Главная » Механизация прессования

Осуществление механизации и автоматизации за счет прессового оборудования и технологической оснастки

В производстве изделий из пластических масс приме­няются различные методы прессования, литья, штампов­ки и т.д.

Для термореактивных пластмасс и термопла­стов основными методами служат компрессионное и литьевое прессование и инжекционное литье.

Эти процессы могут осуществляться:

1. в съемных пресс-формах — с применением большого объема руч­ного труда;

2. полуавтоматически — в стационарных пресс-формах, постоянно закрепленных на прессе или термопластавтомате, когда в пределах одного цикла ма­шина работает автоматически, но извлечение отпрессо­ванного изделия и загрузка прессматериала произво­дятся вручную;

3. автоматически, когда машина в течение десятков и сотен циклов работает беспрерывно, автоматически осуществляя все стадии цикла прессова­ния вплоть до удаления отпрессованных изделий и за­грузки очередной дозы прессматериала.

Не вдаваясь в существо физического процесса пре­образования порошкообразного или гранулированного прессматерила в монолитное изделие и его техноло­гию, следует отметить, что некоторые свойства исходного материала оказывают влияние на эффективность осу­ществления механизации и автоматизации его перера­ботки. К ним относятся:

- род пластмассы (термо­реактивные пластики или термопласты),

- различие в технологии их прессования и текучести;

- вид напол­нителя (порошкообразный, волокнистый или слоистый).

Рассмотрим первый фактор — род пластической мас­сы.

Как известно, термореактивные пластмассы в основ­ном перерабатываются компрессионным и литьевым прессованием, причем в качестве оборудования исполь­зуются гидропрессы с одним или двумя рабочими дав­лениями. Конструкции этих гидравлических прессов (за исключением прессов-автоматов) не допускают без какой-либо модернизации автоматическое прессование. При почти любой конструкции пресс-формы, установлен­ной на таком прессе, всегда остаются ручные операции: загрузка материала и удаление отпрессованных изделий. Можно создать пресс-форму с самостоятельным меха­низмом загрузки материала и удаления отпрессован­ного изделия с одновременным внесением некоторых изменений в электрическую схему пресса, но это будет уже модернизация обычного пресса в пресс-автомат, причем на одно конкретное изделие.

Инжекционное прессование термореактивных мате­риалов на литьевых машинах обеспечивает гораздо бо­лее высокую производительность, но еще не освоено и имеет перспективное значение. Трудности его практиче­ского применения заключаются в том, что эти материа­лы при нагреве очень быстро отверждаются, переходя из пластического в необратимое состояние. В случае отвер­ждения материала в штуцере литьевой машины даль­нейшая ее работа невозможна без разборки и чистки материального цилиндра и штуцера.

Существующие в настоящее время несколько кон­струкций подобных машин в основном имеют такую схему работы. Прессматериал предварительно нагре­вается токами высокой частоты до температуры 140—150°С вне материального цилиндра. Затем с помо­щью вращающегося барабана, гнезда которого пооче­редно совмещаются с загрузочной гильзой, материал плунжером передавливается через литники в формую­щую полость формы. Пресс-форма имеет автономную систему электрообогрева, поддерживающую в ней тем­пературу, необходимую для конкретной марки пресс-материала.

Прессы-автоматы допускают возможность полной автоматизации процесса прессования. Они имеют приборы и электроаппаратуру, определяющие скорость движения верхней траверсы пресса, продолжительность чередующихся операций и всего цикла прессования в целом, а также осуществляющие температурный кон­троль пресс-формы. Для улучшения условий прессова­ния эти прессы имеют диэлектрический предварительный нагрев прессматериала токами высокой частоты.

Положительной стороной работы прессов-автоматов является значительное сокращение вспомогательного времени путем увеличения скорости движения подвиж­ных частей пресса и совмещения операций по времени.

К числу недостатков прессов-автоматов следует отнести довольно жесткие требования к качеству и состоянию исходного прессматериала. Так, для бесперебойной ра­боты пресса необходим строго однородный гранулиро­ванный материал с определенным, заранее заданным фракционным составом, что гарантирует объемный вес материала и его способность проходить через дозирую­щие и питающие устройства.

Поскольку на автоматических прессах применяется объемное дозирование прессматериала, в случаях уста­новки на прессе многогнездных пресс-форм все фор­мующие полости должны быть строго одинаковы по раз­мерам.

Прессы-автоматы предназначены главным образом для прессования тонкостенных изделий несложной кон­фигурации и конструкции из материалов с высокой ско­ростью отверждения. Наличие в изделиях впрессовыва­емой арматуры, резьбовых отверстий или отверстий, расположенных перпендикулярно направлению прес­сования, затрудняет возможность использования пресса- автомата

Таким образом, для переработки термореактивных пластических масс наиболее распространен способ полу­автоматического прессования. Но как и в случае с прессом-автоматом, конструкция гидропрессов с одним рабочим давлением и с двумя рабочими давлениями не предусматривает полуавтоматическую работу при прес­совании изделий с поднутрениями с внешней стороны или с резьбовыми и гладкими отверстиями, расположен­ными перпендикулярно направлению прессования. В та­ких случаях возникает дополнительная ручная операция по удалению боковых формующих знаков, что, в свой очередь, заставляет расчленять цикл прессования на отдельные операции и переходить от полуавтоматиче­ского к раздельному циклу прессования.

