Обработка пластмасс

Все виды пластмасс могут подвергаться механической обработке:

- изготовление деталей из листовых пластиков

- удаление облоя. литников

- в случае целесообразности получения детали сложной формы таким способом

- если речь идет о мелкосерийном и единичном производстве

Пластмассы обладают меньшей теплопроводностью, большей вязкостью, поэтому выдвигаются дополнительные требования к конструкции и оснастке станков, геометрии резца.

При обработке пластмасс усилие резания значительно меньше, поэтому можно применять более высокую скорость резания, но ввиду низкой теплопроводности следует избегать прижога, возникающего при температуре более 500^оС. Резку применяют при раскрое листов материала.

Поэтому для резания больше подходят реактопласты ввиду образования стружки надлома.

Для реактопластов используются карборундовые круги, для термопластов – абразивные круги, облицованные рифленой металлической пленкой (она уменьшает трение и способствует лучшему отводу тепла).

Точение реактопластов происходит при следующем режиме:

t=0,5÷3 мм

S=0,05÷0,5 мм/об

V=20÷800 м/мин

Термопластов:

t=0,5÷4 мм

S=0,02÷0,5 мм/об

V=50÷1000 м/мин

Сверление:

t=-//-//-//-

S=-//-//-//-

V=10÷80 м/мин

В пластмассах можно нарезать резьбу, но не во всех видах, а кроме слоистых и волокнистых, чаще используют шлифование резьб абразивным кругом. Может применяться и деревообрабатывающее оборудование, а также специальное.

Точность после этих операций:

наружное/внутренне шлифование - 6÷7 квалитет

однократное развертывание, чистовое точение – 7÷8 квалитет

сверление, фрезерование –8÷10 квалитет

черновое точение –11 квалитет

черновое фрезерование – 12÷13 квалитет

Шероховатость (зависит от материала):

точение реактопластов – Ra=2,5÷10мкм

точение термопластов – Ra=0,63÷2,5мкм

фрезерование реактопластов – Ra=1,25÷5мкм

фрезерование термопластов – Ra=до 0,63 мкм

Технологические требования к конструкции направлены на обеспечение рациональных условий течения металла в форме, уменьшение внутренних напряжений, коробления, увеличение точности:

- размеры определяются материалом, оборудованием, типом прессформы

- форма детали должна обеспечивать применение неразъемной матрицы, а конфигурация не должна препятствовать течению материала

- ответственнее размеры не должны попадать в плоскость разъема

- технологические уклоны должны быть незначительными и быть параллельны направлению усилия размыкания прессформы

Технологические требования, предъявляемые к конструкциям пластмассовых деталей

Для получения качественных изделий из пластмасс необходимо стремиться к оптимальному сочетанию их конфигурации, размеров и допусков, которое позволяло бы наиболее просто и экономично изготавливать как сами изделия, так и пресс-формы для них. При этом надо учитывать, что наиболее распространенными методами изготовления пластмассовых деталей являются прессование и литье под давлением, которые обеспечивают точность размеров пластмассовых деталей до 11-12 квалитета при шероховатости поверхности 0,8 мкм . Поэтому для того чтобы изготовление деталей было экономичным, нужно назначать требования по точности и шероховатости в пределах указанных величин и не завышать их. Изготовленная деталь должна свободно извлекаться из формы. Для этого конструкция детали должна иметь уклоны в 2—3°. Для внутренних полостей предельную величину уклона рекомендуется брать 0,6⁰ и для наружных поверхностей 0,3°.

Для обеспечения жесткости сложных деталей в их конструкции надо предусматривать ребра жесткости, которые не должны касаться опорной поверхности. Расстояние до нее берут равным 0,5—1 мм. На ребрах жесткости ре­комендуется делать увеличенные уклоны — 5÷10°. Повышенная жесткость конструкции детали необходима также для уменьшения коробления ее в процессе усадки материала при охлаждении после прессования или литья. Основной причиной коробления деталей является возникновение внутренних напряжений в процессе охлаждения и затвердевания материала.

В конструкции детали желательно соблюсти условие ее равностенности, т.е. толщина стенок по возможности должна быть одинаковой. В противном случае время отверждения термореактивного материала или охлаждения термопластичного материала для разных по толщине стенок конструкций будет неодинаковым, а это может привести к появлению больших внутренних напряжений, трещин, короблению и другим дефектам. При тпитье под давлением в толстых сече­ниях образуется воздушная пористость. При прессовании термореактивных пластмасс в утолщенных сечениях могут образоваться скопления неотвержденного материала. При малых толщинах стенок детали может получиться брак за счет плохого заполнения формы при прессовании или литье, особенно при плохой текучести материала, недостаточных давлении и температуре. Для деталей из пластмасс рекомендуется толщина стенок от 2 до 6 мм (не более 10 мм). Для деталей из термопластичных материалов, получаемых литьем под давлением, рекомендуемая толщина стенок составляет 0,5÷2 мм, для крупных деталей 2÷3 мм.

Обязательным для пластмассовых деталей является наличие закруглений как с наружной, так и с внутренней стороны детали. Закругления нужны для увеличения механической прочности изделия. При их отсутствии в углах внутреннего контура концентрируются напряжения, могущие привести к деформации и растрескиванию изделия. Кроме того, наличие закруглений улучшает условия заполнения формы пластмассой и уменьшает износ наружных кромок формы, Поэтмy всё переходы и сопряжения в деталях должны быть плавными и оформлены радиусами не менее 0,5 мм для дета­лей из термопластичных материалов, а для деталей из термореактивных материалов для наружных поверхностей радиусами не менее 2-3 мм и для внутренних поверхностей радиусами не менее 1-2 мм.

При конструировании деталей с отверстиями необходимо учитывать возможность появления внутренних напряжений вследствие затрудненной усадки материала на стержнях. Глухие отверстия в конструкции детали должны быть неглубокими (не более 2 мм). При большей глубине глухого отверстия стержень формы, который образует его, будет сравнительно длинным и при течении расплава в форме в процессе заполнения ее может заметно изгибаться.

При шаге резьбы более 0,3-0,5 мм резьбовые поверхности на пластмассе при прессовании и литье получают с помощью резьбовых знаков и колец. Резьба на деталях получается достаточно прочной, материал хорошо заполняет крупный профиль резьбы. Минимально допустимый диаметр резьбы для деталей из термопластов пресс-порошков — 2,5 мм, а для волокнистых материалов — 4 мм. Более мелкие резьбы удобней получать армированием, т.е. введением металлических элементов с нужной резьбой в конструкцию пластмассовых деталей. При этом резьба получается более проч­ной и износоустойчивой. Армирование применяют также с целью повышения механической прочности пласт-масовых деталей, а также с целью изготовления контактных элементов — штепсельных разъемов, монтажных колодок, контактов и т.п. При армировании пластмассовых деталей следует учитывать плохое сцепление между металлическим элементом и пластмассой. Прочность соединения достигается соответствующей формой соединения — канавками, насечками и т. п. Кроме того, из-за разности в величине усадки (у пластмассы примерно в 10 раз больше, чем у металла) в соединении получается натяг. Это обстоятель­ство способствует повышению прочности соединения. Однако армирование имеет и определенные недостатки. В местах армирования появляются сравнительно большие напряжения, что может вызвать появление трещин. При эксплуатации армированных деталей дополнительные напряжения возникают при изменениях температуры вследствие большой разницы в коэффициентах линейного расширения металла и пластмассы.