2.2 Завдання на практичне заняття
1. Описати спосіб одержання заготівлі методом лиття згідно виданого викладачем завдання.
2. Вказати основні принципи конструювання виливки саме за таким методом.
3. Описати можливі види дефектів виливки, що одержують за вказаним методом, описати контроль якості виливки за показниками з табл. 2.1.
2.3 Оформлення та захист звіту
Звіт з виконаної роботи оформляється у зошиті з практичних занять чи окремо на аркушах формату А4, де на першій (титульній) сторінці вказуються дані про навчальний заклад, кафедру, студента, що виконав цю роботу, викладача, що прийняв роботу. На наступній сторінці вказується назва і мета заняття, а також наводяться вихідні дані завдання, отриманого у викладача. Нижче наводяться результати виконання завдання, схеми ливарних форм, параметри технологічного процесу лиття згідно виданого завдання, вказується порядок контролю якості виливки та засоби контролю. В кінці звіту наводиться висновок за результатами виконання завдання та перелік використаних літературних джерел.
Повністю оформлений і підписаний студентом звіт подається викладачеві до захисту в кінці заняття.
2.4 Запитання для самоконтролю
1. Які види лиття найбільш поширені у приладобудуванні.?
2. Які види деталей засобів вимірювання витрати енергоносіїв виготовляють методами лиття.?
3. Які є загальні принципи конструювання виливок?
4. Назвіть найбільш поширені види дефектів виливок.
5. Які фактори впливають на виникнення дефектів виливків?
6. Які показники якості регламентовано для виливків?
Практичне заняття № 3
Вивчення основних способів переробки пластмас і технологічних режимів лиття термопластичних матеріалів під тиском і пресування термореактивних пластмас
Мета заняття: Ознайомитись та вивчити основні способи переробки термопластичних і термореактивних пластмас і контролю якості деталей з пластмас
Тривалість заняття: 4 год.
3.1 Основні теоретичні положення
Пластмаси - найважливіші конструкційні матеріали сучасної техніки. Основні сфери їх застосування - це електротехніка, радіотехніка, приладобудування і хімічне машинобудування. Застосування деталей з пластмас в різних конструкціях дозволяє отримати якісно нові характеристики при одночасному зниженні собівартості і трудомісткості виготовлення приладів, зменшенні маси і ряду інших переваг. У приладобудуванні все більше освоюється виготовлення різноманітних точних деталей з пластмас, причому навіть без подальшої механічної обробки.
Проте деталі з пластмас мають специфічні физико-механическими властивості (низький модуль пружності, високий коефіцієнт лінійного розширення, здатність змінювати розміри у зв'язку з вологопоглинанням та ін.), що примушує по-новому підходити до рішення найважливіших проблем проектування : вибору конкретного типу матеріалу, розрахункам і обгрунтуванню конструктивних параметрів і технологічності деталі, економічному аналізу.
Залежно від властивостей початкових складових пластмаси діляться на дві групи:
- термореактивні (термонезворотні) пластмаси при нагріванні переходять в пластичний стан, потім під дією тиску і температури переходять (полімеризуються) в твердий неплавкий стан, в якому і залишаються назавжди;
- термопластичні (термозворотні) пластмаси мають властивість повторного плавлення при нагріванні і твердіння при охолодженні.
До термореактивних пластмас відносяться пластмаси на основі фенолоформальдегидных, поліефирних, епоксидних, і інших смол. Залежно від переважання фенолу або формальдегіду смоли розділяють на новолачні (при надлишку фенолу) і резольні (при надлишку формальдегіду).
З групи термореактивних пластмас найбільше застосування знайшли фенолоформальдегідні прес-матеріали - фенопласти. Менше поширення отримали пластмаси - амінопласти.
Термопластичні пластмаси отримали менше поширення, оскільки нестійкі до розчинників і менш стійкі до тепла. Їх випускають у вигляді порошку, гранул, плівки, листів, трубок та ін. Останнім часом їх почали застосовувати для виготовлення деталей побутових приладів. До цієї групи відносять наступні пластмаси: полістирол, поліетилен, органічне скло, поліамід, капрон, винипласт, фторопласт та ін. Ці пластмаси часто застосовують без наповнювачів.
Позитивною особливістю пластмас є легкість включення металевої арматури при пресуванні або литті під тиском, що сприяє збільшенню механічної міцності виробу або вузла. Технологічний процес виготовлення деталей з пластмас в основному залежить від типу, форми, і розмірів виробу, наявності необхідного устаткування і інших чинників. Нині в приладобудуванні найширше вживаними способами виготовлення деталей з пластмас є: пряме (чи компресійне) пресування, литтєве пресування, лиття під тиском. Механічна обробка пресованих і литих деталей з пластмас полягає у виконанні обробних і допоміжних операцій.
Технологічний процес прямого (компресійного) пресування (рис.3.1.) складається з таких основних операцій:
- підготовка матеріалу до пресування (дозування, попереднє підігрівання, завантаження матеріалу в прес-форму);
- пресування (включення тиску, двух-, триразове підпресовування, витримка, рознімання прес-форми);
- видалення готової деталі і підготовка прес-форми до наступного запресування.
