ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС

Детали из пластических масс изготавливаются формованием (физико-химическими механическим воздействием на материал, находящийся в вязкотекучем или вязкоэластическом состоянии) и обработкой (физико-химическим и механи­ческим воздействием на материал, находящийся в твердом состоянии).

В зависимости от химических и физико-механических свойств материалы перерабатываются различными способами. Термопластичные материалы фор­муются в изделия: литьем под давлением, компрессионным прессованием, вакуумформованием, раздувом, а в заготовки и полупродукты — экструзией (трубы, листы, пленки), обрабатываются они путем сварки, склейки, крашения, механи­ческими способами (например, резанием). Термореактивные материалы фор­муются в конструкционные изделия: литьем под давлением, литьевым прессова­нием, компрессионным прессованием, а в заготовки (листовые, трубные и др.) — прессованием; обрабатываются они механическим путем (резка, точение, сверле­ние, фрезерование), склейкой.

Метод переработки термопластичных пластмасс литьем под давлением заклю­чается в размягчении материала до вязкотекучего состояния в нагревательном цилиндре и инжекции его в охлаждаемую форму, в которой материал затверде­вает. Температуры цилиндра и формы регулируются и изменяются в зависимости от свойств перерабатываемого материала.

В литьевых машинах (рис.6) со шнековой пластикацией материал пласти­фицируется в инжскционном цилиндре / при вращении шнека 2. Пластикация материала происходит от тепла внешних нагревателей 3 и от внутреннего тепла. При поступательном движении шнека 2 материал впрыскивается в замкнутую форму 4.

Рис. 6. Схема получения изделия на литьевой машине со шнековой пластикацией.

При изготовлении деталей с толщиной стенки до 10 мм и деталей с массой, в 2—3 раза превышающей номинальный объем отливки, на который рассчитана машина, применяется метод интрузии, т. е. заполнение формы производится вращающимся шнеком и последующим поджатием материала в течение времени выдержки под давлением.

Сущность метода инжекционного прессования заключается в том, что запол­нение формы производится с помощью шнека, а перемещение механизма запира­ния используется для компенсации усадки материала и для придания ему необ­ходимой конфигурации. Этим способом получают детали толщиной более 20 мм.

В современном машиностроении наибольшее распространение получили одноцилиндровые конструкции литьевых машин горизонтального типа с пласти­кацией материала шнеком. Для литья изделии с арматурой применяют вертикаль­ные литьевые машины. Большое распространение приобретает многопозиционное литьевое оборудование: револьверное и роторное. Револьверные машины имеют одну позицию подачи материала и несколько позиций смыкания форм, располо­женных на подвижном столе. Многопозиционное литьевое оборудование позво­ляет повысить производительность более чем в 4 раза по сравнению с однопози­ционным. Литьевое оборудование применяется для изготовления одно-, двух- и трехцветных деталей и деталей с арматурой, фитингов для сваривания крупно­габаритных деталей и т. д.

Литьевое оборудование в настоящее время создается универсальным по пара­метрам и специализированным по перерабатываемым материалам. Специализа­ция машин по перерабатываемым материалам достигается комплектацией их рабочими органами, отвечающими свойсгвам полимерных материалов и особен­ностям процесса литья. Специальные требования указываются в заказе на машину.

Современные литьевые машины перерабатывают полиамиды, полиформаль­дегид, поликарбонат, непластифицированный поливинилхлорид, пол и акр платы, наполненные материалы, полипропилсн, полистирол и его сополимеры и другие термопласты, а также термореактивные материалы. При переработке материалов повышенной гигроскопичностью (полиамиды) необходимо тщательно высушивать их перед литьем в сушильных шкафах при соответствующих режимах. При пере­работке таких материалов целесообразно использовать специальные бункерные сушилки. Подогрев материала желательно производить под вакуумом.

При переработке порошкообразных материалов, склонных к зависанию (поливинилхлорид непластифицированный, а также реактопласты), применяются специальные бункера, улучшающие загрузку и транспортировку материала без образования сводов и-зависании.

При переработке полиамида, поликарбоната, полиформальдегида формова­ние изделии производится в формах, нагретых до 80—140°С с помощью термо­статов.

Примерные режимы литья под давлением некоторых терлюпластов

Листовые термопластичные материалы можно обрабатывать на фуговочных Станках. Фрезерование торцов и обработка по копиру лучше всего Производятся концевыми многозубчатыми фрезами из быстрорежущей стали. Задний угол таких фрез ее должен быть равен 10—15°, а передний угол — до 20°.

Сверление. Сверление надо производить сверлом, диаметр которого больше номинального отверстия на 0,05—0,1 мм. Для сверления пластмасс применяются следующие сверла: угол наклона канавки (и == 15 — 17°. Угол при вершине 20° до 70°; для сверления органического стекла применяются сверла с углом 20° до 140°. Задний угол сверла» равен 4—8° .Полированная и глубокая канавка на сверле способствует легкому удалению стружки.

Для сверления ненаполненных термопластов рекомендуется пользоваться стандартными спиральными или специальными перовыми сверлами из углеро­дистой стали.

Небольшой угол наклона канавки (15—17°), особенно при обработке термо­пластичных материалов, обеспечивает наименьший нагрев детали при достаточно хороших условиях отвода стружки. При сверлении тонкостенных деталей следует применять сверла с углом при вершине 2(р=55—60°. При сверлении деталей из полистирола применяются специальные сверла из инструментальной стали с углом при вершине 50—60°. При сверлении листов значительной толщины сверла с углом при вершине 2ср, равным 90°, дают наилучшие качества обработки. Ско­рость сверления для большинства пластмасс, в особенности для термопластов, при небольших глубинах резания и малых диаметрах отверстий (до 5 мм) может быть до 3 000—5 000 м/мин,

Шлифованием удаляют заусенцы, риски, царапины и доводят изделие до нужного размера. Для шлифования изделий применяют станки с вращающимися абразивами (камнями или кругами с абразивными пастами), ленточные шлифо­вальные станки с бесконечными наждачными лентами, расположенными гори­зонтально или вертикально; станки с дисками, на которых наклеено наждачное полотно. Удельное давление прижима изделия к кругу должно быть в пределах 0,05—0,15 МПа.

При обработке неподвижных изделий необходимо обеспечить прерывистость контакта с длительностью соприкосновения 1—15 с во избежание прожога ма­териала.

Шлифование обычно ведется в две стадии: черновое и чистовое. Для черновой обработки применяют абразивные полотна № 20—50 (крупные зерна); для чисто­вой — № 200—240 (мелкие зерна).

Полирование. Для придания обработанным поверхностям блеска применяется полирование при помощи хлопчатобумажных или шерстяных кругов. Эти круги укрепляют на станках и вращают их с окружной скоростью 15—35 м/с (частота вращения 1 000—2 000 об/мин). Обычно полирование производят в две стадии:

-предварительное и окончательное. Предварительное полирование производится с пастами, которые наносятся на круг (окись хрома, ВИАМ-2), окончательное — сухими хлопчатобумажными кругами (без паст), при этом нажим должен быть незначительным.