Санкт-Петербург
Резинотехнические изделия
К каждому резино техническому изделию предъявляются требования по конструктивности и технологичности изготовления. От этих параметров в определенной степени зависит продажа резинотехнических изделий, так же это влияет на тип и конструкционные характеристики пресс-формы.
К предъявляемым требованиям конструкционного характера можно отнести всё, что способствует повышению эксплуатационных характеристик резино технической детали. К предъявляемым требованиям технологического характера следует отнести всё, что приводит к повышению производительности процесса прессования, экономии сырой резины, упрощению и удешевлению изготовления пресс-форм. Степень удовлетворения этих требований принято характеризовать понятием «технологичность конструкции», которая в свою очередь влияет на продажу резинотехнических изделий.
Технологичность конструкции определяется сочетанием образующих ее элементов, т. е. формы, размеров, допусков, чистоты поверхности формы резино технического изделия.
Геометрия форма изделия из резины определяется:
- условиями заполнения прессматериалом рабочей полости пресс-формы, процессами его вулканизации и поведением отформованного изделия после его извлечения из пресс-формы;
- условиями размыкания пресс-формы и извлечения из нее изделия;
- прочностью и надежностью рабочих частей пресс-формы и возможностью их изготовления.
Исходя из перечисленных условий, резино технические изделия отвечают следующим признакам технологичной конструкции:
- приблизительно равномерная толщина стенок изделия при общем стремлении к плавным, округлым очертаниям;
- отсутствие полностью или частично замкнутых внутренних полостей;
- наличие ребер жесткости, служащих для увеличения прочности изделия и уменьшения его коробления;
- уклоны на охватывающих и охватываемых элементах резино технического изделия;
- максимальное упрощение конфигурации изделия;
- наличие достаточных слоев пластмассы вокруг запрессовываемой арматуры;
- применение развальцовки или резьбового соединения при сборке изделий.
Продажа резинотехнических изделий зависит от габаритных размеров, которые определяются текучестью сырой резины, возможностями технологического изготовления пресс-форм и применяемым оборудованием. Максимальные размеры изделия определяются габаритом и мощностью имеющихся гидравлических прессов и литьевых машин, достигая нескольких метров; оптимальная толщина стенок — 8—10 мм, а отдельных массивных участков—12—16 мм. Минимальная толщина сечения стенок при прессовании изделий из сырой резины около 1 мм.
Точность резино технических изделий зависит от степени точности изготовления пресс-формы, степени ее износа, колебаний усадки прессматериала и колебаний толщины облоя.
В большинстве случаев изделия из резины изготовляются в пределах 5—7-го классов точности. Путем ужесточения допусков на изготовление формующих частей пресс-формы можно добиться получения некоторых элементов изделия по 4-му и даже по 2-му классу точности, но при этом приходится считаться с повышенным процентом брака из-за колебаний усадки прессового материала. Как правило, малые размеры удается выдерживать с большей точностью.
Чистота поверхности при качественном прессматериале и правильном режиме прессования определяется состоянием оформляющих поверхностей пресс-формы. Последние обрабатываются весьма тщательно, поэтому пластмассовые изделия имеют гладкую блестящую поверхность, высота неровностей которой позволяет отнести ее к 7—8-му классам чистоты.
Физико-механические свойства резино технических изделий определяются подбором соответствующих марок сырой резины.
Продажа резино технических изделий влияет на технологичность конструкций изделий с точки зрения изготовления самой оснастки. Здесь наибольшее значение приобретает экономия труда высококвалифицированных рабочих - инструментальщиков, для чего малопроизводительная ручная обработка должна быть сведена к минимуму, а конструкция деталей должна обеспечивать максимальную возможность механической обработки рабочих частей пресс-формы.
Создание технологичной конструкции резино технических изделий требует от конструктора знания технологии их прессования. Это требование диктуется тем, что многие факторы, определяющие получение доброкачественного готового изделия определяются конструкцией изделия, как то:
- механическая прочность,
- сохранение форм и размеров,
- увеличение производительности прессования.
С точки зрения осуществления механизации и автоматизация процессов прессования наиболее нежелательны такие элементы изделий, как поднутрения вертикальных поверхностей или отверстия различной формы, оси которых расположены параллельно плоскости смыкания пресс-формы. Для формования таких изделий потребуется проектирование разъемных матриц или пуансонов пресс-форм, что затруднит или сделает совершенно невозможным устранение ручных операций по извлечению отпрессованных изделий из пресс-формы. В этих случаях желательно, не отступая от общих требований эксплуатации, предъявляемых к изделию, пересмотреть его конструкцию с тем, чтобы получить возможность прессовать его в обычной пресс-форме.
Продажа резино технических изделий зависит от изготовления нетехнологичных и технологичных конструкций изделий. Для извлечения изделий нетехнологичных изделий необходим разъем матрицы в вертикальной плоскости, что значительно удорожит стоимость изготовления пресс-формы и отрицательно скажется на качестве самих изделий. Изменение конструкции этих изделий позволяет прессовать их в обычной компрессионной пресс-форме с цельной матрицей. Формование боковых отверстий и прямоугольных окон, как это требует изготовления сборной матрицы или сложной системы извлечения боковых формующих знаков перед выталкиванием изделий из пресс-формы.
В обоих случаях усложняется изготовление пресс-формы и снижается производительность прессования. Изменение конструкции резино технических изделий обеспечивает возможность формования прямоугольных окон за счет создания соответствующих выступов на пуансоне или матрице. Облегчается также изготовление пресс-форм, снижается их стоимость, увеличивается производительность прессования и срок службы пресс-форм. Точно так же изменение нетехнологичной конструкции изделий на технологичную, значительно улучшает условия изготовления пресс-форм и повышает производительность прессования. Иногда при разработке процесса прессования учитываются свойства прессматериала, особенности конструкции изделия и технологии переработки сырых резин, а весьма важный фактор — наиболее целесообразная конструкция пресс-формы — при этом упускается.
