книги из ГПНТБ / Бобровников Г.А. Применение синтетических материалов при ремонте и модернизации машин

линейного расширения капрона и металлов могут возникнуть чрезмерные напряжения с образованием трещин.

Вследствие растворения низкомолекулярных соединений твер­ дость и жесткость деталей после нормализации несколько увели­ чивается, но предел прочности может снижаться (см. фиг. 16 и 17). Поэтому для более ответственных (силовых) деталей рекомен­ дуется отжиг — термическая обработка, заключающаяся в нагреве

ленным охлаждением до комнатной температуры с последующей

нее, вручную или на станке. После удаления литников на токар­ ном или других станках снимают фаски, протачивают канавки, высверливают смазочные и другие отверстия, которые трудно или невозможно получить непосредственно при литье.

О к р а с к а д е т а л е й . При необходимости детали из капрона могут быть окрашены в различные цвета. Окраске могут быть подвергнуты как готовые изделия, так и сам капрон в нагрева­ тельном цилиндре. При окрашивании капроновой массы приме-, няют различные термостойкие красители: окись хрома, окись ти­ тана, сернистый кадмий и др. Окрашивание готовых изделий производят в водных растворах анилиновых или других краси­ телей.

Окрашивание деталей с применением анилиновых красителей производится следующим образом. Нагретую до 60—80° С воду заливают в ванну и подкисляют уксусной эссенцией из расчета 0,1 см3/л. Уложенные в сетку-контейнер детали прогревают в ван­ не в течение 5—10 мин, после чего в ванне растворяют анилиновый краситель.

Обычно требуется концентрация красителя в пределах 0,1— 0,5 г/л, а для черного и темно-синего цвета 2 г/л.

С целью ускорения процесса и обеспечения равномерного окра­ шивания в ванну добавляют 3—4 г/л смачивающих и диспергирую­ щих веществ ОП-7 или ОП-Ю. Время выдержки деталей в ванне 5—30 мин в зависимости от требуемой интенсивности окраски. Для получения равномерной и качественной окраски детали в про­ цессе окрашивания необходимо систематически перемешивать.

Послеокрашивания детали промывают в теплой воде (40— 50° С) и просушивают на воздухе.

Пресс-формы. Проектирование пресс-форм является одним из наиболее ответственных этапов разработки технологического про­ цесса производства пластмассовых деталей способом литья под давлением.

Литьевые пресс-формы бывают одноместные и многоместные. Одноместные пресс-формы применяют в случаях изготовления

70

небольшой партии деталей либо деталей сложной формы и зна­ чительных размеров, для которых изготовление многоместных пресс-форм нерационально либо вообще невозможно. Кроме того, одноместные пресс-формы применяют для получения эксперимен­ тальных деталей, позволяющих уточнить конструкцию деталей, расположение армирующих элементов, размеры формующих дета­ лей самой пресс-формы и др. После соответствующей проверки изготовляют более высокопроизводительные многоместные прессформы. К такой проверке приходится особенно часто прибегать при изготовлении деталей из полиамидов, которые имеют значи­ тельную и неравномерную усадку, зависящую от конфигурации детали, толщины ее стенок и прочих факторов.

Изготовлять многоместные, как правило, дорогостоящие прессформы, предназначенные для изготовления деталей повышенной точности (втулки-подшипники, шестерни и др.), без получения экспериментальной отливки и предварительной проверки и уточ­ нения их размеров не следует.

При тщательной проверке и подгонке формующих частей пресс-формы можно получить пластмассовые детали способом литья под давлением с весьма высокой степенью точности без до-

•полнительной механической обработки.

Рабочие (формующие) части пресс-форм в процессе эксплуа­ тации подвергаются воздействию значительных давлений при по­ вышенных температурах; поэтому их изготовляют из качественной углеродистой или легированной инструментальной стали с после­ дующей закалкой, отпуском, шлифованием (полированием) и хро­ мированием.

Хромирование пресс-формы облегчает извлечение отлитых де­ талей и резко повышает качество (чистоту) их поверхностей. Кроме того, хромирование повышает срок службы самой прессформы.

С целью уменьшения деформации при закалке рабочие части пресс-форм, особенно при сложной их форме, рекомендуется изго­ товлять из малодеформируемых сталей марок X, ХВГ, ХГ, 9ХС, 4ХВС и 5ХВС. Сталь этих же марок следует рекомендовать и для изготовления резьбовых и других деталей пресс-форм сложной

формы.

