Способ растяжения листа термопласта

 

Использование: изготовление ориентированных термопластичных листов, обладающих повышенными оптико-механическими свойствами. Сущность изобретения: способ включает установку зажимов вдоль кромок листа и его растяжение в нагретом состоянии. При установке зажимов вдоль кромок листа их располагают на расстоянии l от торца листа, которое составляет не менее 0,6 длины удерживающей поверхности зажима. 1 табл. 1 ил.

Изобретение относится к переработке листовых термопластичных материалов, в частности к технике изготовления растянутых листов, обладающих повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Известен способ растяжения листа органического стекла на основе полиметилметакрилата, при котором лист нагревают до температуры размягчения и с определенной скоростью сдавливают до заданной толщины между полированными пластинами, покрытыми специальной смазкой, а затем постепенно охлаждают ниже температуры размягчения.

Недостатком известного способа растяжения является то, что он пригоден только для изготовления растянутых листов с малыми размерами сторон ввиду ограниченных технологических возможностей прессового оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ растяжения листа термопласта (органического стекла), включающий установку зажимов вдоль кромок листа, нагрев листа в камере до высокоэластического состояния, растяжения листа в камере путем перемещения зажимов на заданную величину и охлаждение растянутого листа.

При установке зажимов вдоль кромок листа их (зажимы) располагают так, чтобы торец листа находился под удерживающими поверхностями зажимов.

Недостатком этого способа является то, что при растяжении происходит разрыв листа термопласта, в частности, при изготовлении растянутого листа термопласта с повышенной степенью вытяжки (85% и более).

Разрыв обусловлен внутренними напряжениями, возникающими в торцах листа термопласта при его растяжении, величина которых превышает критическое значение. К превышению критического значения внутренних напряжений приводит то, что после установки зажимов примерно половина периметра кромок листа термопласта перекрыта удерживающими поверхностями зажимов и при растяжении она не подвергается деформированию, поэтому линейное удлинение (в процентах) деформируемых участков кромок и торцев в два раза больше степени (в процентах) листа термопласта. При наличии механических повреждений или посторонних включений в деформируемых торцах разрыв листа термопласта наступает при внутренних напряжениях ниже их критического значения. Вероятность разрыва растягиваемого листа термопласта возрастает с увеличением его степени вытяжки, т. е. с увеличением его утонения, при этом требуется особо качественная механическая обработка торцев по показателю "шероховатость поверхности", что ведет к дополнительным трудозатратам.

Целью изобретения является исключение разрыва листа термопласта при растяжении.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе растяжения листа термопласта, включающем установку зажимов вдоль кромок листа, нагрев листа в камере до высокоэластичного состояния, растяжение листа в камере путем перемещения зажимов на заданную величину и охлаждение растянутого листа, согласно изобретению, при установке зажимов вдоль кромок листа их располагают на расстоянии l от торца листа, которое l составляет не менее 0,6 длины удерживающей поверхности зажима.

Такое расположение зажимов позволяет довести общую длину торцев, деформируемых при растяжении листа термопласта, до общей длины его периметра и по сравнению с известными способами растяжения листа термопласта, уменьшить в два раза величину линейного удлинения торцев при растяжении листа термопласта, что ведет к снижению внутренних напряжений в торцах при одной и той же степени вытяжки листа термопласта и исключению его разрыва. Кроме того, деформирование общей длины торцев, равной периметру листа термопласта, не требует особо качественной механической обработки листа термопласта перед установкой зажимов вдоль его кромок.

На чертеже изображено устройство для растяжения и порядок расположения зажимов вдоль кромок листа до его растяжения, вид сверху.

Устройство для растяжения листа термопласта содержит конвективную камеру нагрева 1, зажимы 2, смонтированные в растягивающих узлах 3, вентилятор и калорифер (на чертеже не показаны) для нагрева листа термопласта в конвективной камере нагрева 1.

Предлагаемый способ растяжения листа термопласта осуществляется следующим образом.

