Улучшение рабочих мест

При смыкании пресс-формы происходит дополнительное нагревание материала  от стенок формы и переход его  в вязкотекучее состояние. Вследствие создания удельного давления материал течет в формующей полости, приобретает  конфигурацию изделия и уплотняется.

При горячем прессовании материал, например в виде пресс-порошка (обычно таблетированного или гранулированного) или листов, помещают в разомкнутую  пресс-форму (рис. 2), нагретую до заданной температуры.

При опускании плунжера пресса форма замыкается, материал в результате нагревания и создаваемого прессом давления растекается и заполняет формующую полость, приобретая размеры и конфигурацию изделия.

 

Рис. 2 Разомкнутая пресс-форма

 

Реактопласты и резиновые смеси, выдерживают в пресс-форме под давлением до завершения процесса отверждения или вулканизации, после чего плунжер пресса поднимают и выталкивают из разомкнутой формы готовое изделие.

Подпрессовка, выдержка под давлением, отверждение

Подпрессовки проводятся через  некоторое время после смыкания пресс-формы. Когда пресс-материал нагреется, начинается процесс поликонденсации, сопровождающийся выделением воды и легколетучих соединений (побочных продуктов); кроме того, испаряется влага, находившаяся в пресс-материале. Для удаления образовавшихся паров пресс-форму размыкают на непродолжительное время. Если пресс-материал был предварительно нагрет до высокой температуры, то подпрессовку проводят сразу же после смыкания пресс-формы, так как процесс отверждения протекает весьма интенсивно. Если изделие имеет большую толщину, а материал предварительно нагревался до невысокой температуры, подпрессовку делают через некоторое время (30– 60 с) после смыкания пресс-формы, после того как материал прогреется. При прессовании очень влажных материалов делают несколько подпрессовок. Число подпрессовок можно сократить, применяя большее предварительное нагревание. При прессовании изделий из материалов на основе полиэфиров или эпоксидных смол подпрессовки не требуются.

Выдержка проводится в сомкнутой  пресс-форме под давлением, при этом за счет высокой температуры происходит реакция отверждения и пресс-материал переходит в неплавкое и нерастворимое состояние, т. е. изделие становится твердым.

При отверждении изделий поддерживают определенный технологический режим (давление и температуру). Давление при отверждении может быть снижено до 8–9 МПа, поскольку оно необходимо в основном для исключения раскрытия пресс-формы под действием паров воды и легколетучих соединений. Практически удельное давление при отверждении на прессах поддерживают таким же, как и в момент смыкания пресс-формы (25– 40 МПа). Однако это обусловлено лишь конструкцией гидропресса и не связано с требованиями технологии.

Температуру прессования обычно выбирают по справочным данным или определяют экспериментально. Время выдержки устанавливают с учетом толщины и температуры формы: чем выше температура, тем короче выдержка. Однако при очень высокой температуре происходит слишком быстрое отверждение поверхностных слоев изделия и вода, находящаяся внутри изделия, через отвержденный слой удалиться не может. При раскрытии пресс-формы под действием паров воды возможен разрыв поверхностных слоев и появление на изделии вздутий или трещин.

Размыкание и очистка  пресс-форм

Размыкание стационарных пресс-форм, т.е. пресс-форм, закрепленных на нижней или верхней плите пресса, проводится за счет движения подвижной плиты пресса. Съемные пресс-формы разбирают на рабочем столе с помощью специальных разъемников. Размыкающие штанги имеют уступы, которые при нажатии действуют на плиты пресс-формы и разъединяют их. При размыкании стационарных и съемных пресс-форм изделие, как правило, остается в матрице, оттуда его легко извлечь выталкивателями. При изготовлении изделий сложной конфигурации пресс-формы могут размыкаться по нескольким горизонтальным или вертикальным плоскостям.

Отпрессованные изделия извлекаются  из стационарных пресс-форм с помощью  выталкивателей, соединенных со штоком нижнего гидроцилиндра пресса, а  из съемных пресс-форм – вручную с применением приспособлений.

Для очистки пресс-формы обдувают сжатым воздухом с помощью пистолета. Если наплывы пресс-материала струей сжатого воздуха не очищаются, то применяют скребки, изготовленные  из мягкой стали или латуни.

Стационарные пресс-формы не требуют  специальной сборки, в них иногда после очистки вставляют вставки или арматуру.

