 0,200 0,400 0,650 0,850 1,250 1,750
60 0,250 0,500 0,800 1,000 1,500 2,100
70 0,280 0,560 0,900 1,200 1,750 2,150
80 0,340 0,700 1,000 1,400 2,000 2,800
90 0,400 0,800 1,200 1,600 2,400 3,150
100 0,420 0,840 1,300 1,750 2,600 3,500
ПО 0,460 0,900 1,400 2,000 2,800 —
130 0,540 1,100 . 1,700 2,300 — —
150 0,600 1,250 2,00 — — —
ПОГРЕШНОСТИ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ ХРАНЕНИИ
ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ, Ажр
В процессе хранения пластмассовых деталей размеры их не-
сколько уменьшаются, что следует иметь в виду при определении
допусков и посадок.
В результате исследования изменения размеров пластмассо-
вых деталей в случае хранения их в свободном состоянии уста-
новлены следующие особенности [10].
У деталей из термореактивных пластмасс первоначальная
стабилизация размеров (деталей в виде дисков) наблюдается на
протяжении первых 2 ч и после их удаления из пресс-формы.
У деталей из некоторых марок пластмасс размеры подвергаются
изменению и через 2 ч. Причем размеры деталей обычно умень-
шаются. Например, размеры пластмассовых деталей из К-21-22
становятся меньше на 0,2%, а из АГ-4 — на 0,1%.
Интервал рассеивания размеров деталей из термореактивных
пластмасс в условиях длительного хранения их изменяется неоди-
НаКОВО. Наибольшее уВеЛИЧеНИе ИНТсрВаЛа раССсИБаНИЯ ОТМСЧСПО»
для деталей из АГ-4, у которых оно достигает 50%.
Вначале стабилизация размеров деталей из термопластичных
материалов осуществляется на протяжении первых 3 ч после
удаления их из пресс-формы. После этого размеры деталей также
изменяются, но меньше. Так, для капроновых подшипниковых
втулок (рис. 49), изготовленных на литьевой машине в стационар-
146
//////////Л
вой пресс-форме и хранившихся на воздухе в свободном состоя-
нии, на основе проведенных исследований установлено следу-
ющее:
1) у деталей, не прошедших термообработку, все размеры
(наружный и внутренний диаметры и длины) увеличиваются при-
мерно на 0,1%. Причем это увеличе-
ние наблюдается в течение первых
1,5—2 месяцев. В случае дальнейшего
хранения деталей в тех же условиях
на протяжении одного года изменения
размеров не отмечено;
2) сразу после термообработки от-
мечено увеличение всех размеров при-
мерно на 0,2%. При последующем хра-
нении деталей на воздухе размеры их
уменьшаются и по истечении 1,5—
2 месяцев вновь делаются такими же,
какими были у деталей перед термооб-
работкой. При дальнейшем хранении
ностью год в тех же условиях изменения их размеров не от-
мечено.
е.
L'M
Рис. 49. Подшипниковые
втулки из капрона
деталей продолжитель-
11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ
РАЗМЕРОВ
Определение суммарной расчетной погрешности размеров
пластмассовых деталей Агр производится по следующим фор-
мулам:
1) для размеров, расположенных в одной части пресс-формы
и зависящих от износа пресс-формы (размеры а, в на рис. 47),
Ат. р = Аизг. ф Аизн. ф ~т~ "J/^Аохл-J- Al э + Au3Jlt + А|р; (6)
2) для размеров, расположенных в двух частях пресс-форм
и зависящих от износа пресс-формы (размеры е, ж на рис. 47),
Ат. р — Ацзз, ф + АизН. ф 4-1/ Аохл 4- Ап. з 4~ Аизм + Аар А об л ; (7)
3) для размеров, расположенных в одной части пресс-формы,
но не зависящих от износа пресс-формы (размер г на рис. 47)
Ат. р — Аизз. ф -J- j/Аоял 4- Ап. э 4- Ацз.и 4- Аар. (8)
В приведенных формулах погрешности Аизг.ф И Аизн, ф
являются систематическими, а погрешности АОхл, АОбл, Ап. а,
Аизл и А9р — случайными.
Необходимые для расчетов данные содержатся в табл. 40—49.
10* 147
Пример. Определить расчетную погрешность размера D =
= 37 мм детали, изображенной на рис. 50. Деталь выполнена из
капрона (без наполнителя) литьем под давлением.
Расчетную погрешность Аг. р можно определить по фор-
муле (6). Погрешность Аохл определяем по формуле (1), значе-
ния Aj — Д4 — по формулам (2) — (5).
По данным, приведенным на стр. 137, находим: AU38.0 =
= 0,17 мм. Принимая во внимание, что интересующий нас эле-
мент пресс-формы выполняется по 4-му классу точности (см.
табл. 40), а заданная точность детали — по ГП-VII и что колеба-
ние расчетной усадки капрона при формообразовании более 1,0%
Рис. 50. К определению расчетной
погрешности детали из капрона
I
Рис. 51. К определению расчетной
погрешности ЛтуО
(см. табл. 41), AUSK.0 = 0,01 мм. (см. стр. 142). Имея в виду, что
размер D относится к охватываемой поверхности, Аигм = 0,04 мм
(см. табл. 49), так как измерение детали производится на инстру-
ментальном микроскопе, а коэффициент линейного расширения
материала детали — капрона а >> 60-10“® [10].
Аэр — 0,05 мм находим по табл. 50 (при наибольшем габарит-
ном размере 74,5 мм) и, принимая во внимание, что размер D
относится к охватываемой поверхности, Ап. 8 = 0.
Затем находим: tcpi = 65° (см. табл. 44); Да# = 3-10"*
(см. стр. 139); а0 = 11-1О~6; А^> = 20°С (см. табл. 44);
<4 = 0,52 (см. табл. 46); ур.ср = 3,5% (среднее значе-
ние — см. табл. 41); Аур = 1,8% (см. табл. 41); ti = 210° (см.
табл. 46); А<2 = 40 (см. табл. 46); I — 30 мм (см; рис. 51, раз-
мер I).
Значения Д4 — А4 находятся по формулам (2) — (5).
А4 = 37 • 65 • 3 • 10"® = 0,007 мм-,
А2 = 37 • 11 • 10-® • 20 = 0,008 мм-,
А3 = (37 — 30 • 0,52) = 0,38 мм-,
А4 = 37 (3,5 +11 • 10-® • 65 • 100) 5-Д— = 0,25 мм-,
А IV * 1UU
148
Дохл, определяете я по формуле
Д^ =. ]/0,0072 + 0,0082 + 0,38а + О,25а = 0,45 мм.
Расчетная погрешность определяется по формуле
Ат. р D = 0,17 + 0,01 + ]/0,452 + 0,0424-0,052 = 0,63 мм.
Фактическая погрешность, установленная экспериментальным
путем, составила 0,6 мм.
12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Определение фактической точности изготовления пластмассо-
вых деталей основано на вычислении суммарной фактической
погрешности Ат.
Ат. 05 = Anjjea Ацзг. 05 + Дней. 05,
где Дпреа — рассеивание размеров;
Диэг.до — погрешность, связанная с изготовлением оформля-
ющего деталь элемента пресс-формы;
Аиэк. 05 — погрешность, вызванная износом оформляющего эле-
мента пресс-формы, определяется с применением
закона нормального распределения — закона
Гаусса.
Этот вопрос подробно рассматривается в литературе [10].
Определим общую погрешность изготовления пластмассовых
деталей литьем под давлением и прессованием.
Общая погрешность размера детали АОбщ находится по фор-
муле
Доби» = Ат -Ь Дук “F Ахр,
где Аг — технологическая погрешность, образующаяся при из-
готовлении детали;
А^к — погрешность за счет уклонов (Дув = 2Н tga);
Ахр — погрешность, образующаяся в процессе хранения дета-
лей.
При этом необходимо принимать во внимание особенности обра-
батываемой пластмассы и способа обработки. Определение погреш-
ности производится на основе расчетного метода (стр. 135) или
с помощью табличных данных. При расчете по второму способу
вместо технологической погрешности Дг берутся значения соот-
ветствующих технологических допусков бт (табл. 54), а взамен Ахр
технологический допуск бт увеличивается на 10—20%. Погреш-
149
ность Лук определяется по формуле^'), при этом учитываются.дан-
ные, приведенные в табл. 50. Таким образом, общая погрешность
Ао&ц = (1 л 1,2) -|- Аук. (9)
Формула дает ориентировочные результаты. Однако нахожде-
ние по ней общей погрешности является более простым, а полу-
чающейся при этом ошибкой нередко можно пренебречь. После
определения величина Ao6ut сравнивается со значением 6Г по сле-
дующей формуле:
Аобщ бт • (10)
В том случае, если это неравенство удовлетворяется, можно
принять выбранный технологический процесс.
Следует иметь в виду, что расчетный способ является более
совершенным, так как он дает возможность выявить все причины,
порождающие погрешности пластмассовых деталей и, следова-
тельно, определить способы повышения точности их изготовле-
ния.
Достижимые классы точности (системы ОСТ) для пластмассо-
вых деталей, выполненных литьем под давлением и прессованием,
с учетом требований, содержащихся в формуле (10), приведены
в табл. 52. В этой таблице классы точности даны в сочетании
с группами точности. Приведенные в табл. 52 сведения относятся
к элементам деталей, оформляемых в одной части пресс-формы.
В процессе определения возможной точности изготовления детали
литьем под давлением необходимо принимать во внимание харак-
тер усадки. В том случае, когда усадка является затрудненной,
точность изготовления повышается примерно на две группы, что
можно учесть в процессе выбора значений усадки при формообра-
зовании. Например, когда колебание расчетной усадки пластмассы
составляет свыше 0,4 до 0,6%, при литье под давлением точность
размеров элементов с затрудненной усадкой можно принимать
как для пластмассы, имеющей колебание расчетной усадки более
Ю,16 до 0,25%.
Рекомендуемые классы точности для неответственных несо-
прягаемых размеров пластмассовых деталей, изготовленных
литьем под давлением и прессованием:
Колебание расчетной усадки при формообразовании Классы точности
в % по ОСТу
До 0,1 ..........;................................... 7
Свыше 0,1 до 0,16 .................................... 7
» 0,16 » 0,25 ................................ 8
» 0,25 » 0,4 9
» 0,4 » 0,6 10
» 0,6 » 1,0 10 *
* Класс достижим при повышенной точности изготовления.
150
Таблица 52
Достижимые классы точности для деталей простой геометрической
формы и условия их получения при литье под давлением и прессованием
Классы точности по ОСТу Номиналь- ные размеры В Л1М Наиболь- шая высо- та детали Н в напра- влении разъема пресс-фор- мы при угле ук- лона Пресс-материал с колебанием расчетной усадки при формооб- разовании в % Степень точности из- готовления детали Группы точности
15' 1.0
3 Свыше 1 до 10 — — До 0,1 Повышенная Точнее III
За Свыше 1 до 10 » 10 » 50 » 18 » 120 2 3 — До 0,1 » 0,1 » 0,1 Повышенная » » Точнее III » »
Свыше 1 до 18 — — До 0,1 Нормальная III
Свыше 1 до 18 — — Свыше 0,1 до 0,16 Повышенная III
4 Свыше 6 до 18 » 120 » 260 7 — До 0,1 » 0,1 Повышенная » Точнее III
Свыше 1 до 6 » 6 » 18 » 30 » 120 3 5 — До 0,1 » 0,1 » 0,1 Нормальная » » III III III
Свыше 1 до 6 » 6 » 18 » 30 » 120 3 5 — Свыше 0,1 до 0,16 » 0,1 » 0,16 » 0,1 » 0,16 Повышенная » » III III III
Свыше 1 до 30 — — Свыше 0,1 до 0,16 Нормальная IV
Свыше 1 до 30 — — Свыше 0,16 до 0,25 Повышенная IV
5 Свыше Здо 10 » 10 » 50 » 50 » 360 16 26 35 4 6 8 До 0,1 » 0,1 » 0,1 Повышенная » » Точнее III » »
Свыше Здо 30 » 30 » 180 » 180 » 360 » 180 » 500 16 30 12 4 7 3 До 0,1 » 0,1 » 0,1 » 0,1 Нормальная » » » III III III III
151
Продолжение таблицы 52
Классы точности по ОСТу Номиналь- ные размеры в мм Наиболь- шая вы- сота- де- тали Н в направле- нии разъ- ема пресс- формы при угле уклона Пресс-материал с колебанием расчетной усадки при формообразо- вании в % Степень точности изготовле- ния детали Группы точности
15' 1 10
Свыше Здо 30 16 4 Свыше 0,1 до 0,16 Повышенная III
» ' 30 » 180 30 7 » 0,1 » 0,16 » III
» 180 » 360 12 3 » 0,1 » 0,16 » III
» 180 »500 — — » 0,1 » 0,16 » III
Свыше 3 до 50 12 3 Свыше 0,1 до 0,16 Нормальная IV
» 50 » 80 20 5 » 0,1 » 0,16 » IV
» 80 » 120 8 2 » 0,1 » 0,16 IV
» 80 » 180 — — » 0,1 » 0,16 » IV
5 Свыше 1 до 50 12 3 Свыше 0,16 до 0,25 Повышенная IV
» 50 » 80 20 5 » 0,16 » 0,25 » IV
» 80 » 120 8 2 » 0,16 » 0,25 » IV
» 80 » 180 — — » 0,16 » 0,25 )> IV
Свыше 1 до 3 2,5 Свыше 0,16 до 0,25 Нормальная V
» 3 » 50 6 — 0,16 » 0,25 » V
» 1 » 80 — — 0,16 » 0,25 » V
Свыше 1 до 3 2,5 Свыше 0,25 до 0,4 Повышенная V
» 3 » 50 6 — » 0,25 » 0,4 » V
» 1 » 80 — — » 0,25 » 0,4 V
Классы точности приведены без учета погрешностей, Вызывае-
мых технологическими уклонами.
При обработке пластмассовых деталей резанием можно полу-
чить более высокую точность, чем при изготовлении литьем под
давлением и прессованием.
Достижимые классы точности и условия, обеспечивающие их
получение в случае обработки пластмассовых деталей резанием,
приведены в табл. 53.
Пример. Определить точность обработки детали, приве-
денной на рис. 52. Конструктивные допуски 6 d = 0,17 мм и
б D = 0,17 мм.
Способ определения общей погрешности Ao6tu расчетным мето-
дом указан выше.
