Конструирование и технология изготовления звукового сигнализатора отключения сетевого напряжения (стр. 6 из 11)
3.2 Проектирование конструкции технологической оснастки
Технологическая оснастка – это комплекс приспособлений режущих и измерительных инструментов для изготовления определенного изделия.
Организация работ по обеспечению технологической оснасткой определяется стандартами ЕСТПП.
Проектированием оснастки занимается КБ отдела главного технолога. Изготовление – инструментальный цех. Внедрение оснастки – цеховые технологические бюро и наладчики.
Номенклатура и количество оснастки определяется технологом при разработке тех. процесса.
Порядок разработки:
Технолог проводит поиск необходимой оснастки среди существующих. При отрицательном результате поиска технолог разрабатывает ТЗ на изготовление оснастки, которое должно содержать руководящую и справочную информацию, необходимую для проектирования оснастки (указания по технике безопасности, модель оборудования, обозначения деталей и изделия, геометрия и вид режущего инструмента и т.д.).
Чертежи оснастки размножаются и передаются в отдел инструментального производства, где разрабатывается технология на оснастку и осуществляется ее изготовление.
3.2.1 Штамп
При сборке и монтаже печатного узла требуется гибка выводов дип-элементов. Для этой цели будем использовать гибочный штамп. Холодная штамповка – одна самых прогрессивных технологий получения заготовок, а в ряде случаев и готовых изделий машиностроения, приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным приборостроительных и машиностроительных предприятий методами холодной штамповки изготавливается до 75% заготовок и деталей.
Характерными чертами процессов холодной штамповки, обеспечивающими её широкое распространение, являются:
– простота эксплуатации оборудования;
– возможность изготовления изделий из разнообразных материалов;
– высокая производительность труда;
– низкая квалификация рабочих;
– малая себестоимость изделий;
– возможность механизации и автоматизации процессов.
Для данного устройства в производстве отсутствует штамп для гибки выводов конденсатора К50–12 (С1, С2, С3). Диаметр выводов ds=0.9, радиус закругления выводов 1 мм, а расстояние между выводами (а соответственно и центрами отверстий КП) равно 25 мм.
Штампы, применяемые для гибки, отличаются большим разнообразием как в отношении выполняемых ими операций, так и по конструктивному оформлению, определяемому характером производства. В массовом производстве применяют сложные штампы, обладающие высокой стойкостью и средствами автоматического контроля параметров. В серийном – используются более простые конструкции и, соответственно, более дешевые в изготовлении. В мелкосерийном производстве находят применение наиболее простые и дешевые штампы.
По способу действия различают штампы простые, последовательные и совмещенные.
По количеству операций штампы могут быть одно- или многооперационными.
По способу подачи материала – с неподвижным или подвижным упором, с ловителями, с боковыми шаговыми ножами и т.д.
При гибке выводов элементов размером D-∆, где D-номинальный
размер детали, ∆ – отклонение данного размера, исполнительные размеры определяются по формулам:
для матрицы – DМ=(D-∆)+δм;
для пуансона – DП=(D-∆-z)- 
п.
Здесь: DМ и DП – сопрягаемые размеры соответственно матрицы и пуансона, мм;
ΔМ и δП – отклонения размеров, мм;
z – номинальный (наименьший), мм.
Определим исполнительные размеры для матрицы:
Определим исполнительные размеры для пуансона:
Чертежи гибочного штампа приведены в приложении.
3.2.2 Прессформа
Корпус звукового сигнализатора отключения сетевого напряжения изготовлен из термореактивной пластмассы – фторопласта-4. В настоящее время известно значительно число способов формирования пластмассовых изделий, которые применяют в зависимости от их конструкций, типа и размеров, технически требований, предъявляемых к использованию изделий. Наиболее распространенными являются:
– прессование;
– литье под давлением;
– формование.
Для изготовления нашего корпуса будем использовать способ обработки в виде литья под давлением.
