Пресс-формы для литья пластмасс на вертикальной литьевой машине
Пресс-форма для литья пластмассовых изделий под давлением – это формующая оснастка, определяющая параметры отливки. Внутренняя полость литьевой формы четко задает конфигурацию изготавливаемых на термопластавтоматах изделий. Расплавленное полимерное сырье поступает в формообразующую полость и приобретает необходимые размеры и геометрию.
Как выглядит пресс-форма для термопластавтомата?
Такие формы обычно имеют конструкцию из 2 или 3 стальных плит с закрепленными на них неподвижной матрицей и 1 или 2 подвижными пуансонами. Двухплитные формы формируют 1 линию разъема и позволяют отливать простые детали. Трехплитные литьевые оснастки формируют 2 линии разъема и позволяют изготавливать сложные отливки.
Для центрирования литформ при смыкании применяются направляющие колонки, центраторы, втулки и запирающие клинья. Регулировку температуры обеспечивают системы подогрева и охлаждения, а изъятие готовых деталей – система выталкивания. Все элементы качественных литьевых форм четко, без малейших смещений сопрягаются друг с другом и образуют идеально подогнанную систему. От качества исполнения и точности подгонки литформ зависит уровень технологических операций и характеристики конечного продукта.
Элементы конструкции
Как будет выглядеть литформа – зависит от типа литьевой машины и параметров будущих изделий. Но в любом случае оснастка состоит из базовых компонентов, которые делятся на структурные и формообразующие. Это:
- Пакет плит – для крепления пуансона, матрицы, частей систем охлаждения и выталкивания – в зависимости от технических особенностей термопластавтомата, специфики производственного процесса и конструктива деталей.
- Формообразующие детали – зафиксированная матрица и находящийся на подвижной части пуансон. Образующаяся при их смыкании полость в точности повторяет геометрию отливки.
- Литниковая система каналов – горячая (более дорогая и совершенная), холодная (с увеличенным расходом сырья и необходимостью отрезать отливку от литника) или комбинированная.
- Система охлаждения – каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Тоже влияет на качество литья.
- Система выталкивания – с нагнетающими воздух клапанами или толкателями, сбрасывающими готовые изделия.
- Программируемый терморегулятор, контроллер и другие элементы управления.
Применение литформ
При инжекционном прессовании (литье пластмасс под давлением) нагретая полимерная масса под давлением впрыскивается в охлаждаемую литейную форму и остывает в ней при плавном уменьшении давления, приобретая заданную конфигурацию. Получаемые отливки выталкиваются из формы, и цикл повторяется.
В среднем цикл создания пластмассовых изделий на термопластавтоматах длится от нескольких секунд до 15 минут. Его длительность зависит от используемого сырья, размеров, формы и толщины стенок отливаемых деталей. Для каждого типа отливок температурные характеристики, объем полимерной массы и скорость ее впрыска задаются индивидуально.