152
Таблица 53
Достижимые классы точности для деталей из пластмасс и условия их
получения при обработке резанием
| Класс точности по ОСТу Тип пластмассы и наимено- вание Метод обработки Степень точности изгото- вления деталей Номи- нальный размер в мм
2 Термопла- стичные материалы Полиэтилен, по- лиметилмета кри- лат То же Полистирол, фторопласт Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание То же Повы- ше пиан То же » » 1—100 1-40 1—40
Термо- реактивные материалы Пресс-порошки с различными на- полнителями То же Пре сс-материа лы волокнистые (тек- стильное, стеклян- ное, асбестовое волокно) То же Слоистые мате- риалы То же Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Повы- шенная То же » » » » » » 1—100 1-40 1—100 1-40 1—100 1-40
2а Термопла- стичные материалы Полиэтилен, по- лиметилметакри- лат, винипласт То же » » » » » » Полистирол, фторопласт То же » » Чистовое точе- ние Растачивание Однократное развертывание Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Наружное шли- фование Однократное развертывание Двукратное раз- вертывание Повы- шенная То же » » Нор- мальная То же Повы- шенная То же Нор- мальная 1—100 1-40 1—40 1—100 1—40 1—100 1—40 1—40
153
Продолжение табл. 53
Класс точности по ОСТу Тип пластмассы и наимено- вание Метод обработки Степень точности изготов- ления деталей Номи- нальный размер В ММ
2а Термо- реактивные материалы Пресс-порошки с различными на- полнителями То же » » » » » » Пресс-материалы волокнистые (тек- стильное, стеклян- ное, асбестовое волокно) То же » » » » » » Слоистые мате- риалы То же » » » » » » Чистовое точе- ние Растачивание Однократное развертывание Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Чистовое точе- ние Растачивание Однократное развертывание Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Чистовое точе- ние Растачивание Однократное развертывание Наружное шли- фование Двукратное раз- вертывание Повы- шенная То же » » Нор- мальная То же Повы- шенная То же » » Нор- мальная То же Повы- шенная То же » » Нор- мальная То же 1—100 1—100 1—40 1—100 1-40 1—100. 1—100 1-40 1-100 1—40 1-100 1-100 1-40 1—100 1-40
3 Термопла- стичные материалы Полиэтилен, полиметилмета- крилат, винипласт То же » » Полистирол, фторопласт То же Сверление Растачивание Однократное развертывание Чистовое точе- ние Растачивание Повы- шенная Нор- мальная То же Повы- шенная То же 1-40 1—100 1-40 1-100 1—100
154
Продолжение табл. 53
1 Класс точности | по ОСТу Тип пластмассы и наимено- вание Метод обработки Степень точности изготов- ления деталей Номи- нальный размер в мм
3 Термопла- стичные Полистирол, фторопласт Наружное шли- фование Нор- мальная 1—100
материалы Полиэтилен, по- лиметилметакри- лат, винипласт Чистовое точе- ние То же 1—100
Термо- реактивные материалы Пресс-порошки с различными на- полнителями То же » » Пресс-материалы волокнистые (тек- стильное, стеклян- ное, асбестовое во- локно) То же » » Слоистые мате- риалы То же » » Пресс-порошки с различными на- полнителями Пресс-материалы волокнистые (тек- стильное, стеклян- ное, асбестовое во- локно) Слоистые мате- риалы Сверление Растачивание Однократное развертывание Сверление Растачивание Однократное развертывание Сверление Однократное развертывание Растачивание Чистовое точе- ние То же » -» Повы- шенная Нор- мальная То же Повы- шенная Нор- мальная То же Повы- шенная То же » » Нор- мальная То же » » 1-40 1—100 1—40 1—40 1—100 1—40 1—40 1—40 1—100 1—100 1—100 1—100
4 Термопла- стичные Полистирол, фторопласт Чистовое фрезе- рование Повы- шенная 1-300
материалы То же Сверление Нор- мальная 1—40
155
Продолжение табл. 53
Класс точности по ОСТу Тип пластмассы и наименование Метод обработки Степень точности изгото- вления деталей Номи- нальный размер в мм
4 Термопла- стичные материалы Полиэтилен, по- лиметилметакри- лат, винипласт То же Полистирол, фторопласт Черновое точе- ние Чистовое фрезе- рование Черновое точе- ние Нор- мальная То же » » 1—100 1—300 1-100
Термо- реактивные материалы Пресс-порошки с различными на- полнителями То же Пресс-материалы волокнистые (тек- стильное, стеклян- ное, асбестовое во- локно) То же Слоистые мате- риалы Черновое точе- ние Чистовое фрезе- рование Черновое точе- ние Чистовое фрезе- рование Черновое точе- ние Нор- мальная То же » » » » » » 1-100 1—300 1—100 1-300 1—100
5 Термо- пластичные материалы Полистирол, фторопласт Чистовое фрезе- рование Нор- мальная 1-300
7 Термо- пластичные материалы Полиэтилен, по- лиметилметакри- лат, винипласт Полистирол, фторопласт Черновое фрезе- рование То же Нор- мальная То же 1—300 1-300
Термо- реактивные материалы Пресс-порошки с различными на- полнителями Пресс-материа- лы волокнистые (текстильное, сте- клянное, асбесто- вое волокно) Слоистые мате- риалы Черновое фрезе- рование То же » » Нор- мальная То же » » 1-300 1—300 1—300 '
456
Таблица 54
Допуски (в мм) для групп точности ГП-Ш — ГП-VIII
Номинальные раамэрн - Величины допусков на размеры элементов деталей
оформля- емых в одной части пресс- формы зависящих от подвиж- ных частей пресс-форм 1 оформляемых в двух и более частях пресс- форм вдоль направления их замыкания
свы- ше до
для термопла- стичных (литье под давлением) и термореак- тивных матери- алов (литьевое прессование) для термореактивных материалов с наполнителем
порошко- образным (литьевое прессо- вание) волокни- стым (прямое прессо- вание)
Группа точности ГП-Ш
1 3 0,03 0,05 0,05 0,08 0,11
3 6 0,04 0,06 0,06 0,09 0,12
6 10 0,05 0,07 0,07 0,10 0,13
10 18 0,06 0,08 0,08 0,11 0,14
18 30 0,08 0,10 0,10 0,13 0,16
30 50 0,10 0,12 0,12 0,15 0,18
50 80 0,14 0,16 0,16 0,19 0,22
80 120 0,20 0,22 0,22 0,25 0,28
120 180 0,28 0,28 0,28 0,28 0,32
180 260 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
260 360 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
360 500 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70
Группа точности ГП-IV
1 3 0,05 0,08 0,08 0,12 0,18
3 6 0,06 0,10 0,10 0,14 0,20
6 10 0,08 0,11 0,11 0,16 0,21
10 18 0,10 0,12 0,12 0,18 0,22
18 30 0,12 0,16 0,16 0,21 0,25
30 50 0,16 0,20 0,20 0,24 0,28
50 80 0,22 0,25 0,25 0,30 0,36
80 120 0,32 0,36 0,36 0,40 0,45
120 180 0,45 0,45 0,45 0,45 0,50
180 260 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60
260 360 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80
360 500 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Группа точности ГП-V
1 3 0,08 0,12 0,12 0,20 0,28
3 6 0,10 0,16 0,16 0,22 0,32
6 10 0,12 0,18 0,18 0,25 0,34
10 18 0,16 0,20 0,20 0,28 0,36
18 30 0,20 0,25 0,25 0,34 0,40
157
Продолжение табл. 54
Номинальные размеры Величины допусков на размеры элементов деталей
оформля- емых в одной части пресс- формы зависящих от подвиж- ных частей пресс- форм 1 оформляемых в двух и более частях пресс- форм вдоль направления их замыкания
свы- ше до
для термопла- стичных (литье под давлением) и термореак- тивных матери- алов (литьевое прессование) для термореактивных материалов с наполнителем
порошко- образным (литьевое прессование) волокнистым (прямое прессо- вание)
30 50 0,25 0,32 0,32 0,38 0,45
50 80 0,36 0,40 0,40 0,48 0,55
80 120 0,50 0,55 0,55 0,60 0,70
120 180 0,70 0,70 0,70 0,70 0,80
180 260 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
260 360 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20
360 500 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80
Группа точности ГП-VI
1 3 0,12 0,20 0,20 0,32 0,45
3 6 0,16 0,25 0,25 0,36 0,50
6 10 0,20 0,28 0,28 0,40 0,52
10 18 0,25 0,32 0,32 0,45 0,55
18 30 0,32 0,40 0,40 0,52 0,60
30 50 0,40 0,50 0,50 0,58 0,70
50 80 0,55 0,60 0,60 0,75 0,90
80 120 0,80 0,90 0,90 1,00 1,10
120 180 1,10 1,10 1,10 1,10 1,20
180 260 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60
260 360 2,00 2,00 2,00 2,00 - 2,00
360 500 2,80 2,80 2,80 2,80 2,80
Группа точности ГП-VH
1 3 0,19 0,32 0,32 0,50 0,70
3 6 0,25 0,40 0,40 0,55 0,80
6 10 0,32 0,45 0,45 0,60 0,85
10 18 0,40 0,50 0,50 0,70 0,90
18 30 0,50 0,60 0,60 0,85 1,00
ОЛ 50 л во Л СП п,яп 0,95 1.10
50 80 0,90 1,00 1,00 1,15 1,40
80 120 1,20 1,40 1,40 1,60 1,80
. 120 180 1,80 1,80 1,80 1,80 2,00
180 260 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
260 360 3,20 3,20 3,20 3,20 3,20
360 500 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50
158
Продолжение табл. 54
Номинальные Величины допусков на размеры элементов деталей
размеры оформляемых в двух и более частях пресс- форм вдоль направления их замыкания
свы- до оформля- емых в одной части зависящих от подвиж- ных частей для термопла- стичных (литье для термореактивных материалов с наполнителем
ше пресс- формы пресс-форм 1 под давлением) и термореак- тивных материа- лов (литьевое прессование) порошкооб- разным (литьевое прессование) волокнистым (прямое прессование)
Группа точности ГП-УШ
1 3 0,30 0,50 0,50 0,80 —
3 6 0,40 0,60 0,60 0,90 —
6 10 0,50 0,70 0,70 1,00 —
10 18 0,60 0,80 0,80 1,10 —
18 30 0,80 1,00 1,00 1,30 —
30 50 1,00 1,20 1,20 1,50 —
50 80 1,40 1,60 1,60 1,90 —
80 120 2,00 2,20 2,20 2,50 —
120 180 2,80 2,80 2,80 2,80 —
180 260 4,00 4,00 4,00 - 4,00 —
260 360 5,00 5,00 5,00 5,00 —
360 500 7,00 7,00 7,00 7,00 —
1 Эти допуски относятся также к межосевым расстояниям и к размерам элементов, расположенных в двух частях пресс-формы поперек направления замыкания пресс- формы.
Для нашего примера в случае изготовления детали литьем
под давлением в нормальных условиях получаются следующие
Рис. 52. К определению точности обработки детали
значения: &T pD = 0,25 мм, Дг р d = 0,22 мм. Принимаем Д* =
= 10% от Дг, а Дув = 0. По формуле (9) получим Д D =
0,275 мм, &общ d == 0,242 мм.
159
Определение общей погрешности ДОби» — по технологическим
допускам. Для данной марки пластмассы (капрон+ 30% BaSOa),
имеющей колебание расчетной усадки при формообразовании 0,6%
(см. табл. 41), нормальная точность изготовления соответствует
группе точности ГП-V (для деталей простой геометрической формы
с учетом примечания 1, так как усадка по размерам Dud затруд-
ненная).
По данным табл. 54 находим: = 0,25 мм; 8Td = 0,25 мм.
Следовательно, &общВ — 0,275 мм; Добщ d — 0,275 мм.
Расчетные данные хорошо совпадают с данными по технологи-
ческим допускам, но принятая точность изготовления не удовле-
творяет неравенству (10).
Глава IV
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС
В ИЗДЕЛИЯ
13. ПРЕСС-ФОРМЫ
КЛАССИФИКАЦИЯ И НЕКОТОРЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕСС-ФОРМ
В настоящее время имеется большое количество различных
конструкций пресс-форм для пластических масс. Конструкции
этих пресс-форм зависят от ряда факторов, к числу которых от-
носятся способ прессования, конструкция прессуемых деталей и
изделий, оборудование, заданная производительность.
Классифицировать пресс-формы для изготовления деталей и
изделий из пластических масс целесообразно, исходя из харак-
тера эксплуатации, способа прессования, количества оформля-
ющих гнезд, способа разъема, по конструктивным признакам.
Схема такой классификации показана на рис. 53.
Классификация деталей пресс-форм приведена на рис. 54.
Точность обработки и чистота поверхностей пресс-форм ока-
зывают влияние на качество прессуемых деталей и изделий из
пластических масс. Особое внимание следует обращать на каче-
ство поверхностей формующих элементов, влияющих на качество
поверхностей прессованных деталей и изделий, а также на работу
пресс-форм. Важную роль играет и качество поверхностей других
сопрягающихся подвижных элементов, особенно в тех случаях,
когда пресс-материал может попасть (проникнуть) в сопряжение.
Точность формообразующих элементов пресс-формы зависит
от точности прессуемых деталей и изделий. Поэтому для изделий,
выполняемых по 4—5-му классам точности, формующие элементы
пресс-форм рекомендуется обрабатывать по 3 и иногда по 2-му
классам точности по ОСТу.
Точность сборки сопрягаемых деталей, не принимающих уча-
стия в формообразовании деталей или изделий, рекомендуется
определять соответствующими посадками, которые назначаются
с учетом характера сопряжения данных деталей, зависящего от
И Заказ 886. 161
Рис. 53. Схема классификации пресс-форм
162
конкретных условий их эксплуатации. При этом наибольший
зазор в подвижных и неподвижных (неразъемных) сопряжениях,
исключающий возможность попадания в них пресс-материала,
должен быть не более 0,05 мм на сторону. Рекомендуется сле-
дующее "1161:
1) неподвижные сопряжения (пуансона с матрицей, форму-
ющих элементов с пуансоном или матрицей, направляющих коло-
нок и втулок по отверстиям в плитах) выполнять по тугой или
напряженной посадкам ОСТов;
2) неподвижные сопряжения сборных пуансонов и матриц,
когда плоскость сопряжения проходит через формующую полость,
выполнять по посадке П1 з;
3) подвижные сопряжения формующих знаков и выталкива-
телей с пуансоном или матрицей выполнять по посадке движе-
ния ОСТа;
4) подвижные сопряжения, имеющие сходство с сопряжениями
пуансона с загрузочной камерой, сопряжения направляющих
колонок со втулками выполнять по ходовой посадке 3-го класса
точности ОСТа;
5) взаимосвязанные размеры деталей по высоте и длине, ока-
зывающие влияние на точность сборки (пакета) пресс-форм (вы-
соту опорных плит, высоту матриц, длину выталкивателей и т. п.),
выполнять с допуском 0,03—0,05 мм-
6) непараллельность отдельных (составных) элементов пресс-
форм (плит обогрева, нижних и верхних плит, опорных брусьев
и др.) должна быть не более 0,05 мм.
На рис. 55 показан элемент стационарной пресс-формы с по-
садками для основных деталей, рекомендуемый одним из авто-
ров [24].
Чистота поверхностей деталей пресс-форм определяется клас-
сами чистоты (по ГОСТу 2789—59) с учетом условий эксплуата-
ций деталей и узлов пресс-форм.
Чистота формующих полостей матриц, пуансонов и всех дру-
гих поверхностей, непосредственно соприкасающихся с пресс-
материалом и участвующих в формообразовании детали
или изделия, должна соответствовать 10—12-му классам чи-
стоты в зависимости от назначения прессуемых детали или из-
делия.
Чистота поверхностей деталей, имеющих соприкосновение
с пресс-материалом, но непосредственно не участвующих в формо-
образовании детали или изделия (боковые поверхности пуансонов,
поверхности обойм и щек выше уровня изделия, поверхности
литниковых систем и т. д.), должна быть не ниже 9—10 класса
чистоты.
Чистота сопрягающихся поверхностей направляющих эле-
ментов и деталей (направляющих колонок, втулок и т. д.) должна
быть не ниже 8-го класса.
11*
163
Рис. 54. Схема классифи
Чистота поверхностей деталей, подвергающихся в работе
трению, но не участвующих в формообразовании прессуемых дета-
лей и изделий (выталкивателей и стенок отверстий для них в мат-
рицах), в целях обеспечения устойчивости посадок должна соот-
ветствовать 8-му классу.
Чистота сопрягающихся поверхностей деталей и элементов,
не работающих во время эксплуатации пресс-формы на трение
(наружные посадочные поверхности втулок, колонок, стержней,
пуансонов, боковые поверхности матриц, плоскости плит), должна
быть не ниже 7-го класса.
парной пресс-формы приведена на рис. 56,
Стойкость пресс-формы характеризуется числом
>'таттио-
запрес-
совок, выполненных до полного ее износа, и оказывает зна-
чительное влияние на себестоимость прессуемых деталей и из-
делий.
На стойкость пресс-форм влияют следующие факторы:
64
пресс-форм
нации деталей пресс-форм
1) сложность конструкций и конфигурации прессуемых дета-
лей или изделия, а также рельефа их поверхностей;
2) точность прессуемых деталей или изделия;
3) материал детали или изделия;
4) тип и конструкция пресс-формы;
5) материал формообразующих деталей пресс-формы;
6) качество и точность изготовления пресс-формы;
7) состояние оборудования — пресса и термопластавтомата.
Повышение сложности конструкции и конфигурации прессуе-
мых деталей и изделий ведет к существенному снижению стой-
кости пресс-форм.
В случае наличия в прессуемых деталях или изделии пазов,
глубоких отверстий, выступов небольшой толщины, которые
образуются недостаточно прочными элементами пресс-формы при
малой толщине стенок детали или изделия (1—1,5 мм наряду
со сравнительно большой их высотой 15—20 мм), требуется зна-
чительное давление прессования, что способствует значительному
165
снижению стойкости пресс-формы и досрочному выходу ее из
строя.
При прессовании пластмасс со слоистыми и длинноволокни-
стыми наполнителями также необходимо увеличение давления
прессования. Пластмассы (фенолит-1 и фенолит-2, К-114-35 и т. п.)
приводят к коррозии и ускоренному износу формующих по-
верхностей деталей пресс-форм. Стойкость пресс-форм сни-
жается.
Стойкость съемных пресс-форм ниже стойкости пресс-форм
стационарных. Стойкость стационарных пресс-форм, имеющих
матрицы с разъемом на несколько частей и значительное число
подвижных сопряжений, в связи с повышенным износом сни-
жается.
