ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПИ 1.2.315—89

(Взамен инструкции № 752—71, TP16-I070, ТР1.2.090—78, TPI.2.147—79, ТР1.2.202—80, TPI.2.313—82)

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОСТЕКЛЕНЕНИЯ ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ

Начальник ВИЛМ

Р. Е. ШЛЛИП

Срок введения с 1 июля 1990 г.

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПИ1.2.315-89 (Взамен инструкции № 752—71, TPI6-1070, ТР1.2.090—78, ТР1.2.147—79, ТР1.2.202—80, ТР1.2.313-82)

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОСТЕКЛЕНИЯ ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1.    Инструкция является руководством по изготовлению деталей остекления из органического стекла марок СО-95, СО-120, СО-120Т, СО-140, АО-120, Э-2, Э-2У, СО-200, а также триплекса на основе органических стекол СО-95, СО-120 и АО-120.

В инструкции предусмотрены основные операции и принципиальные режимы всего технологического цикла изготовления деталей остекления из органического стекла.

1.2.    Органические стекла представляют собой различные типы Полиакрилатов линейного строения.

Органическое стекло СО-120 является полимером метилового эфира метакриловой кислоты (полиметилметакрилат), СО-95 является тем же полимером, но с наличием пластификатора — дибу-тилфталата, а СО-120Т — с наличием термостабилизирующей добавки. СО-140 — сополимерное стекло. Стекла Э-2 и СО-200 — модифицированные полимеры акрилового ряда.

Ориентированные органические стекла АО-120 и Э-2У получают путем растяжения по плоскости органических стекол СО-120 и Э-2 при температуре выше температуры размягчения с последующим их охлаждением в растянутом состоянии. Стекла CO-95, СО-120Т и СО-200 тоже могут подвергаться ориентации и применяться в ориентированном состоянии.

Органический триплекс представляет собой материал, состоящий из двух или более органических стекол, соединенных между собой эластичной прослойкой из поливинилбутиральных пленок.

4.1.14.    Для повышения оптических свойств деталей, формуемых контактным методом, поверхности форм покрываются замшей, байкой, а также пленкой, изготовленной на основе Виксинта К-18 (приложение 6).

4.1.15.    С этой же целью формообразующие поверхности форм покрываются перед формованием специальной смазкой ЦП Л ТИМ-201.

4.1.1G. Перед нанесенном смазки поверхность приспособления, соприкасающуюся со стеклом, тщательно очистить от загрязнений и ныли. Смазку наносить равномерным слоем шпателем или рукой.

Для более равномерного нанесения слоя смазки рекомендуется поверхность матрицы или болванки подогревать до температуры 90—100°С. В этом случае прогрев можно осуществлять в термошкафу или под экранами инфракрасного обогрева.

4.1.17.    Следы смазки, оставшиеся на детали после снятия ее с формовочного приспособления, удалять 1,5—2%-ным водным раствором моющего средства «Синтанол», нагретым до 40°С или пастой полировочной для оргстекла. Следы смазки удалять ватным тампоном, не содержащим посторонних включений.

4.1.18.    Формование с применением смазки следует проводить в особо чистом помещении; до формования поверхность формовочного приспособления с нанесенной смазкой тщательно прикрывать целлофаном для предохранения от пыли. При загрязнении смазки ее следует удалить шпателем и нанести новый слой.

4.1.19.    Помимо смазки, улучшение оптических свойств формуемой детали может быть достигнуто за счет применения при формовании подкладного листа. В качестве подкладного листа используется стекло толщиной 2—5 мм той же теплостойкости, что и формуемое стекло. Между подкладным листом и формуемой заготовкой нанести тонкий слой смазки. Заготовка с подкладным листом совместно разогревается и формуется. На подкладном листе проявляются отпечатки от форм. Подкладные листы могут быть использованы многократно.

4.2. Подготовка стекла к формованию и ориентации

4.2.1.    Разметку листов органического стекла и раскрой его на заготовки производить карандашом «Стеклограф» или чертилкой в специально отведенном для этого помещении, отдельном от помещения, где происходит нагрев, ориентация и формование. Разметочные столы должны быть покрыты мягкой губчатой резиной или байкой. Разметку проводить по шаблонам с учетом технологических припусков, величина которых зависит от конструкции формовочной оснастки и размеров формуемой детали. Раскрой заготовок производится на ленточных или дисковых пилах.

4.2.2.    Торцы заготовок для ориентации и формования стекол после раскроя должны быть но периметру зациклены с целью уст-

ранения заколов и зазубрин, способных явиться причиной разрыва стекла при вытяжке или формовании.

После механической обработки заготовку обдуть сжатым воздухом для удаления стружки и пыли. Контроль качества обработанных кромок осуществлять визуально.