Технологічний процес литтєвого пресування (рис.3.2.) складається з таких основних операцій:
- установка тигля (камери) на верхню частину прес-форми; завантаження пресс-матеріалу (порошку або таблеток);
- пресування;
- зняття тигля та видалення готової деталі і очищення прес-форми.
Рисунок 3.1. - Схема виготовлення деталей прямим (компресійним) пресуванням: а) - завантаження матеріалу; б) – пресування; в) - розкриття прес-форми і вилучення готового виробу; 1 - пуансон; 2 - матриця; 3 - виштовхувач; 4 - прес-матеріал; 5 - готовий виріб
Рисунок 3.2 - Схема виготовлення деталей литтєвим пресуванням: а) - прес-форма нагріта і закрита; б) - початок натискування пуансона в камері завантаження; в) - відділення камери завантаження, роз’єм прес-форми і видалення готової деталі; 1 - виштовхувач; 2 - матриця; 3 - пуансон; 4 - камера завантаження; 5 - прес-матеріал; б - пуансон камери завантаження; 7 - залишок матеріалу (литник); 8 - готовий виріб
Технологічний процес лиття під тиском (рис. 3.3) складається з таких основних операцій:
- завантаження матеріалу у бункер;
- дозування і подання матеріалу в обігріваючу камеру;
- розігрівання матеріалу; подання розігрітого матеріалу в прес-форму;
- витримка і охолодження; роз'їм прес-форми;
- видалення деталі;
- подання прес-форми до заливки.
Рисунок 3.3 - Лиття під тиском: 1 - бункер; 2 - дозуючий пристрій; 3 - поршень; 4 - приймальна камера; 5 - підігріваючий пристрій; 6 - нагрівальний циліндр; 7 - заливний канал; 8 - форма; 9 - трубки охолодження; 10 - порожнина форми
При виборі методу пресування слід в першу чергу орієнтуватися на застосування компресійного пресування, враховуючи, що конструкція прес-форм в цьому випадку простіше і легше у виготовленні.
Компресійний спосіб пресування має наступні недоліки: тиск на матеріал передається відразу після замикання прес-форми, коли порошок, що має абразивні властивості, ще не набув достатньої пластичності, внаслідок чого відбувається знос оформляючої поверхні прес-форми; нерівномірне затвердіння матеріалу по товщині виробу призводить до виникнення внутрішнього напруження; по лінії роз'єму прес-форми утворюється на виробах облой, який видаляється вручну; недостатня точність розмірів деталей по висоті.
Литтєве пресування має наступні переваги перед прямим пресуванням: краще прогрівання прес-матеріалу за рахунок зіткнення з гарячими стінками прес-форми і внутрішнього тертя, що дає підвищені діелектричні властивості; відсутність деформації арматури і оформляючих знаків під час пресування; полегшує можливість виготовлення деталей з близкорозташованою до поверхні деталей арматурою; точно витримується розмір деталі і відсутні задирки в місцях роз'єму. До недоліків цього способу можна віднести складність і високу вартість виготовлення прес-форми, а також велику витрату матеріалу (за рахунок литників)
У литтєвих прес-формах слід виготовляти тільки такі вироби, які компресійним способом виготовити неможливо або отримання яких супроводжується небажаними явищами, що скорочують терміни експлуатації прес-форми або знижують якість виробів.
Точність виконання розмірів деталей. Точність розмірів пластмасових деталей, що виготовляються пресуванням і литтям під тиском, залежить від коливання розрахункової усадки матеріалу, конфігурації і габаритних розмірів деталі, способу підготовки сировини, точності і конструкції прес-форми, величини технологічних ухилів і технологічних режимів.
Допуск, призначений конструктором за ГОСТ 25343-82 (СТ СЭВ 179-75), повинен забезпечити збереження експлуатаційних показників виробу в допустимих межах, необхідний запас на зміну розмірів деталей в процесі їх зберігання і експлуатації і можливість економічного виготовлення деталей.
Основними чинниками, що визначають сумарну похибку виготовлення пластмасових деталей формуванням, є коливання усадки матеріалу і похибки за рахунок технологічних відхилень. При конструюванні деталі завжди повинна дотримуватися нерівність
,
(3.1)
де
Т - конструкторський
допуск; ТТ
- технологічний допуск;
- похибка за рахунок
технологічного відхилення;
- повна похибка розміру.
Технологічний допуск - це допуск, визначений межами розсіяння розмірів деталей при їх виготовленні з урахуванням економічно досяжної точності для цього матеріалу і цього методу формування або обробки деталей з пластмас.
До деталей простої геометричної форми відносять площинні монолітні деталі з габаритними розмірами до 50 мм, із співвідношенням висоти до довжини не більше 1: 10 і різностінністю не більше 2: 1 при пресуванні і 2,5: 1 при литті, а також деталі - тіла обертання з відношенням діаметру до висоти не більше 1: 2 і завтовшки стінок втулок 3-5 мм.
Якість поверхонь. Шорсткість поверхні пластмасових деталей залежить від чистоти обробки прес-форм, виду наповнювача, якості пресс-матеріалу, технологічних режимів пресування і міри зносу прес-форми. Шорсткість поверхні деталей, що виготовляються литтям під тиском і пресуванням, відповідає для термопластів - Ra1,25-0,16, а для термореактивных пластмасс - Ra 2,5- 0,63.