Дутьевое и вакуумное прессование

Эти методы применяют для изготовления тонкостенных крупногабаритных изделий из органических стекол винипласта.

Рисунок 24. Схема дутьевого свободного (а) и
направленного (б) формования

Дутьевое формование может быть свободным и направленным и осуществляется давлением сжатого воздуха. Направленное формование применяют для получения глубоких изделий. Такое формование отличается от свободного тем, что предварительная вытяжка осуществляется пуансоном, через который затем подается сжатый воздух, раздувающий и окончательно формирующий изделие.

Лист термопласта, предварительно нагретый до высокопластического состояния, формуют в штампе и, не снимая высокого усилия, охлаждают, фиксируя приданную ему конфигурацию.

При вакуумном формовании упрощается конструкция штампа.

После разогрева листа 1 специальной плитой обогрева 2из матрицы 3 отсасывается воздух, и пластмассовый лист всасывается в полость матрицы. Затем изделие выталкивается сжатым воздухом.

Рисунок 25. Схема вакуумного формования

Рисунок 26. Вытяжной штамп для изготовления полых деталей из
листовых термопластов (1 – матрица, 2 – направляющая втулка,
3 – пружина, 4 – пуансон, 5 – электрический подогрев,
6 – прижимной фланец, 7 заготовка)

Рисунок 27. Конструкция для вакуумного негативного способа
формования полых деталей из листовых термопластов
(1 – провода от выключателя, 2 – цилиндр, 3 – резиновая прокладка,
4 – заготовка, 5 – головка с соплами для подачи нагретого воздуха,
6 – прижимное кольцо, 7 – шланг к насосу, 8 – контактный выключатель)

Для изготовления полых деталей из листовых термопластических материалов применяют вытяжной штамп, работающий как пресс-форма (рисунок 26) или вакуумную установку (рисунок 27).

Пневматическое формование

Этим способом изготавливают де­тали из листовых термопла­стиче­ских материалов. Сущность процес­са состоит в том, что разогретый лист материала приобретает фор­му матрицы под действием вытяжного штампа или под влия­нием вакуума.

Вакуумный способ

Данный способ применяется для глубокой вытяжки защит­ных колпачков, кожу­хом и других деталей. Схема установки для реализации негативного способа вакуумного формования изо­бражена на рисунке 27. Листовая заго­товка закрепляется на отбортовке верхнего фланца цилиндра при­жимным кольцом. При включении вакуум-насоса листовая заготовка, нагре­ваемая горячим возду­хом, под действием атмосферного давления вытягивается. Процесс вытягивания продолжается до момента со­прикосновения стенки изготавливаемого изделия с электрическим контактным выклю­чателем. При срабатывании послед­него отклю­чается вакуум-насос, и давление в цилиндре повыша­ется до атмос­ферного.

Помещая в цилиндр формы различного профиля, можно изготов­лять изделия со сложной кривизной поверхности.

Схема установки для реализации позитивного способа вакуумного формования изображена на рисунке 28.

Контроль изделий из пластмасс, полученных прессованием, сводится к определению пузы­рей, рыхлых и по­ристых мест, являющихся следствием недопрессовки, волнистости, рассеивания и тре­щин. Проверяется диэлек­тричес­кая прочность изоляции между токоведущими деталями арма­туры, отсутствие замы­каний между ними и т. д. Выборочно проверяются геометриче­ские размеры изделий.

Правила оформления документации на процессы изготовления деталей из пласт­масс опре­де­ляются по ГОСТ 3.1400 – 74.

Рисунок 28. Конструкция для вакуумного позитивного способа полых
деталей из листовых термопластов; 1– общий вид пресс-формы,
2 – форма с листом термопласта после предварительной вытяжки
сжатым воздухом, 3 – форма с термопластом после механической
вытяжки, 4 – форма с готовым изделием

Прессование резины

На приборостроительных предприятиях изготовляются специ­альные резиновые из­делия довольно обширной номенклатуры. Эти изделия получают путем вырезки из стан­дартной листовой резины, а также из сырой резины, подвергаемой прессованию и вулка­низации.

Довольно разнообразна номенклатура изделий и из обрезиненной металлической арматуры.

Типовые технологические процессы изготовления изделий
из сырой резины, применяемые в приборостроении

Подготовка сырой резины

Поступившая на пред­приятие партия сырой резины проверяется на соответствие требованиям ГОСТ или ТУ, после чего производятся следующие операции.

