Проектирование технологического процесса изготовления изделия "Кольцо" - Производство и технологии дипломная работа

Главная

Производство и технологии
Проектирование технологического процесса изготовления изделия "Кольцо"

Разработка технологического процесса изготовления изделия "Кольцо" из волокнисто-армированного композитного материала с годовым выпуском 35 000 штук в год. Технико-экономическое обоснование вариантов метода получения изделий, выбор оборудования.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2.3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
2.4 ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛА
2.4.1 ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ «КОЛЬЦО»
2.4.2 ВОЛОКНИСТЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ «КОЛЬЦО»
2.4.4 ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ВЫБРАННЫХ КОМПОНЕНТОВ
2.5.2.РАСЧЕТ ГНЕЗДНОСТИ ПРЕСС-ФОРМЫ
2.5.4 ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕСС - ФОРМЫ
2.6 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЕСС-ФОРМЫ
2.9 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА
2.1 1 БРАК ПРИ ПРЕССОВАНИИ И ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ 42
3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
3.1ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ «КОЛЬЦО» МЕТОДОМ ПРЕССОВАНИЯ
3.2 МАРШРУТНО- ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЕ «КОЛЬЦО» МЕТОДОМ ПРЕССОВАНИЯ
4.1 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4. 2 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ И РАСЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТАЮЩИХ
4.4 ОСВЕЩЕНИЕ, ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Эффективность эксплуатации обрабатывающего и сборочного оборудования определяется качеством технологического процесса (ТП), которое закладывается в процессе его проектирования. По мере развития автоматизации понятие ТП изменялось. При использовании оборудования с ручным управлением под ТП понимали ту часть производственного процесса, которая включала в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета труда. Затем в это понятие добавили действия по определению состояния (контролю) предмета труда. С внедрением поточного производства в состав ТП стали включать вспомогательные операции (транспортные, складские, маркировочные, по уборке стружки и т. п.) и управляющие операции всем производственным комплексом (линией, участком, цехом, заводом), состоящим из автоматического оборудования. Вспомогательные и управляющие операции не изменяют размеров, формы, внешнего вида и свойств обрабатываемого изделия, но являются необходимыми для осуществления обработки, сборки и контроля изделий. Как показывает опыт, отделение их от основных операций мешает выполнению проектных работ по ТПП, наладке оборудования и осуществлению процесса изготовления и контроля изделия. Поэтому в дальнейшем под ТП мы будем понимать все действия по изменению геометрических формы и размеров, внешнего вида, внутренних свойств, контролю, транспортированию, складированию, маркировке, удалению стружки, замене инструмента и силовых головок.
Целью данного дипломного проекта является проектирование технологического процесса изготовления изделия «Кольцо» из ВАКМ (волокнисто армированный композитный материал) с годовым выпуском 35 000 штук в год. Исходными данными для изготовления изделия являются: чертеж изделия «Кольцо», годовой выпуск 35000 штук в год, материал ВАКМ,
предел прочности при сжатии усж=104МПа, предел прочности при изгибе уизг=92МПа.
При выполнении дипломного проекта решались следующие задачи:
Выбор материала для изделия «Кольцо».
Выбор и обоснование метода переработки.
Проектирование СТО (средства технического оснащения) для прессования.
Разработка ТП (технологический процесс).
Кольцо - данная деталь относится к группе упругих элементов деталей машин, которые смягчают вибрацию и удары, накапливают энергию и обеспечивают постоянное сжатие деталей. Также кольцо может использоваться как уплотнительное устройство или шайба. Уплотнительное устройство служит для предотвращения или уменьшения утечки жидкости, газа путём создания преграды в местах соединения между деталями машин (механизма). Шайба является крепёжным изделие м, подкладываемое под другое крепёжное изделие для создания большей площади опорной поверхности, уменьшения повреждения поверхности детали, предотвращения самоотвинчивания крепёжной детали, а также для уплотнения соединения с прокладкой . В основном используется в машиностроении, приборостроении и прочих промышленных и производственных областях.
Разработка технологического процесса производства из ВАКМ начинается с оценки чертежа изделия, установления возможности его изготовления в зависимости от массы, габаритных размеров, серийности и назначения.