4.2.3.    Перед нагревом с поверхности заготовки снять протекторное покрытие, заготовку промыть от остатков клея или протереть пастой полировочной и протереть мягкой стираной хлопчатобумажной тканью, марлей, хлопчатобумажной гигроскопической ватой без посторонних включений.

4.2.4.    Для промывки стекол употребляется теплая вода с мылом, типа «Детское», с температурой нс выше 40^ЬС.

4.2.5.    Подготовленную заготовку подвергнуть визуальному контролю по чистоте и отсутствию царапин, «серебра», пузырей и других дефектов. Промывку и протирку заготовок производить в помещении, где происходит нагрев или ориентация, на специальных столах, покрытых мягкой губчатой резиной или байкой.

4.3. Условия и режимы формования

4.3.1.    Помещения, в которых проводят разогрев и формование стекла, должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию, снабженную фильтрами и подогревом воздуха в зимнее время.

Температура воздуха в этих помещениях во время формования должна быть не ниже 20^СС.

4.3.2.    К помещениям, где производят ориентацию и формование органического стекла, предъявляются повышенные требования по чистоте.

4.3.3.    Оснастка для формования должна располагаться в непосредственной близости от термошкафа для разогрева заготовки, в местах, защищенных от сквозняков и прямого попадания воздуха от приточной вентиляции.

4.3.4.    Основным способом нагрева заготовок из органического стекла является разогрев в термошкафах с принудительной циркуляцией воздуха. Передача тепла от нагревательного элемента стеклу должна происходить только за счет конвекции.

4.3.5.    Перепад температур в различных зонах термошкафа нс должен превышать ±3°С. Температура в термошкафу поддерживается при помощи терморегулирующих приборов. Для контроля температуры шкаф снабжается ртутными выносными термометрами, или термопарами, которые желательно располагать в непосредственной близости от заготовки.

4.3.6.    При использовании термошкафа для разогрева стекла вместе с оснасткой и для формования деталей непосредственно в термошкафу, он должен иметь смотровые застекленные окна и подсвет, обеспечивающие наблюдение за стеклом на всех стадиях формования.

4.3.7.    Небольшие заготовки стекла и детали можно располагать в термошкафу на полках, обитых мягкой тканью для предохранения от механических повреждений.

Большие листы подвешивают вертикально в зажимах, имеющих насечку. Зажимы могут работать от ннсвмосистсмы. Быстрый раз жим заготовки позволит сохранить температуру стекла.

4.3.8.    Для разогрева заготовок толщиной до 4 мм небольших габаритов может быть использован терморадиаиионный инфракрасный обогрев. Основное преимущество его в скорости разогрева. Лист оргстекла толщиной 3 мм прогревается при использовании герморадиационного обогревателя с одной стороны стекла за I—3 мин.

4.3.9.    Формование неориентированного стекла СО-95, СО 120, СО I20T, СО-140 проводят только при температуре высокоэластической деформации (выше температуры размягчения). Понижение температуры формования может привести к возникновению больших внутренних напряжений в детали. Иногда эти напряжения могут немедленно проявиться в виде «серебра», а чаще они проявляются при наложении дополнительных эксплуатационных нагрузок и могут привести к появлению «серебра», короблению или разрушению детали.

Неориентированные органические стекла Э-2 и СО-200 могут формоваться по режиму «холодного» формования.

4.3.10.    Перед формованием нагретую заготовку из неориентированного стекла подвергать визуальному осмотру на наличие дефектов нетсрмостойкости. Определение нетермостойкости стекла допускается проводить на отформованной детали.

4.3.11.    Температура формования зависит от марки стекла, его толщины, способа формования и формы детали.

В табл. 3 указаны температурные интервалы, в которых можно проводить формование неориентированных стекол различных

марок. Таблица 3 Марка стекла Температура формования, “С СО-95 105-150 СО-120, СО-120Т 130—170 СО-140 150—180 Э-2 150-180 СО-200 160-200

4.3.12.    Для получения сложных деталей с минимальными внутренними напряжениями и хорошей поверхностью необходимо использовать верхний предел температуры формования. В этом случае после выгрузки из термошкафа заготовку стекла выдержать на воздухе для охлаждения поверхности, которая становится менее восприимчивой к отпечаткам. Внутренняя часть листа остается горячей. Время выдержки стекла на воздухе определяется при опытных формовках.

4.3.13.    Время выдержки стекла в термошкафу до полного прогрева зависит от толщины стекла и составляет около 3—4 мин на 1 мм толщины. Время прогрева отсчитывается после загрузки заготовки с момента доведения температуры шкафа до заданной. Более точное время разогрева устанавливается на опытной заготовке с помощью тормопар.

4.3.14.    Заготовка оргстекла должна быть отформована за такое время, чтобы температура в конце формообразования была нс ниже температуры размягчения плюс 5°С для всех марок стекол, независимо от способа формования, кроме холодного.

