Изготавление изделий из пласмассы (стр. 10 из 11)

Обычно в справочной литературе по выбору материалов и переработке их в изделия указаны возможные способы их переработки.

Алгоритм выбора способа формования и изготовления изделия представлен на рис.9.

6. Технологические требования к конструкции

Конструкция пластмассовой детали должна отвечать требованиям, определяемым свойствами применяемого материала, особенностями процесса изготовления, сборки и эксплуатации и др. Конструкция детали должна быть более простой; чем проще деталь, тем дешевле оснастка, выше производительность труда, точность, ниже ее стоимость.

Габаритные размеры деталей определяются способом изготовления, материалом детали, мощностью оборудования, типом прессформы.

Правила конструирования деталей направлены на обеспечение рациональных условий течения материала в форме, повышение точности изготовления, уменьшение внутренних напряжений и коробления. Требования к конструкции детали на основе этих соображений следующие.

1. Форма детали должна обеспечивать возможность применения неразъемных матриц и пуансонов (в разъемных матрицах и пуансонах трудоемкость и стоимость изготовления значительно увеличены). Конфигурация детали не должна препятствовать свободному течению материала.

Ответственные размеры не должны попадать в плоскость разъема, это снижает их точность на толщину облоя. Для легкого отделения облоя линия разъема должна быть на участках простой конфигурации контура изделия.

2. Технологические уклоны необходимы для облегчения удаления деталей из формы и их назначают на стенках параллельных направлению усилия замыкания формы или направлению извлечения детали из подвижных формирующих знаков (рис.24,а); в некоторых случаях конструкция детали не требует дополнительных уклонов.

Уклоны на деталях не назначают:

а) на плоских монолитных толщиной 5-6 мм и менее,

б) на тонкостенных (трубчатых) высотой 10-15 мм,

в) на наружных поверхностях полых деталей с дном высотой до 30 мм,

г) на конусных,

д) на сферических.

Величина уклона внутренних поверхностей больше уклона наружных поверхностей.

Величина уклона определяет в значительной мере точность изготовления изделий и назначается в зависимости от высоты детали и находится в пределах от 15 до 1 градусов для наружных поверхностей и от 30 до 2 градусов - для внутренних поверхностей.

3. Толщина стенки и дна должна быть равномерной. Разнотолщинность деталей вызывает неравномерную усадку, приводящую к образованию трещин, вздутий и короблению из-за неравномерности отверждения материала в форме и охлаждения вне формы.

Толщина стенки зависит от текучести материала, высоты детали и с увеличением текучести материала можно уменьшить толщину, а с увеличением высоты детали толщина стенки детали должна быть больше. Не следует назначать толщину стенки более 10-12 мм; минимальную толщину определяют по эмпирической формуле:

а) для реактопластов - S=2h/(Z-20)+1/Lg(a) (мм);

б) для термопластов - S=0.8(

-2.1) (мм);

где h - высота стенки в мм, Z - величина текучести по Рашигу в мм, a - ударная вязкость в кгс/см в кв.

При невозможности обеспечения по конструктивным соображениям равностенности, допускаемая разностенность должна составлять: при прессовании не более 2:1, при литье под давлением деталей простой конфигурации не более 2,5:1. В этом случае должны соблюдать плавность перехода от одного к другому сечению. Переходы от большего сечения к меньшему рекомендуется выполнять с помощью уклонов (рис.24,б,в), радиусов закруглений, а в цилиндрических деталях с помощью конусности.

4. Ребра жесткости применяют для увеличения жесткости и прочности, усиления особо нагруженных мест по технологическим соображениям (предохранение от коробления, уменьшения времени выдержки и др.). Ребра жесткости не должны доходить до опорной поверхности на 0,5-0,8 мм. Оптимальная толщина ребра жесткости 0,6-0,8 толщины стенки. Рекомендуемые соотношения элементов ребер жесткости приведены на рис.24,в. Нужно стремиться к диагональному или диаметральному расположению ребер жесткости. Форма ребра не должна препятствовать усадке.

5. Торцы для упрочнения деталей выполняют в виде буртиков различных конструкций. Толщина буртиков не должна превышать 1,5-2 толщины стенки. Примеры оформления торцев представлены на рис.24,г.

6. Радиусы закруглений (рис.24,д) назначают на внутренних и наружных сторонах детали, они способствуют устранению или уменьшению внутренних напряжений, уменьшению величины колебания усадки.

Величина радиуса зависит от материала, толщины стенки и регламентируется ГОСТ 10948-84. Минимальная величина радиуса для реактопластов и термопластов - 0,5 мм.

7. Отверстия. Расположение на поверхности, разновидности (сквозные, глухие, ступенчатые и др.), конфигурация (круглые, овальные, прямоугольные и дрю) отверстий определят в значительной мере величину внутренних напряжений, усадку, точность отверстий и межосевых расстояний.

