7 Оценка качества деталей, изготовленных различными способами штамповки

Оценивают качество деталей одинаковых форм и размеров, полученных различными способами штамповки. Качественные детали должны иметь минимальную усадку, разнотолщинность стенок, степень ориентации, остаточные напряжения и оптические искажения. Оптические искажения определяют только в деталях типа полусфера, отформованных из прозрачных заготовок.

1. При определении усадки размеры деталей сравнивают с размерами формы по тем же сечениям. Усадку (в %) рассчитывают по формуле:

У=(а-b)/а·100 (7.1)

где: а - размер стороны формы, м: b - размер детали, м.

2. Разнотолщинность стенок деталей определяют изменением микрометрической скобкой толщины стенки детали у верхней ее кромки, в средней части, в углу и середине донышка. Разнотолщинность рассчитываются по формуле:

Δ=h_макс/h_i (7.2)

где: h_макс - максимальная толщина стенки изделия, мм: h_i - толщина стенки в данной точке, мм.

3. Степень ориентации определяют в различных сечениях детали. Для этого измеряют расстояние между концентрическими линиями, нанесенными на деталь. Помещают деталь в термостат, нагретый до температуры Т_С = +20°С, и выдерживают в нем до тех пор, пока не прекратится изменение размеров детали. Затем деталь охлаждают до комнатной температуры, измеряют изменение ракстояние между линиями и определяют степень ориентации (в %) по формуле:

ε _ор =[(a – b)/b]·100 (7.3)

где: а, b - расстояние между линиями до и после нагревания соответственно, м.

4. Остаточные напряжения в деталях, отформованные различными способами штамповки, определяют методом активных сред и по температуре релаксации напряжений.

Если деталь, в поверхностных слоях которой действуют остаточные напряжения растяжения, погрузить в жидкую активную среду, то она через некоторое время покроется сеткой мелких трещин. Остаточные напряжения растяжения а и время появления трещин т, отсчитываемое от начала контакта материала с активной средой, связаны следующим соотношением:

lgπ =lgm + nlgσ (7.4)

где: τ - продолжительность действия активной среды до появления трещин, с: m и n - постоянные величины.

Остаточные напряжения в изделии можно качественно оценить по температуре, при которых начинается релаксация эластических деформаций, зафиксированных в процессе формования.

5. Оптические искажения определяют в полусферических деталях, полученных вакуум-формованием из прозрачных пласмасовых заготовок. Величину оптических искажений устанавливают по степени смещения направления светового луча, проходящий сквозь исследуемый участок детали и попадающей на экран с начерченной на нем сеткой [3].

Заключение

При штамповке деталей из листовых термопластов наибольший интерес представляет область эластического состояния, занимающая относительно широкий интервал температур, в котором деформация растяжения велика, что дает возможность большой вытяжки при относительно небольшом усилии формования.

Физически эластическое состояние объясняется существованием макроброуновского теплового движения макромолекул полимера, сопровождающееся вращением сегментов макромолекул вокруг их главных валентных осей.

При выборе полимера, удовлетворяющего условиям формования детали штамповкой необходимо принимать в расчет влияние молекулярной массы, относительного удлинения при растяжении, напряжения эластичности и температурный диапазон существования эластического и вынужденно эластического состояния.

При формовании деталей из аморфных термопластов процесс протекает в относительно широком интервале температур, а при формовании частично-кристаллических полимеров - в более узком. Так как с достижением температуры стеклования в аморфной части хотя и имеет место микроброуновское движение, но проявлению эластических свойств препятствует область кристаллической фазы полимеров. Поэтому только около температуры плавления кристаллитов наблюдается некоторое снижение разрывной прочности и увеличение деформации растяжения, т.е. только в узком интервале температур возможно формование частично-кристаллических полимеров.

Детали штампуют из заготовок термопластичных заготовок простой конфигурации, получаемых литьем, литьем под давлением, экструзией. Литьем под давлением получают колбовидные заготовки, а экструзией - листовые, пленочные и трубчатые.

В настоящее время для формования деталей штамповкой применяют силы (энергии) различной природы: силы тяжести, энергию сжатого газа или жидкости, электрическую энергию, энергию сжатого газа или жидкости, преобразуемые в механическую посредством гидро- и пневмоцилиндров, электромагнитов, электродвигателей и т.д. В соответствии с этим различают вакуумную, пневматическую (гидравлическую), механическую и комбинированные виды штамповки, в которых сочетают несколько из выше перечисленных энергий, что в свою очередь расширяет перечень применяемых методов. В зависимости от вида применяемой энергий и элементов конструкции оснастки, полученные детали могут отличаться друг от друга по своим свойствам, назначению и стоимости.

Перед изготовлением детали штамповкой проводят анализ технологических свойств полимерного материала, на основании которого выбирают наиболее подходящее оформление метода и назначают конкретные величины технологических параметров процесса.

Качество деталей одинаковой формы и размеров, полученных различными способами штамповки, оценивается: величиной усадки, разнотолщинностью стенок, степенью ориентации материала, остаточными напряжениями и оптическим искажением (для деталей типа полусфера, отформованных из прозрачных заготовок).