Технология электроаппаратостроения (стр. 6 )

Все инструменты, изготовленные из инструментальных сталей, подвергают термической обработке.

5. ПРОЦЕССЫ ФОРМОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

5.1. Основные характеристики процесса литья под давлением

Процесс литья под давлением заключается в том, что расплав­ленный металл заливается из раздаточной печи в камеру специ­альной машины, а затем под действием поршня, перемещающегося в этой камере, или сжатого воздуха заполняет (через литни­ковые каналы) с высокой скоростью полость пресс-формы, за­твердевает под давлением, в результате чего образуется отливка. При раскрытии пресс-формы отливка удаляется.

На рис. 5.1 показана последовательность операций литья под /давлением на примере наиболее распространенного прессующего механизма с холодной горизонтальной камерой. Жидкий металл :заливается ковшом или дозирующим устройством в камеру прессо­вания 1 (рис. 5.1, а). После этого рабочая жидкость (масло или эмульсия) поступает от гидроаккумулятора 4 в гидравлический цилиндр 3 прессующего механизма и перемещает поршень 2, под воздействием которого металл заполняет полость пресс-формы (рис. 5.1, б). После затвердевания отливки из нее извлекают стер­жень 5, ось которого перпендикулярна оси машины, и пресс-форма раскрывается (рис. 5.1, в). Подвижная полуформа 7 отходит от не­подвижной 8. При этом выталкиватели 6 удаляют из нее отливку, а поршень возвращается в исходное положение.

Давление металла в камере прессования и в полости пресс-­формы можно разделить на гидродинамическое и гидростатичес­кое. Гидродинамическое давление действует в потоке жидкого металла в процессе заполнения им пресс-формы. Оно обусловле­но тем, что при прохождении металла участков полости пресс­-формы, имеющих малое сечение, и обтекании стержней, при поворотах, сужениях и расширениях потока возникает сопротив­ление его движению. В случае отсутствия такого сопротивления величина гидродинамического давления в потоке определяется противодавлением воздуха и газов, удаление которых затруднено из-за невозможности создания вентиляционных каналов большо­го сечения.

Четкость рельефа и шероховатость поверхности отливки зави­сят от кинетической энергии потока металла. В момент окончания его движения создается давление на стенки пресс-формы. Высокая скорость впускного потока (скорость впуска) способствует получению тонкостенных крупногабаритных отливок сложной конфигурации. Высокие скорости впуска и потока металла в пресс­-форме обеспечивают быстрое перемещение поршня.

При разработке чертежа отливки в первую очередь необходимо установить, какие ее характеристики являются наиболее суще­ственными для данного изделия при его эксплуатации: прочность, качество поверхности, внешний вид и т. д.

Для того чтобы обеспечить бездефектное производство отли­вок, необходимо, создавая чертеж литой детали, определить оп­тимальную плоскость разъема будущей пресс-формы и возмож­ность получения отверстий с помощью подвижных или непод­вижных стержней. Кроме того, в чертеже отливки должны быть указаны:

• все внешние и внутренние уклоны;

• поверхности, требующие последующей механической обработки;

• допуски на размеры;

• участки поверхности, которые не должны иметь следов от выталкивателей и следов течения металла;

• требования к герметичности и способы ее контроля;

• виды защитных или декоративных покрытий;

• участки, на которых не допускается пористость;

• дополнительные требования к отливкам, эксплуатируемым в необычных условиях (морская вода, кислоты, повышенная влаж­ность или температура и т. д.);

• марка сплава, государственный стандарт или техническое условие на сплав и масса отливки.

С помощью литья под давлением можно изготовить разнооб­разные детали, обеспечив их работоспособность и товарный вид. При тщательной технологической отработке конструкции отлив­ки этот способ литья становится рентабельным в условиях не только массового и крупносерийного производства, но и серийного и даже мелкосерийного. В то же время необходимо учитывать, что применимость литья под давлением ограниченна, поскольку изготовление с его помощью крупных массивных отливок невозможно.

6. ВИДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

                       6.1. Прессование пластмасс

Существуют различные виды переработки пластмасс в изделия. Выбор того или иного из них зависит от материала, формы и размеров изделия, а также программы выпуска.

Все пластмассы по механическим свойствам при нагревании делятся на термопластичные (термопласты), допускающие многократное размягчение при нагревании и становящиеся твердыми при нормальных условиях, и термореактивные (реактопласты), необратимо переходящие при нагревании в твердое состояние.

Термореактивные пластмассы перерабатываются в изделия прес­сованием и литьем под давлением. Термопластичные пластмассы перерабатываются литьем под давлением и экструзией (непрерыв­ным выдавливанием).