Выданный чертеж содержит одну проекцию детали с указанием габаритных размеров, внутренние радиусы, допустимые отклонения габаритных размеров. В чертеже детали задана шероховатость на двух поверхностях Rz20,которая обозначает высоту неровностей профиля по десяти точкам. Так же в правом верхнем углу чертежа вынесен знак (),который предполагает, что все остальные поверхности на чертеже не обрабатываются, то есть шероховатость для них не нормируется, либо обрабатываются без удаления слоя материала. Допустимое отклонение внешнего диаметра больше отклонения внутреннего диаметра, следовательно, внутренняя часть детали является наиболее важной и требования к обработки данного отверстия должны быть выше.
По заданию проекта материал, из которого изготавливается деталь, должен быть волокнисто армированным композитом. Связующим является термореактивная смола - эпоксидная, фенолформальдегидная, кремнийорганическая, полиуретановая, и т.п. Наполнителем могут быть стекловолокна, порошки различного происхождения.
Материал для связующего и наполнителя выбираем исходя из заданных механических свойств. Но так как целью данного проекта является проектирование технологического процесса изготовления детали, а не разработка нового материала, то можно воспользоваться готовыми, удовлетворяющими нашим требованиям, материалами - премиксами и препрегами.
Изделия из волокнистых композитов на основе полимеров и других матриц в зависимости от массы делят на четыре класса: мелкие, средние, крупные и очень крупные, представленные в таблице 2.2.[15].
Зависимость типа производства от объема выпуска изделий
При помощи программы КОМПАС-3D-V11 была получена трехмерная модель данной детали со следующими значениями: Площадь S=36888мм2=368,9см2 ,Объем V=203642,231276мм3=203,6см3 = 0,0002036 м3
По данной плотности выбранного материала с?1740 кг/м3 рассчитаем массу изделия m=V•с=1740 · 0,0002036 =0,36 кг и определим тип производства по таблице 2.2.1[15].
Типы производства в зависимости от годового выпуска
Годовой выпуск изделий одного назначения при различных типах производства
Данная деталь относится к первой группе по массе, то есть деталь является мелкой. Учитывая группу детали по массе и годовой выпуск изделия, выбираем серийность производства изделия. Так как годовой выпуск детали равен 35тыс штук в год и является мелкой, то исходя из норм определения серийности производство является среднесерийным .
2.3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
Основным факторами, обеспечивающими выбор метода производства из волокнисто-армированных материалов является характер производства, заложенный при проектировании с учетом массы, габаритов, класса точности и назначения, а также масштаба изделия в год. Масштаб определяет также и выбор материала для производства оснастки, по которой будет изготавливаться изделие.
Известно несколько методов формования изделий из ВАКМ:
4.Намотка пропитанного смолой волокна на форму.
5.Пултрузия, или формование профильных изделий путем протяжки волокна через ванну с полимером и калибрующую фильеру.
Процесс автоклавного формования состоит из следующих основных этапов:
1. На форму накладывают необходимое число слоев препрега;
2. При повышенных давлении и температуре в автоклаве проводят отверждение;
3. Осуществляют отделку (зачистку) отвержденных изделий.
Чаще всего при отверждении в автоклаве используют и вакуумный мешок. Рассмотренный метод формования является периодическим; на свойства изделий решающее влияние оказывают технология выкладки препрега на форму, тип и свойства вакуумного мешка и т. д.
Можно отметить следующие характерные особенности метода автоклавного формования:
Возможность получения изделий равномерной толщины;
Возможность формования крупногабаритных изделий;
Высокое качество поверхности изделий;
При использовании вакуумного мешка получаются высококачественные изделия с низкой пористостью.
Недостаток метода автоклавного формования заключается в том, что он довольно дорог, требует затрат ручного труда и поэтому малопригоден для серийного и массового производства изделий. Тем не менее, он весьма эффективен для изготовления изделий из таких высококачественных и легких материалов, как стеклопластики. Перспектива снижения стоимости процесса (соответственно и изделий) связана с механизацией и автоматизацией ряда операций, сокращением благодаря этому трудовых затрат и подбором лучших материалов для вакуумных мешков. Исследуется возможность применения для этого метода термостойких и долговечных мешков из силиконового каучука, которые можно использовать многократно. В частности, важно выбирать температуру и давление с учетом характеристик процесса отверждения, так как эти параметры оказывают значительное влияние на свойства формуемого изделия. Надо отметить пожароопасность использования вакуумных мешков в методе автоклавного формования. Поэтому необходимо применять инертную газовую среду (например, азот) и принимать другие меры безопасности при автоклавном формовании [1].
