Виготовлення виробів з неметалічних матеріалів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

ВИГОТОВЛЕННЯ ВИРОБІВ ІЗ НЕМЕТАЛІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

Виготовлення виробів із пластмас

Мета роботи; ознайомитися з технологією виготовлення виробів із пластмас пресуванням; вивчити пристрій і роботу обладнання та інструменту: придбати практичні навички пресування.
Короткі теоретичні відомості. Пластичні маси - це матеріали на основі природних або синтетичних високомолекулярних сполук (полімерів), здатні перероблятися в результаті пластичних деформацій під впливом нагрівання і тиску, а потім зберегти закріплену в результаті охолодження або твердіння форму.
Пластмаси по їх відношенню до впливу температури поділяються на дві групи - термопластичні, або термообратімие (термопласти), і термореактивні, або термонеобратімие (реактопласти).
Термопласти - матеріали на основі лінійних розгалужених полімерів і сополімерів; при нагріванні набувають пластичність, а при охолодженні знову повертаються в твердоупругое стан. При цьому властивості матеріалу не змінюються. До цього типу пластмас відносяться полістирол, поліетилен, полівінілхлорид, поліметилметакрилат (органічне скло) і ін
Реактопластів при нагріванні спочатку переходять у в'язкотекучий стан, а потім у результаті хімічних реакцій - у тверде плавляться і нерозчинний стан. Затверділі термореактивні пластмаси не можна повторним нагріванням знов перевести у в'язкотекучий стан, тому що при цьому вони обвуглюються і згорають Вироби з реактопластів виготовляють з технологічних напівфабрикатів, що представляють собою однорідні суміші, в основі яких знаходиться не готовий полімер, а його напівпродукт (мономер, олігомер і т . п.), що перетворюється при нагріванні в закопчене високомолекулярна з'єднання з просторовою структурою макромолекул.
До складу більшості пластмас, крім полімерного сполучного, можуть входити наповнювачі, барвники, порообразователі, отверджувачі, змащувальні речовини та інші добавки.
В основі процесу формоутворення виробів із пластмас лежить властивість полімерів набувати в'язкотекучий стан при нагріванні до порівняно невисоких температур (90 ... 200 ° С). Формоутворення виконується в закритих робочих формах - прес-формах за певних параметрах процесу (температуру, тиск і часу витримки).
Основні способи переробки пластмас: пресування (пряме і литьевое); лиття під тиском - інжекційне пресування, екструзія; формування з аркушів (пневмоформования, формування штампуванням, вакуумне формування); формування великогабаритних виробі із шаруватих пластмас (контактна, вакуумне, автоклавного, намотуванням); зварювання, механічна обробка.
До основних властивостей пластмас належать: механічні, діелектричні, теплофізичні, фрикційні та ін Щільність пластмас залежить від природи полімеру, виду наповнювача, умов переробки виробів та інших факторів. У середньому щільність пластмас у 2 рази менше, ніж в алюмінію, і в 5 ... 8раз менше, ніж у сталі, міді та інших металів.
Міцність пластмас коливається в широких межах і залежить від видів полімеру і наповнювача, а також від їх співвідношення. Питома міцність, тобто міцність, віднесена до щільності, для ряду пластмас вище, ніж у металів, однак модуль пружності помітно нижче.
Основними недоліками пластмас є обмежена теплостійкість (до 400 ° С) і чутливість до коливань вологості.
Всі пластмаси є діелектриками. Теплопровідність пластмас у багато разів менше, ніж у металів. Коефіцієнт лінійного розширення в пластмас набагато вище ніж у металів, змінюється в широких межах і залежить від структури матеріалів і його наповнювача.
Перебування пластмас у воді або атмосфері з високою вологістю в багатьох випадках призводить до зниження їх фізико-механічних і діелектричних характеристик. Більшість пластмас стійки до дії нафтопродуктів, а деякі з них-до сильно агресивних середовищ.
Фторопласти, поліаміди, текстоліти, древеспослоістие пластмаси мають малий коефіцієнт тертя, т. е. мають антифрикційними властивостями і застосовуються в підшипниках ковзання.
Пластмаси на основі фенолформальдегідних смол з волокнистим наповнювачем мають високий коефіцієнт тертя (0,2 ... 0,6) і застосовуються як фрикційні матеріали в гальмівних системах та фрикційних передачах.
Обладнання, інструмент, матеріали, шт.
Прес гідравлічний зусиллям 100 кН 1
Прес-форми 5 ... 6
Піч лабораторна з робочою температурою до 300 ° С 3
Мірний кухлик 1
Ваги технічні 1
Секундомір 2
Термореактівіие або термопластичні пластмаси (порошок, гранули)
Совок 2
Штангенциркуль з величиною відліку 0,1 мм і верх-6
ним межею вимірювання 125 мм
Порядок виконання роботи. Вивчити будову та роботу обладнання та інструменту. Ознайомитися з правилами техніки безпеки. По кресленню деталі і табл. 7.1 встановити температуру, тиск р і час витримки при пресуванні. Розрахувати необхідне зусилля пресування Р, МН, за формулою
Р = p * S пр,
де р - тиск пресування, МПа; S пр - площа перерізу пресування, перпендикулярного до напрямку прикладення зусилля пресування, м 2.
Режими пресування пластмасових виробів
Пластмаса
Тиск пресування р, МПа
Температура, о С
Витримка в
Формі, хв / мм
Поліетилен
10 ... 25
140 ... 160
1 ... 2
Полістирол
10 ... 25
170 ... 220
1 ... 2
Прес-порошок К-15-2
10 ... 25
180 ... 200
1 ... 1.2
Прес-порошок К-! 7-2
10 ... 25
180 ... 200
1 ... 1.2

