Основные операции процесса прессования
Технологический процесс производства изделий из реактопластов методом горячего прессования состоит из следующих операций: прием сырья в контейнерах или в мешках, хранение сырья, его растариваиие и входной контроль, таблетнрование или жгутирование, передача подготовленного сырья в формующую полость пресс-формы, формование изделий, механическая обработка и контроль готовых изделий, транспортирование изделий на склад, переработка отходов.
Наиболее широко применяется технологическая схема для производства изделий широкого ассортимента в полуавтоматическом режиме работы прессового оборудования. На рис. 10. II представлена такая технологическая схема с механизированной загрузкой сырья, упаковкой и отгрузкой готового продукта.
Сырье поступает ка хранение в мягких контейнерах I или в мешках, затем электропогрузчиком 2 и кран-балкой 3 подается в растарочную установку '1. Из растарочкой установки сырье при помощи цеховых контейнеров 5 кран-балкой подается в отделение таблетировання и загружается в бункеры таблеточных машин 6. Таблетиронанный материал внутрицеховым транспортом подводится к высокочастотному генератору 7 для предварительного подогрева. Подогретые таблетки загружаются в пресс-форму пресса 8. Отпрессованные изделия при помощи ленточного конвейера 9 и элеватора 10 загружаются н галтовочный барабан 11 или полаются на ставок для механической обработки, затем элеватором 12— и упаковочный автомат 1-1.
Хранение i'ucnap. MsHue Формование механические сырое ць'рьй изделий обработка ~т—1X1 LrJ !-р ё 7 8 в Рис. 10.11. Шшципиалььая технологическая схема произаодстиа прессовых изделий а полуавтоматическом режиме работы прессового оборудования: Г—мягкий кипri'fiui’p; ' — •)Л1,ктг°Г'|!г?>ч)Чик; 1 к р л н - б а лн а; 3 — ролтарочпая угтвнонни для Контент? ;>оз: с - цеховой контейнер. £ — таблеточннн машина; 7 высокочастотный г<»1Нграто;>: прюссг-иолув-втомат: .9 — ленточный конпеПер. ?0. I? - элей а то ;м... // гял- ".озопиый Сарабан; 14 * упаковочный автомат: N — манипулятор дли загрузки упакован ж к юдоли Л. !5 - оьдад-дтг. чйсле;: |
Упакованные изделия при помощи манипулятора N укладываются на окладе штабелере 15. Ниже рассмотрены отдельные этапы технологического процесса.
Хранение и подготовка сырья. Сырье для прессования изделии целесообразно хранить в неотапливаемых складах, защищенных от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.
Если содержание влаги и летучих в материале выше нормы, его необходимо подсушивать. Продолжительность и другие параметры сушки выбираются в зависимости от вида пресс-материала и его влажности. Высушенный материал следует хранить в герметичной металлической таре.
Дозирование сырья. Дозирование сырья в пресс-форму можно осуществлять в порошкообразном или таблетировашюм виде. В зависимости от основного технологического оборудования применяется объемный или штучный метод дозирования. При объемном методе дозирования порошкообразный или волокнистый пресс-материал загружается в бункер дозирующего червячного пластикатора и после пластикации поступает в загрузочную зону пресс-формы. Штучный метод дозирования заключается в подаче таблеток определенной маесы в зону формования при помощи механических питателей или вручную. В приведенной технологической схеме предусмотрен штучный метод дозирования.
Таблетирование. Важной задачей при установлении технологического режима таблетировання является выбор давления.
Этим параметром в значительной степени определяется качество таблетки: ее механическая прочность, постоянство геометрических размеров, отсутствие трещин. Механическая прочность таблетки является функцией ее плотности, которая в свою очередь зависит от давления, гранулометрического состава пресс- материала. наличия различных добавок. Опытным путем определены значения давления таблетировапия для различных пресс-материалов.
Выбор оптимального значения давления таблетировании зависит от природы перерабатываемого материала, его температуры, влажности, наличия смазывающих веществ.
В процессе уплотнения материала при одностороннем табде - тнровапни в результате большого внутреннего и внешнего трения происходит значительное падение давления по высоте таблетки. Поэтому степень уплотнения таблетки по высоте ока зывается различной, что может привести к неравномерности распределения пресс-материала в оформляющей полости формы. Более равномерное уплотнение достигается при двухстороннем таблетировании в ротационных таблеточных машинах.