1. Вальцевание

Резина провальцовывается в течение 3 – 4 минут при температуре вал­ков 16 – 25°. При пользовании клеем «лейконат» провальцованная резина может быть ис­пользована примерно через 6 суток после вальцевания.

2. Освежение

Листы резины освежаются 1 – 2 раза марлевым там­поном, смоченным в бен­зине. После каждого освежения произво­дится просушка в естественных условиях по 10 – 20 мин.

3. Дублирование

Этой операции подвергаются только листы сы­рой резины, изготов­ленной на натуральном каучуке, при отсутствии листов требуемой толщины. Процесс дуб­лирования заключа­ется в том, что листы резины накладываются в несколько слоев и про­катываются при помощи роликов, в результате чего получаются листы нужной толщины.

4. Резка заготовок

Из подготовленной резины нарезаются заго­товки требуемых раз­меров и конфигурации с помощью ножниц, ножа, вырубных просечек и т. п. Оптимальные размеры, форма и вес заготовки для прессования той или другой детали определяются экспериментальным путем при опробовании пресс-формы. Каждая заготовка проверяется взвешиванием на весах.

5. Подготовка арматуры

Металлическая арматура для изготовления армированных деталей из сырой резины подвергается следующим операциям.

6. Пескоструйная обработка

Арматура обдувается на пескоструй­ных аппаратах су­хим пес­ком, зерна которого проходят через сито № 085, но не должны проходить через сито № 063.

7. Латунирование

Для обеспечения прочной связи металла с ре­зиной производится латуниро­вание арматуры.

Процесс латунирования заключается в химическом и электро­химическом обезжи­ривании арматуры, в промывке ее горячей и холодной водой, декапировании в серной ки­слоте, латунирова­нии в ванне с электролитом следующего состава: медь – 4 г, цинк – 4 г, натрий цианистый сво­бодный – 10 г, сода кальцинированная – 15 г. Латунирование производится при плотности тока 0,3 – 0,5 А/дм² и напряжении 6 – 8 В. Расстояние между электродами 100 – 150 мм. Арматура после латунирования промывается в холодной и го­рячей воде, в течение 2 – 3 минут просушивается в су­шильном шкафу при температуре 80 – 90° и завертывается в листовой целлофан или триацетатную пленку. Перед опрессовкой резиной арматура в таком виде может храниться не более 2 суток.

В случае, если на арматуре имеются масляные, жировые и дру­гие загрязнения, ржавчина и т. п., которые не удается удалить при декапировании, производится травление в серной или соляной кислотах, с последующей крацовкой металлическими щетками. На ряде предприятий довольно ши­роко применяется латунирование деталей перед обрези­ниванием. Однако этот способ страдает це­лым рядом существенных недостатков. Поэтому вместо латуни­рования в настоящее время все чаще применяется нанесение клея – «лейко­нат» на поверхности арматуры.

8. Покрытие клеем

Клей «лейконат», изготовляемый по ТУ МХП 2841-52, представ­ляет рас­твор триизоционата трифенилметана в дихлорэтане. Он применяется для крепле­ния резины к ме­таллам методом горячей вулканизации. Этот клей позволяет получить прочность соединения ре­зины с металлами около 2,5 МПа.

Перед нанесением клея «лейконат» поверхности арматуры, подлежащие обрезини­ванию, подвергаются пескоструйной обра­ботке, после которой промываются в бензине, протираются чис­той ветошью или марлей и выдерживаются на воздухе 5 – 10 мин. Если операция нанесения клея задерживается, арматура должна хра­ниться в бензине.

На арматуру клей «лейконат» наносится ровным и тонким слоем мягкой кистью, после чего арматура выдерживается в термошкафу в течение 5 – 10 мин при температуре 50 – 60°.

После сушки арматура завертывается в целлофан или перга­ментную бумагу; в та­ком виде она может храниться не более 4 ча­сов.

Латунированные поверхности арматуры, подлежащие обрезини­ванию, покрываются с по­мощью кисти термопреновым клеем. Во избежание брака покрытие клеем должно производиться не позднее, чем через 1 – 1,5 часа после латунирования.

9. Сушка

Покрытая клеем арматура просушивается при комнатной температуре в течение 4 – 5 часов или в термошкафу в течение 2 часов при температуре 40 ± 5°.

