Заготовки из пластмасс

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет

имени К.И. Сатпаева

Институт Промышленной Инженерии

им. Буркитбаева

Кафедра ССиТМ

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА № 6

На тему: «Заготовки из пластмасс»

5В071200-машиностроение

Выполнил:

Какимжанова В.Б.

Преподаватель:

Альпеисов А.Т.

Алматы 2012

Содержание

1. Пластмассы, их свойства и области применения

2. Способы изготовления заготовок из пластмасс

3. Проектирование заготовок из пластмасс

4. Точность, шероховатость и припуски на обработку заготовок из пластмасс

1. Пластмассы, их свойства и области применения

пластмасса заготовка припуск деформация

Пластмассы обладают рядом ценных качеств, благодаря которым их удельный вес в машиностроении имеет тенденцию к возрастанию.

К основным эксплуатационным достоинствам пластмасс относятся: малая плотность, высокая демпфирующая способность, сравнительно высокая стойкость к агрессивным средам, высокие электро-, тепло-, звукоизоляционные, фрикционные и другие свойства.

К технологическим достоинствам пластмасс относятся простота и легкость получения заготовок сложной формы, при невысоких (по сравнению с металлами) температурах формообразования, технологическая простота армирования пластмассовых деталей металлическими элементами, высокая точность получаемых размеров, не требующая во многих случаях механической обработки, отличная обрабатываемость резанием при сравнительно низких энергозатратах.

В то же время пластмассы обладают весьма существенными недостатками: пониженные механические характеристики прочности, в частности, контактной (стальные зубчатые передачи способны испытывать 3…3,5 раза большие контактные напряжения, чем пластмассовые), невысокий температурный режим эксплуатации и более узкий его диапазон, ограниченность в размерах, обусловленная невозможностью изготовить пресс-форму огромных размеров, высокая стоимость, в 3…85 раз превосходящая стоимость черных металлов.

По поведению при нагревании пластмассы делят на две основные группы: термореактивы (реактопласты) и термопластические (термопласты). Реактопласты при нагревании вначале переходят в вязкотекучее состояние, а затем превращаются в необратимые, неплавкие и нерастворимые вещества. В отличие от них термопласты при нагревании и охлаждении способны многократно переходить из твердого состояния в вязкотекучее и обратно, т.е. изменяются обратимо.

Как термореактивные, так и термопластические пластмассы имеют множество различных названий и марок, отличаются по своим физическим, механическим, технологическим и эксплуатационным свойствам.

Несмотря на присущие недостатки из пластмасс изготавливают довольно большую номенклатуру деталей: зубчатые колеса, звездочки, штурвалы, рычаги, корпусы, кронштейны, втулки, крышки, колпаки, крепежные и другие детали. Особенно высок удельный вес пластмассовых деталей в бытовой и декоративной технике, при изготовлении детских игрушек и т.д.

2. Способы изготовления заготовок из пластмасс

Существует несколько способов изготовления заготовок из пластмасс. Так как все они требуют дорогостоящей, специальной оснастки (пресс-форм), то областью их применения является серийное и массовое производство.

Рассмотрим краткую характеристику этих способов.

Литье под давлением является наиболее производительным способом получения деталей из пластмасс. используется в массовом производстве заготовок простои и сложной конфигурации. осуществляется на специальных машинах, предназначенных для расплавления пластмассы и подачи ее поршнем или шнеком под давлением 50…250 Мпа в закрытую и охлажденную пресс-форму, при раскрытии которой изделие автоматически выталкивается.

Прямое (компрессионное) прессование применятся для производства заготовок мелких и средних размеров, и изготовляется на гидравлических прессах с гидравлическим выталкивателем. Прессование может производится в закрытых и открытых пресс-формах. В качестве материалов при прессовании применяют термопласты без наполнителя, а также реактопласты (порошкообразные, волокнистые и слоистые). Заготовки, полученные литьем под давлением и прессованием, имеют гладкую поверхность, точные размеры и поверхность, не требуют дальнейшей механической обработки.

Литьевое прессование используется для производства заготовок сложной конфигурации с локальными утолщениями, с более тонкими сечениями и более глубокими отверстиями, чем у заготовок, изготавливаемых прямым прессованием. Исходным материалом при этом способе служат пресс-порошки, волокниты и термореактивные материалы с порошковыми и мелковолокнистыми наполнителями.

Дутьевое (пневматическое) формование используется для производства заготовок открытого типа (крышки, контейнеры, корыта и др.) из листовых термопластов толщиной 1,5…4 мм. В качестве исходных материалов используют, например, оргстекло, винипласт, полиэтилен, полистирол. Различают негативное и позитивное пневматическое формообразование.

Вакуумное формообразование используется для неглубокой вытяжки крупногабаритных заготовок панельного типа. Изделие формуется вакуумным всасыванием предварительно размягченного листа в матрицу, а выталкивается сжатым воздухом. Исходный материал - листовой термопласт толщиной 1,5…3 мм.

Комбинированное формование является одновременно негативным и позитивным. Применяется для изделий сложной конфигурации с поднутрениями, а также при глубокой вытяжке. Исходный материал - листовой термопласт толщиной 2…4 мм. Формование осуществляется на специальных, оснащенных опокой с прижимным кольцом и пуансоном для позитивного формования.

Экструзия (выдавливание) используется для производства профильной заготовки неограниченной длины, а также для нанесения пластмассовой изоляции на проволоку. Осуществляется на различного типа шнековых экструзионных машинах.

