Качество изделий и трудоемкость их изготовления зависят or конструкции и качества литьевой формы, которые должны обеспечить получение изделий заданной геометрической формы и точности без последующей механической обработки, с авто матическим сбросом отливки и отрывом литника. Технический уровень литьевых форм во многом определяет технико-экономи­ческие показатели производства изделий нз пластмасс.

Конструкции литьевых форм отличаются большим разнооб­разием. Это обусловлено рядом факторов: конструкцией изде­лия, свойствами полимерного материала, из которого должно отливаться изделие, конструкцией выбранной машины, харак­тером производства и т. д.

Классификация литьевых форм приведена в габл. 5.3.

Использование многогнездных литьевых форм повышает производительность труда, но стоимость их по сравнению с од - ногнезднкми формами значительно выше. Многогнездные фор­мы должны иметь’ надежную конструкцию с автоматизацией операций по извлечению изделий и отделению литников.

Формы для изготовления изделий с резьбой имеют различ­ные конструкции. Наружная резьба, как правило, оформляется в разъемных полуматрнцах и ке требует никакого привода для - свинчивания. Для изготовления изделий с внутренней резьбой применяются формы с ходовым винтом, формы с пневматичес­ким или электромеханическим приводами свинчивания.

Детали литьевых форм (рис. 5.9) в зависимости от их на­значения можно разделить на формообразующие и конструк тинные.

Формообразующие детали непосредственно соприкасаются с расплавом, участвуют в той или иной степени к оформлении ■отливки и являются рабочими деталями. К этой группе отво-

Классификацион­	Характеристика л и ть е во \	X ара к те*]) нети ка от л и вя е-m i й,
ный признак	форм 1.1	изделий

Конструктивные признаки

Литниковая свете-: Формы со стержнеэ ма сальным литником

изделия

более

высотой

крупногабаритные изделия типа ста

Число оформляю-1 Одногнездныс щнх гнезд

I

I Мпогогнездкые (дна и бо - I ЛЮ)

Оормы для изготовления простых изделий

Формы для изделий с под­нутрениями

Формы для изделий с резь-. бой

Формы (' ОДНОЙ ПЛОСКОСТЬЮ | разъема j

Формы с двумя и более j плоскостями разъема Формы со стсржнеяыми и1 j трубчатыми выталкивателя-1

I

1

Формы с плитой съема, с пневматическим сбросом I изделий

зы. ч цент-

Р

Формы с боковым ленточ­ным впуском

Формы с боковым туннель­ным впуском

Оормы с точечными отрыв­ными литниками

Формы горячеканальные

Изделия сложные или крупногабаритные, изделии простые небольшой серии Изделия. изготавливаемые и массовом и крупносерий­ном производствах Изделия простой конфигу­рации. не имеющие шипу i рений

Изделия сложной конфигу­рации с поднутрениями, бо­ковыми отверстиями или выступами, боковой армии - рой

Изделия с наружной н.'п внутренней резьбой: и.»де

лня. имеющие несколько резьбовых отверстий Изделия простой конфигу­рации

Изделия с подпутрепними на боковых поверхностях Плоские изделия; изделия с отверстиями, расположен­ными перпендикулярно пло­скости разъема Крупногабаритные изделии

Крупногабаритные изделия изделия, требующие литья и центр Плоские толшнны Изделии 3 мм Тонкие изделия, каичиков

Изделия из полиэтилена, полипропилена, полистиро­ла, имеющие тонкие стенки

SHAPE * MERGEFORMAT

сятся (см. рис. 5.9): матрицы 1, пуансоны 17, знаки 18, литии новая втулка 2, центральная втулка в, выталкиватели 16.

Так как формообразующие детали взаимодействуют с рас плавом и воспринимают гидравлические и тепловые удары, их изготавливают из легированной стали, обладающей высокими физико-механическими показателями.

Для уменьшения сопротивления при удалении отливок h:j формы и получения изделий высокого качества поверхности оформляющей полости должны иметь точные размеры и шеро­ховатость не менее /?„ — 0,16 чкм. Для повышения износостой­кости формообразующие детали подвергают термообработке.

Размеры формообразующих деталей должны выбираться с учетом величины к колебания усадки материала, величин технологических уклонов и точности размеров изделия. Классы точности и допуски для изделии из пластмасс, получаемых литьем под давлением, зависят от колебания расчетной усадки. Поля допусков деталей из пластмасс приведены в ГОСТ 25349—82. Расчет и проверку исполнительных размеров глад­ких оформляющих деталей литьевых форм производят в соот­ветствии с ГОСТ 15947- 70.

