а) Виды деталей из пресс-материалов
При производстве электрических машин и трансформаторов используются детали, полученные из пластмасс. Для электрических машин из пластмасс изготавливают коробки зажимов, дистанционные прокладки в обмотках, гайки к коробкам выводов, вентиляторы, кожухи вентиляторов, пазовые клинья и т. д. У трансформаторов пластмассовые детали используют в переключающих устройствах, деталях изоляции, крепежа и т. д.
Пластмассы во многих случаях удовлетворяют требованиям эксплуатации и производства электрических машин и трансформаторов, так как обладают сравнительно высокими механическими и электроизоляционными свойствами, коррозионной и химической стойкостью, низкой гигроскопичностью, малой вязкостью, красивым внешним видом, технологичностью, возможностью получения деталей сложной формы и т. д.
В большинстве случаев пластмассы состоят из смолы (связующего вещества), наполнителей, пластификаторов и красителей. В пластмассах применяют также естественные и синтетические смолы. Содержание связующего в пластмассах колеблется в пределах 30—60 %.
Пластмассы в зависимости от химических свойств связующего делятся на термореактивные и термопластичные.
Термореактивные пластмассы (реактопласты) под влиянием температуры и давления плавятся и заполняют форму, а при дальнейшем нагревании претерпевают химические превращения и переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, сохраняя полученную форму. Термореактивные пластмассы не могут быть подвергнуты вторичной переработке. Из пресс-формы их удаляют в горячем состоянии.
Термопластичные пластмассы (термопласты) под действием температуры и давления плавятся и хорошо заполняют форму, при охлаждении же затвердевают. Изделия из термопластов (капрона, полистирола, органического стекла и др.) можно многократно перерабатывать. Из пресс-форм детали удаляют после охлаждения.
6) Технология производства деталей из термореактивных пресс-материалов
В качестве основного оборудования при изготовлении деталей из реактопластов используются вертикальные однопозиционные или роторные гидравлические прессы.
Рис. 6. Конструкция пресс-формы для переработки пресс-материалов прессованием (а) и пресс-литьем (б).
1 — изделие; 2 — пуансон; 3 — направляющая колонка; 4 — направляющая втулка; 5 — матрица; 6 — выталкиватель; 7 — летниковый канал; 8 — загрузочная камера; 9 — вкладыш; 10 — поднутряющий штырь.
В прессах целесообразно применять два рабочих давления: низкое (например, 0,8 МПа) для создания давления формования и высокое (например, 25 МПа) для создания давления при выдержке пресс-материала в пресс-форме с целью его полимеризации.
Прессы оснащаются пресс-формами. Выбор того или иного типа пресс-формы зависит от применяемого метода (прессования, пресс-литья), конструкции прессуемых деталей, оборудования и требуемой производительности. На рис. 6, а показана пресс-форма для прессования, а на рис. 6, б пресс-форма для пресс-литья.
Прессуемый материал укладывают в пресс-форму в виде порошка, гранул или таблеток. Наиболее эффективно использование таблеток. Таблетирование материала производят из порошка на таблетировочных машинах. Использование таблеток дает следующие преимущества: уменьшается объем загрузочного пространства пресс-форм, уменьшается содержание воздуха в таблетках, по сравнению с рыхлым материалом и вследствие этого достигается ускорение процесса нагревания и прессования, получается более равномерный и удобный предварительный нагрев таблеток (вне пресса) по сравнению с рыхлым материалом, уменьшаются при загрузке таблеток по сравнению с процессом дозировки рыхлого материала.
Волокнистые материалы (АГ-4) перед прессованием жгутируют. Это необходимо для уменьшения объема материала и получения возможности помещения его в загрузочную камеру пресс-формы. Жгутирование производят, пропуская материал через специальную фильеру или в пресс-форме на прессе.
Процесс прессования состоит из следующих операций:
дозировка пресс-материала. Она может быть весовая, объемная, штучная (для таблеток);
предварительный нагрев материала токами высокой частоты (нагрев происходит быстро и равномерно, так как материал прогревают по всему объему одновременно);
загрузка пресс-материала в пресс-форму;
опускание ползуна пресса и смыкание пресс-формы;
нагрев пресс-материала в пресс-форме (180—200 °С);
подпрессовка—это операция кратковременного размыкания и смыкания пресс-формы для выпуска газообразных продуктов во время прессования;
выдержка под высоким давлением (15—40 МПа). Она начинается с момента смыкания пресс-формы. Время выдержки колеблется от 1 до 1,5 мин на 1 мм толщины детали в зависимости от применяемого пресс-материала;
распрессовка, снятие детали и очистка пресс-формы;
термообработка, ее производят для некоторых деталей из определенных материалов.
Литье реактопластов под давлением — прогрессивный, производительный процесс. Сложность данного процесса заключается в том, что реактопласты при нагреве быстро переходят из пластического состояния в твердое.
в) Технология производства деталей из термопластичных пресс-материалов
Технологический процесс литья термопластов состоит из следующих основных операций: дозирования, нагрева и расплавления материала, инжекции (вспрыска под давлением) пластифицированного материала в сомкнутую форму, охлаждения деталей в форме, размыкания последней и удаления из нее готовых деталей.
Наибольшее распространение получают червячные литьевые машины. Процесс литья под давлением на червячной литьевой машине показан на рис. 5.7. Материал в виде гранул засыпается в бункер 7, откуда захватывается дозатором-пластификатором б", нагревается, пластифицируется и продвигается в переднюю зону нагревательного цилиндра 10, где за счет теплоты, получаемой от нагревателей 6, окончательно пластифицируется (плавится и переходит в вязкотекучее состояние).
Расплавленный материал периодически проталкивается через мундштук в центральный канал с соплом 4 и в полость 5 предварительно сомкнутой и придвинутой формы, при этом происходит заполнение формы под давлением (вспрыскивание материала). Заполненная форма некоторое время выдерживается под напорным давлением материала. Во время выдержки под давлением за счет охлаждения формы водой, протекающей по каналам 2, изделие в форме остывает и твердеет.
После окончания вспрыскивания поршень 9 отводят в правое положение и одновременно размыкают форму на две полуформы 1 и 3. Изделие толкателем выбрасывается из полости формы. Затем начинается отливка следующей детали.
Рис. 7. Схема процесса литья под давлением на червячной литьевой машине.
Изменение температуры материала в процессе литья показано на рисунке ломаной линией, где t — комнатная температура термопласта, t2 — температура вязкотекучего состояния. В момент вспрыска температура термопласта снижается до значения U.
В литьевых машинах можно отливать детали самой сложной конфигурации с тонкими поднутрениями.