3. Проектирование заготовок из пластмасс

Проектирование заготовок из пластмасс и обработка на технологичность обусловлены способностью последних заполнять пресс-формы и извлекаться из них после затвердевания. Поэтому конструктор должен знать основные рекомендации, выработанные практикой, по оформлению толщин стенок, радиусов закруглений, наружных и внутренних поверхностей, мелких конструктивных элементом типа утолщений, облегчений, отверстий, резьб и пр., которые, как правило, вытекают из возможностей технологии.

Толщина стенок. При проектировании пластмассовых заготовок необходимо обеспечить их равностенность. С увеличением толщины стенок возрастает продолжительность выдержки и опасность коробления в процессе прессования. При литье под давлением в толстых сечениях образуется воздушная и усадочная пористость. Прочность и жесткость деталей рекомендуется повышать путем применения ребер жесткости, толщина которых в наиболшем сечении не должна превышать толщину стенок. Для круглых деталей не рекомендуются концентричные и сплошные радиальные ребра жесткости, так как они препятствуют усадке.

Радиусы закруглений в местах сопряжения поверхностей улучшают заполняемость пресс-форм и внешний вид деталей. Острые кромки допускаются только на поверхностях, по которым проходит плоскость разъема пресс-формы. После зачистки заусенца на этих кромках образуются фаски величиной 0,2…0,3 мм. Прочность корпусных деталей повышается при плавном утолщении стенок в местах закругления, которое достигается сопряжением наружных и внутренних поверхностей равными радиусами со смещенным центром. Радиус должен быть больше половины толщины стенки. Для термореактивных материалов минимально допустимое значение радиуса закругления 0,5 мм, для термопластических материалов с повышенной вязкостью типа полистирола или полиметилметакрилата допустимо 0,8 мм.

Оформление поверхностей. На боковых поверхностях пластмассовых деталей недопустимы поднутрения, препятствующие разъему пресс-формы и извлечению изделия. Бобышки на наружных боковых поверхностях допустимы только при дополнительном вертикальном разъеме, что значительно усложняет конструкцию пресс-формы. Опорные поверхности рекомендуется заменять опорными площадками, буртиками, выступами по параметру, что повышает жесткость деталей, снижает их коробление и способствует плотному прилеганию сопрягаемых поверхностей. С целью облегчения удаления заусенца следует уменьшить число плоскостей разъема и располагать линию образования заусенца на участках простой конфигурации.

Отверстия. Размеры отверстий в пластмассовых заготовках назначают так же, как и для металлических изделий. При этом необходимо учитывать возможность появления напряжений вследствие затрудненной усадки. Допустимая глубина отверстия зависит от метода изготовления деталей.

Резьба. Прессованием и литьем можно изготовить резьбовые элементы деталей, не требующие последующей механической обработки. Не рекомендуется для пластмассовых деталей прямоугольные резьбы и резьбы с шагом менее 0,4 мм вследствие их недостаточной прочности. Минимально допустимый диаметр резьбы для заготовок из термопластов и волокнистых пресс-материалов 2 мм, а для деталей из пресс-порошков - 3мм. Желательно, чтобы длина резьбы не превышала двух ее диаметров. В пластмассовых заготовках с резьбами разных диаметров рекомендуется брать одинаковый шаг резьбы с целью упрощения конструкции пресс-формы.

Армирование пластмасс металлическими элементами значительно повышает область применения пластмассовых изделий. Наиболее распространенная арматура, штифтовая (гладкие и резьбовые шпильки, винты), втулочная (гладкие и резьбовые втулки), плоская (лепестки, контакты) и проволочная. Для предупреждения проворачивания или вырыва из изделия на штифтовой арматуре делают накатку и кольцевые выточки, на плоской - отверстия или вырезы, на проволочной - расплющивание или изгиб арматуры. Чтобы избежать возникновение трещин, сечение металлической арматуры должно быть небольшим по сравнению с сечение пластмассы и располагаться симметрично относительно последнего. Арматура не должна находиться близко к краю или к поверхности заготовки во избежание появления вздутий пластмассы.

Надписи и рисунки на пластмассовых заготовках следует делать выпуклыми, что упрощает изготовление пресс-формы. С целью устранения выкрашивания высота шрифта или рисунка не должна превышать 0,2 мм. Если требуется увеличить высоту шрифта, надпись утапливается ниже поверхности заготовки.

4. Точность, шероховатость и припуски на обработку заготовок из пластмасс

Точность размеров заготовок из пластмасс зависит от усадочной деформации и размерной стабильности материала. При оценке точности размеров заготовок из пластмасс необходимо учитывать дополнительно влияние технологических уклонов, которые могут назначаться на поверхности заготовки, параллельные направлению замыкания формы.

Точность для размеров элементов заготовок, оформляемых в одной части формы, может находиться в пределах 7…17 квалитетов. При этом наиболее высокая точность достигается у мелких заготовок, изготавливаемых из материалов с минимальным колебанием усадки и нулевым технологическим уклоном.

Допуски и посадки на гладкие детали из пластмасс размерами 1…500 мм, сопрягаемые с металлическими или пластмассовыми деталями, регламентированы стандартами. Пластмассы по сравнению с металлами отличаются большей размерной чувствительностью. Поэтому эксплуатация пластмассовых сопряжений в условиях значительных перепадов температур нежелательна.

Шероховатость поверхности пластмассовых заготовок зависит от качества обработки пресс-форм, вида наполнителя и технологических режимов формования. На шероховатость поверхности в значительной мере влияет износ оформляющих элементов пресс-формы.

Размещено на www.allbest.ru