Способ изготовления плоских изделий Советский патент 1992 года по МПК B29D7/00 

3

сл

Использование: изготовление изделий из термопластичных материалов, преимущественно плоских тел вращения типа дисков-оснований для шлифовальных машинок. Сущность изобретения: способ включает в себя формовку изделия в форме, калибровку в нагретом состоянии и охлаждение до затвердевания. Калибровку плоских поверхностей осуществляют воздействием- центробежных сил, вращая изделие до затвердения, что повышает качество изделий и производительность способа. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к изготовлению изделий из термопластичных материалов, и может быть использовано при изготовлении плоских тел вращения типа дисков - оснований для шлифовальных машинок.

Известен способ обработки изделий из термопластичных полимеров путем обкатки их поверхности роликом с целью птЗйысоГе- ния прочности изделий 1.

Недостатком способа является то. что повышая прочность изделия, он не обеспечивает калибровки формы изделия.

В процессе литья под давлением вследствие неравномерной ориентации материала в направлении течения и уплотнения расплава, а также объемного сжатия его в процессе формования в изделиях возникают высокие остаточные напряжения, КоШ- рые сохраняются при извлечений из формы и являются причиной снижения

прочностных характеристик (предела прочности при растяжении, ударной вязкости и других) и коробления. Применительно к плоским телам вращения типа дисков-оснований шлифовальных машинок, работающих при больших оборотах в условиях знакопеременных нагрузок и центробежных перегрузок, это приводит к торцевому биению, растрескиванию и разрушению.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления из термопластичных материалов изделий типа втулок, при котором отформованное изделие калибруют, подвергая его термообработке и механической деформации в специальном приспособлении 2.

Этот способ также непригоден для калибровки изделий типа тонких дисков, так как охлаж дёние их вместе с приспособлением приводит к снижению производительности процесса изготовления, 8

СП

ю ел о

ь.

преждевременное извлечение из приспособления не обеспечивает устранения погрешностей формы. Кроме того, под каждый типоразмер издепий требуется своя оснастка, причем изготовленная с более высоким классом точности, чем литьевая форма.

Цель изобретения - повышение качества изделия при высокой производительности калибровки.

Согласно изобретению при изготовлении изделий путем формования в форме, последующей калибровки в нагретом до пластического состояния и охлаждения до затвердевания калибровку плоских поверхностей изделия осуществляют воздействием центробежных сил, вращая изделия до затвердевания.

В случае необходимости для повышения качества изделий нагрев до пластй- еского состояния и вращение изделий повторяют.

Формование изделий включает впрыск в полость формы под давлением 400-1500 кгс/см2 разогретого до 150-280°С термопластичного полимерного материала. В процессе выдержки и охлаждения в форме материал начинает затвердевать, при этом вся его масса независимо от конфигурации изделия имеет равномерное теллоёЬе noTie. Поэтому сразу после извлечения изделия из формы с температурой 50-100°С оно во всем объеме равномерно прогрето, причем структурирование и отверждение материала не закончены, он сохраняет способность к пластической деформации.

При вращений диска на этой стадии со скоростью более 1000 об/мин, предпочтительнее 3000-4000 м/с, центробежные силы, направленные от центра к периферии перпендикулярно оси вращения, достигают значительной величины, стремятся расправить его и, реализуя пластичность материала, трансформируют участки реального профиля в пяоскость, перпендикулярную базовой оси, устраняя коробление и торцевое биение Диска

В то ж е время происходят интенсивное охлаждение диска воздушным потоком и окончательное затвердевание его материала, которое фиксирует достигнутый уровень нормализации параметров.

В тех случаях, когда наблюдается остаточное превышающее норму торцевое биение диска, производят повторный разогрев диска, вращая его в жидкой среде с термпературой 90-120°С до размягчения материала, а потом продолжая вращение на воздухе до полного затвердевания.

Противодавление, оказываемое жидкой средой на участки реального профиля диска при его вращении, усиливает также их трансформацию и ускоряет процесс достижения номинального профиля.

Кроме того, при вращении диска в нагретом до пластического состояния под воздействием центробежных сил происходят структурные преобразования на микромолекулярном уровне, обеспечивающие снятие остаточных напряжений, а также ориентация молекулярных цепей в радиальном напряжении, что обеспечивает повышение прочности изделий.

П рИм ер 1. Диск диаметром D 160мм с увеличивающейся толщиной от 2 мм на периферии до 3 мм к центру и диаметром центрального (посадочного) отверстия мм изготовляется из Силпона-4 (ТУ 6-051862-78) на термопласт-автомате Куаси 260/100 ГДР при давлении впрыска кгс/см2, температуре материала ±10°С, температуре л/формы Тф 85-90°С, выдержке под давлением Р2

1200 ±50 кгс/см2 в течение с и выдержке под охлаждением с.

Извлеченный из формы диск с торцевым биением мкм vf температурой Тиз 95-100°С устанавливают на вал

шлифмашинки и вращают при скорости об/мин в течение с до полного охлаждения и отверждения. Остаточное торцевое биение Дг составляет 15 мкм и соответствует эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дискам.

П р и м е р 2. Диск изготавливается из Силпона-4 (ТУ-6-05-1862-78). кгс/см2 Тт 210±100С,, Р2 1200±

±50 кгс/см2, с, с, А 200 мкм, , об/мин, .

Остаточное торцевое биение составляет 80 мкм.

Осуществляют дополнительное вращение в разогретом до температуры Тср 110°С состоянии со скоростью об/мин в течение , а затем на воздухе со скоростью Уз 3000-4000 об/мин до полного охлаждения в течение с.

Остаточное торцевое биение составляет Дз 15мкм.

ПримерЗ. Диск изготавливается из

поликарбоната ПК-6 (ТУ 6-05-1668-80),

кгс/см2, ТФ 100°С, 50

кгс/см2, , с, мкм,

Ю°С, об/мин, с

Остаточное торцевое биение составляет мкм и соответствует норме.

Предлагаемый способ позволяет изготавливать качественные диски - основания для шлифовальных машинок из доступных недорогих материалов (Силпон) и исключить при этом из технологического процесса трудоемкую операцию устранения коробления и торцевого биения заневоливанием в специальном устройстве, причем продолжительность калибровки изделий путем вращения в нагретом состояний практически равна сокращению времени выдержки в пресс-форме после отливки, а для вращения используются сами шлифовальные машинки.

Кроме того, применение изобретения позволяет значительно упростить конструкцию арматуры дисков, а в ряде случаев вообще исключить ее; .ус

Ф о р м у л а и з Об ре т е н и я

5

риала путём формования изделия в форме, последующей калибровки в нагретом состоянии и охлаждения до затвердевания, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с Целью повышения качества изделия при высокой производительности калибровки, после формования изделие извлекают из формы и осуществляют калибровку его плоских поверхностей путем вращения изделия на воздухе до полного затвердевания.

. . ... - :: -- .. . .

,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем; что во время калибровки изделия вра- 20 щают со скоростью 3QOO-4000 об/мин.