Расчет и конструирование формующего инструмента

Расчет и конструирование формующего инструмента

Содержание

Введение

. Характеристика используемого материала

. Расчёт исполнительных размеров оформляющей полости

.1 Определение плоскости положения разъёма пресс-формы

.2 Определение исполнительных размеров матрицы и пуансона

. Расчёт размеров загрузочной полости

. Расчёт усилия прессования

Выводы и заключения

Литература

Введение

Прессование - один из методов, используемых для переработки полимеров. Прессование предусматривает загрузку материала в пресс-форму, под действием температуры перевод материала в вязкопластичное состояние, формование изделия под действием давления и фиксацию заданной конфигурации изделия в результате ускоренного сшивания олигомеров при повышенной температуре. Полученное этим методом изделие, обладает формоустойчивостью при повышенной температуре и не требует охлаждения перед извлечением из пресс-формы. Пресс-материал может содержать 30-70 % связующего, и соответственно 70-30 % наполнителя. Кроме того, в состав могут входить отвердители, красители, смазывающие вещества и прочие компоненты.

Процесс прямого прессования заключается в непосредственном придании необходимой формы изделию под действием высокого давления, что образуется в пресс-форме при температуре быстрого отверждения материала. Вследствие внешнего давления в прессуемом материале, происходит его уплотнение, частичное разрушение предыдущей структуры, Во время уплотнения и деформации в результате трения между частичками материала происходит выделение тепловой энергии, которая совместно с внешним обогревом формующих элементов приводит к плавлению связующего. После того как материал перешел в вязкопластичное состояние, он под действием давления распределяется в пресс-форме образуя монолитную и уплотненную структуру.

Процесс отверждения заключается в протекании реакции сшивки макромолекул вследствие поликонденсации между свободными функциональными группами связующего или отвердителя и связующего (двухкомпонентные системы). Реакция происходит под действием тепла, с выделением низкомолекулярных, летучих веществ: вода, формальдегид, аммиак, метанол и др.

При прямом прессовании давление непосредственно действует на материал, который находится в оформляющей полости формы, поэтому детали формы преждевременно изнашиваются. Цикл прессования составляет 4-7 мин в зависимости от размеров изделия.

1.Характеристика используемого материала

Проектируемая деталь предназначена для армированных и неармированных деталей радиотехнического назначения, работающих в условиях резко меняющихся температур. Эскиз детали представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Эскиз проектируемой детали

Материалом детали является теплостойкий прессматериал на основе модифицированной кремнийорганической смолы - КФ-10. Выдерживает длительную работу в интервале температур от -60 до +250ºС. Тропикоустойчив.

Механические и технологические свойства материала КФ-10 представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Механические и технологические свойства материала КФ-10

2. Расчёт исполнительных размеров оформляющей полости

2.1 Определение плоскости положения разъёма пресс-формы

При использовании разъемных формующих элементов особое внимание должно быть обращено на расположение плоскости (или плоскостей) их разъёма. Это расположение должно быть выбрано с учётом внешнего вида изделия, конструкции формующего инструмента. Форма изделия должна обеспечивать возможность применения неразъёмных формирующих элементов (матриц, пуансонов, знаков), минимальное число плоскостей разъёма (лучше одну), свободное (без помех) заполнение плоскости формующего инструмента расплавом пластмассы. Также, плоскость разъёма не должна препятствовать извлечению изделия из формы.

Исходя из выше перечисленных условий, выберем оптимальную плоскость разъёма пресс-формы.

Рисунок 2 - Оптимальная плоскость разъёма пресс-формы

2.2 Определение исполнительных размеров матрицы и пуансона

Рисунок 3 - Проектируемая деталь

Охватывающие диаметральные размеры, :

 (1)

где  - наибольший предельный размер изделия, мм. Принимается как сумма номинального размера изделия и верхнего допуска на размер в зависимости от квалитета и величины номинального размера; мм;

- средняя усадка пластмассы, %; =1,2%;

- допуск размера изделия, мм. Принимается в зависимости от номинального размера изделия и допуска на размер элемента; =84мкм;

мм

Охватываемые высотные размеры, :

 (2)

где - наибольший предельный размер изделия, мм. Принимается как сумма номинального размера изделия и верхнего допуска на размер в зависимости от квалитета и величины номинального размера; мм;

- поправочная величина, учитывающая толщину облоя в пресс-формах прямого прессования, мм. Выбирается в зависимости от типа наполнителя прессмассы; с = 0,2;

- допуск размера изделия, мм. Принимается в зависимости от номинального размера изделия и допуска на размер элемента; =0,27мм;