С целью увеличения производительности труда при конструировании пресс-форм для изделий с отверстиями обычно стараются обеспечить механизиро­ванное выдвижение или вывертывание боковых формую­щих знаков. Для этого в конструкцию пресс-формы вводят дополнительные элементы, преобразующие вер­тикальное движение верхней траверсы пресса и вытал­кивающего плунжера в возвратно-поступательное пере­мещение горизонтально расположенных формующих знаков, что позволяет осуществлять полуавтоматическое прессование.

Казалось бы, что для прессов-автоматов также мож­но создать конструкции пресс-форм, позволяющие авто­матизировать процесс прессования подобных изделий. Однако для этого необходимо значительное усложнение конструкций пресс-форм. Если при полуавтоматиче­ском прессовании рабочий может после каждого цикла контролировать работу пресса и пресс-формы, устраняя всевозможные неисправности и отклонения от нормаль­ного взаимодействия частей пресс-формы, то при работе на прессе-автомате эта возможность отпадает. Здесь малейший дефект или нарушение координации работы пресса и пресс-формы приведет к остановке пресса или поломке пресс-формы. В результате непро­изводительные затраты времени на устранение различных неполадок и настройку пресса приведут не к повы­шению, а к снижению производительности труда.

В отличие от гидравлических прессов конструкция термопластавтоматов допускает работу на раздельном цикле, полуавтоматически и автоматически. Вместе с тем при прессовании изделий из термопластов на термопластавтоматах имеются большие возможности механи­зации и автоматизации. Здесь вступает в действие вто­рой фактор — различие в технологии переработки термо­реактивных пластмасс и термопластов, а также в их текучести.

При переработке термореактивных прессматериалов пресс-форма нагревается до температуры плавления пластика. Испытывая непосредственное давление со стороны пуансона в полости матрицы, достигающее 250—350 кг/см³, разжиженный материал и особенно содержащиеся в нем связующие вещества (смолы, эфиры, целлюлоза) затекают в зазоры, превышающие 0,03— 0,04 мм, в местах подвижных соединений частей матри­цы. Обволакивая в виде тонкой пленки все формующие знаки, прессматериал затрудняет их последующее вра­щение или возвратно-поступательное движение. Для таких пресс-форм необходимы высокая чистота всех со­прягаемых поверхностей и минимальные зазоры в местах сопряжения, чтобы предотвратить образование облоя.

Термопласты впрыскиваются под давлением в слегка нагретую форму. Несмотря на то что некоторые из них, как, например, полиэтилен или сополимер, обла­дают высокой текучестью, большинство термопластов имеет меньшую тенденцию проникать в места подвиж­ных соединений частей формы. Кроме того, механиче­ская связь облоя с изделием у термопластов значительно выше, чем у термореактивных пластмасс. В результате этого при извлечении изделия, облой не отрывается от него, а уходит вместе с изделием. Это позволяет отка­заться от очистки формующей полости формы от облоя или свести эту операцию к минимуму.

Поэтому при прессовании изделий из термопластов можно более широко применять в конструкциях пресс- форм различные формующие знаки, движущиеся или вращающиеся в период разъема формы. При этом отход подвижной плиты машины с закрепленной на ней частью формы используют для возвратно-поступательного пере­мещения формующих знаков, расположенных перпен­дикулярно направлению прессования. Перемещением подвижной плиты в сторону торцовой стенки машины производят вывинчивание резьбовых знаков, располо­женных параллельно направлению прессования, и вы­талкивание отпрессованных изделий из полости матрицы.

Термореактивные материалы с длинноволокнистым и слоистым наполнителем в период прессования требуют высоких удельных давлений, достигающих 500 кг/см². Они плохо поддаются таблетированию, а в нетаблетированном состоянии имеют большой объем.

В процессе компрессионного прессования эти мате­риалы из-за своей малой текучести образуют на изделии значительный облой. В то же время смолы, являющиеся связующим, вследствие высоких давлений проникают в малейшие зазоры подвижных соединений матриц. Всё это вместе взятое затрудняет создание для этих мате­риалов пресс-форм с механизированным извлечением боковых формующих знаков. Это объясняется еще и некоторыми специфическими особенностями эксплуата­ции подобных пресс-форм, о чем более подробно будет сказано ниже.

В итоге степень механизации и автоматизации про­цессов прессования зависит от взаимосвязи конструк­ции инструмента пресс-формы с конструкцией пресса. Использование всех возможностей оборудования в соче­тании с рациональной конструкцией пресс-формы всегда даст положительные результаты и обеспечит высокую производительность труда.

К списку