СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ, ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАСС, ОБЛАДАЮЩИХ СВОЙСТВОМ ХЛАДОТЕКУЧЕСТИ
METHOD OF PRODUCING PARTS FROM THERMOSETTING THERMOPLASTIC MATERIALS WITH COLD FLOW PROPERTY

Изобретение относится к производству пластмассовых изделий различного назначения. Максимальный экономический эффект может быть достигнут при изготовлении деталей из фторопласта Ф4 и композиций на его основе с различными присадками. Известен способ изготовления деталей из вышеперечисленных материалов, заключающийся в механической обработке на различных станках, в том числе с ЧПУ с применением обработки телом вращения и обработки вращения тела.
Литературные источники: В.З.Васильев, А.А.Кохтеев, В.В.Цацкин, К. А.Шапошников. Справочные таблицы по деталям машин в 2-х томах, 5-е издание, исправленное и дополненное. Том 1. Издательство: Машиностроение - Москва, 1965, стр.384-387.
Б.Г.Зайцев, П.И.Завгородцев, С.С.Шевченко. Справочник молодого токаря. Издательство: Высшая школа, 1972.
Недостатками данного способа являются:
1) высокая стоимость обрабатывающего оборудования;
2) невозможность обслуживания нескольких станков одним оператором в связи с высокими режимами скоростей обработки и невозможностью контролировать формообразование стружки, а также ее автоматического удаления с инструмента и из зоны обработки;
3) сложность обработки деталей из длинномерного материала;
4) сложность обеспечения геометрических размеров и чистоты обрабатываемой поверхности;
5) большие потери материала в виде стружки и отходов обработки.
Целью изобретения является снижение стоимости производства деталей, повышение производительности труда, снижение количества отходов производства и стружки.
Для достижения поставленной цели предлагается в способе производства деталей из термореактивных или термопластичных масс, обладающих свойством хладотекучести, в том числе из фторопласта или композиций на его основе, в котором формируют заготовку детали из порошкового материала для деталей с заданными геометрическими параметрами, спекают полученную заготовку, выдерживают и охлаждают ее, устанавливают спеченную заготовку в пресс-форму пресса с превышением объема материала заготовки для обеспечения полного заполнения пресс-формы и осуществляют компрессионное сжатие материала спеченной заготовки, обладающего свойством хладотекучести в пресс-форме пресса под давлением, при этом усилие воздействия давления рабочих органов пресс-формы на формируемый материал в полости пресс-формы должно, как минимум, превосходить порог регулярного течения материала, открывание пресс-формы и удаление спеченной заготовки детали из нее посредством выталкивателей обратного хода пресса.
Осуществляют компрессионное сжатие материала заготовки в пресс-форме по меньшей мере один раз. Изготовление деталей методом компрессионного сжатия спеченного полимерного материала, обладающего свойством хладотекучести в разъемной пресс-форме под давлением обеспечивает соблюдение необходимых геометрических размеров и чистоты поверхности. При этом количество технологических переходов обработки давлением обеспечивается разработкой технологического процесса в зависимости от сложности конфигурации детали. При этом обработка давлением целесообразна после спекания полимера в соответствии с техническими условиями для данного материала и возможность подогрева материала для увеличения свойств хладотекучести, по меньшей мере, не исключается. В связи с кратковременностью цикла компрессионного прессования становится очевидным необходимость подогрева заготовок деталей на стадии начальных переходов обработки с последующей выдержкой для остывания вне технологического цикла или заблаговременная корректировка размеров пресс-формы с учетом коэффициента теплового расширения материала заготовки и пресс-формы.
Данное обстоятельство является основополагающим, так как производство спекания полимера в пресс-форме термопласт автомата является нетехнологичным способом и не исключает возможность коробления изделия вследствие температурных усадок.
В заявленном изобретении формование заготовок для последующего спекания и обработкой давлением применяется способ расчета объема материала с некоторым избытком для обеспечения полного заполнения пресс-формы с последующей обработкой выдавленного материала. В некоторых случаях возможна регулировка объема вытесняемого материала в область расположения логотипа фирмы или номера изделия, где глубина проштамповки или выштамповки не лимитируется чертежами заказчика. Технический результат способа достигается способностью полимерного материала, обладающим свойством хладотекучести, перемещаться под действием внешних сил давления, заполняя полость пресс-формы, и сохранять устойчивую форму при снятии давления и выемке изделия из пресс-формы.
Новизна изобретения заключается в использовании основного недостатка пластмасс (хладотекучесть) в технологическом процессе производства деталей с получением технических и экономических преимуществ по сравнению с традиционным способом изготовления (точением, фрезерованием и пр.).
Пример применения заявленного способа: материал фторопласт Ф4:
1) формирование заготовки из порошкового материала по размерам и объему, позволяющему производить изделие по заданным чертежом геометрическим параметрам,
2) спекание, выдержка и охлаждение полученных заготовок по инструкции на данный материал;
3) установка заготовки в пресс-форму для осуществления первого перехода с предварительным нагревом заготовки и аэрозольной смазки пресс-формы;
4) рабочий цикл;
5) открывание пресс-формы и удаление заготовки из нее посредством выталкивателей обратного хода пресса;
6) помещение заготовки в нагревательное устройство для снятия внутренних напряжений;
7) начало следующего перехода.
Для достижения оптимальной производительности целесообразно применение пресс-форм с большим количеством ручьев одного перехода с последующей заменой оснастки на следующий переход.
В случае изготовления заготовок из трубчатого материала, нарезка заготовок в размер осуществляется дисковым вращающимся ножом без стружечной резки.