Проблемы извлекаемости изделий из пресс-форм, конструкторская доработка форм для литья под давлением Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 678.5

Кропачев В.М., Диканова Н.С., Шерышев М.А.

ПРОБЛЕМЫ ИЗВЛЕКАЕМОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРЕСС-ФОРМ, КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОРАБОТКА ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Кропачев Владислав Михайлович, магистрант 1 года кафедры технологии переработки пластмасс, e-mail: [email protected];

Шерышев Михаил Анатольевич, д.т.н., профессор кафедры технологии переработки пластмасс; Диканова Наталья Сергеевна, магистрант 1 года кафедры технологии переработки пластмасс. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125190, Москва, Миусская площадь, д. 9

В настоящей работе рассмотрены неблагоприятные явления, возникающие в изделии при съеме, причины их возникновения и пути их устранения конструкционным путем с помощью совершенствования конструкции пресс-формы.

Ключевые слова: литье под давлением, извлекаемость, съем, конструкция, литьевая форма, дефект.

PROBLEMS OF EXTRACTION OF PRODUCTS FROM PRESS-FORMS, DESIGN WORKING FORMS FOR INJECTION MOLDING

In the present work, unfavorable phenomena that arise in the article during the removal, causes of their occurrence and ways of their elimination by design through the improvement of the design of the mold are considered.

Key words: injection molding, recoverability, removal, construction, mold, defect.

При пробном запуске новой литьевой формы зачастую можно столкнуться с проблемой извлекаемости изделия. В идеале изделие должно при раскрытии остаться в пуансоне пресс-формы, а при дальнейшем раскрытии изделие должно без проблем извлекаться средствами извлечения. Обычно они представляют собой систему толкателей или плиты съема [1,2,3].

В некоторых случаях используются специальные системы, например, при наличии ползуна зачастую система приобретает дополнительные элементы, обеспечивающие съем изделия со знака ползуна. Иногда применяются наклонные и изгибающиеся толкатели [1].

При раскрытии формы отливка может остаться либо целиком, либо частично в одной из плит.

Следует сказать, что весьма распространенной причиной проблем при съеме изделия является неверное определение режима литья или некачественное сырье, используемое для изготовления изделий. На извлекаемость изделий влияют такие параметры режима, как время выдержки под давлением, время охлаждения, температура и давление литья. Также имеет значение температура литьевой формы [2].

При обнаружении проблемы с извлечением изделия следует проанализировать характер этой проблемы, определить вышла ли форма на режим, отвечает ли сырье требованиям процесса.

Удостоверившись, что в процессе литья и подготовки сырья недочетов нет, следует отправить форму на доработку.

Проблемы такого рода часто возникают по следующим причинам: 1. Ошибки при проектировании:

1.1. Отсутствие зацепов литниковой системы и формующей полости;

1.2. Неверное расположение границы разъема формы;

1.3. Неравномерное давление выталкивающих элементов;

1.4. Ошибки в проектировании изделия и литниковой системы;

1.5. Ошибки в выборе типа толкания;

1.6. Ошибки при задании уклонов в изделии и литниковой втулке;

1.7. Недостаточный ход подвижных элементов (полуматрицы, составные знаки, ползуны, и т.д.);

2. Ошибки в изготовлении:

2.1. Погрешности изготовления формующих элементов формы;

2.2. Ошибки при полировке формующих полостей;

3. Повреждения в процессе установки, транспортирования и эксплуатации [1].

После обнаружения проблемы необходимо принять решение, каким образом её устранить. Обычно для этого используются следующие приемы:

1. Создание зацепов либо дополнительных зацепов в проблемном элементе:

1.1. В литниковой системе:

1.1.1. Вставка втулки с зацепом типа "ласточкин хвост" и толкателя под место впрыска либо на другие участки разводящего литника;

1.1.2. Толкатели литниковой системы можно заглубить на несколько миллиметров;

1.2. В изделии:

1.2.1. Ликвидация уклонов в пуансоне и знаках пуансона;

1.2.2. Увеличение уклонов в матрице;

1.2.3. Обратный уклон в пуансоне и знаках пуансона;

1.2.4. Создание дополнительных элементов в формующей полости, не противоречащих функционалу изделия (поднутрения, бобышки, проточки);

2. Нарушение полировки формующей полости и литниковой системы в пуансоне;

3. Ликвидация разводящих литников в матрице;

4. Создание небольшого облоя на тыльной стороне изделия [1,3].

При проведении одного или ряда вышеперечисленных мероприятий извлекаемость изделия должна восстановиться. При их выборе необходимо учесть воздействия, которые они могут произвести на готовое изделие. Если в результате функционал изделия не нарушен, то применение методов устранения проблемы оправдано.