Классификация
|
Критерий |
Виды литформ |
Их особенности |
|
Принцип работы |
Прямого прессования |
Рассчитаны на мелкосерийный выпуск изделий простой геометрии. |
|
Литьевого прессования |
Их выбирают для массового выпуска деталей разной сложности. В таких моделях емкость для загрузки расположена отдельно, и расплавленное полимерное сырье поступает в сомкнутую литформу через каналы. |
|
|
Принцип взаимодействия с ТПА |
Съемные |
Для изъятия изготовленных отливок снимаются с плиты термопластавтомата и перед каждым производственным циклом устанавливаются повторно. Предназначены исключительно для мелкосерийного литья, без подогрева и охлаждения. |
|
Стационарные |
Устанавливаются на плите ТПА и по окончании рабочего цикла не снимаются. Применяются при крупносерийном литье. |
|
|
Полустационарные |
Могут иметь съемные кассеты или клиновые матрицы, вынимаемые для изъятия готового продукта. Востребованы при создании резьбовых и армированных отливок. |
|
|
Направленность плоскости разъема |
Вертикальные |
Линия разъема у них перпендикулярна горизонтальной плоскости, в которой прикладывается смыкающее усилие. |
|
Горизонтальные |
Линия разъема перпендикулярна вертикально направленному смыкающему усилию. |
|
|
Комбинированные |
Литформы с несколькими пуансонами и разъемами, расположенными в 2 плоскостях. |
|
|
Гнездность – количество одновременно отливаемых деталей |
Одногнездовые |
Изготавливают за 1 цикл 1 крупное или сложное изделие. Подходят для штучного или мелкосерийного производства. |
|
Многогнездовые, с общим литником |
За 1 цикл производят несколько однотипных или разных деталей. Востребованы при массовом производстве. Такие литформы делают из высокопрочных сталей. Для литья сложных деталей создают оснастку с пуансонами, состоящими из 2 или нескольких частей. |
|
|
Вид литниковой системы |
С горячеканальными литниками |
Широко применяются для быстрого литья в многогнездовые формы. Включают обогреваемый коллектор с 1 или несколькими соплами. Поддерживают необходимую температуру и вязкое состояние полимерной массы. Нуждаются в системе охлаждения. Дорогие, т.к. сложны в проектировании и реализации, зато позволяют отливать образцовые детали любой сложности, без отходов, с более коротким циклом и красивой точкой от впрыска. |
|
С холодноканальной системой, отрезным или самоотрывным литником |
Часто применяются при подаче полимерного сырья в одногнездовые литформы. Работают без подогрева литьевого канала. Могут использовать вторичное сырье. Подходят для литья деталей, к которым не выдвигаются строгие требования, например, заглушек или ножек для мебели. Готовые отливки остывают и вынимаются вместе с литником. |
|
|
С комбинированными литниками |
Такие литники используются в одно- и многогнездовых литформах. Полимер впрыскивается через горячую втулку и передается через холодные литники в полость пресс-формы. |
|
|
Метод управления |
С ручным управлением |
Подразумевают участие оператора. Востребованы при изготовлении опытных образцов и отливок с закладными элементами. |
|
С автоматическим |
Обеспечивают высокую производительность. Используются при массовом литье. |
|
|
С полуавтоматическим |
Востребованы при изготовлении мелких и средних партий пластмассовых изделий. Оператор участвует при установке закладных элементов. |
|
|
Ресурс – расчетное количество смыканий |
До 10 000 |
Рассчитаны на опытное и мелкосерийное производство. |
|
10 000 – 15 000 |
Востребованы при среднесерийном литье. |
|
|
Свыше 15 000 |
Применяются при крупносерийном изготовлении полимерных отливок, производятся из высокопрочной стали. |
Выбор пресс-форм для вертикальных литьевых машин
ТПА вертикального типа применяют для мелкосерийного производства некрупных изделий, в частности, с закладными элементами. Литформы для них делают из металла на танке с ЧПУ или из полимера на 3D-принтере. Обычно на вертикальных литьевых машинах используют съемные или полустационарные литформы прямого прессования с ручным или полуавтоматическим управлением, с ресурсом до 10 000 смыканий.
Ширина и высота пресс-формы должны соответствовать параметрам плиты и вписываться в зазор между колонами литьевой машины. Толщина литформы выбирается с учетом раскрытия, на которое рассчитан конкретный термопластавтомат. Оптимальные параметры литьевых форм производители ТПА указывают в руководстве по эксплуатации.
Технологические требования к формующей оснастке (прочность и износостойкость материала, допуски, гарантийный ресурс и пр.) зависят от технологичности изготавливаемых деталей и требований к ним. Из самых твердых и износостойких материалов производят матрицу и пуансон, т.к. они работают в наиболее жестких условиях, постоянно подвергаются воздействию высоких температур и давления. Плиты крепления для экономии обычно делают из недорогой стали.
Ранее в блоге Shura-Master.ru была опубликована статья о том, как работает термопластавтомат.
