Технология литья под давлением, машины, оснастка (формы)

Какие пластмассы принципиально перерабатываются литьем под давлением?

Литьем под давлением преимущественно перера­батываются термопласты, однако таким способом можно переработать и реактивные пластмассы и эластомеры.

Из каких двух основных узлов состоит литьевая ма­шина?

Литьевая машина состоит из узла впрыска или пластикации, а также узла смыкания¹.

Какие задачи выполняет узел впрыска?

Узел впрыска или пластикации подает, дозиру­ет, пластицирует, гомогенизирует и транспортирует расплав в формующую полость литьевой формы, а также поддерживает давление выдержки в процессе охлаждения.

Что понимается под пластикацией пластмассы?

За счет давления и тепла пластмасса делается плас­тичной и текучей.

Что понимается под гомогенизацией пластмассы?

Пластмасса считается гомогенной, если ее состав и свойства равномерны по всему объему. Это озна­чает: одинаковые свойства и характеристики ожида­ются в любой точке массы расплава². От чего зависит время впрыска в литьевой форме?

Время впрыска зависит от:

• конфигурации и размеров формуемого изделия
или изделий;

• давления впрыска;

• температуры расплава;

• вязкости расплава;

• длины и формы литников.

Какие преимущества имеет шнековая пластикация перед поршневой?

Шнековая пластикация повышает производи­тельность пластикации, и расплав становится более гомогенным.

______________

¹ Литьевая машина состоит из 3-х основных узлов: узла смыкания, пластикации и впрыска, а также станины ли­тьевой машины с системой привода и системой управле­ния. — Здесь и далее примеч. науч. ред.

² Понятие «гомогенный» относится как к однородно­сти температуры, так и к консистенции.

Какое движение совершает шнек литьевой машины при дозировании?

Шнек выполняет одновременно вращательное движение и за счет противодавления инициирует возвратно-поступательное движение вдоль оси ма­териального цилиндра.

Как происходит нагрев массы пластмассы в матери­альном цилиндре шнековой литьевой машины?

Нагрев пластмассы осуществляется за счет нагре­ва цилиндра и тепла от действия деформации сдвига.

Как в литьевой машине возникает тепло от деформа­ции сдвига?

При вращении шнека в материальном цилиндре происходит принудительное движение полимерно­го материала. Возникающее при этом трение частиц полимера друг о друга приводит к нагреву.

Сколько может составлять доля тепла от деформа­ции сдвига от необходимой величины для пластикации пластмассы в литьевой машине?

Тепло от деформации сдвига может составлять до 50% необходимого общего количества тепла.

В какой части необходимо охлаждать цилиндр литье­вой машины?

Охлаждать необходимо зону загрузки материаль­ного цилиндра (вблизи загрузочного отверстия) для беспрепятственной загрузки сырья в форме порош­ка или гранулята и предотвращения образования пробок в загрузочном отверстии.

В какой форме указывается длина шнека литьевой машины?

Длина шнека указывается как кратное диаметра шнека.

Как определить зазор между шнеком и материальным цилиндром литьевой машины?

Зазор составляет половину разности размеров между внутренним диаметром цилиндра и диамет­ром шнека.

Что происходит при дозировании?

При дозировании расплав полимера перемеща­ется в коллектор (передняя часть материального цилиндра) за счет вращательного движения шнека. Последующее увеличение объема расплава вызыва­ет отвод шнека назад.

Почему при дозировании необходим^ противодавление?

За счет противодавления замедляется осевое перемещение шнека и обеспечивается основательная пластикация и гомогенизация полимерного мате­риала.

Как долго длится дозирование?

Когда в коллекторе собирается достаточное коли­чество расплавленной массы, за счет осевого переме-щения шнека в действие приводится регулируемый концевой выключатель, который прекращает вра­щение шнека и, тем самым, процесс дозирования.

Для чего предназначено сопло узла пластикации литье­вой машины?

Сопло узла пластикации литьевой машины:

• предназначено для увеличения скорости тече­
ния расплава;

• является местом соединения между узлом плас­
тикации и литьевой формой;

• является затвором цилиндра.

Какие исполнения сопел встречаются в литьевых ма­шинах?

Существуют следующие формы сопел:

• игольчатые (самозапирающиеся сопла с иголь­
чатым клапаном);

• шиберные затворы;

• открытые сопла (плоские или выпуклые).

Для каких расплавов нельзя применять открытые сопла? Открытые сопла не рекомендуются при работе с низковязкими расплавами, такими как полиэти­лен, полипропилен, полистирол; их используют для переработки нетермостойких и высоковязких по­лимеров, таких как жесткие ПВХ, реактопласты и эластомеры.

Какие задачи в литьевой машине выполняет литьевая форма?

Задачи литьевой формы:

• прием расплава в оформляющее гнездо формы;

• формование расплава;

• охлаждение расплава до его затвердевания.

Чем отличаются одногнездные имногогнездныелитье­вые формы?

Основное отличие состоит в том, что одногнезд-ная литьевая форма содержит только одно оформ­ляющее гнездо (для изготовления одного изделия), в то время как многогнездная литьевая форма имеет несколько оформляющих гнезд (для одновременно­го изготовления нескольких изделий).

