Рубрики
Без рубрики

Классификация пресс-форм для литья пластмасс под давлением

Пресс-форма (форма) для литья пластмасс под давлением – это довольно сложное инженерно-техническое устройство.

Она работает в достаточно жёстких условиях: на нее действует высокая температура, давление, опасные химические вещества, выделяемые из обрабатываемого полимера. Вместе с тем надо помнить, что для изготовления деталей надлежащего качества требуется обеспечить точность прилегания деталей формы, отвечающих за формообразование изделия. При этом требуемая точность лежит в пределах сотых долей мм.

Для прикладной реализации этих условий проектировщиками и производителями разработано много инженерных решений, облегчающих изготовление и эксплуатацию форм.

При всей вариативности видов форм, выделяют их основные типы, но перед тем, как их перечислить следует договорится о терминологии.

Термины и определения

Пресс-форма (форма) – это конструкция, предназначенная для отливки объёмных изделий из пластика, резины и пр.

Пуансон – движущаяся часть формы, передающая усилие на обрабатываемый материал, этот элемент обладает выступами, необходимыми для формирования внутренней поверхности детали.

Матрица – стационарная часть формы, на ней располагаются впадины, оформляющие внешнюю поверхность детали. Для подачи разогретого материала используют каналы в матрице – литники.

Формующая полость – пространство, расположенное между матрицей и пуансоном, которое заполняется расплавленным полимером и представляет собой форму будущей детали.

Линия разъема – поверхность соединения пуансона и матрицы. В простых формах линия разъема – это простая плоскость, а в сложных состоит из одной или нескольких поверхностей, образуемых подвижными частями формы.

Виды пресс-форм

Обобщенно виды форм разделяют по специфике устройства конструкции, а также по технологическим задачам.

Конструктивные отличия

Расположение:

  • горизонтальные – отливка извлекается по вертикали;
  • вертикальные – горизонтальное извлечение.

Число разъёмных линий:

Число плоскостей разъема от 1 до 3, что сопряжено со сложностью заготовки.

Число гнезд:

  • одногнездные как правило используют для литья крупноразмерных деталей (мебель, авто детали, тара);
  • многогнездные содержат несколько полостей формования мелкоразмерной продукции, численность которых кратно двум в n-й степени. В них одновременно формуется определенное количество одинаковых или несколько видов различных продуктов из одного материала.

Конструкция системы:

  • простые – в них входит один литник, используются в одноместных формах;
  • сложные – служат для многоместных форм, включают и разводящие, и впускные каналы, могут быть оснащены общим или раздельным впрыском, в них применяют регулировочные устройства, отвечающие за направление потока сырья для достижения нужных свойств.

Двухплитные формы

Самой простой и в следствие этого самой распространённой формой считают холодноканальную форму, оснащенную двумя плитами.

На рис. отражена форма с центральным литниковым каналом, который необходим для подачи расплава от точки впрыска до распределяющего литника, расположенного на линии разъёма. Из него расплав перетекает в формующую полость (камеру).

В самом простом исполнении формы разводящий литник может отсутствовать, а подготовленное сырье подаваться сразу из литниковой втулки в полость. Изготовленные в таких формах детали можно выявить по круглому следу, оставшемуся после удаления литника, традиционно он расположен в самом центре детали.

Показанная форма располагает одной линией разъёма, разъединяющегося при каждом рабочем цикле для извлечения отливки и удаления литника. Выполнение этой операции обеспечивает выталкивающая система. Она состоит из нескольких плит и некоторого числа толкателей, которые обладают разной формой, но самое широкое распространение получили цилиндрические.

Функциональные части формы – это пуансон, матрица и вставки, которые также называют “знаками”, определяют форму отливаемой детали. Компоненты формы, составляющие её основу, называют несущими, или опорными плитами. Они переносят цикличные нагрузки, величина которых может достигать нескольких тысяч тонн, но для их производства применяют более мягкий металл, чем тот, который идёт на изготовление функциональных частей. Такой подход приводит к снижению стоимости формы и облегчает ее изготовление.

Значимым компонентом пресс-формы также является теплообменник. По сути, теплообменник состоит из большого числа отверстий, складывающихся в каналы, проходящие сквозь плиты и функциональные детали формы. Для системы охлаждения чаще всего применяют воду, которая проходит через отверстия и равномерно охлаждает полученные детали.

Трёхплитные формы

В конструкции форм этого типа предусмотрено две линии разъема. Одна служит для высвобождения детали, а вторая расположенная в плоскости, параллельной основной – для высвобождения литника.

Эта конструкция дает возможность усложнить разводящий литник и выполнять впрыск в любой точке формообразующей полости. При этом размер точки, через которую подают разогретое сырье лежит в границах одного мм. Разводящий литник в такой пресс-форме отделяется от полученной детали в момент раскрытия формы.

На рисунке показана форма, у которой съем начинается с раскрытия формы по главной (первой) линии, она проходит между плитами матрицы и пуансона. Как уже было отмечено литник в момент открытия формы отделяется.

После того, как изделие высвобождено, начинают открытие вспомогательной (второй) линии разъёма с вытягиванием литника.

В приведенной на рисунке пресс-форме, удаление отливки с пуансона выполняется плитой съёма. Такой способ используют тогда, когда недопустимо, чтобы на готовой детали оставались следы толкателя, или если требуется обеспечить равное распределение усилия снятия.

Технологические отличия

В холодноканальных формах стенки холоднее, чем рабочий полимер, это приводит к быстрому остыванию содержимого системы и удалению его вместе с готовой деталью. Утилизация отходов производства сводит на нет преимущества холодноканальных форм, таких как низкая стоимость, надежность, простота в применении и обслуживании.

В горячеканальных формах полимер, применяемый для изготовления изделия, поддерживают в вязко-текучем разогретом состоянии все время, необходимое для производства определенного объема готовой продукции. Литник в таких формах не применяют, его просто нет – это позволяет сэкономить сырье и время. Литье в горячеканальных формах обеспечивает ускорение охлаждения отливки и использование производственного оборудования с меньшим объёмом впрыска.

При всех явных достоинствах горячеканальных форм отличаются высокой стоимостью изготовления, а из-за относительно сложного конструктива, уступают холодноканальным в надёжности. Также они подходят не для каждого вида полимеров.

Выбирая вид формы, инженер должен руководствоваться следующими параметрами:

  • Рабочей документацией на планируемое к выпуску изделие;
  • Техническими характеристиками используемого термопластавтомата;
  • Требованиями производственного плана.