4.3.15.    Время формования — максимальное время с момента выгрузки заготовки из термошкафа до получения полной формы зависит от температуры воздуха в помещении, температуры стекла и температуры формы. Для уменьшения времени, необходимого на формование, нужно приблизить формовочную оснастку к термошкафу, или формовать непосредственно в шкафу, использовать быстродействующие разжимы на подвесках заготовки в термошкафу, быстродействующие зажимы на оснастке. Увеличить допустимое время формования можно повышением температуры помещения и использованием оснастки нагретой до (70—80)^СС. Нагрев оснастки можно проводить в термошкафу или использовать инфракрасный обогреватель. Спирали электрического обогрева могут быть вмонтированы в оснастку.

4.3.16.    После формования стекло должно охлаждаться медленно и равномерно. Такое охлаждение снижает величину внутренних напряжений, возникающих при формовании, особенно для стекол больших толщин. Принудительное охлаждение, например обдув сжатым воздухом, не допускается. Охлаждение можно проводить непосредственно в шкафу или вне шкафа под теплоизоляционным чехлом. Неравномерное быстрое охлаждение является основной причиной неприлегания контуров отформованной детали к формовочной оснастке.

4.3.17.    Избыточное давление или разрежение под формуемой деталью, а также прижим контурными рамками необходимо сохранять до снижения температуры стекла на (35—40)°С ниже температуры размягчения, после чего давление или вакуум сбросить,

а прижим стекла ослабить. Детали с формовочного приспособления снимать при температуре стекла не выше (45—50)°С.

4.3.18. После охлаждения отформованной детали до комнатной температуры она подвергается проверке на соответствие заданным размерам и обводам. Детали, отформованные бесконтактными способами, проверяют по контрольным шаблонам, а детали, отформованные в матрицах или на болванках, — по формовочной оснастке или по идентичным с ней контрольным корзинкам.

4.4. Формование

4.4.1. Методы и способы формования

4.4.1.1.    Пластические свойства органического стекла позволяют путем формования изготовить из листового материала детали сложной формы.

4.4.1.2.    Допускается переформовывать детали из неориентиро ванного стекла нс более 5 раз, детали из ориентированного стекла — не более 3 раз.

4.4.1.3.    Формование деталей остекления может осуществляться двумя основными методами:

а)    бесконтактным, когда оптические поверхности детали при формовании не соприкасаются с формовочным приспособлением;

б)    контактным, когда детали но всей площади, с одной или двух сторон, контактируют с поверхностями формовочной оснастки— матрицами или болванками.

Формование контактным и бесконтактным методами может быть осуществлено различными способами, которые в каждом конкретном случае определяются в зависимости от марки стекла, размеров и конфигурации детали, ее назначения и предъявляемых к ней требований.

4.4.2. Бесконтактное формование

4.4.2.1.    Бесконтактный метод формования обеспечивает получе ние деталей с высокими оптическими свойствами, однако ограничивает изготовление деталей строго заданной формы.

4.4.2.2.    При формовании бесконтактным методом — через протяжные кольца или опорные рамки — возможны отклонения максимальной высоты (глубины) детали в пределах ±2,5%.

4.4.2.3. Формование выкладкой заготовки на контур н ой рамке

4.4.2.З.1. Некрупные детали с незначительной одинарной или двойной кривизной типа стекол козырьков пилотских кабин можно изготовлять выкладкой разогретой заготовки на контурной опорной рамке, обводы которой соответствуют местам заделки стекла в каркас. Способ не применим для изготовления деталей из ориентированного стекла.

Схема формования представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема формования выкладкой заготовки на контурной рамке

4.4.2.3.2. Формообразование детали в этом случае происходит за счет собственной массы стекла.

Если массы стекла оказывается недостаточно для полного формообразования, допускается приглаживание стекла рукой в многослойной байковой рукавице.

4.4.2.4. Пневмо- и в а к у у м - ф о р м о в а н и е через протяжное кольцо

4.4.2.4.1.    При этом способе формообразование детали происходит за счет разности атмосферного давления и избыточного давления или разрежения, создаваемых в объеме, образованном стеклом и оснасткой.

4.4.2.4.2.    Применяя протяжные кольца различной формы, можно изготавливать детали сложной конфигурации, имеющие форму близкую к телам вращения — блистера, иллюминатора и т. и. Этим способом можно получать также детали незамкнутой формы двойной кривизны, такие, например, как боковые стекла козырька нилота. В этом случае формованием получают один элнлеоид, из которого затем вырезают две и более деталей. Формование через одно протяжное кольцо одновременно нескольких деталей возможно лишь при малой кривизне деталей. При большой высоте детали будут получаться разнотолщинными (рис. 4).

Схема пневмоформования представлена на рис. 5, схема вакуум-формования — на рис. 6.

