Файл: Саваренский В.В. Изготовление деталей из полимерных материалов в текстильной промышленности.pdf

R — расстояние между осями соседних нагревателей

всм;

е— основание натуральных логарифмов. Мощность центрального нагревателя

Если количество нагревателей четное, то температуру и мощность двух нагревателей, расположенных в сере­ дине формы, рассчитывают по формулам центрального.

При проектировании формы необходимо предусмот­ реть гнездо для рабочего конца термопары в центре матрицы или обоймы. Для этого просверливают канал как можно ближе к середине матрицы, но так, чтобы не нарушить ее прочность. Как и в литьевой форме, в нем на фарфоровых изоляторах ставят термопару.

Если деталь из полимерного материала требуется из­ готовить по четвертому или пятому классу точности, то детали матрицы и обоймы необходимо делать по второ­ му классу. Чем точнее изготовлена форма, тем дольше она работает.

Оснастка для пресслитья

Отличие форм, предназначенных для изготовления деталей из полимерных материалов методом пресслитья, от форм для прямого прессования и литья под давле­ нием состоит в том, что у первых загрузочная камера отделена от рабочей емкости перегородкой, в которой есть литник. Нижняя часть перегородки повторяет про­ филь верхней части вырабатываемой детали. В верхней части рабочей емкости имеются воздушные отверстия такие же, как и в литьевой форме.

7 2

Пуансон при изготовлении детали вставляют в загру­ зочную камеру и, после того как нагреется помещенный в нее полимерный материал, опускают вниз. Расплав­ ленный материал проходит через литник и заполняет ра­ бочую емкость. Нижняя поверхность пуансона всегда плоская. Как и при прямом прессовании, форма может быть съемной и стационарной, может нагреваться от плит или иметь индивидуальный подогрев.

Рассчитывают и проектируют формы, используя теже формулы и тот же порядок расчета, что и при фор­ мах для прямого прессования.

В последнее время установлено, что для более рав­ номерного распределения расплавленного материала в рабочей емкости литник должен иметь щелеобразную форму.

От состояния поверхности рабочей емкости зависит качество изготавливаемой детали, поэтому указанная поверхность должна быть отделана как можно тщатель­ нее, для чего ее следует покрыть твердым хромом для защиты от коррозии и механических повреждений.

Оборудование, предназначенное для изготовления деталей из полимерных материалов на фабрике

Деталь из полимерных материалов методами пресслитья и прямого прессования изготавливают на гидрав­ лическом прессе (рис. 16).

Пресс состоит из массивной станины, двух гидравли­ ческих цилиндров (верхнего и нижнего), соединенных с ними двух плит, двух колонн, гидравлической системы привода и электронной системы регулирования темпера­ туры. Колонны закреплены на станине. К их верхней части прикреплена неподвижная траверса, несущая верхний гидравлический цилиндр. По колоннам переме­

73

щается подвижная траверса, приводимая в движение плунжером гидроцилиндра верхней траверсы. В станине расположен нижний гидравлический цилиндр. Его плун­ жер соединен с толкателем, который в свою очередь не­

вставляют в рабочую емкость пуансон и опускают под­ вижную траверсу до такого положения, когда манометр, имеющийся на неподвижной траверсе, покажет необхо­ димое давление. Так форму выдерживают в течение

7 4

I'

всего срока, установленного технологическим процессом, потом поднимают подвижную траверсу, вынимают пуан­ сон, переворачивают матрицу, кладут под нее стальное кольцо, высота которого равна или несколько больше высоты изготавливаемой детали, вставляют толкатель в матрицу и осторожно опускают подвижную траверсу. Манометр при этом должен показывать минимальное давление. Как только деталь выйдет из матрицы, травер­ су поднимают и начинают изготавливать новую деталь. Для облегчения работы следует заранее практически ■определить объем сырья, которое нужно засыпать в фор­ му для получения детали, и сделать мерку.

Если необходимо изготавливать деталь в стационар­ ной форме, то матрицу закрепляют вместо плиты на ста­ нине неподвижно, соединяют ее толкатель с толкателем пресса, а на подвижной траверсе вместо верхней плиты неподвижно устанавливают пуансон или пуансонный узел. Необходимо обеспечить соосность каждого пуансо­ на с каждой рабочей емкостью. В матрицу и пуансон вставляют нагревательные стержни, рабочие спаи тер­ мопар и соединяют их с системой терморегулирования пресса. Деталь при этом изготавливают так же, как и в съемной форме. Только для удаления готовой детали поднимают пуансон движением подвижной траверсы вверх и толкателем выталкивают готовую деталь из матрицы.

При работе с полимерными материалами, выделяю­ щими большое количество летучих веществ, следует пос­ ле опускания пуансона через минуту снова его поднять на такую высоту, чтобы летучие вещества могли выйти из рабочей емкости. После этого пуансон опускают, обеспечивая нужное давление. Иногда таких подпрессо­ вок приходится делать несколько, но не больше пяти.

75

Промежутки времени между ними могут составлять около 30 сек.

При подборе прессов, необходимых для организации на текстильной фабрике изготовления деталей из поли­ мерных материалов, следует учитывать производитель­ ность всего участка, габаритные размеры самой большой детали и наибольшее удельное давление, которое потре­ буется при работе с самым трудным материалом.

