Применение полиуретана в листоштамповочном производстве

В книге рассмотрены особенности применения штампов с матрицами (пуансонами) из полиуретана в листоштамповочном производстве. В основу рекомендуемых автором конструктивных и технологических решений положены опыт внедрения оснастки с рабочими частями из эластомеров на отечественных предприятиях и результаты зарубежной практики.

Даны самостоятельные разделы, в которых описаны производство полиуретана, его физико-механические свойства, выбираемые в зависимости от характера подлежащих выполнению операций: вырубки-пробивки, гибки, формовки, вытяжки, и других специальных видов штамповки.

Приведены расчеты усилий и припусков, классификация деталей, изготовление которых возможно на штампах с рабочими частями из полиуретана, конструкции этих штампов, используемое прессовое оборудование, примеры расчетов сложных деталей.
Даны технико-экономические показатели применения штамповой оснастки, в которой использован полиуретан.

Книга предназначена для инженерно-технических работников, конструкторов, технологов листоштамповочного производства. Она может быть также полезна студентам машиностроительных ВУЗов и техникумов.

В настоящее время листоштамповочное производство располагает прогрессивным оборудованием и новыми способами листовой штамповки. Однако многие из этих способов имеют один существенный недостаток – не могут быть использованы без наличия дорогостоящей специальной или даже универсальной оснастки, изготовленной из дефицитных инструментальных сталей рабочими высокой квалификации.
Этот недостаток отсутствует при изготовлении деталей в штампах, где использована эластичная среда. Оснастка, в которой использована эластичная среда, значительно дешевле (часто в десятки раз), чем специальные или универсальные жесткие штампы.
До недавнего времени этот способ не находил широкого применения, так как в качестве эластичной среды избиралась резина различных сортов. Ввиду низких механических свойств резины получать детали высокого качества не удавалось (как правило, их доделывали вручную).

В 1960-х годах положение существенно изменилось. В связи с бурным развитием химии и производства новых синтетических материалов – адипренов, авотанов, вулкаланов, прексоланов, полиуретанов, появилась реальная возможность широко использовать эластомеры в листоштампововочном производстве в качестве рабочих частей штампов.
Преимущество таких штампов является простота их конструкции и возможность создания групповой и универсальной штамповочной оснастки. Стоимость их составляет 2 – 10% от стоимости соответствующих специальных стальных штампов.

В табл. 1 дана классификация процессов и операций, выполняемых в штампах нового типа (использован полиуретан), в зависимости от характера деформаций.

Каждый раздел классификатора состоит из ряда технологических операций, которые выполняются с помощью специальной, групповой и универсальной технологической оснастки.

Полиуретан можно применять в различных отраслях промышленности, заменять им резину, различные пластики, и некоторые металлы.

Особенности полиуретана:

• сочетание пластичности с твёрдостью;
• высокое сопротивление истиранию;
• высокое сопротивление на разрыв – раздир;
• способность выдерживать высокую нагрузку сжатия (до 25-30 кг / мм2);
• высокая стойкость при ударных нагрузках;
• стойкость к действию масел, разбавленных кислот и других веществ.

За рубежом (в США, Германии, Великобритании, Японии, Франции) и в России в последние годы успешно используется полиуретан различных марок и названий для изготовления рабочих частей штампов.

В табл. 2 даны физико-механические свойства основных эластомеров типа полиуретанов, применяемых в листоштамповочном производстве США, Германии, Великобритании, России.

Физико-механические свойства основных эластомеров типа полиуретанов, применяемых в листоштамповочном производстве США, Германии, Великобритании, России.

Эластомеры находят широкое применение в промышленности и не только. Эксперименты над составом продолжаются: в зависимости от сочетания полиуретана с другими компонентами меняются его свойства и устойчивость к тем или иным факторам.