Методы переработки пластмасс  в вязко-текучем состоянии требуют, как правило, при формообразовании изделий одновременного действия тепла  и давления. К этим методам относятся  прессование, литье под давлением, экструзия, каландрирование и т.д.

Горячее прессование термореактивных  пластмасс применяется для изготовления деталей простой формы с ограниченным количеством арматуры или без  нее. Оно заключается в непосредственном приложении внешнего давления к пресс-материалу, находящемуся в нагретой замкнутой пресс-форме. Пресс-материал под влиянием температуры и давления переходит в вязко-текучее состояние и заполняет полость пресс-формы. После отверждения и снятия давления готовое изделие извлекают.

Для получения деталей из термореактивных пластмасс необходимо определенное давление при одновременном нагреве пресс-материала до вязко-текучего состояния. Отверждение является результатом реакции полимеризации. Для изготовления деталей из термопластичных пластмасс требуются не только давление и предварительный нагрев, но и последующее охлаждение в пресс-форме до отверждения.

Для прямого прессования применяют  специализированные гидравлические прессы.

Технологические особенности литья под давлением

Технологический процесс литья изделий из термопластичных полимеров состоит из следующих операций:

1. плавление, гомогенизация и дозирование полимера;
2. смыкание формы;
3. подвод узла впрыска к форме;
4. впрыск расплава;
5. выдержка под давлением и отвод узла впрыска;
6. охлаждение изделия; раскрытие формы и извлечение изделия.

Операции впрыска расплава и выдержки его под давлением сопровождаются тем, что цилиндр литьевой машины уже подведён к литьевой форме и сопло соединено с литниковым каналом формы. Шнек под действием поршня узла впрыска перемещается к форме, и расплав впрыскивается в формующую полость. Для исключения вытекания расплава из формы даётся выдержка под давлением. Во время охлаждения изделия, когда расплав в литнике достаточно охлаждён, узел впрыска отводится от формы и начинается дозирование новой порции расплава, шнек останавливается. После окончания охлаждения формы, происходит её раскрытие и изделие удаляется. Такова общая последовательность технологических операций.

Большинство термопластов не нуждается в предварительной обработке перед загрузкой в литьевую машину, если не считать окрашивания в нужный цвет. Полиамиды и поликарбонат, способные при хранении увлажняться, подвергаются сушке. Повышенная увлажненность материалов приводит к образованию пузырей, утяжин, серебристости на поверхности изделий. Подсушивание проводят непосредственно перед переработкой.

Литники, бракованные  изделия и другие отходы переработки  термопластов подлежат предварительной  разборке, очистке и дроблению. После  этого они могут быть использованы в качестве добавок к свежему материалу.

Нагревательный цилиндр  является основным технологическим  узлом машины, определяющим её производительность и качество изделий. К нагревательному  цилиндру предъявляют следующие  требования:

1) высокий коэффициент теплопередачи от источников нагрева к материалу при небольших разностях температур стенок цилиндра и материала;

2) равномерный нагрев материала и отсутствие местных перегревов.

Для измерения температуры  расплава в различных зонах обогреваемого  цилиндра используют термопары.

Режим охлаждения изделия  в форме влияет как на производительность машины, так и на качество изделий. Интенсивное охлаждение увеличивает  производительность машины, но может  привести к снижению качества изделий  из-за появления внутренних напряжений. Чем выше температура затвердевания термопласта, тем выше должна быть температура формы.

Температура формы перед  заполнением обычно ниже температуры  литья на 100-150° С.

Продолжительность цикла  складывается из времени смыкания формы, впрыска, выдержки под давлением и раскрытия формы. Время впрыска зависит от массы отливки, формы изделия, сечения впускных клапанов, текучести термопласта, температуры и давления расплава в материальном цилиндре и интенсивности охлаждения изделия в форме. Для различных термопластов при равных условиях длительность впрыска личная и колеблется в пределах от 2-3 с (для полистирола) до 40-60 с (для поламида-54) на 1 мм толщины изделия.

Чем больше масса отливки, тоньше стенки изделия и сложнее его форма и чем меньше сечение впускных каналов формы, тем больше время впрыска. Чем выше текучесть термопласта, давление и температура расплава в материальном цилиндре машины, тем меньше продолжительность.