Рис.. Схема процесу 1-завантаження прес-матеріалу, 2 - пресування; 3 - витяг вироби

Розрахувати необхідніше манометричний тиск р м за формулою


де S пл - площа поперечного перерізу пресуючого плунжера, м 2.
У лабораторній печі підігріти прес-форму на 20 ... 25 о С вище температури формування вироби.
Провести об'ємне або вагове дозування прес-матеріалу. Завантажити прес-матеріал у нагріту прес-форму і помістити її знову в піч на 5 ... 7 хв. Витягти прес-форму з печі, встановити на прес і зробити пресування вироби (рис. 1), дотримуючись необхідне манометричний тиск і час витримки.
Витягти виріб з прес-форми. Очистити прес-форму від прилиплих частинок і зібрати. Після закінчення роботи вимкнути печі, привести в порядок робоче місце, обладнання, інструмент.
Зміст звіту. Коротко описати процес виготовлення виробів з пластмаси. Привести ескіз виробу, схему процесу пресування і розрахунок манометричного тиску. Обгрунтувати вибір температури, тиску пресування і часу витримки при пресуванні.
Контрольні питання і завдання
1. Що собою являє пластмаса?
2. У чому відмінність термопластів від реактопластів?
3. Чим відрізняються складні пластмаси від простих?
4. Які компоненти входять у складні пластмаси?
5. Які пластмаси називаються композиційними?
6. Перелічіть основні способи отримання виробів з пласт-мас в вязкотекучем стані.
7. Назвіть кілька найбільш поширених термопластів і реактопластів.
Виготовлення виробів з гуми
Мета роботи: ознайомитися з технологією виготовлення гумових виробів методом пресування; вивчити обладнання, пристосування, інструмент, придбати практичні навички виготовлення гумових виробів.
Короткі теоретичні відомості. Гума є продуктом вулканізації суміші, що містить каучук, наповнювачі, пластифікатори, активатори вулканізації, антиоксиданти та інші інгредієнти. Найважливішим властивістю гуми є її висока пружність, тобто здатність до великих оборотним деформаціям. До інших цінних спеціальним властивостям гуми, що залежать, головним чином, від типу каучуку, відносяться тепло-, масло-, бензо-, морозостійкість, стійкість до дії агресивних середовищ і радіації, газонепроникність, діелектричні властивості та ін Механічні властивості гуми залежать від типу і особливостей будови застосовуваного каучуку, типу і дозування наповнювача і пластифікатора, характеру вулканізуючими групи та інших факторів.
Каучук є основою гуми. Розрізняють синтетичний і натуральний каучук. Натуральний каучук одержують з молочного соку каучуконосних рослин. Синтетичний каучук - речовина, за властивостями близьке до натурального, отримують шляхом синтезу простих органічних речовин, так званих каучукогенов (бутадієн, стирол, хлоропрен, бутилен і ін), і полімеризацією їх у каучукоподібний продукт. Сировиною для отримання каучукогенов служать нафтопродукти, природний газ, деревина та ін
Гума підрозділяється па дві групи: загального призначення, що застосовується для виготовлення автомобільних шин, конвеєрних лепт, приводних ременів, рукавів, виробів побутового призначення і т. д., і спеціального призначення, що застосовується для виготовлення виробів, які повинні володіти одним або декількома із згаданих вище спеціальних властивостей.
Процес виробництва виробів з гуми включає наступні операції: пластифікації каучуку, приготування гумових сумішей, їх переробку в напівфабрикат та вироби, вулканізацію. Основні види переробки гумової суміші: каландрование (формування гумової суміші на многовальцових машинах-каландрах), шприцювання (безперервне видавлювання), формування (пресування, лиття під тиском) і прорезініваніе тканин. Вулканізація є завершальною операцією при виготовленні гумових виробів. Вона може бути гарячою (процес проходить при 120 ... 200 ° С) і холодної (виріб занурюють на короткий час в розчин хлористої сірки в сірковуглеці або чотири хлористому вуглеці). При холодної вулканізації до складу гумової суміші сірка не входить. Холодний спосіб вулканізації застосовують для тонкостінних виробів.
Вулканізація - складний фізико-хімічний процес, в результаті якого макромолекули каучуку утворюють певну просторову структуру. У результаті вулканізації підвищуються міцність, твердість, еластичність, тепло-і морозостійкість каучуку, знижується ступінь його набухання в органічних розчинниках.
Основне вулканізуючими речовина - сірка. Змінюючи її кількість у складі гумових сумішей, можна отримати гуму, що володіє різними ступенями еластичності. При добавці 2 ... 8% сірки одержують м'яку гуму, при 12 ... 20% - напівтверду і при 25 ... 50% - тверду гуму (ебоніт).
Для потреб сучасної техніки застосовують м'які, жорсткі (ебоніт), пористі і пастоподібні (для герметизації і ущільнення) гуми.
Порядок виконання роботи. Вивчити будову та роботу обладнання, пристроїв та інструментів, що використовуються при проведенні лабораторної роботи.
Ознайомитися з правилами техніки безпеки.