Наиболее простым по аппаратурно-технологическому оформлению способом получения полимерных композиционных материалов продолжает оставаться контактное формование, которое применяется для изготовления крупногабаритных малонагруженных деталей сложной конфигурации: коробчатых кожухов механизмов, баков, корпусов и других элементов лодок, катеров и пр. Контактное формование изделий в открытых формах осуществляют в основном двумя методами -- ручной укладкой и напылением.
Технология ручной укладки включает следующие основные операции:  -- нанесение разделительных покрытий на формы;  -- раскрой тканых или нетканых армирующих материалов;  -- приготовление связующего;  -- укладка армирующего материала на форму;  -- нанесение на армирующий материал связующего и пропитка им арматуры;  -- отверждение связующего при комнатной температуре или при нагревании до 70-95°С;  -- извлечение изделия из формы и его механическая обработка согласно требованиям чертежа;  -- контроль качества изделия. 
Широко используется в течение многих лет.
Недорогие используемые инструменты, если используются смолы, отверждаемые при комнатной температуре.
Широкий выбор поставщиков и материалов.
Более высокое содержание стеклянного наполнителя и более длинные волокна по сравнению с методом напыления рубленного роввинга.
Качество смеси смолы и катализатора, качество ламината, содержание стеклообразующего в ламинате очень зависят от квалификации рабочих.
Высокая вероятность воздушных включений в ламинате.
Метод формования напылением отличается от описанного тем, что волокнистая арматура (стекловолокно, базальтовое волокно, углеволокно) в виде бесконечного ровинга рубится на короткие отрезки -- штапельки -- и доставляется в форму одновременно со смесью соответствующей смолы и катализатора. Варьирование соотношения смолы и наполнителя, вида армирующего материала и системы его укладки, типа смолы и ее наполнителей позволяет в широких пределах изменять свойства получаемых композиционных пластиков, поскольку структура и свойства композита, да и само изделие формообразуется в процессе его получения [1]. 
Различают следующие технологические схемы прессования: прямое (компрессионное), литьевое, пакетное (многоярусное) и профильное прессование.
Прямое (компрессионное) прессование заключается в непосредственном приложении к пресс-материалу, находящемуся в нагретой пресс-форме, внешнего давления (рис.2.3)
Рисунок 2.3.Схема прямого(компрессионного) прессования:
а - загрузка сырья, б - прессование; в - извлечение детали
1 - пуансон; 2 - сырьё; 3 - матрица пресс-формы;
При этой схеме прессования сырьё 2 закладывается в полость матрицы пресс-формы 3, при замыкании которой усилие от пресса передается материалу через пуансон 1. Под действием давления и тепла материал переходит в вязкотекучее состояние и заполняет формообразующую полость пресс-формы. В процессе выдержки при температуре отверждения отформованный материал переходит в твердое неплавкое состояние, после чего пресс-форма раскрывается и деталь 4 извлекается из нее с помощью выталкивателя 5.
Время выдержки под прессом зависит от вида сырья и толщины изготовляемого изделия, его выбирают из расчета 100 - 200 с на 1 мм толщины стенки. Это время, идущее в основном на подогрев материала для перехода его в вязкотекучее состояние, может быть на 40 - 60 % сокращено путем предварительного подогрева пресс-материала до 90 - 120°С, например, в термошкафе. Отверждение является результатом реакции поликонденсации реактопласта, сопровождающейся выделением летучих составляющих полимера и паров влаги. Поэтому для удаления газов выполняют операцию подпрессовки, т.е. после определенной выдержки пресс переключают на обратный ход, обеспечивая подъем пуансона на 5 - 10 мм и выдержку его в таком положении в течение 2 - 3 секунд. После этого пресс-форма снова смыкается и процесс формообразования завершается. При изготовлении крупных толстостенных деталей из материалов с повышенной влажностью подпрессовку осуществляют дважды. Технологические параметры прессования (давление, температура нагрева, время выдержки и др.) зависят от вида перерабатываемого материала.