Одним из основных технологических  показателей процесса является давление литья. Под давлением материал проходит материальный цилиндр, литниковые каналы и заполняет полость форм. Давление, под которым находиться расплав в полостях формы, всегда меньше давления, создаваемого червяком или поршнем

 

 

 

 

2 Обеспечение безопасности технологического процесса

 

2.1 Планировочное  решение здания

 

Помещения производства делятся  на помещения основного производства, складские, вспомогательные и обслуживающие (бытового, социального назначения).

К производственным площадям цеха относятся площади, занятые  производственным оборудованием, заготовками, деталями у рабочих мест и у оборудования, проходами между оборудованием.

К вспомогательным площадям относятся площади инструментального  и ремонтного хозяйства; цеховых  складов и кладовых; помещений  ОТК; прочих вспомогательных помещений: пожарных и магистральных проездов.

Исходя из состава помещения  и строительных норм, определены основные размеры строения.

При размещении оборудования необходимо учитывать следующие  технологические требования: удобство обслуживания оборудования, его демонтажа и ремонта; наиболее эффективное использование производственной площади и объёма; рациональное решение внутрицехового транспорта.

При планировке оборудования необходимо соблюдать строительные нормы, правила техники безопасности и охраны труда, санитарные и противопожарные нормы [21].

 

2.  Безопасность конструкции основного оборудования

 

При внедрении на предприятиях оборудования по переработке полимерных материалов и новых технологических  процессов необходимо соблюдать  требования специальных отраслевых инструкций и указаний по технике безопасности, утвержденных отраслевым Министерством по данной отрасли производства. На основании этих правил применительно к новым технологическим процессам и оборудованию разрабатываются и утверждаются главным инженером предприятия инструкции для каждого агрегата в отдельности. Инструкции вывешивают на видном месте около каждой машины.

Все оборудование должно быть в исправном состоянии. Электродвигатели, электроприборы в пусковые устройства должны быть заземлены.

Запрещается заправлять и  очищать машины и оборудование в  рабочем состоянии. Движущиеся и  вращающиеся части машин и  механизмов должны быть надежно ограждены. Не разрешается работать на оборудовании со снятыми ограждениями. Камеры для  термообработки и другие тепловые агрегаты необходимо теплоизолировать. Пылящее и выделяющее газ оборудование должно быть герметизировано и приспособлено к вытяжной вентиляции [13].

К самостоятельной работе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте, обучение по охране труда и проверку знаний требований охраны труда и пожарной безопасности; обученные безопасным методам работы, прошедшие стажировку на рабочем месте в течение 2-14 смен под руководством лица, назначенного приказом по подразделению, обученные оказанию первой помощи пострадавшим, имеющие I группу по электробезопасности.

Одним из самых распространенных методов переработки пластмасс  является литье под давлением - материал разогревается до пластического состояния в специальном цилиндре и инжектируется из него с большой скоростью и под высоким давлением в литьевую форму.

На литьевых машинах можно  изготовлять одну или несколько  деталей одновременно в зависимости  от конфигурации, массы и площади отливки.

Литьевые машины классифицируют по мощности, конструкции и типу привода. Производственную мощность их определяют в кубических сантиметрах  впрыскиваемого материала, расходуемого на изготовление одной отливки, она  колеблется в пределах 2 - 31000 см³.

Циклический процесс литья  под давлением состоит из следующих  основных операций: дозирования материалов (при необходимости с предварительной  подсушкой в бункере машины); подачи в инжекционный цилиндр, нагревания и расплавления материала; впрыска  под давлением пластифицированного расплава в форму; охлаждения изделия в форме (для термопластов) или нагревания (для реактопластов); разъема формы и удаления из нее готовых изделий.

Формовать изделия на машинах  можно тремя основными способами: литьевым, интрузионным, инжекционно-прессовым.

Литьевой способ заключается  во впрыске материала в литьевую форму при помощи поступательно  перемещающегося поршня или червяка  и выдержке материала под давлением  в форме. Интрузионный способ предполагает заполнение литьевой формы при помощи червяка, совершающего только вращательное или вращательное и поступательное движение. Материал в форме под давлением выдерживается под действием осевой силы, передаваемой червяком. Инжекционно-прессовый способ заключается в заполнении не полностью сомкнутой формы литьевым или интрузионным способом. Дальнейшее формование материала происходит под действием силы, создаваемой прессовым механизмом [3].