Литье под давлением – процесс, во время которого материал переводится в вязко-текучее состояние и затем впрыскивается под давлением в форму, где происходит оформление изделия.
Методом литья под давлением производят изделия массой от долей грамма до десятков килограммов. Этот способ является наиболее распространенным в переработке большинства промышленных термопластов. Кроме того, литьем под давлением производят изделия армированные, гибридные, полые, многоцветные, из вспенивающихся пластиков и др.
Основным оборудованием процесса является термопластоавтомат, оснащенный пресс-формами
Отличительной особенностью метода является его цикличность, что ограничивает его производительность.
К основным достоинствам литья под давлением относятся:
– универсальность по видам перерабатываемых пластиков,
– высокая производительность,
– высокое качество получаемых изделий,
– возможность изготовления деталей весьма сложной конфигурации или тонкостенных изделий,
– отсутствие дополнительной обработки конечного продукта (за исключением операции удаления литников),
– полная автоматизация процесса.
Недостатки метода:
– литьевые машины являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями;
– применение термопластоавтоматов для реализации конкретного технологического процесса требует квалифицированного технико-экономического обоснования.
Принципиально, суть технологии литья под давлением состоит в следующем (рис. 24). Расплав полимера подготавливается и накапливается в материальном цилиндре литьевой машины (в данном случае – червячного типа) к дальнейшей подаче в сомкнутую форму (позиция а).
Затем материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор (в нашем случае – невращающийся червяк) в процессе осевого движения перемещает расплав в форму (позиция б). В результате чего форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор смещается в крайнее левое (на рисунке) положение (позиция в).
Далее расплав в форме застывает (или отверждается – в случае реактопластов) с образованием твердого изделия (позиция г). Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться с заданной скоростью, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилиндра и при этом отодвигается назад. В конце накопления требуемого объема расплава вращение червяка прекращается. Он занимает исходное положение.
После завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы форма размыкается, и изделие удаляется из нее (позиция д). Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.
Рис. 26. Схема процесса литья под давлением
Процесс литья под давлением можно разбить на следующие стадии:
1. Дозирование материала и загрузка его в цилиндр.
2. Пластикация материала.
3. Впрыск пластифицированного материала в сомкнутую форму и выдержка его под давлением.
4. Охлаждение изделия в форме.
5. Размыкание формы и удаление изделия из неё.
К технологическим параметрам литья под давлением относятся: температура пластикационного цилиндра, температура формы, удельное давление литья и продолжительность стадий цикла.
Температура пластикации должна быть выше температуры текучести полимера на 10 – 20 °С. При более высоких температурах уменьшается вязкость расплава, облегчаются условия формования, повышается производительность литьевой машины, но увеличивается скорость термической и термоокислительной деструкции.
Температура формы должна быть меньше температуры размягчения полимера, но слишком низкая температура формы может быть препятствием к нормальному её заполнению при впрыске.
Выбор оптимальной температуры определяется способностью полимера к кристаллизации, скоростью кристаллизации, его теплофизическими свойствами, а также конструктивными особенностями формы, давлением литья и температурой поступающего в форму расплава.
Время цикла формования определяется временем пластикации материала, временем впрыска материала в форму и выдержки под давлением, временем охлаждения изделия в форме.
Время пластикации зависит от теплопроводности полимера и характеристик нагревательного цилиндра. На общее время цикла почти не влияет.
Стадия выдержки под давлением заканчивается в момент застывания расплава в впускных каналах. Затрачиваемое время зависит от температуры расплава и формы, а также от формы и размеров литниковой системы.
Время охлаждения определяется температурой расплава, формы и объемом отливки. Вносит наибольший вклад в общее время цикла.
Усилие смыкания формы и удельное давление литья характеризуют конструктивные особенности узла смыкания (рис. 27) и определяют возможность изготовления изделия на данном термопластоавтомате и максимальную площадь отливаемого изделия.
Рис. 27. Узел смыкания и впрыска