Для переработки реактопластов рекомендуется задавать давление прессования p = 15 - 80 МПа, а температуру пресс-формы t = 135 - 175°С в зависимости от рецептуры перерабатываемого материала и геометрии прессуемого изделия. Схема прямого (компрессионного) прессования применяется для изготовления изделий несложной конфигурации из реактопластов с волокнистым или порошковым наполнителем, а также из некоторых термопластов, дозирование загружаемого в пресс-форму сырья осуществляется по объему, массе или поштучно (числом таблеток).
Для изготовления деталей сложной конфигурации с тонкими стенками, углублениями и глубокими отверстиями, оформляемыми с помощью стержней, вставок и знаков, применяют схему литьевого прессования. Эта схема позволяет устанавливать тонкую и сложную арматуру, остающуюся в теле изделия. В отличие от прямого прессования литьевое имеет более высокую производительность.
Основным отличием схемы литьевого прессования (рисунок 2.3.1.) является то, что сырье загружается не в формообразующую часть пресс-формы, а в отдельную литьевую камеру 2, в которой под действием теплоты становится вязкотекучим и с помощью литьевого плунжера 1 через литниковый канал 3 выдавливается в оформляющую кольцевую полость 4 пресс-формы, образованную стержнем 5 и её цилиндрической поверхностью. По завершении процесса отверждения готовая деталь (не имеющая облоя) извлекается из пресс-формы.
Недостатком литьевого прессования является существенные (до 40 %) отходы материала, неизбежно остающиеся в литьевой камере.
Рисунок 2.3.1 - Схема литьевого прессования
1 - литьевой плунжер; 2 - литьевая камера; 3 - литниковый канал; 4 - деталь в полости (матрице) пресс-формы; 5 - стержень (пуансон)
- для фенопластов p = 90 - 100 МПа, tп.ф. = 195 - 225 °С, tл.к = 135 - 155 °С;
- для аминопластов p = 70 - 160 МПа, tп.ф. = 195 - 215 °С, tл.к. = 95 - 120 °С,
где p - давление прессования, tп.ф. и tл.к.- температура соответственно в пресс-форме и литьевой камере.
Таким образом, давление при литьевом прессовании значительно выше, чем при прямом; температура в пресс-форме на 60 - 90°С выше, чем в зоне впрыска полимера в пресс-форму. В качестве оборудования применяют не только прессы, но и одноцилиндровые литьевые машины.
Пресс-формы обогреваются с помощью электрических элементов или пара. В мелкосерийном производстве пресс-формы выполняют съёмными(отсутствуют крепление к прессам и нет собственных нагревателей);в серийном и крупносерийном - полустационарными и стационарными, закрепляемыми на прессах и снабженными собственными нагревателями. Кроме того, различают пресс-формы закрытого и открытого типов, одногнездовые и многогнездовые.
По схеме пакетного (многоярусного) прессования получают листы и плиты из гетинакса, стеклотекстолита и других реактопластов. Заготовки материала (из стеклоткани и др.) пропитывают смолой, укладывают между горячими плитами многоэтажных прессов и подвергают давлению в течение определенного времени.
Профильным прессованием получают трубы, прутки круглого и фасонного сечений из реактопластов. Схема профильного прессования аналогична применяемой на металлургических заводах схеме прямого прессования металла. В последнее время профильное прессование заменяют более прогрессивной схемой непрерывного выдавливания (экструзии) на специальных машинах [16].
Проанализировав некоторые методы переработки, сделаем вывод, что наиболее эффективен метод прямого компрессионного прессования. При данном методе осуществляется полное использование материала, также учитывается простота метода и сравнительно низкая стоимость пресс-форм. Процесс характеризуется тремя основными показателями: давление, температура и время выдержи. Изменяя эти параметры, мы оказываем влияние не только на длительность технологического цикла прессования, но и на качество готовых изделий. Поэтому остановимся на важнейших направлениях воздействия каждого из них на свойство готовых изделий.
1.Температура прессования- это параметр процесса переработки термореактивного полимерного сырья, от изменения которых зависит качество готовых изделий. Как правило, повышение температуры прессования позволяет снизить продолжительность цикла прессования и способствует повышению физико-механических и электрических свойств изделий, однако повышение температуры выше определенного предела ведет к преждевременному отверждению, деструкции материала (полимера и других ингредиентов композиции), повышенному выделению газообразных продуктов. Поэтому выбор температуры прессования изделия (в пределах рекомендованного для каждого типа пресс-материала диапазона температур переработки) зависит от скорости отверждения материала, содержания влаги и летучих, текучести, а также от конфигурации изделия, конструктивных особенностей пресс-формы и выбранной технологии прессования [1].
