Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность производства изделий из термореактопластов прессованием в требуемом объеме и ассортименте в значительной степени определяется наличием качественной технологической оснастки.
Переработка реактопластов всегда связана со значительным износом формообразующих деталей ( ФОД ) прессформ, находящихся в прямом контакте с перерабатываемым материалом. В настоящее время только в МНХП ежегодно эксплуатируется около 10000 прессформ для переработки термореактопластов собственного изготовления и получаемых от заказчика изделий из пластмасс, срок службы которых, как правило, определяется стойкостью ФОД. Достигнутая стойкость форм для компрессионного прессования реактопластов составляет 60-100 тыс. отпрессовок в зависимости от категории сложности оснастки и вида перерабатываемого материала. На практике технологическая оснастка выходит в ремонт уже через 1-3 месяца непрерывной работы вследствие интенсивного износа ФОД прессформ. Ввиду того, что средняя цена одной прессформы в государственном секторе составляет 4,5-5 тыс. рублей С1990 г.), годовые затраты на содержание оснастки прессового оборудования соизмеримы со стоимостью основного оборудования.
До сих пор определение нормы стойкости и оценка износостойкости оснастки при прессовании производились на основании статистических данных, анализ которых показывает наличие определенных резервов повышения стойкости ФОД. Однако, для наиболее точного их выявления и прогноза необходим теоретический метод, разработка которого затруднена из-за отсутствия ряда данных по износу ФОД прессформ, а также гидродинамических параметров процесса прессования. Отсутствие четкой научной методики определения стойкости прессформ зачастую приводит к конфликтным ситуациям между заказчиком продукции и ее изготовителем. В диссертации решались задачи по предсказанию и повышению стойкости прессформ на основании изучения износа и гидродинамических процессов, протекающих в ФОД оснастки.
Работа выполнена во ВНИКТИП НПО "Пластик" по тематическим планам института, тема 5. 10. 87. ГОСТ 27358-87 "Прессформы для изготовления изделий из пластмасс. Общие технические условия. "; в соответствии с планом государственной стандартизации на 1987-1989 г. г.; по заказ-наряду Н1-08818501206 "Разработать и внедрить в подотрасли новую технологию термообработки формообразующих
деталей оснастки из нержавеющих сталей для переработки пластмасс с целью увеличения стойкости в 2 раза"; по заказ-наряду 3127869001202 "Совершенствование и внедрение в промышленности технологического процесса упрочнения и восстановления деталей с целью увеличения их стойкости"; по х/д с Олайненским заводом по переработке пластмасс "Разработать и внедрить технологию упрочнения ЇОД прессформ для переработки реактопластов ( с выдачей рекомендаций по износостойкости в зависимости от марок сталей и перерабатываемого материала) и режущего инструмента из быстрорежущих марок сталей".
Цель работы. На основе качественного и количественного анализа изнашивания разработать методику расчета прессформ с учетом их износа, выработать методику повышения их стойкости, выдать рекомендации по применению сталей для форм и методам их упрочнения.
Научная новизна диссертационной работы определяется следующими ее результатами:
уточненные представления о реологическом поведении распла-еов реактопластов при течении их в каналах формообразующих деталей форм при компрессионном прессовании;
математическая модель изотермического течения расплава ре-актопласта в каналах формообразующих деталей прессформ при наличии предела текучести материала с учетом вклада в расход как сдвиговой составляющей, так и составляющей скольжения, с учетом наложения вынужденного потока от движения пуансона, направленного в сторону, противоположную течению, а также с учетом дополнительных потерь давления на поворотах течения и выход грата;
-уточненные представления об износе форм при переработке реактопластов;
метод расчета усилия прессования изделий из реактопластов;
метод расчета стойкостных параметров прессформ для переработки реактопластов.
Практическая ценность. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования процесса течения реактопласта в каналах формообразующих деталей прессформ, их взаимодействия со стальными стенками и появляющийся при этом износ позволили создать методику расчета стойкостных и режимных параметров прессформ для переработки реактопластов. Использование разработанной методики расчета позволило в зависимости от конструктивных особенностей правильно подойти к выбору сталей для форм, их методу упрочнения
(a. c.N 1443445), повышению и предсказанию стойкости форм. Новый метод подбора сталей и их упрочнения для <ЮД прессформ внедрен на Олайненском заводе переработки пластмасс. С использованием разработанной методики создан и выпущен ГОСТ 27358-87 с изменением N 1 "Прессформы для изготовления изделий из пластмасс. Общие технические условия". Экономический эффект от внедрения составил 254.8 тыс. рублей. Автор защищает:
результаты теоретического и экспериментального исследования процесса течения прессматериалов в каналах формообразующих деталей прессформ;
математическую модель изотермического течения расплава ре-актопласта в кольцевом зазоре и на днище между торцем пуансона и матрицей при наличии предела текучести материала с учетом вклада в расход как сдвиговой составляющей, так и составляющей скольжения, с учетом наложения вынужденного потока в кольцевом зазоре от движения пуансона, направленного в сторону, противоположную течению, а также с учетом дополнительных потерь давления на поворотах течения и выход грата;
уточненные представления об износе и методику определения износостойкости ССОД прессформ при переработке реактопластов;
метод расчета усилия прессования изделий из реактопластов;
метод расчета стойкостных параметров прессформ для переработки реактопластов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на Всесоюзном симпозиуме "Научные достижения и прогрессивная технология переработки пластмасс" (Сызрань, 1981г.), на научно-технических семинарах "Совершенствование конструирования, технологии изготовления и ремонта прессформ для переработки пластмасс. Организация производства и ремонта форм " (Устинов, 1985 г.),"Прогрессивные технологические процессы и оборудование для переработки пластмасс" ( г. Минск, 1989 г.), "Вопросы проектирования, изготовления и ремонта прессформ". ( г Рига, 1990г.), на 8-й, 9-й, 10-й отраслевых научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов НПО "Пластик" ( г. Москва, 1984, 1986, 1988 г. г. )
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, получено 1 авторское свидетельство и выпущен ГОСТ.
Структура и объем работы. Основное содержание работы изложено на 206 страницах, включающих 110 страниц машинописного текста, 48 рисунков,8 таблиц, 39 страниц приложений. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, включающего 110 наименований работ отечественных и зарубежных авторов и приложений.