Рассмотрим, как на практике осуществляется конструкторская доработка формующего инструмента на примере изделия "Линза" (рис.1 а).

п

Рис. 1. а) Изделие "Линза", б) Втулка с зацепом типа

"ласточкин хвост" Прежде чем рассматривать способы устранения дефектов, необходимо обозначить границы, за которые при доработке заходить нельзя. Прежде всего - малые габариты формы исключали возможность установки объемных элементов и механизмов. Сталкивание изделия

предусматривается плитой толкания. И далее играет роль назначение этого изделия - изделие предназначается для установки в устройствах индикации авиационной промышленности, таких как сигнальные огни взлетно-посадочных полос, проблесковые маячки на габаритных размерах самолетов и вертолетов и обозначения границ высотных объектов инфраструктуры аэропортов и высотных зданий. Следовательно, предъявляются

жесткие требования к геометрии и качеству поверхности изделия.

При первой попытке запуска формы изделие оставалось в матрице. Этому способствовали форма знака, формующего внутреннюю полость изделия и большой объем изделия, находящегося в матрице. Возникновение этой проблемы ожидалось, поэтому ещё на этапе проектирования были сняты уклоны в "юбке" изделия и напротив впрыска установили втулку с зацепом типа "ласточкин хвост" (рис. 1 б). Однако, этого оказалось мало. При первом впуске в этот зацеп запирался воздух и зацеп отламывался, тем самым литник не извлекался из втулки. Для устранения этого дефекта был увеличен угол конуса литниковой втулки с 3 градусов до 5 на сторону, были сглажены кромки литниковой втулки и втулки-зацепа. В итоге, при следующем запуске литник надежно извлекался из формы, однако изделия обламывались и оставались в матрице.

Следующим шагом была доработка формующей полости изделия. Из требований и области применения этой линзы можно сделать вывод, что форму функциональной части категорически нельзя менять. Таким образом, изменения могут касаться исключительно "юбки". Было принято решение нарастить на этой "юбке" в нижней части изделия 2 бобышки высотой в 2 мм, которые послужат дополнительными зацепами для самого изделия. В дополнение к этим мерам, сделали

II »-»|| л

отрицательный уклон в 2 градуса по периметру "юбки" и заново, с меньшей шероховатостью, отполировали знаки и формообразующую полость матрицы, дополнительно увеличив шероховатость в формообразующих пуансона. Этих мер оказалось достаточно для функционирования формы в штатном режиме.

Однако заказчик внес изменения в первоначальный проект. Изменения коснулись количества целых изделий в отливке (их стало три вместо четырех). Четвертое гнездо решено было частично заглушить, чтобы отливать половинку одной из линз для получения возможности комбинирования цветов при сборке. Это привнесло в форму дисбаланс и создало дополнительную плоскость в виде высокой стенки, удерживающей эту половинку на пуансоне. Благодаря этому, изделия во всех гнездах и литниковая система надежно извлекаются из матрицы, а затем плитой съема стягивается с пуансона. Окончательный внешний вид изделия представлен на рисунке 2.

Методом конструкторской доводки формы можно решить, помимо проблем с функционированием формы, ещё и проблему дефектов изделия. Например, при недостаточной эффективности системы толкания на плоских изделиях может пострадать внешний вид лицевой части изделия. Рассмотрим подробнее такой дефект на примере изделия "Сайдинг" (рис. 3). Оно представляет собой большое плоское изделие со средней толщиной стенки 3,5 мм.

В этом случае отчетливо видны следы от цилиндрических толкателей нескольких диаметров по всей лицевой поверхности (рис. 4). Если бы следы оставляли только толкатели одного диаметра, то можно было бы сказать, что эти толкатели не подходят и для решения проблемы необходимо увеличить их диаметр, однако в нашем случае все толкатели оставляют такие следы. Следовательно, необходимо увеличить общую площадь толкания,

добавив еще несколько штук. Проблема была решена добавлением 15 дополнительных толкателей.

Рис. 3. Общий вид изделия "Сайдинг"

Рис. 4. Дефекты в изделии "Сайдинг"

Таким образом, с помощью конструкционных мер можно добиться штатного функционирования пресс-формы и получения, в конечном итоге, изделий необходимых конфигураций при соблюдении требуемого качества поверхности для обеспечения их функциональности.

Список литературы

1. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. А.П. Пантелеев, М.Ю Шевцов, И.А. Горячев.- М.: Машиностроение, 1986.- 400 с.

2. Литье пластмасс под давлением. Т.А. Оссвальд, Л.-Ш. Тунг, П. Дж. Грэманн; под ред. Э.Л. Калинчева.- СПб.: Профессия, 2006.- 712 с.

3. Гастров Г. Конструирование литьевых форм в 130 примерах.- СПб.: Профессия, 2006. - 336 с.