Какие задачи должна выполнять плоскость разъема литьевой формы?

Функциями плоскости разъема являются:

• разделение литьевой формы как минимум на
две части (одна плоскость разъема);

• герметизация полуформ от выхода расплава;

• выпуск воздуха, вытесняемого из оформляю­
щего гнезда при поступлении расплава в литье­
вую форму'.

На каких литьевых машинах изготавливаются изде­лия с поднутрением?

Изделия с поднутрениями могут изготавливаться на любых стандартных литьевых машинах в разъем­ных литьевых формах или формах, имеющих специ­альные узлы, обеспечивающие свободное извлече­ние формующего элемента.

Из каких технологических операций состоит цикл литья под давлением?

Цикл литья под давлением состоит из нескольких стадий:

• смыкание литьевой формы;

• подвод узла впрыска (движение вперед);

• впрыск расплава в формообразующую полость
литьевой формы;

• начало охлаждения (термостатирования);

• выдержка под давлением;

• отвод узла впрыска (движение назад);

• возврат шнека;

• открытие литьевой формы.

Какие задачи в процессе впрыскивания должна выпол­нять блокировка противотока?

Блокировка противотока препятствует во время каждого цикла впрыскивания обратному течению расплава из коллектора в материальный цилиндр.

Какие задачи выполняет аварийный выключатель литьевой формы?

Аварийный выключатель обеспечивает сохран­ность дорогостоящей литьевой формы, предотвра­щая ее повреждение во время процесса смыкания зажатым посторонним телом.

Как обеспечивается непрерывный цикл работы литье­вой машины?

Выпадающее из литьевой формы изделие ото­двигает заслонку, которая затем самостоятельно за­нимает исходное положение. При этом замыкается контакт, обеспечивающий повторное смыкание литьевой формы.

Что является приводом шнека литьевой машины?

Привод шнека осуществляется электродвигате­лем и бесступенчато регулируемым гидравлическим цилиндром.

^{__________________}

¹Одна плоскость разъема необходима для сброса от­ливки в образовавшуюся свободную зону. Несколько пло­скостей разъема необходимы в основном для обеспечения последовательного отделения литниковой системы от от­литого изделия и ее сброса.

Какие задачи выполняет узел смыкания литьевой ма­шины?

Узел смыкания литьевой машины должен выпол­нять следующие задачи:

• крепление литьевой формы, состоящей из двух
или более частей;

• выполнение смыкания/размыкания;

• удерживание пресс-формы в сомкнутом со­
стоянии, что исключает вытекание расплава
полимера при ее заполнении в процессе фор­
мообразования.

Какимдолжнобытъусшшесмыканиялитъевоймашины? Усилие смыкания должно быть всегда больше, чем усилие, возникающее за счет внутреннего дав­ления в литьевой форме. С точки зрения безопас­ности усилие смыкания должно использоваться не более чем на 80%.

Что называют «буфером остаточной массы» («подуш­ка»)?

«Буфером остаточной массы» или «подушкой» именуют переднее положение шнека в конце време­ни выдержки.

Что такое время прилегания сопла?

Временем прилегания сопла обозначают время от приведения сопла литьевой машины к литниковой втулке формы до его отвода от литьевой формы.

Какие детали являются основными в традиционной конструкции литьевой формы?

С неподвижной стороны основные элементы литьевой формы: крепежная плита с центрирующим кольцом, плита формы, оформляющая вставка, лит­никовая втулка, направляющие колонки.

С подвижной стороны: плита формы, оформ­ляющая вставка, промежуточная плита, опорные колонки, дистанционные планки (брусья), крепеж­ная плита, обойма выталкивателей, упоры, опорная плита выталкивателей, штанга хвостовика, пружина сжатия, выталкиватели, возвратные колонки, цен­тральный выталкиватель, направляющие втулки.

Для чего служит промежуточная или прижимная плита?

Она служит для опоры и крепления оформляющих вставок и препятствует провисанию плиты формы.

Что такое «стандартная» форма?

Стандартная форма имеет только одну линию разъема формы и служит для изготовления простых отливок без поднутрений, например, стаканчики, тарелки (толщина стенки не менее 1,5 мм).

Что такое оформляющие вставки?

Детали, участвующие в формообразовании отли­ваемого изделия или его части, собранные в специальной плите (обойме), называют вставками. Необ­ходимость наличия вставок связано:

• с технологической сложностью изготовления
того или иного элемента в едином монолите;

• с частым выходом из строя того или иного эле­
мента формообразования; поломка или износ
и тем самым простая замена такого элемента,
выполненного вставкой, значительно удешев­
ляет и ускоряет процесс ремонта формы.

Для чего предназначена система вентиляции?

Система вентиляции обеспечивает удаление воз­духа во время заполнения формообразующих поло­стей.

Какие действия необходимо предпринять при испыта­нии литьевой формы?

1. Форму прочистить и обезжирить формообразующие элементы.

2. Установить форму на литьевую машину и за­
крепить ее.