Устанавливают зажимы 2 вдоль кромок листа 4, располагая зажимы 2 от торца листа 4 на расстоянии l, составляющем на менее 0,6 длины b удерживающей поверхности зажима 2. Включают вентилятор и калорифер камеры нагрева 1 и нагревают лист 4 до высокоэластического состояния. После окончания нагрева включают привод (на чертеже не показан) перемещения растягивающих узлов 3 с зажимами 2 и проводят растяжение листа 4, перемещая зажимы 2 на заданную величину, рассчитываемую по известным формулам. Затем выключают привод, вентилятор и калорифер камеры нагрева 1. Растянутый лист 4 охлаждают окружающим воздухом, снимают зтим зажимы 2 и извлекают растянутый лист 4 из устройства. Перемещают растягивающие узлы 3 с зажимами 2 в исходное положение.

Далее цикл повторяется.

Расстояние l определяется опытным путем в зависимости от заданной степени вытяжки листа 4 термопласта.

П р и м е р. Проводили испытание известного (пpототип) и предложенного способов растяжения листа 4 термопласта. Испытание проводили на примере растяжения листов органического стекла марки СО-120 по ГОСТ 10867-90 толщиной 5,8 и 10 мм. Линейные размеры листов 4 до их растяжения - 300 х 800 мм. Испытание способов проводили в установке ориентации органического стекла модели УОС-Э. Количество растягивающих узлов 3 с зажимами 2-12 шт. Ширина удерживающей поверхности зажима 2 при испытании известного способа - 50 мм, длина b удерживающей поверхности зажима - 2-35 мм При испытании известного способа вдоль кромок листа 4 с одинаковым шагом устанавливали зажимы 2 растягивающих узлов 3, располагая их так, чтобы торец листа 4 находился под удерживающими поверхностями зажимов 2. Измеряли начальное (исходное) расстояние L между передними кромками двух противолежащих зажимов 2. Нагревали листы 4 до температуры высокоэластического состояния в камере нагрева 1 теплым воздухом. Температура теплого воздуха - 145^оС, время нагрева - две минуты на каждый миллиметр толщины листа 4. Затем включали привод установки модели УОС-Э и проводили растяжение листа 4, перемещая зажимы 2 до разрыва листа 4. Измеряли величину l₁ линейного перемещения зажимов 2, при которой происходит разрыв листа 4, а по ней рассчитывали достигнутую степень вытяжки ε (в процентах) по формуле: ε= × 100 При испытании предложенного способа проводили доработку установки модели УОС-Э для обеспечения расположения зажимов 2 на расстоянии l от торца листа 4 и регулировки этого расстояния в пределах до 1,0 b. Зажимы 2 располагали на расстоянии l, равном 0,5, 0,6 и 0,7 b, т. е. на расстоянии 18, 21 и 25 мм от торца листа 4. Ширину удерживающей поверхности зажима 2 принимали равной 43 мм, исходя из требования равенства ширины удерживающей поверхности зажима 2 и расстояния между удерживающими поверхностями двух смежных зажимов 2. Остальные операции выполняли по аналогии с операциями при испытании известного способа.

Результаты испытания известного и предложенного способов растяжения даны в таблице.

Из приведенных экспериментальных данных следует, что при растяжении по известному способу степень вытяжки ε растянутого листа 4 не превышает 75% . При растяжении по предложенному способу при l не менее 0,6 b степень вытяжки ε всех растянутых листов 4 составляет не менее 85% . При l = 0,7 b степень вытяжки ε всех растянутых листов 4 возрастает. Следовательно, предложенный способ обеспечивает изготовление растянутых листов 4 органического стекла с высокой степенью вытяжки по ТУ 6-02-5757599-121-90 (ε не менее 80% ) и исключает разрыв листа 4 при растяжении. (56) Патент США N 3632841, кл. 264-1, опубл. 1980.

Гудимов М. М. и др. Органическое стекло, М. : Химия, 1981, с. 101-108.

Формула изобретения

СПОСОБ РАСТЯЖЕНИЯ ЛИСТА ТЕРМОПЛАСТА, включающий установку зажимов вдоль кромок листа, нагрев листа в камере до высокоэластичного состояния, растяжения листа в камере путем перемещения зажимов на заданную величину и охлаждение растянутого листа, отличающийся тем, что, с целью исключения разрыва листа при растяжении, при установке зажимов вдоль кромок листа их располагают на расстоянии l от торца листа, которое составляет не менее 0,6 длины удерживающей поверхности зажима.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3