166
Снижение стойкости пресс-форм может быть вызвано также
применением несоответствующей марки стали (хрупкой, с низкой
износостойкостью и т. д.), что приводит к интенсивному износу
или поломкам формующих элементов пресс-формы, низкому ка-
честву механической и термической обработки деталей пресс-
Рис. 56. Рекомендуемые классы чистоты поверхно-
стей детали пресс-форм
формы, а также ее сборки (плохая полировка, повышенные за-
зоры в подвижных сопряжениях, неточное сопряжение сборных
элементов и т. д.).
Детали пресс-форм обычно изготовляются преимущественно
из конструкционных и инструментальных сталей.
Для формующих деталей пресс-форм необходимы стали с хо-
рошими механическими свойствами, высокой износостойкостью,
малой деформацией в процессе термической обработки, что имеет
167
особо важное значение в случае сложной формы деталей. Для
таких деталей применяются цементированные конструкционные
стали 12ХНЗА и т. п. Эти стали характеризуются хорошей обра-
батываемостью и допускают достижение высокой чистоты поверх-
ности после термической обработки.
Формующие детали после закалки всегда рекомендуется от-
пускать для снятия внутренних напряжений.
Формующие детали простой формы и отдельные вспомогатель-
ные детали, проходящие термическую обработку, могут быть изго-
товлены из углеродистых инструментальных сталей. Остальные
вспомогательные детали изготовляются, как правило, из кон-
струкционных сталей [24].
РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ОФОРМЛЯЮЩИХ
ДЕТАЛЕЙ ПРЕСС-ФОРМ
Определение размеров оформляющих деталей пресс-форм не-
обходимо производить с учетом усадки пресс-материала. Охва-
тывающие и охватываемые элементы пресс-формы выполняются
с уклонами (направленными в сторону съема). Поэтому при опре-
делении исполнительных размеров элементов пресс-форм (рис. 57)
производится расчет наибольшего и наименьшего размеров отвер-
стия или вала. Разность этих размеров составляет величину
Рис. 57. Формующие элементы пресс-формы: а —
охватывающие; б — охватываемые
двустороннего уклона вертикальных поверхностей формующих эле-
ментов пресс-формы.
Исполнительные размеры охватыва-
ющих элементов можно определить по следующим фор-
мулам:
наибольший размер
Dp=(D + &—0,02—х)+х, (1)
где Dp — наибольший расчетный размер формующей полости
пресс-формы с учетом усадки в мм;
D — номинальный размер формующей полости в мм;
А — наименьшая усадка пресс-материала в мм;
168
0,02 — допуск на износ формующих поверхностей;
х — допуск на неточность изготовления (в зависимости от
класса точности изготовления пресс-формы); наимень-
ший размер
ЛР. = (Л1-₽ + Л1)+х, (2)
где DPt — наименьший расчетный размер формующей полости
пресс-формы с учетом усадки в мм;
Di — номинальный размер формующей полости в мм;
Р — допуск на изделие в мм;
Д1 — наибольшая усадка пресс-материала в мм;
х — допуск на неточность изготовления (по принятому
классу точности).
Пример. Формуется цилиндрическое изделие. Номиналь-
ный диаметр D = 60 С5. Усадка пресс-материала 0,6—1,0%.
Точность изготовления — 3-й класс.
Наибольший расчетный размер формующей полости
Dp —(60 + 0,36—0,02—0,О6)+0,06= 6О,28+0’06 мм.
Наименьший исполнительный размер формующей полости:
DPt = (60—О,4 + О,6)+0-06 =6О,2+0’06 мм.
Таким образом, в том случае, когда после прессования изделие
будет выполнено с наибольшей усадкой 1%, его фактические
размеры будут равны 60,28 — 0,6 = 59,68 мм и 60,2 — 0,6 =
= 59,6 мм. Если изделие будет выполнено с минимальной усад-
кой 0,6%, его фактические размеры составят 60,28 — 0,36 =
= 59,92 мм и 60,2 — 0,36 = 59,84 мм. Следовательно, в обоих
рассмотренных случаях размеры отпрессованного изделия вы-
полнены в пределах допуска на неточность его изготовления.
Исполнительные размеры охватывае-
мых элементов можно определить по следующим фор-
мулам:
наименьший размер
dp = + 0,02 + х)_х, (3)
где dp — наименьший расчетный размер вала (пуансона форму-
ющего знака) с учетом усадки в мм;
d — номинальный размер вала в мм;
Ах — наибольшая усадка пресс-материала;
0,02 — допуск на износ формующих поверхностей;
х — допуск на неточность изготовления;
наибольший размер
169
где dPi — наибольший расчетный размер вала с учетом усадки
в мм;
di — номинальный размер вала в мм;
Р — допуск на изделие в мм;
А — наименьшая усадка пресс-материала;
х — допуск на неточность изготовления.
Пример. Формуется отверстие диаметром 30 А6. Усадка
материала изделия 0,6—1%. Точность изготовления — 3-й класс.
Наименьший размер формующего знака
dp = (30+ 0,3 + 0,02 + 0,045)_о,о45== 30,37_0,045
Наибольший размер формующего знака
dPt- (30 + 0,28 + 0,18). 0,045 ~ 30,46_
0,045 мм'
В случае наименьшей усадки фактические размеры отверстия
изделия будут равны 30,19 и 30,28 мм. При наибольшей усадке
размеры отверстия изделия составят 30,07 и 30,16 мм. Сле-
довательно, в обоих случаях они будут выполнены в пределах
допуска по принятому нами 5-му классу точности (А6).
Приведенные выше формулы предназначены для допусков,
направленных в «тело» изделия. В случае симметричного распо-
ложения допуска следует производить перерасчет по наибольшему
и наименьшему номинальным размерам изделия. Например,
если диаметр изделия D = 48 ± 0,17 мм, то расчет наибольшего
исполнительного размера производится по размеру 48,17 мм,
расчет наименьщего исполнительного размера — по размеру
47,83 мм. При этом величина допуска на изделие в формуле (2)
отсутствует и формула будет иметь следующий вид:
Z>P1 = (Z>1 +А1)+х. (5)
По аналогии с этим наибольший исполнительный размер вала
будет определяться по формуле
= (^+ А)_х.
Величина уклона формующих элементов пресс-формы (как
это следует из рассмотренных примеров) определяется одновре-
менно с их исполнительными размерами. Приведенные формулы
можно применять для расчета исполнительных размеров изделий
независимо от их прочности. Однако при малых допусках на не-
точность изготовления изделия наибольший уклон формующих
поверхностей пресс-форм может составить 0,01—0,015 мм на сто-
рону, что связано с необходимостью надежного удаления (выталки-
вания) изделия из пресс-формы.
Пластмассовые изделия с большим количеством отверстий или
армированные имеют меньшую усадку по сравнению со сплошными
170
изделиями, что необходимо иметь в виду при расчете исполни-
тельных размеров формующих полостей соответствующих пресс-
форм. В этом случае величина усадки (в %) определяется экспе-
риментально- в зависимости от количества отверстий или арматуры —
и их расположения в изделии. Кроме того, при определении ве-
личины усадки изделий с запрессованной арматурой исходным
размером является не величина наружного диаметра изделия,
а размер его пластмассовой части, по которому и производится
определение исполнительного размера формующих полостей
пресс-формы.
Например, диск диаметром 75 Сй имеет арматуру — втулку
диаметром 25 мм. Тогда размер пластмассовой части изделия
равен 75 — 25 = 50 мм.
Определение размера формующих элементов инжекционных
форм производится в обычном порядке с учетом величины усадки
соответствующей марки пластмассы (термопласта) изделия. При
компрессионном прессовании высота формующей полости в пресс-
формах открытого и полузакрытого типа должна уменьшаться
по сравнению с расчетным размером на величину облоя (0,15—
0,2 мм).
В случае применения пресс-форм с вертикальной плоскостью
разъема матриц, в которых изделие формуется в двух половинах
матриц, величина облоя составляет 0,05—0,1 мм по плоскости
соединения двух половин матриц и 0,15—0,2 мм со стороны за-
грузочной камеры.
В литьевых и инжекционных пресс-формах при условии точной
подгонки обеих половин пресс-формы облой составляет малую
величину (0,02—0,05 мм) и не принимается во внимание. Высота
формующей полости выполняется по расчетным размерам.
Определение расстояния между центрами отверстий или арма-
турой производится с учетом величины (в %) средней усадки
пресс-материала.
Допуск на межцентровое расстояние отверстий обычно
является симметричным. Исполнительный межцентровой размер
определяется по формуле
Ар = А 4- А,
где Ар — расчетное расстояние между центрами отверстий в мм',
А — номинальное расстояние между центрами отверстий
В MfMff
А — средняя величина усадки пресс-материала в %.
В случае несимметричного (одностороннего) расположения
допуска на неточность изготовления изделия
= (.4 + 4- А мм,
где р — допуск на неточность изготовления изделия.
171
РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ
РЕЗЬБОВЫХ ЗНАКОВ И КОЛЕЦ
В практических условиях преимущественно применяются два
вида изделий, соединяемых свинчиванием: пластмассы с пласт-
массой; металла с пластмассой.
В связи с усадкой пресс-материала профиль резьбы несколько
искажается, что оказывает влияние на изменение шага и угла
резьбы и уменьшение величины среднего диаметра. Например,
если шаг резьбы t = 2 мм, то его уменьшение составляет 0,01 мм
на виток резьбы. Следовательно, при значительной длине резьбы
получается большая погрешность шага.
В случае резьбового соединения двух пластмассовых изделий
условия изготовления их являются одинаковыми, поэтому умень-
шение шага и искажение профиля резьбы не принимаются во вни-
мание. Следовательно, для получения правильного резьбового
соединения двух пластмассовых деталей считается достаточным
выполнить расчет резьбовых знаков и колец без поправок на
увеличение шага резьбы.
В случае резьбового соединения пластмассы с металлом тре-
буется пересчет номинального шага резьбы с учетом усадки пресс-
материала (по табл. 55). Допускаемые отклонения шага по длине
свинчивания, составляющей 1,5 диаметра резьбы, и шага
до 0,75 мм равны ±0,02 мм, а при шаге свыше 0,75 мм равны
±0,015 мм.
Таблица 55
Шаг резьбы знаков и колец в зависимости от усадки пресс-материала
Шаг форму- емой резьбы в мм Шаг резьбы (в мм) с учетом усадки пресс-материала в %
0,4 0,5 0,6 0,8 1,0
1 1,004 1,005 1,006 1,008 1,010
1,25 1,255 1,256 1,258 1,260 1,262
1,5 1,506 1,507 1,509 1,512 1,515
1,75 1,757 1,759 1,761 1,764 1,768
2 2,008 2,010 2,012 2,016 2,020
2,5 2,510 2,513 2,515 2,520 2,525
3 3,012 3,015 3,018 3,024 3,030
3,5 3,514 3,518 3,521 3,528 3,535
Допускаемые отклонения угла профиля резьбы:
Шаг резьбы в мм ............ 0,5 0,5—0,8 0,8—1,25 1,25—1,75 Свыше 1,75
Отклонение угла..............±40' ±35' ±30' ±25' ±20'
Исполнительные размеры резьбовых знаков и колец, исполь-
зуемые для оформления резьбы в прессуемом изделии, рассчиты-
172
ваются по наружному, среднему и внутреннему диаметрам
резьбы.
Определение наружного диаметра резьбы знаков производится
по формуле (рис. 58, а)
do3H = ^°Т + $°Т ’ О’® а 2/з
где йоэн — наружный диаметр резьбы в мм;
dor — теоретический наружный диаметр оформляемой
резьбы в мм;
а — наибольшая усадка пресс-материала в %;
b — допуск среднего диаметра оформляемой резьбы в мм.
Рис. 58. Профиль резьбы (к определению на-
ружного диаметра резьбы знаков)
Определение среднего диаметра резьбы знаков производится
по формуле
^срзн = “Ь dCp^ 0,8 Я -]- % Ь,
где dCp3H — средний диаметр резьбы знака в мм;
dCpT — теоретический средний диаметр оформляемой резьбы
в мм;
а — наибольшая усадка пресс-материала в %;
Ъ — допуск среднего диаметра оформляемой резьбы в мм.
Определение внутреннего диаметра резьбы знаков произво-
дится по формуле
di + di • 0,8 я Ъ,
где dim — внутренний диаметр резьбы знаков в мм;
di — наименьший внутренний диаметр оформляемой резь-
бы в мм;
а — наибольшая усадка пресс-материала в %;
Ь — допуск среднего диаметра оформляемой резьбы в мм.
Наружный диаметр резьбы колец определяется по формуле
(рис. 58, б) Ч
Ч = doT + d0T • а~2/3 с,
173
Размеры и допуски на резьбы знаков и колец Таблица 56
Диаметр резьбы в ММ Диаметр резьбы знака в мм Общие размеры и допуски для резьбы знаков и колец Диаметр резьбы кольца в мм
наружный do средний ^ср внутренний di шаг S в мм допуск на раст стояние между витками в мм допуск на <х угол—в мин наружный d0 средний dcp внутренний di
3 ЗЛЗ_ о,о5 2’77-0,03 2’55_о,о8 0,5 ±0,03 30 2,89+0’08 2,58* 0,03 2,25* 0,05
4 4>16_ 0,05 3’67-0,03 3’35-0,08 0,7 ±0,03 30 3,8+°’°8 3,45* 0,03 2,95* °’05
5 3>17_ 0,05 4’62_о,оз 4’25-0,08 0,8 ±0,03 30 4,8*0,08 4,38* 0,03 3,85* 0,05
6 6,19_о,об 5’5-о,оз 5,05_ о,о8 1,0 ±0,03 30 5,75* °’08 5,23* °’03 4,55* 0,05
8 8’34-0,08 7’38_о,оз 7’8_о,1 1,25 ±0,03 30 7 8+0,08 7,08* 0,03 6,25* 0,05
10 10,28_о,од 9’25-0,05 8’5_о,1 1,5 ±0,03 30 9,8* 0,08 8,9* 0,03 у д+ 0,05
12 12,30_o,i 11’1-0,05 Ю,25_о,1 1,75 ±0,05 20 11,8* 0,4 10,75* 0,05 9,55*’°1
14 14)35_ дд 13’0-0,05 12’0-6,15 2 ±0,05 20 13,75* 0,1 12,58* °’05 11,25* °’4
16 16,35-0,1 15’0-0,05 14’0-0,15 2 ±0,05 20 • 15,75* 0,4 14,6* °’05 13,25* °-4
18 18,4_o,i 18’7-0,05 15,45_о,15 2,5 ±0,05 20 17,75+0,10 16,27* 0,05 14,6* °’4
20 20,4-0,1 18’7-0,05 17.45-o.i5 2,5 ±0,05 20 19,75+°,15 18,3* 0,05 16,6* °>‘
22 22,45_о,1 20,7_о,05 19,45_о,15 2,5 ±0,05 20 21,75* 0,15 20,3* 0105 18,6* 0,1
24 24,45_о,1 22,4-0,05 20,9-0,15 3 ±0,05 20 23,75* °-15 22,0* °’05 19,95* 011
27 27,45_ 01 25,45_о,о5 23,85_o,i5 3 ±0,05 20 26,75*0’45 25,0* 0,05 23,0* 0,1
30 30,55_ од 28,15_о,о5 26,4_o,i5 3,5 ±0,05 20 29,75* °’15 27 7 + 0*0'* 25,35* 0)1
36 36,6_o,i 33,9-0,05 3i.88-o.i5 4 ±0,05 15 35,75* 0,15 33,4* °’05 30,7* °’4
42 42,65-0,1,. 39,62-0,05 37-35.0,15 4,5 ±0,05 15 41,75*0,10 39,I*0,05 36,05* 0,45
48 48>7_o,i2 45,36.0,05 42,82-од 5 5 ±0,05 15 47,8* 0,15 44,8* 0,05 41,45* °’45
56 56,75_о,12 53,1-0,05 50,3_о,15 5,5 ±0,05 15 55,8* °-15 52,55* °'05 48,85* °’45
64 64,8-0,12 60,852 о,О5 57,8_o,i5 6 ±0,05 15 64,8* °’15 60,3* 0,05 56,25*°’15
где dnK — наружный диаметр резьбы кольца в мм;
dQT — теоретический наружный диаметр оформляемой резь-
бы в мм;
41—наибольшая усадка пресс-материала в %;
с — допуск наружного диаметра оформляемой резьбы в мм.
Средний диаметр резьбы колец определяется по формуле
dcpK — dcpj dcp j. • а Ъ,
где dcpK — средний диаметр резьбы кольца в мм;
dCpj — теоретический средний диаметр оформляемой резьбы
в мм;
а — наибольшая усадка пресс-материала в %;
Ъ — допуск среднего диаметра оформляемой резьбы в мм.