Розрахувати необхідне зусилля, пресування Р п за формулою


де р - тиск пресування, МПа; в залежності від складу гумової суміші вибирається в межах I. .. 2 МПа; Snp - площа перерізу пресування, перпендикулярного до напрямку прикладення зусилля пресування, м 2.

Рис. 2. Схема прямого пресування гумового виробу:
1 - пуансон; 2 - виріб; 3 - матриця

Рис. 3. Схема стиснення прес-форми при вулканізації:
1-струбцина; 2 - притискний гвинт, 3 - прес форма
Розрахувати необхідне манометричний тиск А, за формулою

де S пл - площа поперечного перерізу пресуючого плунжера, м 2.
Провести дозування зважуванням гумової суміші (сирої гуми) п'яти-шести складів із вмістом вулканізатора від 5 до 30%. Підігріти прес-форми в лабораторній печі на 10 ... 15 ° С вище температури вулканізації. Завантажити гумову суміш у нагріті прес-форми й зробити пресування (рис. 2) з витримкою 20 ... 30 с.
Зняти прес-форми з преса, стиснути їх струбцинами (рис. 3) і помістити в лабораторну піч, нагріту до 150 ° С, для вулканізації протягом 40 хв.
Витягти прес-форми з печі, звільнити від струбцин, витягти вироби з прес-форм.
Вироби з гуми різного складу випробувати на міцність.
Побудувати залежність твердості від змісту вулканізатора у гумовій суміші.
Обладнання, інструмент, матеріали, шт.
Прес гідравлічний зусиллям 5 ... 10 кН 1
Прес-форми 6
Ваги технічні 1
Електропіч лабораторна з робочою 6
температурою до 300 ° С
Гумові суміші з вмістом сірки 1 кг
(Кожного 5, 10, 15, 20, 25, 30% складу)
Зміст звіту. Коротко описати процес виготовлення виробів з гуми. Привести ескіз виробу і схему процесу пресування.
Побудувати графік залежності між вмістом вулканізуючими групи в гумі та її твердістю після вулканізації.
Контрольні питання і завдання
1. Що являє собою гума?
2. Перелічіть основні інгредієнти, які входять до складу гуми.
3. Яка роль вулканізаторів при виготовленні гумових виробів?
4. Як впливає кількість вулканізаторів на властивості гуми?
5. Яка роль наповнювача в резинах?
6. Перелічіть основні способи виготовлення гумових виробів.
7. Як класифікуються гуми по застосуванню?
8. Де застосовуються м'які, жорсткі, пористі і пастоподібні гуми?
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Лабораторна робота
34.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Виготовлення хлібобулочних виробів
Виготовлення виробів литтям
Виготовлення ювелірних виробів і пластмас
Особливості виготовлення трикотажних виробів
Особливості конфекціонірованія матеріалів виробів зі шкіри
Проектування технологій і виготовлення виробів машинобудування
Конструкції та технологія виготовлення електротехнічних виробів
Виробництво будівельних матеріалів і виробів з природної сировини
Експертиза процесу виготовлення виробів машинобудівного виробництва
© Усі права захищені
написати до нас