Детали менее сложной формы, опасность деформации при за­ калке которых значительно меньше, изготовляют из инструмен­ тальной высококачественной углеродистой стали марок У8А, У9ГА,

У10А и У10ГА.

Вспомогательные детали пресс-форм (опорные плиты, шты­ ри, направляющие колонки и втулки, толкатели и др.) изготовля­ ют из стали 45; винты, болты и другие крепежные детали — из углеродистой стали обыкновенного качества Ст. 3 и СТ. 6.

При проектировании пресс-форм обычно производят расчет поперечного сечения литников, размеров оформляющих деталей (матрицы и пуансоны) и знаков.

71

Площадь поперечного сечения литников, через которые литье­ вая масса подается в формующую полость, определяют из выра­ жения

F = kG м2,

где k — опытный коэффициент (обычно k = 0,00356); G — вес изделия в Г.

Расчет размеров матрицы с учетом коэффициента усадки пласт­ массы производят по формуле

где А — номинальный размер изделия в мм\ С — средняя усадка пластмассы в %;

D — допуск на соответствующий размер изделия в мм.

Расчет рабочих размеров пуансона и гладких знаков произво­ дят по аналогичной формуле.

При расчете размеров резьбовых знаков средний диаметр резь­ бы может быть определен по формуле

d-ср.раб ==dCp -р dCpO,8Q -р b мм,

где dcp — номинальный средний диаметр резьбы изделия в мм\ Q — наибольшая усадка пластмассы в %;

Ь — допуск на средний диаметр резьбы в мм.

Подобным образом могут быть определены и другие диаметры резьбы знаков.

Рассмотрим конструкции некоторых одноместных и многомест­ ных пресс-форм для изготовления деталей из поликапролактама.

Одноместная литьевая пресс-форма для изготовления роликов центрального управления судовыми двигателями (фиг. 36, а) состоит из следующих формующих деталей: верхней 4 и нижней 2 плит, двух полуколец 5, стержня 6. При сборке пресс-форм фик­ сация деталей происходит по цилиндрическим заточкам и направ­ ляющим колонкам 3 и 7.

Два полукольца 5, формующие внутреннюю полость ролика, фиксируются одно по отношению к другому при помощи штыря 1.

При подаче в пресс-форму литьевая масса по литниковой систе­ ме проходит к формующей полости и заполняет ее. После опреде­ ленной выдержки под давлением, достаточной для затвердевания массы, производится разъем пресс-формы с помощью специаль­ ного приспособления — разъемника (фиг. 36, б ).

Разъемник сострит из плит 10 и 13, имеющих по три колонки (толкатели) 11 и 12. Для возможности разъема в деталях прессформы предусмотрены соответствующие отверстия, в которые вхо­ дят колонки разъемника. Снятую с автоклава или шприц-пресса пресс-форму устанавливают на нижнюю часть разъемника, после чего на нее накладывают верхнюю его часть. Собранный таким образом комплект помещают на стол ручного или гидравлического пресса, где и производится разгрузка пресс-формы.

72

После извлечения детали, зачистки, осмотра и сборки пресс-

7 $

Н!<

А-А

Фиг. 37. Одноместная литьевая пресс-форма для получения приемной сетки.

Короткий и достаточно большого сечения литник обеспечивает быст­ рое и надежное заполнение пресс-формы литьевой массой.

Разгрузку пресс-формы производят при помощи разъемника, состоящего из плит 2 и 7 с колонками 1 ,9 и 12. Предварительно из пресс-формы вынимают знаки 11. После разгрузки пресс-формы необходимо снять полученную деталь-сетку с пуансона 10. Для этой цели служит специальное приспособление (фиг. 37, в), состоя­ щее из плиты 14 и пальцев 13.

При изготовлении многоместной пресс-формы для .втулки дли­

диаметра корпуса 2 и наружного диаметра стержня 3, обеспечиваю­ щих получение втулок требуемой точности, была изготовлена четы­ рехместная пресс-форма (фиг. 39), состоящая из верхней плиты/, корпуса 2, к которому приварены ручки, средней плиты 4, четырех стержней 5 и нижней плиты 3.

Формующими деталями пресс-формы являются: верхняя плита 1, корпус 2 и стержни 5, изготовленные из высококачественной углеродистой инструментальной стали У8А, закаленной и отпущен­ ной до твердости HRC 58. Рабочие поверхности этих деталей хро­ мированы и хорошо отполированы. Для плотного закрытия прессформы служат откидные болты 6. Разгрузку пресс-формы произво­ дят при откинутых болтах 6 под прессом с помощью специального приспособления.

