Практикум для студентов и курса специальности 170505 Тамбов • издательство тгту • 2001 удк

Рис. 10.2 Номограмма для
определения критерия Фурье: 
Fo
 - критерий Фурье; 
=
θ
(
т
c
t
t
−
)/(
0
c
t
t
−
) - критерий
температурной разности 
3 
4 
2 
1 

---

Для определения этого времени нагревают между плитами по три лопатки в течение 5, 10, 15, 20 и 25 мин. Измеряют 
при комнатной температуре относительное удлинение при разрыве прогретых образцов, нагружая их со скоростью 0,15 - 
0,20 м/мин (см. ГОСТ 11262-76). 
Оптимальные технологические параметры вакуумного формования изделий заносятся в табл. 10.1. 
10.1 Технологические параметры вакуумного формования 
Полимер 
Условия нагревания заготовки 
Условия вытяжки заготовки 
темпе-
ратура, 
°С 
время, 
мин 
способ 
нагрева
ния 
темпе-
ратура, 
°С 
время, 
мин 
савле-
ние, Па 
 
 
 
 
 
 
 
Изготовление изделий вакуумным формованием 
Изделия изготавливают на установке, изображенной на рис. 10.3. 
Установка состоит из рамы 1, сменной матрицы 2, зажимного устройства 3, нагревателя 4, вакуумного насоса 5, 
ресивера 6, системы трубопроводов 7, запорной арматуры 8, камеры 9. 
Рис. 10.3 Схема лабораторной установки 
Перед формованием типовых изделий - полусферы и конического стаканчика (рис. 10.4) необходимо определить размеры заготовок и рассчитать усилие 
прижима заготовок во время формования. 
Рис. 10.4 - Типовые изделия: 
а - полусфера; б - конический стаканчик 
1 Для формования изделий, представленных на рис. 10.4, применяют заготовки квадратной формы со стороной 
L
 (м), 
рассчитываемой по формуле (10.5): 
(
)





 +
+
=
100
1
2
У
b
D
L
, (10.5) 
где 
D
- наибольший диаметр изделия, м; 
b
- ширина прижимной рамки, м; 
У
- усадка материала при температуре вытяжки,
%. 
Усадку материала определяют на трех квадратных образцах со сторонами около 100 мм, измеренных штангенциркулем 
с точностью до 0,05 мм. Образцы выдерживают при условиях, рекомендуемых для предварительного нагрева (см. 
табл. 10.1), затем их охлаждают на воздухе до комнатной температуры и снова измеряют. 
4 
7 
3 
2 
1 
6 
5 
8 
9 

---

Усадку (%) рассчитывают по формуле (10.6): 
100
a
c
a
У
−
=
, (10.6) 
где 
a  - размер стороны образца до нагревания, м; c  - тот же размер посла охлаждения, м. 
2 Усилие прижима заготовки (в Н) вычисляют по формуле (10.7): 
r
bq
Q
π
=
2
, (10.7) 
где 
b
и 
r
- ширина и средний радиус прижимной рамки соответственно, м; 
q
- давление прижима, МПа. 
Давление прижима должно быть ниже разрушающего напряжения материала при сжатии при (Т
с
- 5) °С 
(предполагается, что заготовка, прижатая рамкой к форме, охлаждается до Т
с
). 
Значение 
q
должно удовлетворять условию (10.8): 
Sf
R
q
r
/
δ
π
σ
≥
, (10.8) 
где 
r
σ - радиальное напряжение в заготовке в первый момент формования, равное максимальному напряжению, 
развивающемуся в материале в процессе вытяжки при оптимальной температуре и выбранной скорости (кривая 4 на рис. 
10.1), МПа; 
R
- радиус деформируемой части заготовки, м; 
δ - толщина заготовки, м; 
S
- площадь прижимной рамки, м
2
; 
f
- коэффициент трения заготовки о форму. 
3 Из листов термопласта ленточной пилой или ножовкой вырезают заготовки, размеры которых определены 
заданием к лабораторной работе. Общее число заготовок должно втрое превышать число применяемых режимов вакуумного 
формования. Измеряют толщину каждой заготовки с точностью до 0,05 мм, чертилкой в одном углу отмечают номер 
заготовки. На трех заготовках проводят через центр две взаимно перпендикулярные прямые. Используя точку пересечения 
их в качестве центра, циркулем прочерчивают концентрические окружности. Радиус каждой последующей окружности 
увеличивают на 5 мм. 
Каждую заготовку непосредственно перед формованием нагревают по режиму, указанному в табл. 10.2, быстро 
закрепляют в оснастке и изготавливают изделие как описано ниже. 
4 Свободное вакуумформование через протяжное кольцо производится на лабораторной установке (см. рис. 10.1). 
В камеру 9 установки вставляют протяжное кольцо. Схема формования показана на рис. 10.5. 
Закрывают краны и включают вакуумный насос. Создают разрежение в ресивере. Между прижимным и протяжным 
кольцами закрепляют первую из трех расчерченных заготовок, нагретую до температуры формования Т
ф
. 
Регулируя кранами, степень разрежения в камере, формуют полусферическое изделие. При этом глубина вытяжки не 
должна превышать радиус протяжного кольца. Не изменяя степени разрежения, охлаждают изделие до комнатной 
температуры. Затем, открыв кран, 
создают в камере атмосферное давление, 
снимают прижимное кольцо и 
извлекают деталь. Оставшиеся заготовки 
формуют до разной глубины 
вытяжки, изменяя степень разрежения. 
5 Вакуумформование детали 
в жесткую матрицу производится по схеме, 
показанной на рис. 10.6. 
В камеру 9 установки вставляют жесткую 
матрицу 2. Краны (рис. 10.1) закрывают, 
включают вакуумный насос и создают 
разрежение в ресивере. Прижимным кольцом 
закрепляют в установке заготовку, нагретую до 
Т
ф
. При работающем вакуум-насосе создают 
разрежение в камере и матрице. После 
охлаждения 
изделия 
до 
комнатной 
температуры снимают разрежение, изделие 
извлекают из формы.