Конфигурация отверстий должна быть наиболее простой формы: поперечные сечения, применяемые в производстве, представлены на рис.24,ж (более простые круглые, овальные - наиболее трудоемки), продольное сечение представлено на рис. 24,з,и.

Расстояние между соседними сквозными отверстиями и краем детали рекомендуется не менее одного диаметра отверстия. Минимальное расстояние (рис.24,к) между отверстиями b1=(S/D+1)*D, а минимальное расстояние от края отверстия до края детали b2 выбирается в зависимости от диаметра отверстия в пределах от 0,5 до 1 диаметра отверстия (рис.24,к).

Размеры отверстий. Диаметр D отверстия назначается от 1,2 мм по ГОСТ 11289-85. Длина отверстия L зависит от метода формования и вида отверстия (сквозное, глухое): прямое прессование L£(1,5-8)D, пресслитье и литье под давлением L£10D - для сквозных отверстий; прямое прессование L£ 25D, пресслитье и литье под давлением L£4D- для глухих отверстий.

8. Опорные поверхности применяют для обеспечения хорошего прилегания сопрягаемых поверхностей. Их оформляют в виде выступов, буртиков, бобышек (рис.24,л).

9. Резьба может быть получена прессованием и литьем под давлением. Минимальный диаметр резьбы из термопластов - 2,5 мм, из реактопластов (пресспорошков и волокнистых материалов) - 3 мм. Геометрические параметры метрической резьбы определяют по ГОСТ 11709-86.

Не рекомендуется изготовлять прессованием прямоугольную резьбу и резьбы с шагом менее 0,7 мм.

При наличие разных диаметров резьбы в детали рекомендуют брать одинаковый шаг у всех резьб с целью одновременного удаления резьбовых знаков.

Особенности конструкции резьбы. Из-за меньшей, чем у металлов, прочности для всех видов резьб обязательно наличие у конца резьбы кольцевой канавки или фаски длиной около одного шага резьбы (рис.24,м).

10. Армирование применяют для увеличения прочности детали, облегчения сборки. В качестве арматуры применяют детали из металлов, керамики, стекла. Для металлической арматуры используют: сталь, латунь, бронзу. С целью надежного закрепления в деталях к конструкции арматуры предъявляют требования: 1) невозможность поворота вокруг оси, 2) невозможность сдвига вдоль оси.

На рис.24,н представлены различные виды арматуры: втулочная, штифтовая, плоская, проволочная. Надежное крепление втулочной арматуры осуществляется выполнением канавки и накатки на наружной поверхности, плоской - вырезками или отверстием, проволочной - изгибом или расплющиванием. Геометрические параметры этих элементов определяют по справочнику. При установке массивной арматуры (втулочной, штифтовой, плоской и др.) следует иметь ввиду, что возможно вспучивание материала при недостаточном расстоянии от арматуры до поверхности детали; минимальное расстояние 2 мм ( при диаметре арматуры 5 мм), то-есть 0,4 диаметра или ширины арматуры.

Задания для самоконтроля

1. Что такое пластмасса?

2. Понятие о процессе и назначении переработки пластмасс.

3. Задачи, решаемые при переработке пластмасс и основное содержание каждой задачи.

4. Структура полимера и основные свойства материала: твердость, прочность, деформируемость, растворимость в растворителях.

5. Что такое олигомеры и с какой целью их используют?

6. По какому признаку разделяют полимеры на термо- и реактопласты?

7.Особенности макроструктуры полимерных материалов.

8.Основные реакции синтеза (отверждение олигомеров, сшивания полимеров) полимеров и их особенности.

9.Особенности строения аморфных и кристаллизующихся полимеров.

10.Основные физические состояния полимеров, технологические и эксплуатационные свойства полимеров.

11.Особенности термохимической кривой аморфных линейных и густосетчатых полимеров.

12.Перечислить и характеризовать основные технологические свойства полимеров.

13.Вязкостные свойства расплава полимеров и возможные способы переработки их в изделия.

14.Деструкция полимеров: причины, протекающие процессы и явления, виды и их характеристика.

15.Виды пластмасс в зависимости от назначения и характеристика основных свойств каждого вида.

16.Основные химические процессы, протекающие при формовании полимеров.

17.Особенности кристаллизации полимеров в зависимости от состояния по отношению к деформации.

18.Можно ли с помощью отжига изменить неоднородную структуру полимера? Если да, то какие параметры изделия можно улучшить?

19.Можно ли полностью или частично каким-либо способом исключить ориентацию макромолекул полимера?

20.Основные способы и операции переработки полимеров, сущность и содержание их.

21.Основное назначение подготовки полимеров к переработке. Влияет ли и если да, то как сушка и влажность на качество изделия?