С момента соприкосновения опускающегося плунжера с поверхностью материала в форме возникает давление, оно заставляет вязко-пластичный материал растекаться, заполняя полость формы, и достигает наибольшего значения в момент окончательной остановки пуансона после смыкания формы.
Повышение температуры, применение предварительного подогрева позволяет значительно снизить удельное давление прессования (до 40-70%). Важнейшее значение при выборе давления прессования имеет форма изделия,его размеры и конструкция.Прессование при недостаточном давлении ведёт к появлению недопрессовок, увеличению грата, ухудшению внешнего вида и другим видам брака [7].
Выдержка - это время пребывания прессовочного материала в закрытой пресс-форме, необходимое для его отверждения, то есть для перевода связующего в неплавкое нерастворимое состояние. Чем меньше выдержка, тем меньше время изготовления изделия (цикл прессования), тем выше производительность пресса. Время выдержки под прессом зависит от свойств прессуемого материала, содержания влаги и летучих в прессовочном материале, скорости отверждения материала и толщины прессуемой детали. Для большинства реактопластов время выдержки выбирают из расчета 0,5-2 мин на 1 мм толщины стенки. Технологическое время может быть сокращено за счёт предварительного подогрева материала [1].
2.4 ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛА
Выбор компонентов композита или полуфабрикатов для изделия определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Особенностью композитов является то, что материал во многих случаях производится непосредственно в процессе изготовления изделия, но может изготавливаться в виде заготовок (листов, стержней и др.) для последующей обработки и получения изделий механическими и термомеханическими методами. Свойства получаемого композиционного материала зависят от выбора исходных компонентов и их соотношения, взаимодействия между ними, вида и расположения волокон в армирующем наполнителе, метода и технологических условий изготовления изделия (давления, температуры, времени), дополнительной обработки изделия и ряда других факторов. Выбор основных компонентов наполненных и армированных полимерных композитов определяется многими факторами: необходимыми функциональными требованиями к готовым материалам и изделиям, их эксплуатационной надежностью и безопасностью эксплуатации, совместимостью и взаимным влиянием компонентов, технологичностью переработки, доступностью и стоимостью.
Определяющим при создании композитов является взаимодействие и взаимовлияние компонентов в элементарном объеме волокно-матрица (связующее). Чем выше необходимые свойства получаемого композита конструкционного назначения, тем более сложный комплекс требований должен выдерживаться при выборе исходных компонентов, без выполнения которых невозможно получение качественных изделий. Эти требования включают нижеследующие характеристики:
* должно быть определенное соотношение между механическими свойствами армирующих волокон и матрицы (ниже индексы «в» и «м» относятся соответственно к волокнам и матрице);
* модуль упругости при растяжении и сдвиге волокон должен быть больше матрицы EB>EM;GB>GM;
* прочность волокон должна быть больше чем связующего ув* > ум *; удлинение при разрыве волокон должно быть несколько меньше, чем матрицы ув* < ум *; * коэффициенты Пуассона для волокон и матрицы желательно иметь достаточно близкими, чтобы при деформации композита на границе волокно - матрица не возникало напряжений, отрывающих их друг от друга и тем самым снижающих адгезию; * термические характеристики волокон (температуры плавления или разложения) должны быть выше температур переработки термопластов или отверждения реактопластов.
Взаимодействие волокон с матрицей должно обеспечивать высокую реализацию механических свойств волокон в армированном материале и его монолитность. Для этого необходимы:
* хорошая смачиваемость волокон матрицей (связующим);
* высокая адгезия между волокном и матрицей, характеризуемая сдвиговой прочностью на границе раздела волокно-матрица;
* отсутствие или минимальное изменение свойств волокон под влиянием компонентов матрицы;
* релаксация внутренних напряжений в элементарном объеме волокно-матрица при термообработке или под влиянием компонентов связующего и другие факторы.
Выбор компонентов композиционного волокнисто армированного материала осуществляется с учетом индивидуальных свойств волокнистого полуфабриката и полимерного связующего (полимерной матрицы), а также их взаимного влияния, обусловленного рядом факторов [5].