4.4.2.4.3.    При формовании разогретую заготовку зажать на оснастке между двумя кольцами, одно из которых герметично связано с пневмо- или вакуум-камерой. В случае вакуум-формования

4.4.2.4.4.    Герметизация объема, образованного стеклом и камерой, осуществляется резиновым кольцом.

4.4.2.4. Б. При формовании деталей с фланцем, например блистеров, формообразующий диаметр или контур протяжных колец должен быть на 15—20 мм меньше опорного кольца.

4.4.2.4.6. Прижимное кольцо со стороны, соприкасающейся со стеклом должно иметь притупленную насечку глубиной 1,5—3,0 мм. а внутренняя кромка формообразующего кольца должна быть скруглена радиусом, равным или большим толщины формуемого стекла.

4.4.2.4J. В случае формования непосредственно в термошкафу заготовку разогревать зажатой в формовочной оснастке.

4.4.2 4.8. При пневматическом формовании система, подводящая к формовочной оснастке избыточное давление, должна быть снабжена плавно действующим краном, клапаном сброса давления и манометром. Аналогичным оборудованием снабжается и оснастка для вакуум-формования. При этом подключение формовочной оснастки к вакуум-системе должно производиться через ресснвер.

4.4.2.4.Э. При формовании избыточным давлением отверстие для ввода воздуха следует прикрывать байкой или .металлическим экраном во избежание попадания прямой струи воздуха на разогретую заготовку, так как холодный воздух может вызвать местное переохлаждение стекла. Лучшие результаты дает применение подогретого до 70 -90 С воздуха.

4.4.2.4.10. Высота (глубина) формуемой детали контролируется только в одной наиболее высокой точке визуально — по ограничителю или линейке — или фотоэлементом, сблокированным с реле, отключающим вакуум-насос или перекрывающим пневмосистему по достижении деталью заданной высоты.

4.4.2.S. Пневматическое формование с предварительной у к л а д к ой заготовки на болванку

4.4.2.5.1. Этим способом изготавливаются детали глубокой незамкнутой формы типа стекол сдвижных фонарей, стекол скафандров и других деталей из неориентированного стекла.

Способ является частным случаем пневмоформования через протяжное кольцо и отличается от него тем, что разогретая заготовка укладывается не на плоское кольцо, а на ложную болванку или опорную контурную рамку, форма которой близка к конфигурации формуемой детали.

Схема формования представлена на рис. 7.

4A2.5.2. Разогретую заготовку стекла уложить на болванку, зажать по периметру формообразующей рамкой и формовать избыточным давлением до заданной высоты, которая контролируется визуально или фотоэлектрическим реле по одной, наиболее высокой точке детали.

Рис. 7. Схема пневмоформования с предварительной укладкой заготовки на болванке

4,4.3. Контактное формование

4.4.3.1.    Контактный метод формования позволяет изготавливать детали с минимальными отклонениями от требуемой формы, однако оптические свойства деталей при контактном формовании более низкие, чем у деталей, отформованных бесконтактным методом.

4.4.3.2. Вакуумное формование в матрицу со скольжением

4.4.3.2.1.    Способ используется при изготовлении крупногабаритных деталей типа стекол сдвижных фонарей глубокой незамкнутой формы, незначительной двойной кривизны с минимальным утонением стекла при формовании. Способ не применяется для изготовления деталей из ориентированного стекла.

Схема формования представлена на рис. 8.

Рис. 8. Схема вакуум-формования в матрицу со скольжением

4.4.3.2.2.    Особенность формования состоит в том, что заготовка, уложенная в оснастку, в процессе формообразования имеет возможность скользить по стенкам матрицы. Скольжение стекла облегчает формообразование, снижает усилие прижима стекла к поверхности матрицы, что позволяет изготавливать детали с минимальными отпечатками от облицовочного материала.

4.4.3.2.3.    Разогретую заготовку органического стекла уложить в матрицу и по верхним кромкам прижать раздвижной рамкой;

в процессе формообразования усилия прижима стекла рамкой регулировать с учетом возможности скольжения стекла по матрице. По открытым торцам заготовку приглаживать рукой в многослойной байковой рукавице до создания герметичности между стеклом и матрицей. Полное прилегание стекла ко всей поверхности матрицы достигается вакуум-формованием. Вакуум поддерживается в течение всего времени, необходимого для остывания отформованного стекла. Минимально необходимая для полного формообразования детали степень вакуумирования устанавливается опытным путем.

4.4.3.2.4. Контроль плотности прилегания осуществляется с помощью электроконтактов или тиоколовых шариков диаметром 2—3 мм, располагаемых по продольной оси матрицы в местах наибольшей вытяжки.

4.4.3.3. Пневмо- и вакуум-формование в матрицу

4.4.3.3.1. Способ применяется при изготовлении деталей двойной кривизны, отличающихся от тел вращения. От пневмо- или вакуум-формования через протяжное кольцо способ отличается тем, что форма детали задается матрицей.