Внутренний диаметр резьбы колец определяется по формуле
diK = d1T + diT-a—Ъ,
где diK — внутренний диаметр резьбы кольца в мм;
diT — теоретический внутренний диаметр оформляемой резьбы
в мм;
а — наибольшая усадка пресс-материала в %;
b — допуск среднего диаметра оформляемой резьбы в мм.
Исполнительные размеры и допуски основных метрических
резьб для пресс-материалов с усадкой 0,6—1% указаны в табл. 56.
Исполнительные размеры в этой таблице приведены для средней
усадки 0,8%.
Номинальные размеры среднего и внутреннего диаметров
метрических резьб, а также отклонения и допуски основной
метрической резьбы приведены в соответствующих ГОСТах.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ
Расчет размеров загрузочной камеры
Расчет размера загрузочной камеры пресс-формы производится
с учетом объема загружаемого в камеру пластического материала,
определяемого по формуле
V — Gvvg,
где V — объем навески пластического материала на одно прессуе-
мое изделие в см3;
G — вес формуемого изделия в г с учетом грата;
vvd — удельный объем пластического материала в см3!г.
175
Значения удельных объемов различных пластмасс:
Материал Vyg в с.иЗ/г
Фенопласт:
с древесной мукой на новолачной смоле (порошкообраз-
ный) ................................................ 1.8—2,2
с древесной мукой на резольной смоле, эмульсионный
(порошкообразный).................................... 2,3—3,2
те же материалы таблетированные ..................... 1,2—1,6
Текстолит:
крошка.................................................... 3,0—3,5
полотно, свернутое в заготовку....................... 1,4—1,6
Аминопласт:
порошкообразный........................................... 2,5—3,0
таблетированный...................................... 1,8—2,0
После определения объема загружаемого пресс-материала на-
ходят площадь и высоту загрузочной камеры. Площадь прессова-
ния в компрессионных пресс-формах закрытого типа равна пло-
щади прессуемого изделия, что и учитывается при определении
высоты загрузочной камеры. Площадь загрузочной камеры
в пресс-формах полузакрытого типа увеличивается за счет отсе-
кающего ранта и обычно определяется конструктором с учетом
Рис. 59. Определение высоты загрузочной камеры (для нетаблетированного
материала)
конфигурации оформляющего гнезда и количества гнезд (для
пресс-формы с общей загрузочной камерой).
Ниже приводятся формулы для определения высоты загрузоч-
ной камеры (для нетаблетированного пресс-материала) для основ-
ных случаев формования изделий, показанных на рис. 59.
Н = J- + (0,5 4-1,0),
где Н — высота оформляющего гнезда (рис. 59, а) в слг,
V — объем загружаемого пресс-материала в см3;
176
F — площадь горизонтальной проекции прессуемого изделия
в см2.
^ = ^5^ +(0,5-1,0),
где Hi — высота загрузочной камеры (рис. 59, б) в см;
V„ — объем изделия ниже линии АВ в см3;
F — площадь загрузочной камеры выше линии АВ в см2.
Н = v~v» + v* + (0,5 -1,0),
где Ун — объем изделия ниже линии АВ (рис. 59, в) в см3;
Vt — объем изделия, оформляемого в пуансоне, выше линии
АВ в см3.
Я1 = ЦДв + (0,5-1,0),
где У„ — объем выступающей части оформляющего стержня выше
линии АВ (рис. 59, г).
Н = + (0,5 -1,0),
где т — число изделий, оформляемых в одной загрузочной
камере;
Ук — объем изделия ниже линии АВ (рис. 59, 3) в см3.
В компрессионных пресс-формах объем загружаемого пресс-
материала будет выше расчетного в связи с потерями (например,
на грат). К тому же создается известный запас высоты загрузоч-
ной камеры, необходимый для направления пуансона в камере,
пока он (пуансон) не коснулся пресс-материала. Поэтому в рас-
смотренных выше формулах высота Н загрузочной камеры повы-
шена на 0,5—1,0 см. Эта величина может изменяться в зависи-
мости от конфигурации оформляющих элементов (частей) пуан-
сона. Например, для пуансонов с выступами на оформляющей
части она берется равной 1,0 см, для пуансонов, имеющих глад-
кую рабочую часть, принимается равной 0,5 см.
При определении высоты загрузочной камеры пресс-формы,
используемой для таблетированного пресс-материала, учиты-
ваются форма и размеры таблеток, а также способ размещения
таблеток в загрузочной камере и оформляющем гнезде.
Если таблетка помещается только в загрузочной камере
(рис. 60, а), высота этой камеры рассчитывается по формуле
Я = £ + (0,5-1,0),
где Н — высота загрузочной камеры в см;
У — объем таблетированного пресс-материала в см3;
FT — площадь проекции таблетки в см2.
12 Заказ 886. 177
Если одна из таблеток располагается в оформляющей полости,
а вторая в загрузочной камере (рис. 60, б), высота загрузочной
камеры определяется по формуле
V—FT hT
Н =-----j^ + (0,5 ч-1,0),
где Н — высота загрузочной камеры в см;
FTi — площадь проекции таблетки, расположенной в загрузоч-
ной камере, в см2;
Fr — площадь проекции таблетки, расположенной в оформля-
ющем гнезде, в ел42;
ЛГ1 — высота таблетки, расположенной в оформляющем гнезде,
в см.
Рис. 60. Определение высоты загрузочной камеры (для таблетированного
материала)
В случае прессования текстолита в виде полотна, свернутого-
в трубку и размещенного в пресс-форме (рис. 60, в), высота загру-
зочной камеры определяется по формуле
Я = ^- + (0,5ч-1,0),
г заг
где Н — высота загрузочной камеры в см;
V — объем пресс-материала в см3;
п (cf—d2}
F3ag — ПЛОЩЭДЬ ЗИГОТОВКИ В CM2, Faaa = -------— •
В практических условиях в процессе конструирования пресс-
форм для изделий простой конфигурации высоту загрузочной
камеры не рассчитывают, а принимают в 3—4 раза больше тол-
щины изделия.
Пример. Изделие имеет вид пластинки толщиной 5 мм-
Пресс-форма закрытого типа. Высота загрузочной камеры берется
равной 20 мм. В случае применения для изготовления этой пла-
стинки пресс-формы полузакрытого типа высота загрузочной
камеры принимается равной 15 мм.
178
Расчет размеров накладной камеры
Накладные (универсальные) камеры используются для литье-
вого прессования. Площадь проекции загрузочного пространства
накладной камеры на 15—20% больше общей площади проекций
оформляющих гнезд пресс-формы и определяется по формуле
, /’1(154-20)
100 ’
где F — расчетная площадь загрузочной камеры в см2;
Ft — общая площадь оформляющих гнезд в см2.
Площадь отверстия (в накладной камере), необходимого для
заполнения пресс-материалом пресс-формы, принимается равной
половине площади загрузочной камеры. Высота загрузочной ка-
меры рассчитывается по рассмотренным выше формулам для
загрузочных камер пресс-форм. Поправка (с учетом конического
дна) принимается в пределах 1,0—1,5 см.
Тепловой расчет пресс-форм
Требуемая мощность электрического обогрева пресс-форм
может быть определена по эмпирической формуле
JV = 0,24G(7’2—Тг),
где N — мощность, потребная на нагрев пресс-формы, в кет;
G — вес пресс-формы в кг;
Тг — начальная температура пресс-формы в °C;
Т2 — температура прессования в °C.
Приведенная формула учитывает прогрев пресс-формы в те-
чение 1 ч, нагрев пресс-материала, а также потери тепла в связи
с теплоотдачей плитам пресса и в окружающее пространство.
Мощность, необходимая для электрического обогрева стационар-
ных пресс-форм, определяется отдельно для верхней и нижней
частей пресс-формы.
Определение электрической мощности (в кет), необходимой
для обогрева пресс-формы, можно производить и по номограмме,
приведенной на рис. 61, если известны вес пресс-формы в кг,
общая площадь поверхности пресс-формы в м2 и время ее разо-
грева в ч.
Пример. Общая площадь поверхности пресс-формы 0,6 м2,
вес 160 кг, время разогрева 3 ч. Потребная мощность (на номо-;
грамме она указана штриховой линией) составит примерно 1,66 кет.
Для определения количества нагревательных элементов в обо-
гревательных плитах пресс-формы, исходя из потребной мощности,
применяется формула
N
П ~ У, ,
12*
179
где п — количество электронагревательных элементов;
N» — мощность электроэлемента в кет.
Рис. 61. Номограмма для определения электриче-
ской мощности для обогрева пресс-форм (для tcp =
= 166° С)
Более подробно вопросы теплового расчета пресс-форм рас-
сматриваются в литературе [9].
Расчет длин колонок разъемных приспособлений
Для пресс-формы с одной плоскостью
разъема (рис. 62, а) длина нижней колонки определяется
по формуле
Н = Л + Лх + Лг + (5 -* 8),
где Н — длина нижней колонки в мм;
h — высота матрицы пресс-формы в мм;
hi — высота пуансона в мм;
hi — толщина прессуемого изделия в мм;
5-4-8 мм — общий гарантированный зазор между изда-
нием и матрицей пресс-формы (2 4-3 мм) и между изделием и
пуансоном (3 4-5 мм).
Длина верхней колонки определяется по формуле
=^4- ~Ь (Ю-J-16),
где Hi — длина верхней колонки в мм;
hi — высота пуансона в мм;
180
h2 — толщина прессуемого изделия в мм;
Л3 — толщина пуансонодержателя в мм;
10 4- 16 мм — общий гарантированный зазор между изделием и
матрицей, изделием и пуансоном верхнего разъ-
емного приспособления и пуансонодержателем.
Рис. 62. Расчет длин колонок разъемных приспособлений
Длина колонки, необходимой для выталкивания изделия из
пресс-формы, вычисляется по формуле
"° ^2 ~Ь hi + (2 4- 3),
где Н2 — длина колонки в мм;
h2 — толщина изделия в мм;
hi — толщина матрицы пресс-формы в мм;
2 4-3 мм — зазор между изделием и верхней плоскостью пресс-
формы.
В полузакрытых пресс-формах колонки делаются меньшей
длины в связи с тем, что в этом случае изделие достаточно только
вытолкнуть из оформляющего гнезда. Длина колонки опреде-
ляется по формуле
Н2 = h—ht -|~/г2 -f- (2 4-3),
где Н2 — длина колонки в мм;
h — высота матрицы пресс-формы в мм;
hv — высота загрузочной камеры в мм;
h2 — толщина изделия в мм.
Для съемных пресс-форм с двумя пло-
скостями (рис. 62, б) длина колонок разъемного приспособле-
ния определяется следующим образом.
Длина утолщенной части нижней колонки находится по фор-
муле
H-h + h1 + (2-i-3),
Заказ 886.
181
где Н — длина утолщенной части нижней колонки в мм;
h — толщина пуансонодержателя в мм;
hi — высота нижнего пуансона в мм;
2-4-3 мм — зазор между нижней плоскостью матрицы пресс-
формы и плоскостью нижнего пуансона.
Длина более тонкой части нижней колонки вычисляется по
формуле
Ях= ^2 4- (3 5),
где Нг — длина более тонкой части нижней колонки в мм;
/г2 — высота матрицы пресс-формы в мм;
h3 — высота пуансона в мм;
3-4-5 мм — зазор между верхней плоскостью матрицы и пло-
скостью верхнего пуансона.
Длина утолщенной части верхней колонки определяется по
формуле
Яа = йз+/г4 + (8-13),
где Н2 — длина утолщенной части верхней колонки в мм;
h3 — высота верхнего пуансона в мм;
ht — толщина пуансонодержателя в мм;
8-4-13 мм — зазоры между верхней плоскостью матрицы пресс-
формы и пуансоном (3-4-5 мм) и между плитой
верхнего разъемного приспособления и пуансоно-
держателем (5-4-8 мм).
Длина части верхней колонки меньшего диаметра находится
по формуле
Н3 — hi + ha + (2 3),
где Н3 — длина части верхней колонки меньшего диаметра
в мм;
— высота нижнего пуансона в мм;
h2 — высота матрицы пресс-формы в мм;
2-4-3 мм — зазор.
Определенные по формулам длины колонок Н, Hi, Hz следует-
округлить до чисел, кратных пяти, в сторону уменьшения или
увеличения, принимая, однако, нижний предел зазора.
14. ШТАМПЫ
В зависимости от назначения
выполняемой операции для
ШТАМПЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ПРОКЛАДОК
Ножевые штампы упрощенной конструкции получили большое
распространение в мелкосерийном производстве для штамповки
заготовок и прокладок, к качеству которых не предъявляется
182
больших требований. Они применяются для получения на машино-
строительных (и приборостроительных) заводах заготовок из
органического стекла, полиэтилена, винипласта, текстолита и
1 4 5 7-.
Рис. 63. Универсальный ножевой
штамп:
1 — корпус; 2 — пуансонодержатель; з —
шарнирные болты (3 шт.); 4 — резино-
вый буфер; 5 — планка; в — выталкива-
тель; 7 — плавающий хвостовик; 8 — смен-
ная просечка; 9 — подставка
других пластмасс.
К числу ножевых штампов простой конструкции относится
штамп-просечка. В нем нет матрицы. Штамповка выполняется
на подкладных плитах из целлулоида, фибры, алюминия, мягкой
латуни, меди, дерева и др. Подкладная плита является опорой
для листа пластмассы и предохраняет пуансон от затупления.
Режущие лезвия просечек под-
вергаются закалке; они должны
иметь твердость HRC 50—55.
Для свободного раскроя ис-
пользуются ножевые штампы
простейшей конструкции с од-
ним пустотелым пуансоном,
изготовленным из инструмен-
тальной стали толщиной 6—
10 мм. Для повышения качества
штампуемых заготовок и про-
кладок рекомендуется подклад-
ные штампы в процессе их экс-
плуатации зачищать.
Повышение стойкости про-
сечек достигается смазкой ре-
жущих лезвий пуансонов или
подкладной плиты.
Универсальный ножевой
штамп, показанный на рис. 63,
применяется для изготовления разнообразных шайб и прокладок
в серийном производстве с помощью сменных комплектов пуан-
сонов-просечек, устанавливаемых в штампе.
Недостаток ножевых штампов — необходимость применения
подкладочного материала.
В связи с небольшими усилиями при штамповке пластических
масс используются штампы простых конструкций с применением
дерева и ленточных пуансонов. Рабочие части штампов выпол-
няются из стальной ленты с учетом конфигурации детали. Опор-
ная плита применяется из фанеры или балинита. На ней монти-
руются рабочие части штампов.
Вырубной штамп с ленточными пуансонами и матрицей пока-
зан на рис. 64. Пуансоны и матрицы изготовляются из стальной
ленты (сталь 65Г или У8); толщина ленты 1,2—2,0 мм, ширина
15—20 мм. Ленту, получившую контур изготовляемой детали,
термически обрабатывают — закаливают. Внутренняя и наруж-
ная поверхности контуров ленточных пуансонов и матриц покры-
ваются (заклеиваются) резиной 1, необходимой для удаления
183
А-А
Рис. 64. Ленточный вырубной штамп
Рис. 65. Вырезной штамп
Рис. 66. Типовая конструкция
штампа для изготовления за-
готовок из слоистой пласт-
массы
184
деталей или отходов материала. От перекосов в процессе работы
штамп предохраняется колонками 2. Для контроля глубины по-
гружения пуансона по отношению к матрице служат дистанцеры.
На рис- 65 представлен вырезной штамп (для деталей сложной
формы) с пластинчатыми пуансонами и ленточными матрицами.
При штамповке деталей из термопластичных материалов стойкость
ленточных штампов составляет 25 000—40 000 шт. деталей.
Недостатком этих штампов является большая трудоемкость
их изготовления.
Изготовление заготовок штамповкой из слоистых пластмасс
вызывает большие затруднения. Типовая конструкция штампа
совмещенного типа, применяемого для штамповки слоистых
пластмасс, показана на рис. 66. Режущие лезвия матрицы имеют
скосы. В процессе вырубки материал заготовки прижимается
тарельчатыми пружинами 1, которые надежно действуют в те-
чение значительного периода работы штампа. Для концентрации
усилия прижима вблизи режущих лезвий пуансона на выталки-
вателе 2 и пуансоне 3 образованы углубления и поясок шириной
4—5 мм, расположенный параллельно контуру. На съемнике 4
имеются упоры 5, предохраняющие режущие лезвия штампа от
случайного повреждения о съемник при непредвиденном включе-
нии пресса. Усилие прижима можно регулировать предваритель-
ным сжатием пружин.