Однако незначительные изменения в конструкции и оформлении резино технического изделия позволили бы получить некоторые выгоды при изготовлении пресс-формы. Резино технические изделия состоящие из корпуса и крышки можно считать спроектированными, за исключением двух цапф, в соответствии с основными принципами формования рти. Несмотря на то, что для ввинчивания и вывинчивания крышки не требуется особых усилий, всё же существует опасность, что цапфы отломятся. Конструкция цапф предусматривает возможность свинчивания или навинчивания крышки без специального ключа, с помощью любого продолговатого предмета. Но тогда эти цапфы желательно сделать цилиндрическими и без больших закруглений, чтобы исключить возможность соскальзывания используемого при заворачивании крышки предмета. Кроме того, эти выступы, влияющие на продажу резинотехнических изделий, могут быть сделаны пустотелыми.
Другим недостатком конструкции изделия является неправильное оформление резьбы в крышке удорожающее изготовление пресс-формы: необходима пресс-форма с отдельным резьбовым кольцом. Значительно технологичнее предусмотреть внутреннюю резьбу, тогда крышка может быть отпрессована в простой компрессионной пресс-форме. Применение отдельного резьбового кольца при этом будет исключено, так как готовое резино техническое изделие без труда будет свинчиваться с пуансона.
Замена внутренней резьбы на наружную в корпусе не оказывает отрицательного влияния на условия его прессования, так как для изготовления корпуса может быть использована одна конструкция пресс-формы с вертикальной плоскостью разъема, в обе половины матрицы которой могут быть заложены три резьбовых кольца вместо двух. Стоит принять конструкцию изделия, у которого пресс-форма на корпус должна также иметь съемное резьбовое кольцо, удерживаемое шариковым фиксатором на пуансоне.
Если же корпус будет иметь наружную резьбу, то он может формоваться в матрице без дополнительного съемного резьбового кольца. Кроме того, расположение резьбы невыгодно при монтаже. Между корпусом и крышкой вкладывается резиновое кольцо, которое при завинчивании должно быть положено на торцовую поверхность крышки и может незаметно сдвинуться. При изменении расположения резьбы этот недостаток устраняется. Одновременно вместо непрочных цапф предусматривается кольцевой выступ с внутренним шестигранником для ключа.
Все описанные выше конструкции не могут быть названы полностью неправильными, так как они обладают и недостатками, и преимуществами. Однако при продаже резинотехнических изделий корпус рти следует прессовать в пресс- форме, в которой резьба выполнена непосредственно в двух половинах матрицы, благодаря чему отпадает необходимость в съемных резьбовых кольцах. Таким образом, значительно сокращается объем ручного труда и снижается стоимость изготовления изделия по сравнению с отпресовками в пресс-форме с резьбовыми кольцами. Но как только вследствие износа на¬рушится плотность смыкания половин матрицы, на изделии в месте шва образуется облой, что увеличит объем зачистных работ и снизит качество изделий.
Стоит применять конструкции резино технических изделий, которые позволяют избежать быстрого выхода из строя пресс-формы, так как ее износ не сказывается на резьбе. Необходимость создания острых кромок полуматриц отпадает, так как они могут быть выполнены с небольшой фаской. В данном случае за пределами резьбы корпус будет иметь выступающий шов высотой 0,3—0,5 мм. Наличие такого шва облегчит изготовление пресс-формы и улучшит условия снятия облоя с отпресованного изделия.
Вместе с тем пресс-форма имеет и недостатки. Чтобы снизить расходы на ее изготовление, резьбовые кольца спроектированы с проходной резьбой, что несколько облегчает работу токаря. Но качество изделия при этом ухудшается, так как резьба доходит до его торца. Первая нитка резьбы будет всегда выкрашиваться, чем затрудняется навертывание гайки, если она не будет иметь направляющего цилиндра.
Второй недостаток пресс-формы заключается в том, что диаметр пуансона равен наружному диаметру резьбы. Поэтому отклонения от оптимальных параметров, возможные во время прессования вследствие колебаний давления и дозировки, текучести материала и температуры, могут привести к образованию значительного облоя на резьбовой части изделия, что усложнит последующую его зачистку.
Все недостатки конструкций и их устранения влияют на стоимость оснастки от корой зависит продажа резинотехнических изделий. Стоимость изготовления такой пресс-формы и расходы, связанные с прессованием изделий, при этом окажутся несколько выше, но изготовленные изделия будут очень высокого качества. Стойкость пресс-формы значительно увеличится, а снятие облоя с изделий обойдется дешевле.
Если бы верхний торец изделия полностью формовался в резьбовом кольце, то, в этой конструкции появился бы существенный недостаток. Для уменьшения вертикального облоя пуансон должен быть подогнан к Отверстию резьбового кольца по ходовой посадке 3-го класса. Вследствие многократного перемещения при открывании и закрывании пресс-формы нитки резьбы стали бы интенсивно изнашиваться, а на образующей пуансона образовались бы неровности и долевые царапины, что ухудшило бы внутреннюю поверхность изделия.
Приведенное сравнение в принципе правильной, но не оптимальной конструкции резино технического изделия с улучшенным в смысле формования вариантом конструкции наглядно показывает, как путем незначительных изменений, не влияющих на эксплуатационные качества изделия, можно улучшить условия его прессования и повысить экономичность изготовления.