Предварительный подогрев. Ц отличие от процесса литья иод давлением при горячем прессовании реактопластов пресс - материал нагревается, плавится и отверждается в пресс-форме, что значительно удлиняет цикл прессования. Следовательно, применение предварительного подогрева повышает начальную температуру пресс-материала, сокращает время выдержки материала в пресс-форме, время цикла прессования, способствует увеличению производительности пресса.
Помимо технологических преимуществ предварительный подогрев пресс-материала обеспечивает улучшение физико-механических и электроизоляционных свойств прессованных изделии.
Применение предварительного подогрева позволяет повышать температуру прессования в среднем на 30°С, сокращать время выдержки под давлением з 2—3 раза, понижать давление прессования; кроме того, значительно уменьшается износ пресс - форм, улучшаются условия и повышается производительность труда.
Существует два способа предварительного подогрева: в генераторах ТВЧ и в воздушных термостатах. Практика доказала целесообразность применения генераторов ТВЧ, так как ток высокой частоты воздействует одновременно на всю массу пресс-материала и прогрев таблетки происходит равномерно. Нагрев при этом осуществляется очень быстро, и степень нагрева можно точно регулировать.
Подогрев в воздушных термостатах—более длительный процесс, материал в них нагревается неравномерно. Этот способ применяют в тех случаях, когда пресс-материалы содержа* токопроводящие частицы, так как в генераторах ТВЧ можно подогревать только диэлектрики. *
Рекомендуемые режимы предварительного подогрева приведены в табл. 10.3 и 10.6.
Формование. После загрузки подогретого материала в загрузочную зону включают пресс. Ползун опускается вначале быстро, а перед смыканием пресс-формы после перехода на высокое давление — медленно.
Переключение давления жидкости осуществляется автоматически при помощи переключателей. Снижение скорости опускания ползуна необходимо для предотвращения выброса материала из пресс-формы, а также уменьшения износа пресс-формы.
Скорость ползуна при холостом и возвратном ходах составляет 36—200 мм/с. при рабочем ходе— 1,5—3 мм/с. Время смыкания у различных прессов колеблется в пределах 5—30 с.
Выдержка под давлением начинается с момента смыкании пресс-формы. Время выдержки зависит от толщины изделия, от его конфигурации, от типа пресс-материала, от температуры, с которой он поступает в пресс-форму. В процессе нагревания, расплавления и отверждения прессовочного материала из него выделяются летучие продукты — как содержащиеся в нем (влага, фенол, формальдегид), так и образовавшиеся при реакции отверждения (вода, аммиак и др.).
Для удаления летучих веществ, лучшего прогревания материала. сокращения времени выдержки и улучшения качества изделия применяют специальный технологический прием — под - прессовку.
Подпрессовки заключается в том, что сразу же после полного смыкания пресс-формы пуансон слегка поднимают '(па 10—20 мм) и немедленно снова опускают, при этом газообразные продукты легко удаляются из пресс-формы. Подпрессовку проводят только при прямом прессовании в стационарных пресс, формах па быстроходных прессах. Длительность подпрессовки, высоту подъема пуансона устанавливают опытным путем для каждого конкретного изделия в зависимости от технологических свойств пресс-материала, при этом в технологическом процессе может быть одна или несколько подпрессовок.
Во многих случаях подпрессовки недопустимы. Эго относится к производству изделий с арматурой, а также сложных изделий. в которых может произойти нарушение правильного сопряжения деталей.
На рис. 10.12 приведены различные варианты режимов подпрессовки по сравнению с прессованием без подпрессовки. Режим «без подпрессовки» (рис. 10.12, а) используется для прессования небольших изделий с металлической арматурой и знаками. Подпрессовки без паузы (рис. 10.12,6) применяются для прессования небольших изделий без арматуры и знаков. Под-
^ |/ Уровень |
! 25 Ь 3 7 |
С> ч |
формь "■ --- время
|
Время |
Л 4 |
■si го j |
|
11 |
4 U |
j Уровень / формы |
[ ^ |
Время |
Рнс. ]!!. 12. Диаграммы различных режимов прямого прессования реакто пластов:
<f ■ 6t»:i «одирсссовок; 0 полпреяч'оикв «Леу паузы» а—под^пгпсонки «поело паузы».