2.4.1 ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ «КОЛЬЦО»
Выбор матричного материала для изготовления изделия является важнейшим этапом проектирования, который определяет метод изготовления изделий из композитов, возможность выполнения конструкций заданных габаритов и формы, а также параметры технологических процессов.
Тип смолы частично или полностью определяет ряд эксплуатационных свойств изделий, таких как химическая стойкость, горючесть, эластичность, погодостойкость, ударную прочность, коробление, прочность и электроизоляционные характеристики.
При выборе смолы предпочтение было дано термореактивной смолы, так как изделия из этих материалов большей прочностью и стойкостью к агрессивным средам. В производстве пластмасс из них широко используются фенолформальдегидные, кремнийорганические, эпоксидные смолы, непредельные полиэфиры и их различные модификации. Более высокой адгезией к наполнителю обладают эпоксидные связующие, которые позволяют получать армированные пластики с высокой механической прочностью[5].
Теплостойкость стеклопластиков на кремнийорганическом связующем при длительном нагреве составляет 260-270°С, на фенолформальдегидном - до 260°С, на эпоксидном - до 200°С, на непредельном полиэфирном - до 200°С и на полиамидном связующем - 280-350°С.
Прочностные требования изготавливаемого «кольца» удовлетворяют множество термореактивных материалов. Среди них фурановая, полиэфирная и эпоксидная, различные пресс - порошки и премиксы. Учитывая экономию материальных средств за счет возможности не приобретать дополнительного оборудования для удаления замасливателя с волокна, его рубки и перемешивания со смолой, решено использовать премикс на основе полиэфирной смолы [7].
Ненасыщенные полиэфирные смолы в неотверждённом состоянии представляют собой растворы ненасыщенных полиэфиров с относительной молекулярной массой 700-3000 в мономерах или олигомерах.Основные свойства полиэфирных смол приведенные в таблице 2.4.1. В связи с хорошей адгезией, они преимущественно используются в качестве связующих при производстве стеклотекстолита, стеклошифера и других стеклопластиков, а также в качестве связующего компонента для заливочных масс, клеев, шпатлёвок, в производстве пенополиуретанов, лаков для мебельной промышленности и т. д. Способность ненасыщенных полиэфиров отверждаться при комнатной температуре без выделения летучих продуктов даёт возможность изготовлять на их основе с применением стекловолокнистых наполнителей крупногабаритные изделия (лодки, катера, обтекатели и т. п.) [14].
Основные свойства полиэфирных смол
Модуль упругости при сжатии Есж, МПа
Предел прочности на сжатие усж, МПа
Материалы на основе ненасыщенных полиэфиров очень удобны, их использование неуклонно возрастает. Разнообразие полиэфирных композиций обусловлено различной длиной и степенью разветвлённости цепей полиэфира, а также содержанием реакционноспособных ненасыщенных групп, варьируемое выбором соответствующих исходных продуктов, и расстоянием между эфирными связями в них.
В качестве отвердителей полиэфирной смолы выбран гидроперекись изопропилбензола (ГП) 3-4% в сочетании с ускорителем твердения нафтенатом кобальта (НК) 6-8% по массе. Эти вещества при внесении в смесь находятся в жидком состоянии [5].
2.4.2 ВОЛОКНИСТЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ «КОЛЬЦО»
В волокнисто - армированных композитах волокна (нити, жгуты, проволоки, сетки, ткани) воспринимают основные напряжения, возникающие при действии внешних нагрузок, что и обеспечивает жесткость и прочность в направлении ориентации волокон.
Армирующие волокна, применяемые в конструкционных КМ, должны удовлетворять комплексу эксплуатационных и технологических требований. К первым относятся требования по прочности, жесткости, плотности, стабильности свойств в определенном температурном интервале, химической стойкости и т.д. Этим требованиям отвечают бор, бериллий, углерод, азот, кислород, алюминий и кремний.
Технологичность волокон определяет возможность создания высокопроизводительного процесса изготовления изделий на их основе. Важным требованием является также совместимость волокон с материалом, т.е. возможность достижения прочной связи волокно - матрица при условиях, обеспечивающих сохранение исходных значений механических свойств компонентов[5].