3. Провести монтаж системы термостатирования (подсоединить шланги литьевой машины к штуцерам формы) и проверить на герметич­ность.

4. Убрать имеющиеся крепежные кронштейны, соединяющие полуформы.

5. Медленно раскрыть плиты литьевой машины и довести раскрытие полуформ по направлению
разъема до расстояния, необходимого для сво­ бодного сброса отливки.

6. Проконтролировать герметичность формы поповерхности разъема.

7. Отрегулировать ход выталкивающей системыдля автоматического сброса отливки¹.

Что называется мастер-моделями?

Мастер-модели — это формы для производства комплексных и крупных изделий, изготавливаемых небольшими сериями, например, при изготовлении лодок. Такие формы производятся, как правило, из стеклопластика, реже из углепластика и изнашива­ются после производства 10—200 изделий. Формы из стеклопластика изготавливаются в основном вруч­ную. Технология изготовления таких форм основа-

^{________________}

¹ В настоящее время имеют широкое применение фор­мы с горячеканальной литниковой системой. Дополни­тельные требования к ним:

8. Соединить электрическим кабелем соответствующие

разъемы формы стерморегулятором(и).

9. Включить терморегуляторы в электрическую сеть —
220У.

10. Проверить исправность системы нагрева и терморе­
гулирования.

Внимание!!! Форму необходимо заземлить.

После длительного хранения и транспортировки формы необходимо включить систему обогрева для сушки нагре­вателей при температуре не более 90 °С в течение 30 мин.

на на оборачивании тонких матов стекловолокна вокруг образца (обычно массивный корпус из по­листирола) или вокруг шаблона изделия и после­дующем его отверждении. При этом возникает так называемая негативная форма. При изготовлении детали формуемый материал наносится на внутрен­нюю часть формы, что позволяет получить гладкую внешнюю поверхность. Позитивная форма (или керн) — напротив, является слепком изготавливае­мого изделия. Формуемый материал наносится на внешнюю сторону, при этом гладкой становится внутренняя сторона изделия. Изготовление форм и изделий возможно по одной и той же технологии и на практике отличается лишь незначительно.

Что называется промышленными формами?

Промышленные формы — износостойкие фор­мы, выполненные, как правило, из закаленной или термически улучшенной инструментальной стали или твердого сплава. Большая часть особо точных контуров формы создается с помощью различных станков по конструкционным чертежам и матема­тическим моделям, однако возможны и ручные опе­рации. Это делает само изготовление форм затрат­ным, особенно при использовании станков с ЧПУ. Стоимость формы можно значительно сократить, используя в качестве ее деталей стандартные едини­цы, которые производятся крупными сериями.

Металлические формы могут состоять из не­скольких сотен элементов (компонентов формы). Эти компоненты представляют собой не только фасонные изделия, но и покупные нормали и стан­дартные узлы. Металлическая форма состоит как минимум из одной матрицы, которая образует не­гатив внешней формы изготавливаемого крупносе­рийно изделия. Для формообразования внутренней части требуется так называемый оформляющий знак (пуансон). Оформляющий знак и матрица вместе образуют полость, которая после заполнения ее рас­плавом полимера формирует отливаемое изделие.

Как устроена форма?

Большинство форм состоят из 2-х частей: непод­вижной полуформы, в которой размещается цен­тральный литниковый канал, и подвижной полуфор­мы, где размещается, как правило, выталкивающая система. Негативный контур отливаемого изделия и разводящие литниковые каналы могут распола­гаться как в подвижной, так и в неподвижной по­луформах, или отдельно в каждой из полуформ.

Литьевая машина раздвигает обе полуформы после впрыскивания и последующего формования изделия. Отливка остается в полуформе, имею­щей выталкивающую систему, (как правило, под­вижной полуформе) и выталкивается отдельным устройством. Контур отливки обычно не позволяет создавать поднутрения в направлении раскрытия.

Но если контур все же должен иметь поднутрения, в большинстве случаев устанавливаются дополни­тельные ползуны, которые перед процессом рас­крытия отводятся назад¹.

Деталями типичной формы являются:

• крепежные плиты;

• плита формы со стороны центрального литника;

• плита формы со стороны выталкивания;

• распорные планки (брусья) для плит выталки­
вателя;

• опорные и направляющие колонки системы
выталкивания;

• плиты выталкивания с выталкивателями;

• направляющие и центрирующие детали;

• штуцеры (фитинги) для отверстий охлаждения.

Какую роль играет качество поверхности отлитого изделия при изготовлении формы?

К шероховатости и качеству поверхности серий­но изготавливаемых изделий всегда предъявляются определенные требования. Эти требования следует учитывать при изготовлении формы. В зависимости от требований заказчика формообразующая поверх­ность полируется, структурируется по определенно­му образцу (например, травлением) или передается на обработку прикладной технологией соответству­ющему оборудованию.

Какие преимущества позволяет получить твердое хромирование формы?

Оно защищает форму от фрикционного износа и коррозии.

Почему не следует соединять с помощью фланцев встык оформляющие вставки?

Усилия, возникающие во время впрыскивания, могут привести к смещению оформляющих вставок.

Дата добавления: 2015-08-17