нодпрессовка «с паузой»; - режим «подогрев пречч-материала в присс-форме».
! ход ив низком давлении; ход на высоком давлении; .7 выдержка под давлен;; I'M; 4 иоднрессовкя; 5 — пауза перед гтлпрессовками, * - высота подиресссвок; 7 разъем пресса: ^ — подогрей
прессовки «после паузы» {рис 10.12,«) применяются для прессования крупных изделий. Пауза перед подпрессовками обеспечивает подогрев материала, что необходимо дли полного отвода паров воды и летучих.
Подлрессовка «с паузой» (рнс. 10,12,а) применяется для крупногабаритных изделий с арматурой.
Режим «подогрев пресс-материала в пресс-форме» (рис. 10. 12, г?) характеризуется остановкой пуансона до его полного смыкания с матрицей (создается зазор 3 5 мм), что обеспечивает хороший прогрев массы. Режим применяется для прессования а микопластов, я также фенопластов, имеющих низкую текучесть.
При формовании изделий иногда применяется и другой прием - задержки давления. Прием заключается в выдержива ими небольшой паузь: между моментом соприкосновения пуансона с пресс-материалом и моментом начала смыкания пресс- формы. Применяется при работе с пресс-материалом повышенной текучести, при наличии в пресс-формах больших зазоров дли вытекания пресс-материала или труднозаполняемых углублениях.
Для усиления изделий или в качестве токопроводящих частей запрессовывают иногда металлические детали — арматуру. Для соединения деталей на резьбе запрессовывают металлические винты и гайки, так как пластмассовая резьба уступает металлической по прочности. Арматура устанавливается в пресс-форме перед загрузкой пресс-материала, массивная арма. |ура предварительно подогревается.
Усадка пресс-материала больше усадки металла, поэтому армированные детали склонны к растрескиванию; не допускается запрессовка арматуры ближе чем на 1,5—2 мм к поверхности детали.
Для оформления пластмассовой резьбы па деталях или изделиях применяют резьбовые знаки и кольца. В отличие от арматуры резьбовые знаки и кольца вывинчиваются после вы тялкиваиия деталей из пресс-формы.
После окончания выдержки под давлением ползун перемешается вверх и происходит раскрытие формы. В зависимости от конструкции пресс-формы и вида изделия съем готовых изделий может происходить с помошыо толкателей (в матрице или на пуансоне), с помощью специальных съемников или вручную. После съема изделий пресс-форму очищают сжатым воздухом и приступают к следующему циклу.
Вывинчивание резьбовых знаков и колец из изделий или из пресс-формы производится вручную при помощи специальных приспособлений или автоматическими устройствами, которые предусматриваются при проектировании пресс-форм.
При формовании изделий из реактопластов многие переходы технологического процесса (в зависимости от особенностей оборудования) выполняются автоматически, они запрограммированы в управляющих узлах гидравлических прессов. Это относится в первую очередь к разъему пресс-формы и выталкиванию изделий.
Термическая обработка. После извлечения из формы изделия обычно имеют высокую температуру, и их охлаждение происходит вне формы па воздухе. Для предотвращения коробления крупногабаритных изделий под влиянием остаточных напряжений их охлаждают в специальных зажимных присно еобленинх.
Крупногабаритные изделия с большой разнотолщииностыо иногда подвергают дополнительной термообработке. Термообработка при повышенных температурах способствует более полному и равномерному завершению процессов сшивания, что приводит к улучшению механических свойств.
В некоторых случаях проводят нормализацию изделий, которая состоит в плавном медленном охлаждении после непродолжительной выдержки при повышенной температуре, что способствует более полному снятию остаточных напряжений
Для термообработки обычно применяют электрические тер мошкафы с циркуляцией воздуха и специальные печи, а также ванны с жидкими средами — минеральными маслами, силиконовыми жидкостями и др. Режим термообработки для каждого конкретного изделия подбирается опытным путем.
Механическая обработка. Эта операция заключается главным образом в зачистке изделий. При необходимости с помощью различных методов обработки можно изменять форму детален или изделий, повышать точность размеров.