Для изготовления более значительных партий деталей при­ меняют высокопроизводительные многоместные пресс-формы

(фиг. 40).

Формующими деталями пресс-формы являются: разъемная матрица, состоящая из верхней 3 и нижней 4 плит, а также вер­ тикальных 2 и восьми горизонтальных цилиндрических знаков 5. Все части формы, а также разъемное'устройство 7 смонтированы на общей плите — основании 8е

75

В собранной пресс-форме фиксацию деталей производят по цилиндрическим поверхностям (для знаков) и по фиксирующим пальцам 11 и 12 (для матрицы и плит). На эти же фиксирующие

Фиг. 39. Схема многоместной пресс-формы для изготовления втулки киповой планки.

пальцы при сборке пресс-формы устанавливают и литниковую плиту 1. Для плотного закрытия пресс-формы служат два откид­ ных болта 10.

Разъем пресс-формы производят в два приема. Вначале при помощи винтового разъемника 7 вынимают горизонтальные знаки

76

5, закрепленные на траверсах 6 и 9; затем при помощи специального разъемника, состоящего из плит и колонок (на фигуре не показан) разделяют обе половинки матрицы и вынимают из отли­ тых деталей вертикальные знаки 2.

АгА

Фиг. 40. Схема восьмиместной пресс-формы для изготовления капроновых деталей:

а — пресс-форма; б — деталь*

Некоторые особенности имеют литьевые пресс-формы для по­ лучения армированных деталей (фиг. 41).

Пресс-форма состоит из корпуса 2, верхней 1 и нижней плиты 3, прикрепленной к корпусу винтами 6, шести цилиндрических зна­ ков 4 и шести резьбовых знаков 5. В собранной пресс-форме фик­ сацию деталей производят по цилиндрическим заточкам и фикса­ тору 7, Перед сборкой пресс-формы на резьбовые знаки 5 навер-

77

А -А

Фиг. 41. Многоместная литьевая пресс-форма для изготов­ ления капроновых рукояток, армированных стальной гайкой:

а — схема пресс-формы; б — схема приспособления для разъема,

78

тывают фасонные гайки, являющиеся в готовой пластмассовой детали армирующим резьбовым элементом.

При подаче в форму литьевая масса проходит по литниковой системе к формующим полостям и заполняет их.

Разъем пресс-формы производится при помощи разъемника, состоящего из плит 8, 10 и колонок-толкателей 9, 11. После раз­ грузки пресс-формы знаки 5 вывинчивают из готовых деталей для повторного использования.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ ЛИТЫХ ПРЕСС-ФОРМ

При производстве пластмассовых деталей сложной формы (например, шестерен) способом литья под давлением возникают большие трудности, связанные с изготовлением пресс-форм. До­ статочно сказать, что для получения обычных цилиндрических шестерен пресс-форма должна иметь вставку с внутренним зацеп­ лением, которая с необходимой точностью может быть изготов­ лена лишь при помощи специального оборудования (на зубодол­ бежном станке, либо с помощью протяжки). Особенно большие трудности возникают при изготовлении малогабаритных и мелко­ модульных шестерен (вследствие их малых размеров). Изготов­ ление для этих целей специальных протяжек сильно удорожает стоимость пресс-форм. Поэтому в условиях ремонтного цеха, когда, как правило, требуется небольшое количество деталей, такой спо­ соб изготовления пресс-форм экономически себя не оправдывает.

Еще хуже обстоит дело с изготовлением пресс-форм для про­ изводства пластмассовых конических шестерен, а также цилиндри­ ческих шестерен с косыми зубьями. Изготовление таких прессформ механической обработкой либо вообще невозможно (напри­ мер, пресс-формы для конических шестерен со спиральными зубьями), либо связано с большими трудностями.

Специально проведенные опыты показали, что более экономич­ ную пресс-форму для изготовления мелкомодульных конических шестерен с прямыми зубьями можно получить способом пласти­ ческой деформации (обжатием). Для этих целей в стальную оправку запрессовывают вставку из пластического металла (крас­ ной меди, латуни, алюминия и др.). В качестве пуансона (мастерпуансона) используют закаленную на мелкоигольчатый мартенсит и тщательно отполированную стальную шестерню, которую при обильной смазке машинным маслом с помощью гидравлического пресса вдавливают до нужного положения в пластическую вставку.

Для правильного направления мастер-пуансона в пресс-форме предусмотрен специальный стальной стержень. Выточку во встав­ ке под шестерню изготовляют с таким расчетом, чтобы количество­

рабочую часть пресс-формы,

79