CC BY
17
УДК 678. 027
Толич А.И., Шерышев М.А.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ И ПРЕСС-ФОРМЫ
Толич Альбина Игоревна, студентка 1 курса магистратуры, кафедры технологии переработки пластмасс; e-mail: tolichalya@yandex.ru;
Шерышев Михаил Анатольевич, д.т.н., профессор кафедры технологии переработки пластмасс. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева; Россия, 125190, Москва, Миусская площадь, д. 9.
Конструирование пресс-форм является сложной задачей. Важно правильно понимать порядок конструирования пресс-формы для дальнейшей реализации.
Ключевые слова: пресс-форма, конструирование, моделирование, изделие, деталь, конструктор.
PRODUCT AND MOLD MODELING
Tolich A.I., Sheryshev M.A.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Mold design is a complex task. It is important to correctly understand the mold design procedure for further implementation.
Keywords: mold, design, modeling, product, part, constructor.
Форма для литья пластмасс под давлением -основной элемент любой литьевой машины, формирующий качество и конструкцию готового полимерного изделия. Обычно в литературе форму для литья называют пресс- формами, литьевыми формами или инжекционными формами.
В собранном состоянии все литейные формы (рисунок 1) представляют собой набор плит (стандартный, либо, по желанию заказчика, возможно выполнение специфических плит), формообразующих (плита матрицы и пуансона), горячеканальная (выполняется с инжектором) или холодноканальная литниковая система, система охлаждения пресс- формы, система толкателей и направляющие элементы.
Технология изготовления пресс-форм для литья пластмасс подобна технологии штампов или печатных плат. В условиях современной промышленности зачастую необходимо
интенсифицировать процесс литья пластмасс. Для этого изготавливают пресс-формы для одновременного производства нескольких изделий.
Такие пресс-формы получили название многогнездные. Число гнезд обычно бывает кратно двум, например, 2, 4, 8, 16, 32 и так далее. Реже проектируют пресс-формы с другим количеством гнезд, таким как 6, 10, 12 и так далее.
Кроме того, существуют «модульные» формы, конструкция которых предполагает сменные компоненты, позволяющие изменять конструкцию изделий или же полностью заменить изделие на другое. Это означает то, что одна и та же пресс-форма позволяет производить разные изделия в разное время. К минусам этой модели можно отнести трудоемкость операций по периодическому изменению конструкции форм (максимально точное центрирование всех элементов).
Если изделие имеет достаточно большую площадь и относительно легкую конструкцию, то для интенсификации литья под давлениям проектируют так называемые «этажные» формы. Эти формы имеют две параллельные плоскости разъема и при многоместной конструкции могут работать на небольших термопластавтоматах.
Рис. 1. Общий вид пресс-формы
К минусам такой конструкции можно отнести дорогостоящий горячий канал, увеличенное число плит, что иногда вызывает необходимость применения нестандартных узлов смыкания ТПА.
Для моделирования изделий и соответствующих пресс-форм существует множество программ, таких как БоШ'^гк^, АШ:ок^ и другие.
Рассмотрим основные этапы проектирования пресс- формы. На первоначальном этапе проектировщик на основе сложности выбирает способ доставки материала в пресс- форму, задает усилие смыкания формы и время одного цикла литья.
Исходными данными для конструктора-разработчика пресс-формы от заказчиков служат эскизы, чертежи деталей, готовые детали или просто идея детали. Поэтому прежде чем приступить к выполнению пресс-форм, конструкторы обязаны построить трехмерную модель изделия и согласовать ее с заказчиком, потому что часто бывает, что после того, как заказчик увидел 3D модель, у него возникает еще множество дополнений к заказу и выявляются какие-либо несоответствия. Важно на этом этапе отметить все замечания заказчика, чтобы в дальнейшем избежать брака готовых изделий.