Для данной детали наиболее благоприятно использование коротко рубленных стеклянных волокон. Стеклянные волокна широко применяют при создании неметаллических конструкционных композитов - стеклопластиков. При сравнительно малой плотности с = (2,4-2,6)·103 кг/м 3 они имеют высокую прочность, низкую теплопроводность, теплостойки, стойки к химическому и биологическому действию. Форма сечения стекловолокна - круг, однако выпускаются и полые волокна, и профилированные с формой сечения в виде треугольника, квадрата, шестиугольника, прямоугольника [8].
Стеклянные волокна являются наиболее универсальными и эффективными армирующими наполнителями волокнистых композиционных материалов. Их получают вытягиванием из горячих фильер и используют в виде комплексных непрерывных нитей, либо превращают в короткие штапельные волокна.
Непрерывные волокна получают вытягиванием расплавленной стекломассы через фильеры диаметром 0,8-3,0мм и дальнейшим быстрым вытягиванием до диаметра 3-19 мкм.
Штапельное волокно получают вытягиванием непрерывного стекловолокна и разрывом его на отрезки определенной длины или разделением расплавленного стекла на отдельные части, которые затем растягивают (раздувают) на короткие волокна центробежным или комбинированным способом .
При изготовлении стеклопластиков применяют кварцевые, кремнезёмные, алюмосиликатные, алюмоборосиликатные, высокопрочные и другие виды стеклянных волокон. Поверхность данных волокон обычно покрывают замасливателем, который предотвращает истирание волокон при транспортировке и различных видах переработки. Существует два типа замасливателей:
Технологические замасливатели (например, парафиновая эмульсия или замасливатели на основе крахмала), применяемые только на стадии переработки волокна, состоят из клеящих и пластифицирующих веществ. Перед изготовлением стеклокомпозита эти замасливатели удаляют с помощью термической обработки при температуре до 1100 К или смывают.
После удаления замасливателей на поверхность волокон в ряде случаев наносят аппреты - вещества, способствующие созданию прочной связи на границе «волокно-связующее». В качестве аппретов применяют обычно кремнийорганические и металлоорганические соединения. Наиболее перспективны активные замасливатели, выполняющие двойную функцию - предохранение волокна от разрушения и улучшение адгезии между стеклом и полимерной матрицей .
По прочности стекловолокна на 1-2 порядка превосходят стёкла в виде блоков. На это свойство стекловолокон определяющее влияние оказывает состояние поверхности волокон, которое зависит от условий формования. Стекловолокна весьма стойки к температуре. При повышении температуры до 1200 К модуль упругости кварцевого волокна возрастает с 74 ГПа (при 300 К) до 83 ГПа. Бесщелочные алюмосиликатные стёкла начинают снижать свою прочность при 600 К, натрийкальцийсиликатные, боратные, свинцовые и фосфатные - при 400-500 К. Модуль упругости стеклянных волокон снижается незначительно вплоть до температуры размягчения. Некоторые свойства стекловолокон, выпу
Проектирование технологического процесса изготовления изделия "Кольцо" дипломная работа. Производство и технологии.
Контрольная работа по теме Арбитражный процесс и пошлины
Реферат: Палата шахматной доски
Отчет по практике по теме Технологический процесс разработки лесосеки
Доклад по теме Плучек Валентин Николаевич
Отчет по практике по теме Мифы Древней Греции. КВН в 6 классе
Психологические Аспекты Стресса Курсовая Работа
Военно Политическая Обстановка В Китае Реферат
Реферат: Введение в теорию атома
Дипломная работа: Налогообложение малого бизнеса
Реферат Перевозка Детей
Курсовая работа: Правила и порядок проведения сертификации бытового холодильного оборудования. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение по теме Почему герои Гоголя кажутся нам "знакомыми незнакомцами"
Виды Страхования В Рф Реферат
Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза
Сочинение по теме Стихотворение Бесы в духовной и творческой биографии А.С. Пушкина
Реферат: Рыночный механизм и элементы его функционирования
Эссе Оценка Конкурентоспособности Города Дивногорска
Урок Сочинение Забавы Покровского Помещика
Дипломная Работа На Тему Автоматизированная Система Складского Учета В Зао "Белгородский Бройлер"
Методологические Принципы В Психологии Реферат
Электрический ток - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Ринолалия, ее формы - Педагогика презентация
Средневековые города Южного Казахстана - Краеведение и этнография реферат