Схема формования представлена на рис. 9, 10.

Рис. 9. Схема пневмоформованчя    Рис. 10. Схема вакуум-формования в матрицу    в    матрицу

4.4.3.3.2.    При вакуум-формовании вакуум создается в объеме, образованном стеклом и полостью матрицы. При пневмоформовании избыточное давление попадает в объем, образованный стеклом и прижимным кольцом-днищем.

4.4.3.3.3.    При формовании заготовку, разогретую в термошкафу, уложить на борта матрицы, прижать при помощи быстродействующих зажимов, кольцом и избыточным давлением или вакуумированием формовать деталь до полного соприкосновения стекла с облицовкой матрицы.

4.4.3.3.4.    Оптимальная величина избыточного давления или вакуума, требуемых для формообразования с учетом получения деталей с минимальными отпечатками, подбирается опытным путем.

1.3.    Все вышеперечисленные органические стекла являются термопластичными материалами, которые при нагревании размягчаются, а при охлаждении отверждаются. Это свойство стекла используют при изготовлении деталей различных форм.

1.4.    Физико-механические свойства органического стекла в стеклообразном состоянии зависят от температуры. На рис. 1 приве-

бв,нгс! см*

Рис. I. Зависимость разрушающего напряжения при растяжении неориентированного органического стекла марок СО-95, СО-120, СО* 140, Э*2 и СО-200 от температуры

дены кривые, которые показывают зависимость прочности при растяжении стекол от температуры. С повышением температуры снижается величина этого показателя.

1.5.    В зависимости от температуры органическое стекло может находиться в трех состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем.

Каждое из этих состояний полимера характеризуется присущим ему комплексом физико-мехаиических свойств, которые наиболее резко изменяются в температурных интервалах перехода из одного сое гоя ни я в другое.

1.6.    Температурные интервалы различных состояний полимера можно установить по графику зависимости деформации от температуры.

На рис. 2 приведены кривые зависимости, полученные при деформации стекол па сжатие иод напряжением 0,1 кгс/см², действующим в течение 10 с (термомсханическис кривые).

1.7.    Кривые зависимости деформации от температуры для стекол СО-95, СО-120, СО-140 и Э-2 (см. рис. 2) имеют одинаковый характер (подобны по форме), но смещены по оси температур.

1.8.    Термомсханнческие кривые характеризуют поведение полимера в широком температурном интервале. Как видно из иоло-

так как зависит от толщины и марки формуемого стекла, размеров и конфигурации детали.

4.4.3.4. Пневмо- и вауум- формован не с посадкой на болванку

4.4.З.4.1. Этим способом формуются детали замкнутой глубокой формы, сушественно отличающиеся от тел вращения.

Схема формования представлена на рис. 11.

Рис. II. Схема пневмоформоваиня с посадкой на болванку

4.4.3.4.2.    Процесс формования проводить в две стадии. Вначале через протяжное кольцо, близкое по форме к наружным обводам болванки в плане, избыточным давлением или вакуумированием формуется деталь, в которую на второй стадии, после охлаждения, вводится болванка. Затем весь пакет подвергнуть повторному нагреву, при котором вследствие усадки стекло облегает болванку. Для более плотного облегания стеклом болванки на конечной стадии формообразования дополнительно может применяться вакуум или избыточное давление или то и другое вместе.

4.4.3.4.3.    При наличии механизированной оснастки ввод болван ки в отформованную избыточным давлением или вакуумированием деталь производится сразу же по окончании формообразования, не снимая давления или вакуума под отформованной деталью. Это исключает необходимость охлаждения детали перед второй стадией формования и повторного подогрева.

4.4.3.5. Формование на болванках контурной рамкой

4.4.3.5.1.    Способ применяется при изготовлении деталей с незначительной одинарной или двойной кривизной типа стекол иллюминаторов и пилотских кабин в том числе и со штампованным фланцем.

Схемы формования представлены на рис. 12 и 13.

4.4.3.5.2.    При этом способе формования разогретую заготовку наложить на болванку и прижать по контуру рамкой. Прижим заготовки осуществляется в зоне технологического припуска по

жения кривой для стекла СО-120 ниже температуры 12СГС полимер находится в стеклообразном состоянии и обладает свойствами твердого тела. В этом состоянии под действием внешней силы в органическом стекле развиваются в основном лишь незначительные обратимые деформации.

Рис. 2. Зависимость деформации при сжатии органического стекла СО-95, СО-120, СО-140, Э-2 и СО-200 от температуры

В интервале температур 120— 140°С полимер размягчается, переходит в высокоэластическое состояние. Свойства полимера при этом резко изменяются, снижается прочность при растяжении, увеличивается разрывное удлинение. Модуль упругости при растяжении уменьшается примерно в тысячу раз.