При работе со съемной одногнездной формой для из­ готовления одной детали требуется 3 мин, без учета вре­ мени, необходимого для отверждения материала. При работе с двухгнездной формой это время уменьшается на 40%, а при работе с трехгнездной на 60%.

Для определения количества прессов производитель­ ность всего участка умножают на время, необходимое для изготовления одной детали, и затем делят на про­ должительность работы пресса в течение рабочего дня.

Чтобы определить тип пресса, необходимо знать га­ баритные размеры самой большой формы, максимальное удельное давление и площадь самых больших деталей, которые будут изготавливаться.

Если оснастка еще не спроектирована, то габаритные размеры наибольшей формы определяют ориентировоч­ но. Для этого длину, ширину и высоту деталей, которые будут изготавливаться одновременно, увеличивают на 60%. Далее определяют площадь плиты и умножают значение максимального удельного давления на величи­ ну этой площади. Получается величина давления, кото­ рое должно быть на прессе. Зная высоту наибольшей формы, конструктивно определяют наименьшее расстоя­ ние между станиной и подвижной траверсой. Обычно оно в три раза больше высоты формы. Расстояние меж­ ду колоннами пресса должно быть на 15% больше дли­ ны формы. Зная давление, расстояние между колоннами

76

и расстояние между станиной и подвижной траверсой, подбирают пресс, используя соответствующую справоч­ ную литературу.

Изготовление деталей из полимерных материалов

литьем под давлением в текстильной промышленности осуществляют в основном на литьевых прессах (рис. 17, а) и автоклавах (рис. 17, б); литьевые машины исполь­ зуются реже.

Литьевой пресс состоит из станины, закрепленной на небольшом металлическом столе, подъемного стола, плавильной емкости с поршнем и системы электрическо­

77

го ее подогрева. Плавильная емкость представляет со* бой металлический цилиндр с двойными стенками. В пространстве между стенками находится термоизолятор. Там же на фарфоровых кольцах, закрепленных на стен­ ках, которых касается расплавляемый материал, распо­ лагается электрическая спираль, нагревающая плавиль­ ную емкость. Внутри цилиндра ходит поршень. Для обеспечения прочности стенки цилиндра, касающиеся поршня, имеют большую толщину по сравнению с на­ ружными, поддерживающими термоизолятор. Верхний конец цилиндра открыт; в него входит поршень. Нижний конец цилиндра закрыт ввинчивающимся в него кра­ ном, который открывает путь потоку расплавленного полимерного материала в форму. Весь цилиндр непо­ движно соединен с толстыми фасонными деталями, кото­ рыми он крепится на колоннах; последние в свою оче­ редь закреплены на станине.

Под плавильной емкостью на станине смонтирован подъемный стол. Подниматься он может или системой рычагов, или винтом с квадратной резьбой. Сам стол закреплен шарнирно на конце винта, который вручную ввертывается в специальное гнездо в станине. Ввинчи­ вая или вывинчивая винт, стол поднимают или опускают. Сама станина неподвижно закреплена на небольшом ме­ таллическом столе, который стоит на полу.

Если должна быть шнековая подача, на траверсе, соединяющей колонны, ставят опорный подшипник, в ко­ тором вращается верхний конец шнека. Сам шнек рас­ полагают внутри плавильной емкости, закрываемой съемной крышкой, через которую проходит ось шнека. Крышка прикрепляется к цилиндру на болтах через прокладку. Шнек имеет устанавливаемый на станине электрический привод, состоящий из электродвигателя

7 8

и редуктора. Редуктор позволяет плавно менять число оборотов шнека.

Если расплавленный материал перемещают пневма­ тически, то ни поршня, ни шнека аппарат не имеет. Его плавильная емкость в верхней части закрывается крыш­ кой, привинчиваемой на болтах через прокладку. В крышке есть штуцер, к которому присоединяется шланг, подводящий сжатый газ (азот). Станина, стол и плавильная емкость имеют такую же конструкцию, как и у аппарата с поршневой или шнековой подачей. Для регулирования давления у штуцера имеется газовый редуктор.

Если газ хранится в баллоне, редуктор не требуется. При изготовлении детали на литьевом прессе откры­ вают сначала плавильную емкость. Для этого или вы­ винчивают поршень, вращая маховик, или отвинчивают крышку. В емкость засыпают гранулы полимерного ма­ териала и закрывают емкость, ввинчивая поршень или устанавливая крышку. После этого включают подогрев и доводят материал до расплавленного состояния. Чтобы контролировать процесс расплавления, в кране, закры­ вающем снизу плавильную емкость, делают горизонталь­ ный канал и в него на изоляторах вставляют рабочий спай термопары. Когда при определенной температурематериал начинает вытекать из крана, можно начинать

изготовление деталей.

На подъемный стол ставят форму так, чтобы ее литье­ вое отверстие совпадало с выходным отверстием крана; поднимая стол, форму подводят к крану и прижимают к нему. После этого в плавильной емкости создают не­ обходимое давление, для чего включают привод шнека на нужное число оборотов, опускают на заранее опреде­ ленную глубину поршень или регулируют давление сжа­ того газа. Когда требуемое давление получено, кран от­

79-