Производство изделий из термореактивных пластмасс прессо­ванием основано на способности этих материалов при нагреве и под давлением переходить в пластическое состояние, заполнять полость пресс-формы, а затем отверждаться.

Совокупность условий, при которых должно происходить прес­сование, называется режимом прессования, который включает в себя три основных показателя: температуру прессования, давле­ние и выдержку в пресс-форме.

Температура, при которой происходит прессование, опреде­ляет необходимое давление и длительность выдержки. С повыше­нием температуры прессования до определенного уровня, зави­сящего от при меняемого прессовочного материала и формы изде­лия, выдержка уменьшается, а механические свойства изделия улучшаются.

Давление при прессовании необходимо для того, чтобы заста­вить прессовочный материал заполнить полость пресс-формы. Кроме того, давление препятствует раскрытию пресс-формы во время прессования. Давление, требующееся для изготовления из­делий. прессованием, зависит от вида прессовочного материала (порошок, фасонная таблетка), его текучести, скорости отверж­дения, формы прессуемого изделия и др.

Выдержка - это время, необходимое для отверждения прессо­вочного материала в закрытой пресс-форме, т. е. для перевода связующего (смолы) в твердое состояние. Выдержка зависит от свойств прессовочного материала (времени отверждения), содержания в нем влаги и летучих компонентов, формы изделия и проведения подго­товительных операций (таблетирование, подогрев).

Процесс прессования выполняется на гидравлических прессах в такой последовательности:

• дозирование прессовочного материала;

• загрузка пресс-формы прессовочным материалом;

• закрывание пресс-формы при рабочем ходе ползуна пресса;

• выдержка изделия в пресс-форме под давлением при нагреве;

• раскрытие пресс-формы при возвратном ходе ползуна и уда­ление детали.

Если прессуется изделие с арматурой (например, металличес­кими вставками), то добавляются операции установки ее в пресс-­форму, как правило, до загрузки прессовочного материала.

Таблетирование, дозирование и предварительный подогрев прессовочных материалов - подготовительные операции перед прессованием.

                       6.2. Литье под давлением

Литье пластмасс под давлением - это метод формирования изделий, заключающийся в переводе материала в вязко-текучее состояние и последующем перемещении его под давлением в пресс­-форму, температура которой ниже температуры вязкого течения материала, где он выдерживается под давлением и затвердевает, приобретая конфигурацию оформляющей полости. Это один из наиболее высокопроизводительных процессов изготовления изде­лий из термопластичных материалов, осуществляемых на автома­тических литьевых машинах.

Процесс литья под давлением включает в себя предваритель­ную операцию - сушку термопластичных материалов и основные операции: дозирование сырья, нагрев его в материальном цилин­дре литьевой машины, закрывание пресс-формы, впрыск в нее материала, выдержку изделия в пресс-форме с охлаждением, ее раскрытие и удаление изделия.

Наличие в материале влаги и летучих компонентов вызывает появление на поверхности изделий утяжин, волнистости и тре­щин. Поэтому целесообразно проводить предварительную сушку материалов, особенно способных к водопоглощению.

Дозированная загрузка сырья из бункера машины в материаль­ный цилиндр осуществляется дозатором, который подает в цилиндр при каждом ходе машины определенное количество сырья.

В материальном цилиндре поступающий в виде порошка или гранул материал при нагревании расплавляется. Установка и поддержание надлежащей температуры в цилиндре - одна из самых важных задач, так как от этого зависит нормальная работа маши­ны и качество изделий. Из материального цилиндра материал про­давливается плунжером через литник в пресс-форму.

Длительность выдержки изделия в форме с момента ее замыкания определяется временем затвердевания материала. По окон­чании выдержки форма автоматически раскрывается и изделие выталкивается автоматически либо снимается вручную.

Отходы производства изделий (литники, брак, пленки) могут быть использованы для повторной переработки.

                       6.3. Усадка при литье пластмасс

Основными факторами, влияющими на точность размеров от­ливки, являются усадка термопласта и стабильность размеров оформляющей полости пресс-формы от цикла к циклу.

Усадочные явления - это следствие процессов структурообразования в полимере, протекающих как во время его нахождения в оформляющей полости, так и в объеме отформованной детали.

Степень усадки материала, ее вариации в различных сечениях изделия определяются структурой полимера в этих сечениях, ко­торая зависит от химической структуры макромолекул, гибкости полимерных цепей, характера межмолекулярного взаимодействия, молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, наличия модификаторов, реологических и теплофизических свойств.