Арматура, подготовленная к обезжириванию, для предохранения от пыли обертывается целлофаном или бумагой и укладывается в тару.

Прессование изделий

Путем прессования и вулканизации сырой резины непосредственно на прессе в открытых и литьевых пресс-формах с подогревом изготовляются армированные и неармированные детали. Технологический процесс прессования со­стоит из следующих операций.

1. Подготовка пресс-форм к прессованию

Пресс-формы нагреваются до 150 ± 5° и смазыва­ются 10%-ным раствором мыла.

Прессование

После подсушки смазки в пресс-форму заклады­вается подготовлен­ная арма­тура и заготовка (сырая резина). При прессовании в открытых пресс-формах арматура закладыва­ется в гнездо пресс-формы, а в свободное пространство гнезда – сырая резина.

Если прессование производится в литьевых пресс-формах, арматура закладывается в гнездо пресс-формы, а сырая резина – в загрузочную камеру.

Пресс-форма для изготовления деталей из резины устанавливается на прессе, после чего дается не­обходимое давление до полного смыкания пресс-формы. Величина удельного давления на пресс-форму должна быть: для армированных деталей – не менее 50 – 60 МПа, для неармированных деталей – не менее 25 – 30 МПа.

2. Вулканизация

Пресс-форма с арматурой и резиновой заготовкой выдерживается на прессе в течение 30 –60 минут при температуре 145 ± 3°. Оптимальное время выдержки и рабочая темпера­тура подбираются экспериментальным или опытным путем, в зависимости от марки сырой резины, толщины стенок и конфигурации детали. По окончании процесса вулканизации пресс-форма снимается с пресса, разбирается, из нее извлекается готовая деталь,
пресс-форма чистится, после чего в нее опять закладывается новая арматура и сырая резина для прессования новой детали.

3. Обрезка облоя

Облой на готовой детали обрезается ножницами или специальными просеч­ками. Готовые детали подвергаются техническому контролю.

Этот широко распространенный способ изготовления резиновых деталей обладает весьма существенным недостатком из-за того, что вулканизация производится непосредственно на прессах, которые имеют низкую пропускную способность. Если учесть, что выдержка отдельных деталей при вулканизации доходит до 1 часа, то пропускная, способность одного пресса при одноместной пресс-форме составит всего 8 деталей за смену.

Более производительным является способ вулканизации в термошкафах, когда пресс-формы снимаются с прессов после опрессования заготовок. В этом случае вулканизация производится следующим образом.

Пресс-форма снимается с пресса и в неразобранном виде поме­щается в нагретый до температуры 147° ± 3° термошкаф, где выдерживается в течение 30 – 60 мин. Затем пресс-форма извле­кается из термошкафа, разбирается, из нее вынимается готовая деталь и закладывается новая заго­товка, после чего процесс прессования и вулканизации повторяется.

Этот способ прессования и вулканизации при наличии достаточного количества
пресс-форм позволяет значительно увеличить пропускную способность прессов.

Изготовление неармированных резиновых деталей с
дополнительной вулканизацией в ав­токлаве

При этом способе изготовления рези­новых деталей в условиях их мел­косерийного производства могут использоваться в качестве оборудования переносные ме­дицинские автоклавы по ГОСТ 341-44. Подготовка пресс-форм к прессованию производится так же как это описано в на­чале настоящей главы. Затем заготовки из сы­рой резины за­кладываются в пресс-форму.

Прессование производится в течение 12 – 15 минут при температуре 145° ± 3° и давлении 25 МПа, после чего пресс-форма разбирается, из нее извлекается спрессован­ная деталь, а в пресс-форму закладывается новая заготовка. Отпрессованные изделия по­мещаются в автоклав, где в течение 2 – 3 часов произво­дится вулканизация при давлении пара 0,2 МПа. Затем детали извле­каются из автоклава, после чего производится об­резка об­лоя и упа­ковка их.

Готовые детали должны храниться в прохладном помещении при температуре не выше 20 ± 5°. Следует принять меры, чтобы на изделия не попадало масло, бензопродукты, смазка и дру­гие вещества, которые могут разрушить резину. Детали должны на­ходиться не ближе 1 м от отопи­тельных и нагревательных приборов и устройств и должны быть защищены от солнечных лучей.