ШТАМПЫ ДЛЯ ПРОБИВКИ ОТВЕРСТИЙ
Штампы находят применение для образования отверстий
в деталях, выполненных из изоляционных материалов: монтаж-
ных колодках, планках, печатных платах, основаниях и т. п.
В зависимости от конструкции такие штампы подразделяются
на следующие группы:
1) штампы для пробивки единичных (отдельных) круглых
или фасонных отверстий;
2) штампы для пробивки группы отверстий, расположенных
в один ряд;
3) штампы для пробивки отверстий в заготовках деталей;
4) штампы для пробивки отверстий в печатных платах.
Штампы для пробивки единичных отверстий
Широкое применение для пробивки единичных отверстий нахо-
дят штампы, называемые инструментальными скобами. Они обе-
спечивают большую точность, надежный регулируемый прижим
и необходимое направление. Устройство и общий вид инструмен-
тальной скобы показаны на рис. 67. Скоба имеет корпус 1 со
сменной матрицей 4, закрепляемой в корпусе гайкой 2, и регу-
лировочным кольцом 3. В верхнюю часть штампа 5 вмонтирована
185
направляющая втулка 7. Она опирается на пружину 6, поддер-
живающую втулку над матрицей. Во втулку 7 установлен пуан-
сон 8, на верхней конец пуансона устанавливается на резьбе
фасонная втулка 10 с заплечиками. Между втулками 10 и 7 ста-
вится пружина 9 (квадратного сечения). Высота пуансона такова,
что при пробивке отверстия осуществляется достаточный прижим
материала.
Инструментальные скобы устанавливаются и закрепляются
на специальных основаниях. Для установки обрабатываемых
деталей на размер применяются установочные линейки и нониусы.
С помощью инструменталь-
ных скоб можно пробивать
единичные отверстия диаметром
до 12—15 мм без нагрева ма-
териала. Максимальная толщи-
на пробиваемого материала за-
висит от пружины 9 и составляет
для слоистых пластмасс и орг-
стекла 3—4 мм; для термопла-
стов, подобных винипласту и
СН-прочный, 6—8 мм.
Инструментальные скобы
для пробивки отверстий в тер-
мопластах отличаются от ин-
Рис. 67. Инструментальная скоба струментальных скоб для сло-
для пробивки единичных отверстий истых пластиков тем, что у них
большая площадь прижима на-
правляющих втулок 7 и кромки их заваливаются для предо-
хранения материала от появления отпечатков.
Инструментальные скобы можно использовать и для группо-
вой пробивки отверстий. В этом случае скобы устанавливаются
на электромагнитных блоках, а детали — в специальных шабло-
нах.
Фасонные (фигурные) отверстия, прямоугольные, квадратные,
шестигранные и другие пробиваются на инструментальных ско-
бах измененной конструкции, в которых направляющая втулка 7
передвигается по шпонке; во избежание поворота пуансона
в съемнике делается отверстие высокой точности, для предохра-
нения материала от возникновения ореолов.
Отверстия высокого качества в слоистых пластмассах полу-
чают при максимальной толщине материала не более 2,5 мм-
Для пробивки круглых и фасонных отверстий без предвари-
тельного нагрева материала получают применение также ступен-
чатые и многоступенчатые пуансоны (имеющие предразрушающий
выступ в виде закаленной головки болта с шайбой или винта)
для разрушения материала пластмассы и основной пуансон для
зачистки пробиваемого отверстия. Форма предразрушающего
186
выступа (в плане) должна приближаться к форме основного пуан-
сона. Предразрушающие выступы имеют съемники отходов. Гео-
метрия ступенчатых пуансонов зависит от вида и толщины пласт-
массового материала, а также формы пробиваемых отверстий.
На рис. 68 изображены ступенчатые пуансоны, обеспечива-
ющие автоматическую зачистку отходов. Предразрушающие вы-
ступы их нуждаются в систематической очистке. Для ступенчатых
пуансонов без автоматической зачистки отходов наилучшим счи-
тается отношение диаметра предразрушающего выступа к диа-
метру пуансона = 0,6—0,7. Высота предразрушающего вы-
Рис. 68. Ступенчатые пуансоны с автоматической
зачисткой от отходов
ступа he принимается в зависимости от толщины материала hM
(в мм) в пределах 0,6—0,8. Для ступенчатых пуансонов с авто-
матической зачисткой пуансонов от отходов значения и
высоты he принимаются по конструктивным соображениям и
имеют меньшую величину.
Ступенчатые пуансоны можно применять для пробивки ква-
дратных и прямоугольных отверстий в гетинаксе размерами 2,7 X
Х2,7 мм (и более) толщиной не более 3 мм без нагрева.
На рис. 69 показан штамп, сконструированный А. И. Шинка-
ревым и предназначенный для пробивки в гетинаксе отверстий
небольших размеров. В универсальном основании 13 штампа
закрепляется сменная матрица 4. На нем же устанавливаются
линейки 2 и 3, а также нониусы 5 и 1, необходимые для установки
материала на размер. Верхняя часть штампа является специаль-
ным пуансоном, состоящим из корпуса 8, прижима 6 и пуансоно-
держателя 11. Корпус 8 буртиком закрепляется в траверсе пресса
или ползуна. В пуансонодержатель 11 упирается пружина 10,
которая регулируется пробкой 9. Предразрушающий пуансон 7
установлен на резьбе в пуансонодержателе, внутри основного
187
пуансона 12. Последний имеет обратный конус и находится в спе-
циальном держателе.
Сначала отверстие пробивается предразрушающим пуансо-
ном. После этого начинает работать основной пуансон. По мере
сжатия пружины 10 он выдвигается (выходит) из прижима 6
и производит окончательную пробивку отверстия. После этого
прижим под воздействием пружины 10 снимает деталь с пуан-
сона 12. В свою очередь, предразрушающий пуансон выходит
Рис. 69. Универсальный штамп для пробивки
отверстий без нагрева
из прижима 6 на 1,5—2 мм. Такие штампы с успехом применяются
в мелкосерийном производстве монтажных колодок. Принцип
их работы можно применить при пробивке отверстий и больших
размеров. Для достижения высокой производительности и хоро-
шего качества пробивку отверстий производят на гидравличе-
ских прессах.
Пробивка единичных отверстий ступенчатыми пуансонами j
относится к прогрессивным технологическим процессам и в зави- i
симости от толщины пластмассового материала и размеров от- J
верстий может производиться с нагревом или без нагрева пласт- <
массы. Пробивку отверстий можно применять вместо сверления \
и фрезерования их в различных деталях.
4
188 '
Штампы для пробивки группы отверстий,
расположенных в ряд
Для пробивки группы отверстий, в том числе сложной формы,
с определенным расстоянием между ними, применяются различ-
ные штампы с ручной механиче-
ской или автоматической подачей
заготовок.
На рис. 70 изображен штамп-
автомат Рижского завода ВЭФ
конструкции Л. Таулиныпа, пред-
назначенный для пробивки отвер-
стий прямоугольной формы.
Штамп состоит из двух коло-
нок, двух ножей 1 и двух подаю-
щих механизмов, установленных
в направляющих боковых план-
ках 5.
Заготовка из гетинакса в виде
полосы 2 подается от руки через
нагревательный элемент до сопри-
косновения с упором 3. Затем
производится первый удар пуан-
сона 10 и он вырубает полуок-
ружность, необходимую для за-
хвата полосы материала собач-
ками 9.
Далее осуществляется пробив-
ка отверстий первого ряда.
В процессе второго хода пресса
собачки 9, установленные на пол-
зунах 4, заходят в вырез на краях
полосы и производят последу-
ющую автоматическую подачу.
Движение ползунам 4 передают
толкатели 6.
Шаг подачи зависит от раз-
мера шлицев и прорезей. Полоса
материала заготовки (гетинакса)
боковым буфером с роликом 8
к одной стороне штампа.
Преимущество рассмотренного
Рис. 70. Схема штампа-автомата
конструкции Л. Таулиныпа
и пружиной 7 прижимается
штампа состоит в том, что
он позволяет осуществлять работу по автоматическому циклу,
обеспечивая непрерывный процесс штамповки-пробивки^ отвер-
стий, точный шаг и простое обслуживание. Имеются также штампы
для пробивки других фасонных отверстий в заготовках де-
талей.
189
ШТАМПЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Для штамповки различных по габаритам пластмассовых дета-
лей в массовом и крупносерийном производствах, особенно слож-
Рис. 71. Последовательный штамп
ных по форме деталей из слоистых пластмасс, применяются сле-
дующие основные типы штампов:
1) последовательные;
2) последовательно-совмещенные;
3) совмещенные.
На рис. 71 представлен последовательный многопуансонный
штамп для изготовления плиты. Штамп имеет две направляющие
190
колонки 1, которые установлены во втулках 2, смонтировяииыт
на съемнике 3, шаговый нож и пружинный прижим. Прижим
полосы материала заготовки производится боковой планкой.
Направляющие 4 имеют ограничители, препятствующие подъему
полосы. Матрицы, имеющие прямоугольную форму, оснащены
вставками для повышения точности штамповки и соблюдения
необходимого зазора.
Для повышения качества обработки фасонных (фигурных)
отверстий и пазов и предохранения от трещин и других дефектов
в последовательных штампах допускается пробивка их с после-
дующей зачисткой. Сначала на первом шаге производится про-
бивка отверстия или паза предварительным пуансоном, размер
которого составляет 0,6—0,7 размера матрицы, затем на следу-
ющем шаге, отверстия или паз обрабатываются окончательно —
зачищаются основным пуансоном.
В случае необходимости возможно применение ступенчатых
пуансонов, оснащенных сбрасывателями отходов.
В целях последующего уменьшения трещин в изделиях —
при проектировании последовательных штампов рекомендуется
учитывать необходимость предварительной пробивки отверстий
(круглых или квадратных) в углах и в местах, где имеются рез-
кие изменения формы. В этих случаях матрица делается квадрат-
ной.
Технологические способы снижения концентрации напряжений
при применении последовательных штампов приведены в табл. 57.
Правильное использование технологических способов сниже-
ния концентрации напряжений в процессе пробивки отверстий
в сочетании с рациональным назначением режимов штамповки
(удельного давления прижима, температуры, скорости деформи-
рования, величины зазора и т. п.) вместе с хорошей конструк-
тивно-технологической отработкой детали обеспечивает суще-
ственное улучшение качества продукции.
Последовательные штампы применяются преимущественно для
получения деталей из слоистых пластиков, кроме того, они дают
хорошие результаты и при штамповке термопластов, картона,
фибры, слюды и других неметаллических материалов.
На рис. 72 изображен последовательно-совмещенный штамп
с двусторонним прижимом конструкции Д. М. Васильева. Штамп
установлен на блоке, колонки расположены позади. В состав
штампа входят: вырубная матрица 1, пуансонодержатель 3,
пуансон-матрица 2, выталкиватель 4, шаговой нож. Верхний
прижим 5 винтами с пружинами соединен с пуансонодержателем.
Нижний выталкиватель 6 и пробивные пуансоны 7 и 8 располо-
жены в вырубной матрице 1. Нижний выталкиватель 6 находится
под давлением буфера, установленного на резьбе в нижней плите.
Штамп работает следующим образом. Вначале до шагового
упора подается полоса материала, после чего в процессе второго
191
Таблица 57
Технологические способы снижения концентрации напряжений
при штамповке в последовательных штампах
Способы уменьшения концентрации напряжений Схема штамповки
Последовательная пробивка отверстий пуансонами разных размеров Матрица 1 шаг s'! Пуансон [га rt основной^ Пуансон /предваритепоньи. Ъ $ □ Шаг
Предварительная пробивка отверстий в местах концентрации напряжений * Предварительные пуансоны ।
Пробивка отверстий пуансонами с за- валенными кромками в плане г = 0,03-0,08мм Просрипь ' пуансона
Пробивка отверстий ступенчатыми или многоступенчатыми пуансонами V1 ф
Подогрев съемника или матрицы Подогреваемый
192
хода ползуна производится вырубка детали пуансон-матрицей
и пробивка отверстий в детали пуансонами 7 и 8. Затем готовая
деталь выталкивателем 6 и
верхним прижимом 5 запрес-
совывается опять в полосу.
В процессе последующих хо-
дов ползуна выталкиватель 4
удаляет деталь из полосы и
сбрасывает ее в тару. Отходы
материала, образованные по-
сле пробивки отверстий,
проходят по каналам в пу-
ансон-матрице вверх и уда-
ляются через боковые отвер-
стия верхней плиты.
Штамп характеризуется
большой производительно-
стью, безопасностью и удоб-
ством в эксплуатации.
Типовой штамп совмещен-
ного действия показан на
рис. 73. Колонки этого
Рис. 73. Типовой штамп совмещенного
действия
штампа расположены диагонально. Внутри плавающего хво-
стовика 1 имеется пружина 2 выталкивателя. Требуемое
13 заваз 886.
193
давление прижима в месте среза обеспечивается контактной
площадкой матрицы 3 и съемником 5. Для предохранения
матрицы от повреждения о съемник предусмотрены упоры 4.
Они отжимают съемник немного раньше, чем кромки матрицы
соприкоснутся с пуансоном.
ЗАЧИСТНЫЕ ШТАМПЫ
Зачистка состоит в удалении припуска, оставляемого в заго-
товке при вырубке и пробивке в зачистных штампах. Зачистка
применяется в тех случаях, когда к качеству поверхности среза
предъявляются высокие требования, не выполнимые в процессе
вырубки деталей (и пробивки отверстий) в неметаллических мате-
риалах, в том числе пластмассах, например при штамповке дета-
лей из толстолистовых пластмасс.
Величина припуска на зачистку связана с рядом факторов:
видом материала и его толщиной, контуром детали, способом
штамповки и др. Ее можно определить по данным, приведен-
ным в табл. 58.
Таблица 58
Величина припуска на зачистку пластмассовых деталей в мм
Толщина материала в мм Величина припуска в мм
ДЛЯ слоистых пластиков для термопластов для материалов на основе бумаги
0,5-1,5 0,5—0,8 0,3-0,6 0,5-0,6
1,5—2,0 1,2 1,0 0,9
2,0—3,0 1,5 1,0—1,5 1,2
3,0—5,0 2,0 1,5—1,8 —
Зачистка кромок пластмасс толщиной 2—2,2 мм производится
обычно без нагрева; при большей толщине листа, а в некоторых
случаях и при малой толщине материала рекомендуется произ-
водить нагрев инструмента до 60—80° С.
Зачистку деталей со сложной формой контура рекомендуется
выполнять в две операции, в целях предотвращения возможного
разрушения материала на участках с резким изменением формы.
Величину одностороннего зазора при зачистке следует назначать
наименьшей.
Штампы в большинстве случаев имеют простую конструкцию,
но требуют высокой точности изготовления. В качестве оборудо-
вания рекомендуется применять винтовые и гидравлические
прессы.
На рис. 74 показан зачистной штамп, состоящий из плава-
ющего хвостовика 1 и пуансонодержателя 2 с накладкой 3 (алю-
194
j
миниевой, латунной или медной), выполняющей роль пуансона.
В пазах накладки смонтированы нагреватели и матрицы 4 с гра-
нями, расположенными под углом 20—50° (в зависимости от вида
материала). В матрице находится выталкиватель 6 с утопающими
фиксаторами 5, приводимый в действие буферным устройством 8.
Для повышения плавности процесса зачистки под нижней пли-
той 7 установлена текстолитовая подкладка 9. Съем деталей
производится отлипателями, которые выступают над выталкива-
телем 10 на 0,5—0,8 мм.
Рис. 74. Зачистной штамп Рис. 75. Штамп для формовки сло-
истой пластмассы
Зачистные штампы следует применять лишь в случае крайней
необходимости — зачистные операции имеют низкую произво-
дительность, вызывают повышение себестоимости продукции.
Абсолютное большинство деталей, полученных штамповкой-
вырубкой из пластмасс, не нуждается в какой-либо дополнитель-
ной обработке. Но детали из текстолита и гетинакса толщиной
до 4—6 мм для радиотехнических изделий требуют дополнитель-
ной обработки — пропитки смолами и лаками (бакелизации)
для улучшения электроизоляционных свойств. Бакелизация про-
изводится в специальных пропиточных установках под ваку-
умом.
На рис. 75 показан штамп простой конструкции для гибки
формовкой пластмассы 1. Штамп имеет верхнюю часть 2 и нижнюю
часть 3. Они соединены колонками 4. В нижней плите 3 устано-
влены направляющие втулки 5.