- допуск размеров формообразующей детали (матрицы и пуансона), мм. Принимается в зависимости от предельного отклонения размеров формообразующих деталей в соответствии с полями допусков; = 0,012мм;

мм

Охватывающие диаметральные размеры, :

 (3)

где - наименьший предельный размер изделия, мм. Принимается как разность номинального размера изделия и нижнего допуска на размер в зависимости от квалитета и величины номинального размера; мм;

- допуск размера изделия, мм. Принимается в зависимости от номинального размера изделия и допуска на размер элемента; =0,21мм;

мм

Прочие размеры, не относящиеся к охватываемым и охватывающим (глубина паза, высота уступа и т.п.), :

 (4)

где - наименьший предельный размер изделия, мм. Принимается как разность номинального размера изделия и нижнего допуска на размер в зависимости от квалитета и величины номинального размера; мм;

- допуск размера изделия, мм. Принимается в зависимости от номинального размера изделия и допуска на размер элемента; =0,58мм;

- допуск размеров формообразующей детали (матрицы и пуансона), мм. Принимается в зависимости от предельного отклонения размеров формообразующих деталей в соответствии с полями допусков; = 0,020мм;

мм

3. Расчёт размеров загрузочной полости

, (5)

где - объём изделия;

- коэффициент уплотнения пресс-массы, К = 1,2;

- количество одновременно прессуемых изделий, n = 1;

- насыпная плотность;

- плотность отпрессованного изделия.

Объем изделия вычисляется следующим образом:

;

мм³

Диаметр загрузочной полости определиться по формуле:

, (6)

где - внутренний диаметр матрицы.

мм

Принимаем диаметр загрузочной полости мм

Высоту загрузочной полости определяем от типа пресс-формы для закрытой поршневой пресс-формы прямого прессования:

, (7)

где - площадь поперечного сечения загрузочной полости.

, (8)

мм;

мм

4. Расчёт усилия прессования

Усилие прессования (Р) в тс рассчитывается по формуле:

, (9)

где - удельное давление прессования, ;

- площадь сечения загрузочной полости, ;

- количество загрузочных полостей, n = 1;

- коэффициент, учитывающий неизбежные потери давления на трение в уплотнительных и других устройствах, равный .

Пресс следует выбирать по указанному в паспорте значению.

Выводы и заключения

материал пресс форма пуансон

В данном курсовом проекте в соответствии с заданием произведён расчёт исполнительных размеров оформляющей полости, а именно определена плоскость положения разъема пресс-формы, исполнительные размеры матрицы и пуансона. Также произведены расчеты размеров загрузочной полости, усилия прессования, направляющих узлов, системы нагрева. По полученным расчетам выбрано оборудование для производства детали методом прямого прессования, спроектированы матрица и пуансон.

Литература

Корнев, А.Е. Технология эластомерных материалов/ А.М. Корнев, А.М. Буканов, О.М. Шевердяев - Москва: Химия, 2010. - 288 с.

Басов, Н.И. Расчет и конструирование формующего инструментв для изготовления изделий из полимерных материалов: учебник для вузов / Н.И. Басов, В.А. Брагинский, Ю.В. Казаков. - М.: Химия, 1991. - 352 с.

Мозгалев, В.В. Расчет и конструирование резиновых изделий и форм: учеб.-метод. Пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 1-48 01 02 «Химическая технология органических веществ, материалов и изделий» специализации 1-48 01 02 05 «Технология переработки эластомеров» / В.В. Мозгалев, П.К. Липлянин. - Минск: БГТУ, 2010. - 149 с.

Рэвяка, М.М. Разлiк i канструяванне пластмассавых вырабаў i формаў: Вучэбны дапаможнiк / М.М. Рэвяка, В.М. Каспяровiч. - Мінск: БДТУ, 2009. - 357 с.

Бекин, Н.Г.Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности: учебное пособие / Н. Г. Бекин, Н. Д. Захаров. - Москва: Химия, 1985. - 504 с.

Корнев, А.Е. Технология эластомерных материалов: Учеб. Для вузов/ А.Е. Корнев, А.М. Буканов, О.Н. Шевердяев. - М.: Издательство «Эским», 2000. - 288 с.

Шашок, Ж.С. Технология эластомеров. В 2 ч. Ч 2: лаб. практикум/ Ж. С. Шашок, А. В. Касперович. - Минск.: БГТУ, 2008. - 66 с.

Пантелеев, А.П. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс/ А.П. Пантелеев, Ю.М. Шевцов, И.А. Горячев - Москва: Машиностроение, 1986. - 400 с.