←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
Государственный комитет РФ по народному образованию.
Ковалев В. Г.
Основы технологии изготовления деталей из пластмасс.
Учебное пособие по курсу “Технология приборостроения”
Москва,1998
Содержание
1. Введение .......................................................................................... 3
2. Физико-химические основы строения полимеров .................... .... 4
2.1. Строение полимеров ..................................................................... 4
2.2. Свойства полимеров ...................................................................... 5
2.3. Пластические массы ..................................................................... 8
2.3.1. Классификация пластмасс ......................................................... 8
2.3.2.Технологические свойства ........................................................ 10
2.3.3. Физико-химические основы переработки ............................... 11
2.3.4. Марочный ассортимент ............................................................ 14
3. Выбор пластмасс ............................................................................ 15
3.1. Признаки выбора ......................................................................... 15
3.2.Порядок выбора и алгоритм выбора ............................................ 15
4. Способы изготовления деталей из пластмасс ............................... 20
4.1.Классификация способов ............................................................. 20
4.2. Способы горячего формования .................................................. 20
4.2.1. Подготовка полимеров к переработке ..................................... 21
4.2.2. Особенности формования аморфных полимеров .................... 23
4.2.3. Особенности формования кристаллизующихся полимеров ... 24
4.2.4. Температурно-временная область переработки ...................... 26
4.2.5. Технологическая характеристика способов
горячего формования ..........................................................................27
4.3. Способы механической обработки ............................................. 33
4.3.1. Особенности обработки ........................................................... 34
4.3.2. Технологическая характеристика способов обработки........... 35
5. Выбор способа изготовления детали ............................................. 37
6. Технологичность конструкции детали …....................................... 38
Задания для самоконтроля ................................................................. 55
Аннотация
В работе представлены физико-химические основы строения, класси-фикация, свойства, выбор пластмасс и способы переработки; представ-лены также технологические особенности горячего формования и меха-нической обработки пластмасс. Для выбора материала и способа пере-работки приведены алгоритмы.
Весь материал в работе изложен с учетом новейших достижений в об-ласти строения, классификации и особенностей переработки пластмасс.
Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения раз-дела ТПС “Основы технологии изготовления деталей из пластмасс” сту-дентами приборостроительных специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана.
1.Введение.
Пластмассы - материалы на основе органических природных, синте-тических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры - это высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями. Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки.
Переработка пластмасс - это совокупность технологических процес-сов, обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфи-гурацией, точностью и эксплуатационными свойствами.
Высокое качество изделия будет достигнуто, если выбранные матери-ал и технологический процесс будут удовлетворять заданным эксплуа-тационным требованиям изделия: электрической и механической проч-ности, диэлектрической проницаемости, тангенсу угла диэлектрических потерь, прочности, плотности и т.п. Эти требования должны быть учте-ны при создании элементной базы (микросхем, микросборок и т.п.) и элементов базовых несущих конструкций (БНК), печатных плат, пане-лей, рам, стоек, каркасов и др.
При переработки пластмасс в условиях массового производства для обеспечения высокого качества изделий решают материаловедческие, технологические, научно-организационные и другие задачи.
Материаловедческие задачи состоят в правильном выборе типа и мар-ки полимера, таким образом, чтобы обеспечить возможность формова-ния изделия с заданными конфигурацией и эксплуатационными свойст-вами.
Технологические задачи включают в себя всю совокупность вопросов технологии переработки полимеров, обеспечивающих качество изделия: подготовку полимеров к формованию, разработку-определение техноло-гических параметров формования, разработку инструмента, выбор обо-рудования.
Основные этапы работы по применению пластмасс в изделиях сле-дующие:
1. Анализ условий работы изделия, разработка требований к эксплуа-тационным свойствам.
2. Выбор вида пластмассы по заданным требованиям и эксплуатаци-онным свойствам изделия.
3. Выбор способа переработки пластмассы в изделие и оборудования.
4. Выбор базовой марки пластмассы и на её основе марки с улучшен-ными технологическими свойствами.
5. Конструирование, изготовление, испытание и отладка технологиче-ской оснастки и др.
2. Физико-химические основы строения.
2.1. Структура полимеров.
Полимеры состоят из повторяющихся групп атомов - звеньев исход-ного вещества - мономера, образующих молекулы в тысячи раз превы-шающих длину неполимерных соединений, такие молекулы называют макромолекулами. Чем больше звеньев в макромолекуле полимера (больше степень полимеризации), тем более прочен материал и более стоек к действию нагрева и растворителей. Из-за невозможности эффек-тивной переработки малоплавкого и труднорастворимого полимера в ряде случаев получают сначала полуфабрикаты - полимеры со сравни-тельно низкой молекулярной массой - олигомеры, легко доводимые до высоко молекулярного уровня при дополнительной тепловой обработке одновременно с изготовлением изделия.
В зависимости от состава различают группы полимерных соединений: гомополимеры - полимеры, состоящие из одинаковых звеньев мономе-ров; сополимеры - полимеры, состоящие из разных исходных звеньев мономеров; элементоорганические - соединения с введен-ными в глав-ную цепь или боковые цепи атомами кремния (кремнийорганические со-единения), бора алюминия и др. Эти соединения обладают повышенной теплостойкостью.
Форма молекул может быть: линейная неразветвленная (рис. 1, а), до-пускающая плотную упаковку; разветвленную (рис. 1, б), труднее упако-вываемая и дающая рыхлую структуру; сшитая - лестничная (рис. 1, в), сетчатая (рис. 1, г), паркетная (рис. 1, д), сшитая трехмерно-объемная (рис. 1, е), с густой сеткой поперечных химических связей.
У органических полимерных материалов макроструктура образована либо свернутыми в клубки (глобулы) гибкими макромолекулами, либо пачками-ламелями более жестких макромолекул, параллельно уложен-ных в несколько рядов (рис. 2, а), так как в этом случае они имеют тер-модинамически более выгодную форму, при которой значительная часть боковой поверхности прилегает друг к другу. На участках складывания образуются домены, а домены создают фибриллы, связанные проходны-ми участками (рис. 2, б). Несколько доменов, соединяясь по плоскостям складывания, образуют первичные структурные элементы - кристаллы, из которых при охлаждении расплава возникают пластинчатые структу-ры - ламели. В процессе складывания ламелей концы молекул могут на-ходиться в разных плоскостях; иногда эти концы молекул частично воз-вращаются в начальную плоскость - в этом случае они создают петли (рис. 3).
2.2. Свойства полимеров.
Все свойства полимеров зависят от их химического состава и молеку-лярной массы. Прочность, твердость, температура перехода, диэлектри-ческая проницаемость, электрическая прочность, электросопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь и другие свойства у различных по-лимеров изменяются в широком диапазоне (табл.
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5