15. ЛИТЬЕВЫЕ ФОРМЫ
Формовка термопластов отличается небольшими усилиями
ввиду того, что термопласты в процессе формовки имеют высоко-
эластичное состояние и не оказывают большого сопротивления
13*
195
деформированию. Конструкция оснастки — штампов, форм и
приспособлений, применяемых для формовки деталей и изделий,
зависит от свойств термопластов. Для оснастки применяются
дешевые материалы, характеризующиеся хорошей обрабатывае-
мостью: дерево, вторичный алюминией, силумин, бетон, гипс,
песочно-клеевая масса и др.
Имеются следующие основные виды конструкций форм:
цельнокорпусные, комбинированные, реберные.
Цельнокорпусные формы характеризуются про-
стотой конструкции и высокой прочностью. Они применяются
для изделий, имеющих сложную форму и малую глубину, выпол-
няемых из толстолистовых пластмасс. Для изготовления цельно-
Рис. 76. Цельнокорпусная форма для пневматической формовки
корпусных форм применяются дерево, металл, слоистые пласт-
массы и другие материалы.
На рис. 76 изображена цельнокорпусная форма открытого
типа для пневматической формовки изделий. Она состоит из ка-
меры 1, штуцера 2, направляющих колонок 3, опорной плиты 4,
оформляющей вставки 5, матрицы 6, рамки со штамповым устрой-
ством 7, крана 8 для спуска воздуха.
Комбинированные формы представляют собой
разновидность цельнокорпусных форм. Из них более широкое
применение имеют гальванобетонные формы с тонкостенными
матрицами, используемые для получения более сложных по форме
изделий, имеющих много граней или сложные художественные
рисунки на поверхности. На рис. 77 изображена конструкция
гальванобетонной формы, имеющая металлическое основание 1,
матрицу 2 с обоймой 3 и пневматическую камеру, которая закрыта
крышкой 4. В металлической обойме 3 закрепляется тонкостен-
ная гальваническая матрица с небольшими отверстиями, необ-
ходимыми для выхода воздуха. Сама обойма 3 с матрицей монти-
руется на опорной плите 5 с каналами 6, предназначенными для
охлаждения формы. В свободном пространстве, расположенном
между матрицей 2 и плитой 5, размещается бетонная масса. Воз-
дух подается в форму через штуцера 7.
196
Использование гальванопластических способов рекомендуется
также и при изготовлении форм для вакуумной формовки, при
которой удельные давления формовки находятся в пределах
0,3—0,8 кПсм*.
Рис. 77. Конструкция гальванобетонной формы
Реберные формы отличаются от цельнокорпусных
форм тем, что в них сплошная опорная поверхность в матрице
отсутствует, а вместо нее имеются специальные ребра. Реберные
Рис. 78. Конструкция реберной формы
формы получили значительное распространение для изготовления
изделий небольшой глубины, формуемых из тонких листов
197
винипласта или органического стекла и имеющих ребра жесткости.
На рис. 78 представлена конструкция сборной реберной формы.
Форма состоит из ребер 1 и 4 и вставки 2, смонтированных на
основании 3 и соединенных рамкой 5. Формовочная камера обра-
зована с помощью крышки 7. Воздух поступает в форму через
штуцера 8 и 6. Расстояние между ребрами принимается с учетом
вида материала формуемых изделий и его толщины, а также кон-
струкции ребер жесткости.
При изготовлении форм простой (упрощенной) конструкции,
вставок реберных и цельнокорпусных форм для вакуумной фор-
мовки деталей и изделий неответственного назначения исполь-
зуются гипсовые матрицы.
Для переработки и механической обработки пластмасс при-
меняется различное оборудование, подробно рассмотренное в ли-
тературе [20].
Глава V
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАСТМАСС
В МАШИНОСТРОЕНИИ
Экономическую эффективность применения пластмасс необ-
ходимо рассчитывать по типовой методике определения экономи-
ческой эффективности внедрения новой техники с учетом некото-
рых особенностей.
Экономичность машины (в связи с использованием пластмасс)
зависит от следующих показателей:
1) снижения веса и материалоемкости конструкции;
2) уменьшения трудоемкости изготовления узлов и деталей;
3) снижения себестоимости конструкций при их изготовле-
НИИ*
4) уменьшения производственного цикла изготовления машин;
5) снижения трудоемкости и затрат на техническую подготовку
производства;
6) высвобождения основных средств;
7) улучшения (повышения) технико-экономических параметров
конструкции (грузоподъемность, вес, к. п. д., долговечность,
надежность, снижение себестоимости и др.) и санитарно-техни-
ческих условий труда.
16. СНИЖЕНИЕ ВЕСА И МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ
КОНСТРУКЦИИ
Уменьшение материалоемкости конструкции определяется из
сравнения материалоемкости металлических и пластмассовых
деталей (изделий) с учетом веса, коэффициента полезного исполь-
зования материала, удельной прочности и долговечности, т. е.
реального коэффициента замены. При этом сравнивается не вес
деталей, а приведенная материалоемкость М по каждому из сопо-
ставляемых материалов, т. е.
М = Кр. а min,
«UCn
199
где G — вес конструкции в кг (при одинаковых объемах);
Кисп — коэффициент полезного использования;
Кр.а — коэффициент реальной замены.
Пример. Стальная деталь весом 5 кг при Кисп = 0,5 должна
быть заменена пластмассовой с удельным весом, равным 1.
Сопоставляя расход материала, учитываем нагрузку, испыты-
ваемую металлической и пластмассовой деталями, считая, что,
если пластмассовая деталь в 2 раза менее прочна, чем металли-
ческая, то она должна иметь в 2 раза больший объем или сече-
ние, т. е. Kp'i, = 2, а Кисп = 0,9. По данным примера, расход
металла Мм = • 1 = 10 кг, расход пластмассы Мпл =
= (5'Тз
В том случае, когда пластмассовая деталь не изменяет объема
(не несет нагрузки), расход пластмассы составит Мпл =
= (б~ -1) : 0,9 = 0,71 кг.
Однако пластмассовая деталь по сравнению с металлической
в данном случае будет иметь более низкую прочность. Сравнивая
материалоемкость конструкций, следует учитывать изменение
сроков службы деталей, а следовательно, и необходимое коли-
чество комплектующих и запасных частей деталей за весь период
эксплуатации машины. Тогда общая (итоговая) материалоемкость
машины Gu определяется по формуле
Gu = Ga. ч,
где GM — материалоемкость машины в кг;
Ga.4. — материалоемкость запасных частей на весь период
ее эксплуатации в кг.
Для сравнительного технико-экономического анализа исполь-
зуется показатель относительной материалоемкости, т. е. удель-
ная величина материалоемкости (в кг, в руб.), приходящаяся
на единицу мощности, единицу чистого веса или другой основной
эксплуатационный показатель. При этом также учитывается
общая материалоемкость (машины и запасных частей) за весь
период эксплуатации
где Ха — основной эксплуатационный показатель машины за
весь срок ее службы (мощность, пробег, грузоподъем-
ность и т. п.).
Материалоемкость можно рассчитывать на всю машину или
на отдельные узлы или детали. Количество материала для отдель-
ной детали определяется технической нормой расхода — черным
весом заготовки, учитывающим все нормированные производ-
200
ственныв потери: при раскрое, хранении, испытаниях, заготови-
тельных операциях и т. д. Затраты на материал в машинострое-
нии в среднем равняются 40—50%, а в тяжелом машиностроении
доходят до 75% общих затрат на изготовление машин. Следова-
тельно, экономия материала — важный источник снижения себе-
стоимости, а применение пластмассовых деталей взамен металли-
ческих ведет к уменьшению материалоемкости машин.
Снижение (экономия) затрат на материалы определяется из
сравнения материалоемкости металлической и пластмассовой
конструкции в денежной форме по планово-заготовительным
ценам с учетом возможной реализации отходов:
М — Ganb,
где М — суммарные затраты на материал конструкции в руб.;
G — материалоемкость конструкции в кг;
а — плановая цена (приобретения) материала в руб.;
п — норма реализуемых отходов в руб.;
b — цена реализации отходов в руб.
В связи со сравнительно высокими ценами на некоторые пласт-
массы затраты на материал нельзя считать единственным крите-
рием оценки целесообразности замены металлов пластмассами.
17. СНИЖЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ И СЕБЕСТОИМОСТИ
КОНСТРУКЦИИ
В случае замены металлических деталей пластмассовыми
число технологических операций значительно уменьшается и
трудоемкость изготовления деталей уменьшается.
Трудоемкость детали исчисляется суммой норм времени на
ее изготовление по всем технологическим операциям производ-
ственного процесса (в нормо-часах). Трудоемкость изготовления
металлических деталей определяется по формуле
т метп — Тлитп -f- Тмех “Ь ТmepMt
Где Тмет, тлит, ТмеХ, Тщерм — трудоемкость изготовления соответ-
ственно металлической детали, от-
ливки, механической обработки, тер-
мической обработки.
Трудоемкость каждого вида обработки, например механиче-
ской, можно рассчитать как сумму штучного времени по всем
операциям данного производственного процесса по формуле
п
Тмех — 2 и®, к,
1
где 1Шт. к — техническая норма времени на операцию в ч;
и — количество технологических операций механической
обработки.
201
Трудоемкость изготовления пластмассовых деталей Тпл рас-
считывается по аналогичной формуле
п
Упл = ^4 1штп. к. пл>
1
где ttum. к. пл — техническая норма времени на операцию при
изготовлении пластмассовой детали.
Снижение трудоемкости в нормо-часах Т составит: Т =
“ Тмет — Тпл*
Тарифная заработная плата 3 подсчитывается по трудоем-
кости детали как сумма расценок р по всем операциям всего
производственного процесса изготовления (литье, механическая
обработка) для металлической детали по формуле
Змет — 2 Рлит + 5 Рмет ~Ь 2 Ртерм*
Расценка роп для каждой отдельной операции определяется
по норме времени и тарифным условиям по формуле
Роп = С^шт. к
ИЛИ
n
Pen- N ,
где Ci — часовая ставка данного разряда;
Т — продолжительность смены в ч;
N — норма выработки в шт. за смену.
Для пластмассовых деталей
Зпл — 2 Рплу
где 2 Рпл — сумма расценок по всем операциям по изготовлению
пластмассовой детали.
Снижение основной заработной платы АЗ на одну деталь со-
ставит: АЗ ~ Змет Зпл*
В связи с уменьшением трудоемкости изготовления пласт-
массовых деталей снижается и доля заработной платы на единицу
продукции. Расчеты трудоемкости изготовления комплекта метал-
лических и пластмассовых деталей токарно-винторезного станка,
приведенные в табл. 59, позволяют сделать вывод о том, что трудо-
емкость изготовления пластмассовых деталей сокращается в 2,5—
3 раза. С учетом заготовительных, термических и отделочных
операций трудоемкость комплекта пластмассовых деталей сни-
жается в 4—6 раз [12].
Обычно наряду с уменьшением материалоемкости и трудо-
емкости изготовления пластмассовых деталей снижается и себе-
стоимость конструкций машин.
202
В себестоимость изготовления машин входят затраты: прямые
(материалы и заработная плата основных производственных
Таблица 59
Трудоемкость комплекта металлических и пластмассовых *
деталей токарного станка
Наименование деталей Трудоемкость в нормо-ч Наименование деталей Трудоемкость в нормо-ч
детали из ме- талла детали из пласт- массы кеталя. из ме- талла детали из пласт- массы
Корпус фильтра 1,25 0,233 Маховик 0 250 мм 1,42 0,29
Фланец фильтра 1,01 0,386 Корпус передней 3,02 2,0
Ступица 1,19 0,55 бабки 1,46
Рукоятка 0,54 0,39 Крышка передней бабки 0.73
Колпачок 0,95 0,48 1,16
Маховик 0 200 мм 1,75 0,29 Корпус задней баб- ки 0,77
Рукоятка 1,22 0,89 Плита задней бабки 0,34 0,28
Шарик 0,60 0,26 Корпус коробки по- 0,91 0,72
Пробка 0,72 0,198 дач
Стакан 1,22 0,345 Крышка коробки 0,39 0,3
Рукоятка 2,45 0,89 подач
Шкив 0,89 0,343 Каретка суппорта 3,03 1,15
Шкив 1,75 0,343 Корпус фартука 1,56 0,8
Ступица рукоятки 1,50 0,32 Крышка фартука . 1,01 0,2
Итого 31,26 13,158
рабочих) и косвенные (энергия, содержание, ремонт и амортиза-
ция основных средств, износ инструмента, цеховые и общезавод-
ские расходы).
Себестоимость S определяется по формуле
S^M+3+Н,
где М — затраты на материалы;
3 — затраты на заработную плату основных производствен-
ных рабочих;
Н — косвенные расходы.
На косвенные расходы составляется смета с распределением
их по отдельным статьям. Особенность косвенных затрат на пере-
работку пластмасс в изделия состоит в том, что в них значитель-
ную роль играют затраты на погашение стоимости пресс-форм
в связи с их износом.
203
Погашение стоимости пресс-форм подсчитывается в условиях
мелкосерийного производства (в соответствии с объемом годового
выпуска деталей) по формуле
• яп = ^юоо,
где Нп — норма погашения стоимости пресс-формы на 1000 дета-
лей в руб.;
С3 — стоимость изготовления и ремонта одного гнезда пресс-
формы в руб.;
Г — количество гнезд в пресс-форме;
Т — годовая серийность выпуска деталей в шт.
При мелкосерийном производстве удельный вес затрат на
погашение стоимости пресс-форм в себестоимости деталей часто
доходит до 50—75%.
В условиях крупносерийного и массового производства пога-
шение стоимости пресс-формы определяется на основе техниче-
ской нормы износа одного гнезда по формуле
= Ю00 = ^1000,
Л и* Ни
где Ни — техническая норма износа одного гнезда пресс-формы
в шт.
При этом средние затраты на погашение износа пресс-форм
в себестоимости детали доходят лишь до 10 %.
В настоящее время заводы-потребители изготовляют пресс-
формы сами, нередко по несовершенной технологии, поэтому пресс-
формы имеют большую трудоемкость и себестоимость.
Средние нормы износа одного гнезда пресс-форм — 50 тыс. де-
талей; для деталей высокой точности — 35—45 тыс., для пресс-
форм с разъемными полуматрицами 25—35 тыс., для литьевых
форм 150—200 тыс. деталей.
В процессе составления калькуляции на единицу продукции
(1 m или 100 шт. деталей) косвенные расходы на переработку
пластмасс в изделия (детали машины) рекомендуется распределять
пропорционально коэффициенто-машино-часу. При этом все
косвенные расходы подразделяются на две группы:
1) расходы связанные с работой оборудования (электро-
энергия, пар, вода, износ инструмента, амортизация и т. п.);
2) расходы общецеховые Н2, с работой оборудования не свя-
занные (содержание зданий, аппарата управления, расходы по
рационализации и т. д.).
Расходы Н1 на единицу продукции определяются по формуле
— gQ + ^2*2 +^Vs+ • • • +^n^n),
204
где 5, — косвенные затраты на 1 ч работы базового станка,
принятого за единицу;
Klt К2, К3 — коэффициенты, показывающие во сколько раз за-
траты, связанные с работой оборудования на дан-
ных операциях, больше тех же затрат на базовом
станке;
G» ^2’ — нормы времени на операции процесса по изготовле-
нию единицы продукции.
Коэффициенты К2, К3 находятся по формуле
где Si4 — затраты, связанные с работой оборудования на дан-
ной операции;
S4 — те же затраты по базовому станку.
Общепроизводственные расходы Н2 обычно распределяются
пропорционально затратам на заработную плату основных про-
изводственных рабочих. При этом коэффициент распределения
где Нч — сумма затрат на заработную плату основных производ-
ственных рабочих по смете;
Зосн — фонд основной заработной платы за тот же период
времени.
Общепроизводственные расходы
Н2 = ЗоснКр.
Общая сумма косвенных расходов на единицу продукции
Нед = Нг + Н2.
18. ДРУГИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Весь производственный цикл изготовления деталей из металла,
включая операции литейного и термического цехов, насчитывает
от 30 до 50 операций. Производственный цикл изготовления
пластмассовых деталей состоит в среднем из 4—5 операций и по
времени значительно меньше.
При замене металлических деталей пластмассовыми дости-
гается снижение трудоемкости технической подготовки производ-
ства, что позволяет повысить темпы освоения новых производств,
обеспечить экономическую эффективность в связи с уменьшением
затрат на техническую подготовку производства. Для расчета
экономической эффективности определяют и сравнивают затраты
тРУДа на проектирование и освоение новых изделий из металла и
205
пластмасс, принимая объем конструкторской работы по проекти-
рованию машины одинаковым.