1.9.    Для полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, характерно проявление больших обратимых деформаций, развивающихся под воздействием малых усилий. В температурном интервале 140—185°С, соответствующем высокоэластическому состоянию, деформация стекла СО-120 при постоянной нагрузке мало изменяется. При температурах выше 185 С деформация вновь начинает возрастать, что означает переход полимера в вязкотекучее состояние. Вязкотекучее состояние отличается or высокоэластического тем, что в полимере под влиянием малых усилий начинает развиваться, наряду с обратимыми, и необратимые деформации (вязкое течение), обусловленные скольжением макромолекул относительно друг друга.

1.10.    Подобное рассмотрение деформационных кривых для других стекол позволяет установить их температурные интервалы различных состояний.

Температурные интервалы размягчения, высокоэластической области и области перехода в вязкотекучее состояние для органических стекол приведены в табл. 1. Температуру начала размягчения принято условно называть температурой размягчения (7',,).

Марья стекла Температура, °С размяг «кипи области высокоэластического состояния перехода ги в.лсо-коэластичсского состояния в вязкотекучее 00-95 90- 105 95-155 155 СО-120 120—125 125-175 175 CO-I20T 120-125 125-180 190 СО-НО 140—145 145-195 195 Э-2 180-185 185—250 250 СО 200 200-205 210-270 230

П р и м е ч а н п е. Температура размягчения ориентированных оргстекол соответствует неориентированным.

1.11.    В температурных интервалах перехода в вязкотекучее состояние наблюдается увеличение выделения летучих веществ (потеря массы за 1 ч), причем интенсивность выделения их возрастает при дальнейшем повышении температуры и приводит к появлению пузырей или изменению окраски, свидетельствующих о деструкции полимера. Температурные интервалы, в которых органическое стекло начинает дсструктировать, приведены в табл. 1, причем первые (более низкие) значения температур соответствуют интенсивному увеличению выделения летучих веществ, вторые (более высокие) значения температур соответствуют появлению пузырей или резкому изменению окраски.

1.12.    Переход в вязкотекучее состояние сопровождается частичной деструкцией материала. Поэтому процесс формования и ориентации органического стекла при температуре выше температуры размягчения должен проводиться в температурной области высокоэластичного состояния.

Формование неориентированных стекол CO-95, CO-120, СО-120Т и СО-140 при более низких температурах (при температуре размягчения, ниже температуры размягчения) может привести к «замораживанию» внутренних напряжений, в результате чего такие детали могут проявлять плохую температурную формоустойчи-вость и низкую стойкость к растрескиванию поверхности («сереб-ростойкость»).

Вследствие повышенной пластичности и «серебростойкостн» органических стекол АО-120, Э-2, Э-2У и СО-200 формование мож но осуществлять по режиму «холодного» формования, т. е. ниже температуры размягчения.

1.13.    Ориентация органического стекла значительно повышает его пластические свойства. Ударная вязкость, например, возрастает в 1,5—2 раза, разрывные удлинения в 1,5—5 раз, стойкость к растрескиванию под напряжением в 10—1000 раз. Температура начала проявления вынужденно эластических деформаций (температура хрупкости) смещается в область низких температур. Ориентированное оргстекло менее чувствительно к концентраторам напряжений.

1.14.    Прочность при растяжении и модуль упругости при растяжении у ориентированного оргстекла такие же, как у неориентированного или несколько выше.

1.15.    Ориентированное органическое стекло и органический триплекс обладают, в отличие от неориентированного органического стекла, локальным разрушением при ударных испытаниях, в том числе и в условиях избыточного давления.

1.16.    Способы и технологические режимы переработки органических стекол в детали остекления, изложенные в настоящей инструкции, могут быть использованы для переработки конструкционных и технических органических стекол. По режимам переработки стекол СО-95, СО-120 и СО-140 могут перерабатываться конструкционные оргстекла соответственно марок СОЛ, СТ-1 и 2-55, и технические оргстекла марок ТОСП, ТОСН и ТОСС при этом необходимо учитывать температуру размягчения.

1.17.    Материалы, применяемые при изготовлении деталей остекления из органического стекла, должны соответствовать государственным стандартам или техническим условиям, указанным в приложении 1.

2. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С ОРГАНИЧЕСКИМ СТЕКЛОМ

2.1.    Органическое стекло обладает при определенных условиях склонностью к растрескиванию и образованию «серебра» (микротрещин) .

«Серебро» вызывается напряжениями растяжения, которые могут возникнуть в деталях остекления при изготовлении или при эксплуатации.

На процесс образования «серебра» влияют также факторы, снижающие поверхностную прочность органического стекла: органические растворители, ультрафиолетовое облучение, интенсивные местные прогревы поверхности, воздействие горячей воды и др.