После согласования вида изделия, разработчик пресс-формы дорабатывает необходимые штрихи, чтобы приступить к разработке формы, например, делает уклоны. Уклоны служат для того, чтобы в процессе извлечения изделия из формы, оно смогло свободно выниматься, не теряя при этом свой внешний вид. Также уклоны строятся для того, чтобы в процессе проектирования
формообразующих была возможность с легкостью разделить изделие на составные части, и также определить, что находится в матрице, а что в пуансоне.
По готовой смоделированной детали выполняется трехмерная модель пресс-формы. Для начала каждый конструктор определяется с расчетами плиты. Обычно, заказчик обозначает гнездность пресс-формы. Исходя из габаритных размеров изделия и его количества, выбирается из каталога стандартный пакет плит (либо индивидуально) (рисунок 2).
как можно более компактной и экономически выгодной. Кроме того, на выбор пакет плит также влияет и параметры литьевой машины, на которой будет происходить отливка изделия.После выбора блока плит, конструктор переходит к выполнению формообразующих полостей (матрицы и пуансона) (рисунок 3). Далее следует проектирование литниковой системы: выбор наиболее выгодного положения центрального и впускного литника в пресс-форме. Выбор конструкции центрального, разводящего и впускного литника обычно определяется на усмотрение конструктора разработчика. После того, как уже имеется 3Б модель изделия с литниковой системой, измеряют массу каждого литника. Важным условием является то, что масса литника не должна превышать массу всех изделий (если форма многогнездная).
Рис. 3. Формообразующие полости
Следующий этап конструирования - это проектирование системы охлаждения заготовки (рисунок 4). Она обычно состоит из множества прямых, кольцевых или спиральных каналов для охлаждающей жидкости, по усмотрению конструктора. В качестве жидкости обычно применяют подготовленную термостатированную воду. Важно обеспечить охлаждение всего изделия и обязательно уделить вниманию тем местам, где толщина изделия отличается от других мест. Система охлаждения может быть выполнена в одной плите, если формуемое изделие достаточно тонкое, то есть система охлаждения представляет собой параллельные каналы, либо в нескольких плитах, для того, чтобы обеспечить качественное охлаждение более толстых изделий.
Рис.2. Стандартный набор плит Выбор делается так, чтобы сделать пресс-форму
Рис. 4. Система охлаждения Следующим шагом является составление системы выталкивания (рисунок 5). Для этого на
специальных плитах устанавливаются толкатели и контртолкатели. Обычно это конструируется так, чтобы толкатели смогли полностью извлечь как само изделие, так и литник. Наиболее частые конструкции механических выталкивателей: выталкивающие плиты, стержневые толкатели, плоские толкатели, трубчатые толкатели. Данные выталкиватели могут применяться как в комплексе, так и по отдельности. Также возможно использование нестандартных толкателей.
Рис. 5. Система выталкивания Если необходимо, то устанавливают различные знаки, например, под отверстия. Если имеется сложная деталь, с различными элементами, зачастую
именно из-за знаков значительно усложняется конструирование пресс-формы. Бывает, что система выталкивания связана с различными знаками (знак уха, знак крюка и другие варианты).
Также проектируется система выпоров (вентиляция), которая предназначена для свободного выхода воздуха из формообразующих полостей. Обычно они имеют очень маленькие размеры, приблизительно 0,5 мм.
После этого проектируют оставшиеся детали (берут из каталога стандартные детали), типа центральных втулок, колонок, штуцеров и так далее. Это необходимо для того, чтобы полуформы правильно и четко смыкались, и для того, чтобы получалось по итогу изделие без дефектов. Проектируют также крепления к литьевым машинам и транспортные элементы.
Чертежи являются заключительным этапом моделирования пресс-формы. После этого они отдаются на предприятие, где по ним изготавливают пресс-форму.
Список литературы
1. http://900igr.net/kartinki/informatika/Proektirovanie-рге88-йгт/093 -Elementy-sistemy-tolkanija.html (Дата обращения: 5.05.2020).
2. https://www.masterplans.ru/startup-zavod-press-form.html (Дата обращения: 5.05.2020).