Произведенными расчетами [12] установлено, что общая трудо-
емкость работ по технической подготовке составляет: при изго-
товлении комплекта 24 деталей токарного станка из металла
13 520 ч; при изготовлении тех же деталей из пластмасс 4099 ч,
т. е. уменьшается примерно в 3,3 раза, что вызывает и соответ-
ствующее снижение затрат. Трудоемкость работ по технологи-
ческой подготовке (при серийном производстве) металлических
деталей составит 8281,3 нормо-ч, пластмассовых деталей —
2259,1 нормо-ч (уменьшение примерно в 3,5 раза). При этом число
технологических операций, необходимых для изготовления пласт-
массовых деталей, сокращается на 116, а количество специаль-
ных приспособлений на 73.
Уменьшение производственного цикла и снижение сложности
оборудования и оснастки, при замене металлических деталей
пластмассовыми позволяет высвободить некоторую часть основ-
ных средств (оборудования, оснастки, сооружений, зданий, транс-
порта и т. д.), потребных для выполнения производственной про-
граммы. Например, при замене 24 шт. металлических деталей
токарного станка пластмассовыми оказалось возможным исклю-
чить оборудование литейного и термического цехов и уменьшить
число станков (в расчете на 1000 комплектов деталей) на 5 шт.
Эксплуатационные показатели конструкции характеризуются
весом, долговечностью, надежностью, производительностью, улуч-
шением условий труда и др. Производственный расчет по ком-
плекту деталей токарного станка [12] показал технико-экономи-
ческую целесообразность замены металлических деталей пласт-
массовыми, при этом вес конструкции снижается в 4,5—5 раз,
изготовление деталей упрощается, а трудоемкость уменьшается
примерно в 3—5 раз, степень сложности технологической подго-
товки производства снижается, а трудоемкость уменьшается
(в среднем) в 3—4 раза. Количество технологических процессов
и операций сокращается, а трудоемкость их уменьшается (в сред-
нем) в 5—6 раз. Обеспечивается снижение себестоимости про-
дукции в 2—3 раза.
Глава VI
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ОБРАБОТКЕ ПЛАСТМАСС
19. ТОКСИЧНОСТЬ ПЛАСТМАСС И ОСНОВНЫЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
В процессе работы с пластмассами необходимо иметь в виду,
что есть компоненты (отвердители и растворители) с токсическими
свойствами.
Токсические свойства наиболее значительно проявляются
при выполнении следующих работ:
1) в процессе приготовления композиций — при взвешивании,
отмеривании и главным образом при перемешивании и нагре-
вании в связи с выделением значительного количества паров;
2) при переработке пластмасс в детали и изделия;
3) в ходе механической обработки отвержденных компози-
ций (возникающая при этом пыль влияет на слизистые оболочки
глаз и кожу рук, вызывая их раздражение).
Токсичность эпоксидных и акриловых композиций неодина-
кова и обусловлена их составом. Отвержденные композиции та-
кого типа для здоровья работающих безвредны.
Эпоксидные смолы, играющие роль связующих эпоксидных
композиций, изготовляются или как вязкие жидкости с малой
летучестью (отечественные ЭД-5 и ЭД-6, чехословацкие эпокси
1200 и эпокси 2100), или как твердые вещества (ЭД-15). Они имеют
цвет от янтарного до темно-коричневого, молекулярный вес 300—
1000, удельный вес 1,16—1,44 г!см9. Эпоксидные смолы раство-
ряются в кетонах (например, ацетоне), в некоторых сложных эфи-
рах, эфироспиртах, алфированных углеводородах, в том числе
четыреххлористом углероде, однако не растворяются в мине-
ральных маслах и воде. При повышении молекулярного веса тем-
пература плавления и химическая стойкость смол увеличиваются;
растворимость снижается.
При нагревании смолы до 60° С и более выделяется небольшое
количество летучих веществ — эпихлоргидрина и толуола. Они
207
оказывают раздражающее и общетоксическое (но слабо выражен-
ное) действие.
Максимально допустимая концентрация паров смолы в воздухе
производственных помещений (по эпихлоргидрину) не должна
превышать 0,001 мг/л.
Пластификатором эпоксидных смол и пластифицированного
акрилата является дибутилфталат, т. е. бесцветная жидкость со
слабым запахом. Его молекулярный вес 278, удельный вес
1,046 г!см3, температура кипения 340° С. В воде нерастворим.
Сам он нетоксичен, но его пары в значительных концентрациях
раздражают слизистую оболочку.
В нашей промышленности применяются в качестве отверди-
телей горячего отверждения малеиновый и фталевый ангидриды
и в качестве отвердителей холодного отверждения — полиэти-
ленполиамин, гексометилендиамин и их кубовые остатки. Все эти
отвердители являются токсичными. Токсичные отвердители сооб-
щают вредность и неотвержденным эпоксидным композициям.
Фталевый ангидрид является смесью игольчатых
кристаллов белого, серого и желтого цветов. Молекулярный
вес 143, температура плавления 130,5° С, температура кипе-
ния 248° С. Растворяется в спирте, эфире, бензоле и хлороформе.
В присутствии влаги переходит во фталевую кислоту.
Малеиновый ангидрид — белый кристаллический
порошок. Молекулярный вес 98, температура кипения 54° С.
Растворяется в ацетоне и хлороформе. Взаимодействуя с водой,
переходит в малеиновую кислоту. Его токсичность больше, чем
у фталевого ангидрида.
Пары, а также пыль рассмотренных ангидридов оказывают
большое раздражающее действие на слизистые оболочки верхних
дыхательных путей и глаз и вызывают жжение, светобоязнь,
слезоточение и конъюнктивит. В случае попадания их на кожу
наблюдается образование красных пятен, а иногда и пузырьков,
как от ожога.
Полиэтиленполиамин представляет собой масля-
нистую гигроскопическую малолетучую жидкость с окраской от
светложелтой до темнобурой, имеющую специфический запах.
Молекулярный вес 146. Промышленностью изготовляется как
технический продукт с удельным весом 0,97—1,05 г! см3. Темпе-
ратура кипения 277° С. Растворяется в воде.
В случае попадания полиэтиленполиамина в организм проис-
ходят сосудистые расстройства; вредное влияние он оказывает и
на центральную нервную систему. Если воздействие полиэтилен-
полиамина на кожу является продолжительным, возможны тяже-
лые поражения типа язвенного дерматита — воспалительного
заболевания кожи. При попадании в глаза возникает длительный
конъюнктивит, после его излечения роговица глаз не утрачивает
прозрачность.
208
Гексаметилендиамин (ГМД) в чистом виде пред-
ставляет собой бесцветные кристаллы с характерным запахом.
Температура плавления 42° С, температура кипения 200° С.
ГМД используется как отвердитель взамен полиэтиленполиамина.
В промышленности применяется также кубовый остаток
ГМД — отход раствора после кристаллизации. Это темная масля-
нистая жидкость с резким специфическим запахом.
ГМД и его кубовый остаток характеризуются горючестью,
растворяются в воде, спиртах, ацетоне и других органических
растворителях. Хуже растворяются в бензоле. Они гигроско-
пичны, интенсивно поглощают углекислоту из воздуха.
ГМД токсичен. В виде паров при большой концентрации
уменьшает кровяное давление, приводит к изменениям состояния
нервной системы и состава периферической крови, вызывает нар-
коз. При попадании в глаза вызывает значительное повреждение
слизистой оболочки. В организм попадает через органы дыхания
и неповрежденную кожу. Кубовый остаток ГМД обладает мень-
шей токсичностью. Максимально допустимая концентрация па-
ров ГМД 0,001 мг!л.
За рубежом для отверждения эпоксидных композиций исполь-
зуются низкомолекулярные полиамиды, которые одновременно
являются и пластификаторами. Они нетоксичны и позволяют не
.применять токсичных кислот и аминных отвердителей.
Акриловые пластмассы приобретают токсичность от содержа-
щегося в них метилметакрилата.
Метилметакрилат представляет собой бесцветную жидкость-
со слабым характерным запахом. Молекулярный вес 100,11. Тем-
пература кипения 100° С, температура плавления 50° С. Удель-
ный вес 0,945 г!см3. Растворяется в спирте и эфире. В воде не
растворяется. Оказывает наркотическое и общетоксическое дей-
ствие. Раздражающее воздействие его относительно небольшое.
Попадая на кожу, вызывает ее покраснение. При концен-
трации 0,5—1,0 мг/л происходит токсическое раздражение
слизистых оболочек. Максимально допустимая концентрация
0,05 мг!л.
Наполнители эпоксидных и акриловых композиций — желез-
ный порошок, железный сурик, графит, гипс, асбестоволокно,
стекловата и т. д. Они содержатся в небольших количествах и
поэтому не оказывают вредного воздействия. Но многие из них,
являясь порошками, оказывают механическое воздействие с раз-
дражением слизистых оболочек. Кроме того, мелкие частицы
стеклоткани, асбестоволокна и стекловолокна попадают на кожу
и, прокалывая ее, вызывают покраснение и зуд.
Растворителями являются ацетон, бензин, этилцеллозольв,
бензол, толуол, четыреххлористый углерод. Они применяются
лишь при мытье посуды, а ацетон в очень небольшом количестве
для смывания пластмассы с кожи.
14 Заказ 886.
20»
Ацетон — бесцветная летучая горючая жидкость со спе-
цифическим запахом. Хорошо растворяется в воде, спирте, зфире.
Температура кипения 56,5° С. Удельный вес 0,79 г/см3. Смесь
паров ацетона с воздухом может взрываться. Пределы взрывае-
мости (по объему): нижний 2,5%, верхний 9,8%. Попадает в орга-
низм преимущественно через дыхательные пути и может там
накапливаться. Действует, как наркотик. При весьма большой
концентрации паров вызывает острое отравление. В случае хро-
нического отравления отмечается небольшое малокровие (анемия)
и изменения со стороны верхних дыхательных путей, обычно
в форме атрофических катаров. В условиях длительно повторя-
ющегося соприкосновения ацетона с кожей возникает краснота
и сухость кожи. Однако они сравнительно быстро проходят.
Максимально допустимая концентрация паров 0,2 мг!л.
Бензин — бесцветная прозрачная жидкость со специфи-
ческим запахом, являющаяся смесью различных углеводородов.
В организм попадает преимущественно через дыхательные пути,
однако не накапливается там. В случае продолжительного воз-
действия на кожу приводит к ее воспалению и сухости. Макси-
мально допустимая концентрация 0,3 мг/л.
Этилцеллозольв — бесцветная жидкость с весьма сла-
бым приятным запахом. Температура кипения 128° С. Хорошо
растворяет смолы, лаки и нитроклетчатки. Пары этой жидкости
имеют слабые наркотические и раздражающие свойства. При вы-
сокой концентрации паров они способны вызвать изменения в поч-
ках. Максимально допустимая концентрация 0,2 мг/л.
Бензол и толуол являются горючими жидкостями
с характерным запахом. Удельный вес 0,87—0,88 г/см3. Темпе-
ратура кипения бензола 79,6° С, толуола 110,5° С.
Бензол в воде растворяется плохо, в спирте, эфире и хлоро-
форме растворяется хорошо. Токсичен. Оказывает вредное дей-
ствие на кровь и нервную систему.
Толуол вредно действует на нервную систему. Максимально
допустимая концентрация 0,02 мг!л.
Четыреххлористый углерод представляет со-
бой прозрачную жидкость с характерным запахом. В воде мало-
растворим, в спирте и эфире растворяется легко. Молекулярный
вес 153,84. Температура кипения 76,9° С. Удельный вес 1,595 г/см3.
Упругость паров р = 90,6 мм рт. ст. при 20° С. Является опас-
ным ядом. Вызывает заболевание сердечной мышцы и других
внутренних органов. Раздражающе влияет на слизистую оболочку
и кожу. Его пары действуют наркотически. Максимально допу-
стимая концентрация 0,02 мг!л.
Из растворителей рекомендуется использовать ацетон, этил-
целлозольв и бензин. Растворители с более сильными токсичными
свойствами (бензол, толуол и четыреххлористый углерод) приме-
нять не следует.
210
Фенолоформальдегидная масса до отвержде-
ния имеет большое количество свободного фенола и формальде-
гида. Пары и пыль фенола при значительной концентрации при-
водят к онемению тканей человеческого тела, а также шелушению
кожи. В случае проникновения во внутренние органы человека
вызывают слабость мышечной системы, головные боли, раздра-
жают дыхательные пути.
Песко-клеевая масса при попадании на кожу
человека вызывает трудноизлечимые язвы.
Керосиновый контакт имеет значительное коли-
чество сернокислых веществ, вызывающих легкие ожоги тела и
повреждение одежды из хлопчатобумажной ткани.
Методы определения концентрации паров в воздухе производ-
ственных помещений приведены в табл. 60.
К производственным помещениям и оборудованию предъяв-
ляются следующие гигиенические требования.
1. Производственные процессы, связанные с применением
эпоксидных, акриловых и т. п. пластиков должны выполняться
в изолированных помещениях.
2. При временном применении пластиков или использовании
их в малых количествах допускается проведение работ в общих
помещениях, но на специально выделенных и оборудованных
рабочих местах.
3. Стены и потолки специального помещения необходимо ошту-
катурить и на 2/з высоты покрыть нитроэмалью. Стены нужно
периодически не реже раза в месяц обмывать мыльным или содо-
вым раствором.
4. Полы должны быть сделаны из материалов, устойчивых
к действию агрессивных веществ и хорошо поддающихся влажной
уборке.
5. Отопительные приборы должны иметь гладкую поверхность,
облегчающую удаление с них пыли. Помещения в летний период
должны проветриваться.
6. Кроме общих умывальников и душевых в мастерской необ-
ходимо установить раковины с подводом горячей и холодной воды,
иметь нейтральное мыло, щетки, бумажные салфетки.
Технологический процесс должен отвечать следующим тре-
бованиям.
1. Для работы нужно брать минимальное расчетное количество
материалов.
2. Взвешивание, отмеривание материалов, нагревание, при-
готовление смеси и заливка форм должны производиться при
включенной вытяжной вентиляции; рабочие должны быть в спец-
одежде, очках и респираторе (марки Ф46). При выполнении работ
на воздухе рабочий должен находиться с наветренной стороны.
Композиции следует приготовлять в специальных бачках или
вакуумных мешалках.
14*
211
Таблица 60
Методы определения концентрации паров
в производственных помещениях
Название Предель- но допу- стимая концент- рация в мг/л Методы определения концентрации паров Литература
Эпихлоргидрин 0,001 С помощью ацетил- ацетонового реактива. Разработан 3. М. Пи- меновой Инструкция Инсти- тута гигиены труда и профзаболеваний. АМН СССР
Гексаметилен- диамин 0,001 Калориметриче- ский. Разработан 3. М. Пименовой, В. И. Кузнецовым и А. П. Мартыновой О. Л. Хализова. Определение вредных веществ в воздухе. Медгиз, 1957
Бензин Метилметакри- лат 0,2—0,3 0,05 Эмульсионный, сожжения и другие общие методы опреде- ления сложных эфи- ров М. В. Алексеева и др. Определение вредных веществ в воздухе производст- венных помещений. Госхимиздат, 1954
Ацетон 0,2 Титрометрический и нефелометрический
Бензол и толуол 0,02 Калориметриче- ский. Раздельное оп- ределение при сов- местном присутствии
Четыреххлори- стый углерод 0,02 Нефелометрический
Пыль 10 Ускоренный весо- вой. Весовой (стан- дартный)
3. При механической обработке деталей также применять
спецодежду, очки и респираторы.
4. Излишки и подтеки неотвержденных композиций с деталей
и изделий, а также брызги, попавшие на рабочее место или ин-
струмент, нужно снимать сначала бумагой, а затем ветошью,
смоченной ацетоном или этилцеллозольвом; инструменты и рабо-
чие места мыть водой с мылом.
5. Рабочие столы, на которых осуществляется заливка изде-
лий, их отделка и т. д., нужно покрывать прочной бумагой,
хорошо отделяемой при ее загрязнении.
212
Все производственные помещения должны быть оборудованы
приточно-вытяжной вентиляцией. Рабочие места оборудуются
местной вытяжной вентиляцией.
При хранении материалов необходимо выполнять следующие
требования.
1. Для хранения материалов выделять отдельное помещение,
оборудованное вытяжной вентиляцией. В рабочем помещении ма-
териалы не хранить.
2. Смолы, пластификаторы, отвердители, полиметилметакри-
лат, метилметакрилат хранить в герметически закрывающейся
таре поставщика.
3. Растворители хранить в металлической таре в количестве
не более суточного запаса.
4. На таре материалов должна быть ясная надпись, включа-
ющая название материала, номер партии, дату его полу-
чения.