2.2.    При отработке технологии формования, механической обработки и других технологических операций, а также в случае проверки соблюдения режимов технологии рекомендуется производить определение уровня растягивающих напряжений в формованных

деталях. Наличие напряжений устанавливается методом определения «серебростойкости» образцов оргстекла в ацетоне по методике, изложенной в приложении 2.

2.3.    Органическое стекло категорически запрещается протирать органическими растворителями. В случае крайней необходимости разрешается протирать только нефрасом-СЗ—80/120.

Работы с органическим стеклом, связанные с применением органических растворителей, проводить в чистых помещениях, оборудованных хорошей принудительной вентиляцией, обеспечивающей удаление паров растворителей из воздуха.

2.4.    При окраске самолета следить за тем, чтобы лак не попадал на детали остекления. Для этого перед окраской их рекомендуется снимать. Если это сделать невозможно, то оклеивать их не сколькими слоями защитной бумаги или покрывать клеевой плен кой, или полиэтиленовой пленкой, прикрепленной по периметру стекла липкой лентой.

2 5. Во избежание образования в органическом стекле внутрен них напряжений при распиловке, фрезеровании и сверлении еле дить за тем, чтобы не было разогревов от режущего инструмента по местам обработки.

Режимы механической обработки стекол для всех марок идеи чинны.

2.6.    На деталях из органического стекла допускается устранение мелких механических повреждений шлифованием непосредст венно на изделии вручную с помощью тампона из мягкой хлопчатобумажной ткани н шлифовального порошка зернистостью не крупнее 4 с последующим полированием полировочной пастой для оргстекла.

2.7.    С целью исключения притяжения частиц пыли и волокна в процессе изготовления деталей из оргстекол можно применять а и тистатик.

2.8.    Знание правил обращения с органическим стеклом является обязательным для всех работающих по изготовлению деталей остекления из органического стекла.

ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ПРЕДОХРАНЕНИЕ ЕГО ОТ ПОВРЕЖДЕНИИ

3.1. Органическое стекло как на центральном, так и на промежуточных складах хранить в отапливаемых помещениях при температуре от 5 до 35°С и относительной влажности не выше 65% в условиях, исключающих воздействие растворителей или их паров.

Листы располагать вертикально в ящиках или стеллажах, имеющих отдельные ячейки шириной 100—150 мм.

Детали остекления и заготовки из органического стекла хранить на специальных стеллажах, обитых байкой, исключающих их деформацию.

Срок хранения деталей остекления на складах изготовителя и потребителя определяется сроком хранения оргстекла по существующим ТУ при условии соблюдения режимов изготовления деталей остекления.

3.2.    При внутрицеховой транспортировке листы органического стекла перевозить небольшими партиями в стеллажах, обеспечивающих его сохранность от повреждений.

3.3.    Поверхность органического стекла для предохранения от повреждений при хранении, транспортировке и изготовлении деталей необходимо оклеивать бумагой или покрывать клеевой пленкой, завертывать стекло в папиросную бумагу с последующим заклеиванием в пакет из плотной бумаги.

При межиеховой транспортировке сдвижной части фонаря и при монтажных работах на изделии необходимо применение жестких чехлов, или тканевых протекторов (приложение 3), предохраняющих поверхность стекла от повреждений. Рекомендуется снимать эти чехлы только перед сдачей всего изделия на пробную эксплуатацию.

3.4.    Для оклеивания применять бумагу следующих сортов: крафт (оберточную), кабельную, бумагу для оклейки органического стекла.

3.5.    Бумагу к поверхности органического стекла приклеивать следующими клеями: казеиноглицериновым, желатиноглицериновым, глюкозокрахмальным, полиизобутнленовым (КП-16) и клеем на основе поливинилового спирта (приложение 4).

Для предохранения органического стекла клеевой пленкой применять следующие клеи: казенноглицериновый, желатино-глицериновый и на основе поливинилового спирта (приложение 4).

Органическое стекло марки СО-140 очень чувствительно к воздействию щелочной среды (действие щелочной среды приводит к образованию помутнения и серебра), поэтому защита его казсиио-глицериновым клеем запрещается.

3.6.    Поверхности органического стекла и деталей остекления, подлежащие оклеиванию, должны быть чистыми и сухими.

3.7.    При оклеивании органического стекла бумагой клей на его поверхность наносить мягкой кистью.

Бумагу приклеивать к поверхности стекла и приглаживать рукой резиновым валиком или ватным тампоном. Поврежденные места на бумаге заклеивать заплатой.

3.8.    При защите органического стекла клеевой пленкой от повреждений клей на поверхность стекла наносить ровным слоем толщиной 0,5—1,0 мм при помощи мягкой кисти.

3.9.    Сушку бумаги или клеевой пленки, нанесенной на органическое стекло и летали остекления, проводить в сухом помещении не менее 4 ч при температуре нс выше 40°С.