5. Посуда для отвешивания должна иметь надпись или бирку
с указанием назначения посуды.
6. В помещениях, где хранятся, развешиваются, подогре-
ваются и перемешиваются материалы, воспрещается курить и
пользоваться нагревательными приборами с открытыми спира-
лями.
7. Хранить в мастерской использованный (загрязненный)
материал запрещается.
В помещении, предусмотренном для хранения стекловолокна,
должны быть бетонный пол и мощная вентиляция. Катализаторы
необходимо хранить в специальных бутылях с притертыми проб-
ками, при этом в бутыли рекомендуется иметь не более 1 кг ве-
щества катализатора. Желательно, чтобы бутыли были из темного
(окрашенного) стекла; бутыли из прозрачного стекла должны
храниться в темном помещении. Температура помещения должна
быть не свыше +20° С. При +40° С катализаторы разлагаются,
а их пары ядовиты. Относительная влажность воздуха не должна
быть более 65%.
К личной гигиене работающих предъявляются следующие
требования.
1. При работе с эпоксидными и акриловыми композициями
нужно следить за чистотой рук, полотенец, спецодежды, рабочих
столов, посуды. После работы руки должны быть вымыты горячей
водой с мылом. Спецодежду сменять не реже раза в неделю.
2. Материалы, прилипшие к коже, удаляют бумажными сал-
фетками, затем промывают горячей водой с мылом, используя
жесткие щетки.
Отметим, что при попадании на кожу эпоксидных смол их
необходимо удалить ветошью, а пораженное место тщательно
промыть спиртом и горячей водой с мылом. Допускается замена
спирта препаратом СМЭП (смесь этилового и пропилового спиртов).
21а
Ацетон применять для этой цели нельзя, так как он облег-
чает проникновение смолы в кожу.
3. При большом загрязнении рук можно пользоваться этил-
целлозольвом или небольшим количеством ацетона. Использовать
для этого бензол, толуол, четыреххлористый углерод или другие
вредные растворители, используемые при мытье посуды, воспре-
щается.
4. Руки после мытья нужно смазывать мазью на основе логно-
лина, вазелина или касторового масла.
5. Асбестоволокно, стекловолокно и стеклоткань брать неза-
щищенными руками воспрещается.
Большинство работ выполняется вручную. При этом нельзя
допускать непосредственного контакта неотвержденных компо-
зиций с кожей. Во избежание этого необходимо пользоваться
резиновыми перчатками, а еще лучше заменяющими их защит-
ными пастами типа «невидимые перчатки» или пастой проф. Селис-
ского, успешно применяемой на Горьковском автозаводе.
Составы паст в % (по весу):
Паста проф. Селисского
Желатина техническая или фотожелатина............. 1,9
Вода........................................... 37,5
Тальк ..........................................21,1
Крахмал пшеничный или картофельный..............14,1
Глицерин........................................14,1
Масло растительное (льняное) или минеральное..... 9,4
Бензойная или борная кислота (консервант) ........ 1,9
Паста «невидимые перчатки» на основе
метилцеллюлозы
Метилцеллюлоза ................................... 4
Глицерин..................................... . 11,7
Каолин.......................................... 7,8
Тальк молотый................................... 7,8
Вода............................................68,7
Паста «невидимые перчатки» на основе
к а у с и н а
Каусин...........................................19,7
Спирт этиловый 90-процентный.....................58,7
Глицерин.........................................19,7
Аммиак 25-процентный............................... 1,9
Пасту проф. Селисского хранят в обычной аптечной плотно
закрытой посуде при комнатной температуре.
До начала работы мазь втирают в кожу рук по локоть, она
через несколько минут высыхает, и рабочий может начать работу.
Перед обеденным перерывом мазь смывают водой (лучше теплой).
После обеденного перерыва мазь вновь втирают в кожу, а после
работы смывают.
Пасту «невидимые перчатки» на основе метилцеллюлозы нано-
сят в небольшом количестве на кожу рук. Она высыхает, образуя
тонкую невидимую пленку.
Паста «невидимые перчатки» на основе каусина характери-.
зуется большой стабильностью. Она в небольшом количестве
наносится на кожу рук и равномерно растирается по поверхности.
Затем слой пасты застывает и образуется тонкая пленка. По окон-
чании работы пасту смывают водой.
Содержащиеся здесь рекомендации прошли производственную
проверку на ряде машиностроительных заводов. Опыт их приме-
нения показывает, что при строгом соблюдении правил техники
безопасности и личной гигиены и правильной организации труда
отравления организма и заболевания кожи исключаются. Однако
людям с организмом, имеющим повышенную чувствительность
к токсичным веществам, работать с эпоксидными композициями
не следует.
20. ПОЖАРООПАСНОСТЬ ПЛАСТМАСС И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
Большинство пластмасс в пожарном отношении не очень
опасны. Исключение составляют целлулоид, органическое стекло
и некоторые другие.
Пластмассы на основе синтетических смол под воздействием
тепла горят, но только при большой температуре. При удалении
их из зоны горения они не горят, а тлеют. Синтетические смолы,
входящие в пластмассы, по пожарной опасности одна от другой
отличаются мало и в пожарном отношении не опаснее древесины.
Пластмассы с более горючим наполнителем горят быстрее, но
решающего влияния на увеличение пожарной опасности не имеют.
Наибольшее влияние на воспламеняемость пластмасс оказы-
вает их химическая природа.
Пластмассы на основе нитроцеллюлозы, акрилатов и мета-
крилатов, особенно нитроцеллюлозные, относительно легко вос-
пламеняются и интенсивно горят. Остальные полимеризационные
и конденсационные пластмассы обычно воспламеняются труднее.
Температура воспламенения и горючесть пластмасс зависят не
только от химической природы. Так, пластмассы, содержащие
нитрогруппы, воспламеняются легче, но при этом тонкие листы
и стружка из целлулоида, содержащего нитрогруппы, воспламе-
няются быстрее и горят интенсивнее, чем большие целлулоидные
блоки.
Для воспламенения горючего материала необходимы источник
воспламенения (тепловой фактор) и воздух — кислород. При
удалении тепла из зоны реакции охлаждением или затруднении
доступа воздуха к горючему материалу воспламеняющее действие
возбудителя тормозится. С уменьшением температуры воспламе-
215
нения материала скорость процесса воспламенения увеличивается.
На скорость воспламенения влияет и состояние горючего мате-
риала — вещества: чем тоньше, мельче, суше и рыхлее частицы
материала (целлулоидная пыль, пресс-порошки) и чем ниже его
теплопроводность и теплоемкость, тем скорее он воспламеняется.
Тонкий порошок воспламеняется быстрее, чем пористая масса,
а последняя скорее, чем твердый компактный материал. На ско-
рость сгорания одного и того же вида горючего материала влияет
соотношение между его поверхностью и массой: у толстого листа
целлулоида огонь будет действовать на небольшой поверхности
по сравнению с массой целлулоида. Следовательно, на его сгора-
ние необходимо большее время. Такое же количество целлулоида
в виде тонких листов с большей площадью, охваченной огнем,
сгорит в меньшее время, а то же количество целлулоида в виде
стружки сгорит еще скорее.
Состав продуктов горения, образующихся при пожаре, зави-
сит от химического состава пластических масс. Поэтому по харак-
теру (виду) продуктов горения и горящей пластмассы можно при-
ближенно определить их состав, что важно для быстрого и пра-
вильного выбора средств тушения.
При горении и разложении пластмасс очень часто выделяется
окись углерода (СО) — угарный газ. Окись углерода — ядовитый
горючий газ без цвета и запаха с температурой воспламене-
ния 651° С. При концентрации в количестве от 12,5 до 80% (по
объему) окись углерода образует с воздухом взрывоопасную
смесь. В случае пожара она может образоваться в помещениях
о недостаточным притоком воздуха. Особенно опасным является
разложение аминопластов, целлулоида и кинопленки, так как
при этом может выделяться цианистый водород (синильная кис-
лота), обладающий высокой токсичностью и особенно опасный
при слабой вентиляции помещения. При разложении пластмасс
на основе нитроклетчатки выделяются очень вредные для орга-
низма окислы азота. Некоторые виды (компоненты) сырья, ис-
пользуемые для производства пластмасс, в пожарном отношении
опаснее, чем полученные иэ них пластмассы. Например, приме-
няемые в качестве растворителей в производстве некоторых пласт-
масс ацетон, ксилол, уайт-спирт, пылевоздушные взрывоопасные
концентрации фенолоформальдегидных смол (взрывоопасная смесь
получается при концентрации пыли в воздухе в количестве
22,7 г/л*3), древесная пыль (древесной муки, применяемой в ка-
честве наполнителя для изделий из пресс-материалов) при кон-
центрации в воздухе помещения в количестве более 30,2 г/м3
во взвешенном состоянии взрывоопасна и т. д.
Перечислим некоторые противопожарные мероприятия.
1. Работы с применением огня, например газоэлектросварку,
следует выполнять лишь после очистки, пропарки или продува-
ния емкости и трубопроводов сжатым воздухом.
.216
2. Нельзя сливать реакционную смесь с катализатором в за-
крытую тару, так как при этом могут образоваться взрывоопас-
ные пары.
3. В процессе лаковой пропитки нужно выполнять требуемый
режим сушки и соблюдать меры пожарной охраны при работе
со спиртом.
4. Сушильные установки необходимо обеспечивать огнегаси-
тельными средствами: водой, паром или инертными газами.
5. В процессе обработки текстолита и тому подобных пласт-
масс на металлорежущих станках нельзя допускать сильного
разогрева инструмента.
6. Станки нужно оборудовать местной вентиляцией, обеспе-
чивающей удаление пыли.
7. Полировальные станки должны заземляться.
8. Воздухопроводы нужно ежедневно и тщательно очищать
потому, что в результате трения полируемой детали о круг обра-
зуются заряды электростатического электричества, они являются
опасными и при значительном количестве пыли могут стать при-
чиной пожара.
Вопрос о пожарной опасности пластмасс в процессе их про-
изводства и переработки подробно рассматривается в литера-
туре [6].
ЛИТЕРАТУРА
1. Александров А. Я., Бородин М. Я. и Пав-
лов В. В. Конструкции с заполнителями из пенопластов. М., Оборонгиз,
1962.
2. Ахмеяет Л. С., Вайсер Л. В. и ЧудновскийА. Р.
Применение пластических масс в технологической оснастке. Москва—Киев,
Машгиз, 1962.
3. Б е р к о в Е. А. Значение полимерных материалов в народном
хозяйстве СССР. Госпланиздат, 1960.
4. Б о б р ы н и н Б. Н. Технология штамповки неметаллических
материалов. М., Машгиз, 1962.
5. Бобрынин Б. Н. и Стрельцов К. Н. Штамповка ли-
стовых пластмасс. М.—Л., Машгиз, 1962 (Библ, штамповщика, вып. 8).
6. Бокшицкий В. В. Пластические массы и их пожарная опас-
ность. М., Коммунхозиздат РСФСР, 1958.
7. Брацыхин Е. А. Технология пластических масс. Л., Госхим-
издат, 1963.
8. В а н д е б е р г Э. Пластмассы в промышленности и технике. М.,
изд-во «Машиностроение», 1964.
9. В е с е л о в В. А. Оборудование для переработки пластических
масс в изделия. М., Машгиз, 1961.
10. Воробьев Ю. А. и Бежелукова Е. Ф. Допуски и
посадки деталей из пластмасс. М., изд-во «Машиностроение», 1964.
И. Г е н е л ь С. В., К-естельман Н. Я. и Кестель-
м а н В. Н. Полимерные материалы в пищевом машиностроении. М., изд-во
«Машиностроение», 1964.
12. Глаголева Л. А. и Рахлин И. В. Экономическая эф-
фективность применения пластмасс в машиностроении. М., изд-во «Машино-
строение», 1964.
13. Гольдберг М. М., Захаров В. А. и др7 Неметалличе-
ские материалы и нх применение в авиастроении. М., Оборонгиз, 1958.
14. Д у б а с о в А. А. Оснастка из пластических масс в машинострое-
нии. М., Профтехиздат, 1961.
15. Демин Е. Н. Конструкции пресс-форм для пластических масс.
М.-Л., Машгиз, 1952.
16. Демин Е. Н. Конструирование пресс-форм для пластических
масс. Лениздат, 1960.
17. Иванов Ю. М. Пластмассовая технологическая оснастка»
к станкам. М., изд-во «Машиностроение», 1964.
218
18. Каменецкий В. Я. Изготовление деталей машин и приборов
из капрона. Москва—Киев, Машгиз, 1961.
19. К и с е л е в Б. А. Стеклопластики. М., Госхимиздат, 1961.
20. Козулин Н. А., Шапиро А. Я. и Гав урина Р. К.
Оборудование для производства и переработки пластмасс. Л., Госхимиздат,
1963.
21. Кошевой О. К. и Чегодаев Д. Д. Литье и формование
изделий из полимер-мономерных композиций. ЛДНТП, 1963.
22. Красничкова Б. Г. и Деньков С. С. Изготовление
штамповочной оснастки из пластмасс. М., Машгиз, 1961.
23. Левин Б. М. и Левин А. Н. Применение пластмасс и
экономия материалов в промышленности. М., Экономиздат, 1962.
24. Лейкин Н. Н. Конструирование пресс-форм для изделий из
пластических масс. М.—Л., Машгиз, 1961.
25. Лосев Б. И. и Стрельцов К. Н. Обработка и сборка
деталей из пластических масс. ЛДНТП, 1960.
26. Мирзоев Р. Г. Пластмассовые детали машин и приборов.
М.—Л., изд-во «Машиностроение», 1965.
27. Неметаллические материалы. Ч. 1. Пластмассы. М, ЭНИИМС,
1960.
28. Ноткин Б. и Перепелкин В. Пластмассы в технике.
Изд-во «Московский рабочий», 1961.
29. Петрова Н. А. Механическая обработка стеклопластиков.
ЛДНТП, 1965.
30. Пик И. Ш. Производство изделий из пластических масс. М.—Л.,
Госхимиздат, 1954.
31. Пик И. Ш. Прессовочные, литьевые и поделочные пластические
массы. Справочное пособие. М.—Л., изд-во «Химия», 1964.
32. Расширение возможностей применения пластмасс в конструкциях
машин. Москва—Свердловск, Машгиз, 1959.
33. Справочник по машиностроительным материалам. Т. 4. Неметал-
лические материалы. Под ред. д-ра техн, наук проф. А. Н. Левина. М., Маш-
гиз, 1960.
34. Стеклопластики. Под редакцией Ф. Моргана. Пер. с англ, под редак-
цией канд. техн, наук Я. Д. Аврасина. М., Изд-во иностр, лит., 1961.
35. Суслов Н. И., Григорьев А. Д., Пименов И. В. и
др. Неметаллические материалы. М., Машгиз, 1962.
36. Татевосьян Г. О. Прессовщик пластмасс. М., Профтехиздат,
1961.
37. Шевченко В. А. и Мейтин Я. М. Слоистые пластики.
Киев, изд-во «Техника», 1964.
38. Штурман А. А. Пластмассы в инструментальном производ-
стве. М., Машгиз, 1960.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ..................................................... 3
Глава I. Основные способы переработки пластмасс в изделия ... 5
1. Прессование ............................................. —
2. Литье ................................................. 37
3. Экструзия ............................................. 47
4. Формовка .............................................. 43
5. Штамповка .............................................. 72
Глава II. Механическая обработка пластмассовых деталей резанием 95
6. Технологические особенности обработки пластмасс резанием —
7. Основные операции механической обработки пластмасс . . 96
8. Особенности обработки резанием стеклопастиков и пенопла-
стов ...................................................... US'
9. Отделочные операции..................................... 126
Глава III. Точность изготовления пластмассовых деталей........... 135
10. Виды погрешностей изготовления.......................... —
11. Определение расчетной погрешности размеров............. 147
12. Определение фактической точности изготовления.......... 149
Глава IV. Технологическая оснастка для переработки пластмасс в из-
делия ................................................... 161
13. Пресс-формы ............................................ —
14. Штампы ................................................ 182
15. Литьевые формы ........................................ 195
Глава V. Экономическая эффективность применения пластмасс в ма-
шиностроении ............................................ 199
16. Снижение веса и материалоемкости конструкции............ —
17. Снижение трудоемкости и себестоимости конструкции . . . 201
18. Другие технико-экономические показатели............. 205
Глава VI. Техника безопасности при обработке пластмасс....... 207
19. Токсичность пластмасс и основные рекомендации по технике
безопасности ............................................... —
20. Пожароопасность пластмасс и рекомендации по технике
безопасности .............................................. 215
Литература ................................................... 218