3.10.    Для устранения на органическом стекле следов полппзо-бутиленового клея следует перед снятием оклеечнон бумаги плотно пригладить ее к поверхности оргстекла при помощи резинового валика. Бели следы клея все же остаются на поверхности (что

возможно в случае неравномерного нанесения и недостаточной просушки), то на резиновый валик намотать кусок плотной ткани или бумаги с предварительно нанесенными и высушенными двумя-тремя слоями полиизобутиленового клеи (клеем наружу) и прокатить по органическому стеклу, следы клея при этом полностью удаляются.

4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОСТЕКЛЕНИЯ ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО СТЕКЛА

4.1. Формовочная оснастка

4.1.1. С целью получения деталей остекления с минимальными формовочными напряжениями при выборе материала для оснастки, а также на всех стадиях переработки стекла — при разогреве заготовки, формовании, охлаждении отформованной детали, — необходимо учитывать теплофизическис свойства материалов технологической оснастки и особенно высокий коэффициент линейного расширения и низкую теплопроводность органического стекла.

Коэффициент линейного расширения, удельная теплоемкость и теплопроводность основных материалов технологической оснастки и органического стекла указаны в табл. 2.

Таблица 2

Материал	Коэффициент линейного расширения, а-106, 1/град	Удельная теплоемкость, кДж/кг*град	Теплопровод ность, Вт/м-град
Дуралюмни	21.9-22.6	0,87	208,8
Сталь	11,0-12,2	0,46	45,2
Шамотные изделия	1,6-5,7	—	0.72
Дерево вдоль волокон	4,9-5,4	2,72	0,35—0,40
Дерево поперек волокон	34,0-54,5	—	0,14-0,16
Силикатное стекло	6-9,7	—	0,74
Оргстекло	56—111	1.12—1,67	0,16-0,21

4.1.2.    Качество деталей остекления зависит от выбора наиболее рационального метода формования, соблюдения требований технологии, а также от конструкции, материала и качества оснастки для формования.

4.1.3.    При выборе материала для изготовления оснастки необходимо учитывать температурные условия ее работы (в термошкафу или вне его), многократность использования, величину прилагаемых при формовании нагрузок, требования, предъявляемые к оптическим свойствам формуемых деталей.

4.1.4.    Для изготовления форм, которые не испытывают большого давления, можно использовать дерево, фанеру, листовой ме-

галл, стеклопластики, оргстекло, маршалито-магнезитовую смесь и другие материалы. Формы двойной кривизны с большой глубиной изготовляются литыми из металлов, пескоклеевой массы, дель-та-древссины, маршалито-магнезитовой смеси и т. п.

4.1.5.    Материалом для деревянных форм служит хорошо высушенная сосна, липа, красное дерево, бук, дельта-древесина.

Теплостойкость клеев и лаков, применяемых при изготовлении деревянных форм, должна быть выше температуры формования.

При изготовлении оснастки из сосны необходимо учитывать возможность выделения смолы на формообразующих поверхностях оснастки при длительном воздействии температур.

4.1.6.    Металлические формы изготовляются механической обработкой из металлических отливок литьем из сплавов типа АЛЗ или из листового металла типа АМц, Д16, сталей.

4.1.7.    Полимерные формы на фенольных и других термореактивных смолах, а также на полиэфирных и эпоксидных смолах вы-клейкой могут быть изготовлены как выпуклые, так и вогнутые.

4.1.8.    Формы из оргстекла обладают достаточной жесткостью и прочностью при хорошем качестве поверхности. Чаще оргстекло используется как облицовочный материал в металлических, деревянных и других формах. Для изготовления форм и облицовки их поверхности применяется оргстекло, температура размягчения которого выше, чем у формуемого материала.

4.1.9.    Формы из маршалито-магнезитовой смеси хорошо обрабатываются полировкой, обладают минимальной усадкой и хорошей поверхностью (приложение 5).

4.1.10.    Материал форм влияет на скорость охлаждения стекла при контакте с формой. Металлические формы охлаждают стекло быстрее, чем деревянные или стеклопластнковые.

4.1.11.    Для прижима стекла к форме используют струбцины или различные быстродействующие зажимы, устанавливаемые на формы.

4.1.12.    Поверхности форм, с которыми контактирует стекло при формовании, за исключением зон технологических припусков, должны быть тщательно зашлифованы и заполированы.

В случае изготовления формовочной оснастки из древесины эти поверхности перед шлифовкой и полировкой необходимо прошпат-левать. Теплостойкость шпатлевок должна быть выше температуры формования.

4.1.13.    В процессе окончательной доводки формообразующих поверхностей оснастки их рекомендуется покрывать из пульверизатора алюминиевой краской, например краской на основе лака АК-113 с добавкой 4% алюминиевой пудры ПАК-4. Такое покрытие при просмотре криволинейных поверхностей в отраженном свете позволяет более четко видеть отклонения от заданной формы, способные повлиять на оптические свойства формуемой детали.