Гели величина технологического уклона, необходимая для съема изделия, специально не оговорена в чертеже, то она назначается для формообразующих деталей в пределах ноля допуска на каждый соответствующий размер изделия. Мини­мальная величина уклона для изделий нз термопластов состав­ляет 30'— Г.

При изготовлении изделий с резьбой оформление резьбы производится специальными резьбооформляющими деталями: внутренняя — резьбовым знаком, наружная — кольцом. Расчет и проверку исполнительных размеров резьбооформляющих де-

Рис. 5.9. Литьевая форма: / — матрица; 2 — литниковая втулка; 3 — неподвижная плита: •/ - направляющая колон­ка - 5 у—направляющие втулки; Ч — центральная втулка; 7 опорная плита; 6 опор­ный б live; /«-подвижная плита: // — хвостовик; 12, П соединительные планки вы­талкивающей системы; /-/ — опорная колонка; 15 — контртолкателп; *6 выталкиватели: П — пуансон; 15 — анак; 19 — обойма пуансонов; 20 обойма матриц

Рис. 5.10. Схема. читннкоаой си­стемы:

а.

«- iM. jiiHha: 0 *— pa ipi*.» литьевой Ф*>:» мы; / оформляющий полость: > —

1и:ускшзГ. канал; разводящий намял - V — центральный литник

галей форм следует выполнять в соответствии с ГОСТ 15948

76.

Конструктивные детали несут на себе формообразующие де тали, осуществляют раскрывание п закрывание формы, обеспе­чивают точное взаимное расположение и направление нсе рабочих деталей и крепление формы к машине. К конструктив ным деталям относятся обоймы матриц 20 и обоймы пуансонов 19, опорные плиты 7, неподвижная плита 3, подвижная плита 10. направляющие колонки - I и втулки 5. опорные колонки /•/, хвостовик II, контртолкатель 15 и т. д. Конструктивные де тали должны быть прочными, не должны деформироваться при передаче усилий на формообразующие детали. Они служат для обеспечения точного взаимного расположения разъемных поло­вин формы и всех движущихся частей, а также для удобного закрепления формы "а машине.

Литниковая система является одним нз основных элементов формы. При помощи литниковой системы осуществляются со­единение цилиндра машины с формой и ее заполнение. Литии новая система — это совокупность каналов, через которые рас­плав полимера попадает в гнездо формы {рис. 5.10).

На рис. 5.1 5 показаны различные варианты впускных каналов.

В одпогнездных литьевых формах литниковая система мо жет состоять из одного с т е р ж к е в о г о л и т н и к а. находяще­гося в литниковой втулке (рис. 5.11, о). Коническое отверстие

Рио. 5.11. Варианты впускных каиелоп: ч - центролъиыП стержневой; 6 — точечный отрывной: — боковой; г — туннельный

этой втулки прямо соединяет сопло литьевой машины с оформ­ляющей полостью. После затвердевания стержневой литник удаляется из формы вместе с отливкой, а затем отрезается от изделия. Недостатком такого литника является необходимость дополнительной механической обработки отливки в месте обре­зания литника.

Этого можно избежать применяя точечный отрывной литник (рис. 5.11,6). Этот литник может быть использован как в одногнездных, так и в многогнездных формах.

Для получения изделий в многогнездных формах примени стен литниковая система с боковым впуском (рис. о. И, а). В этом случае требуется отделение литников от изделий.

При боковой заливке в многогнездных формах наиболее рационален туннельный впускной капал (рис. о. 11, г). Литник автоматически отсекается от изделия в момент раскры­тия литьевой формы, так как впускное отверстие выполняется не в плоскости разъема, а выше или ниже ее под углом 30— 50е относительно плоскости разъема. Применение туннельных впусков пригодно практически для всех литьевых марок термо­пластов. позволяет просто и надежно автоматизировать отрыв литника в многогнездных формах непосредственно при разъеме формы с последующим раздельным сбросом изделий и литника.

л

Ряс. 5.12. Схемы линейного (uj к радиального (б) распо­ложения распределительных литннколых каналов

Разводящие каналы в многогнездных формах могут иметь линейное и радиальное расположение (рис. 5.12)

Рис. 5.13. Предкамсрный узел ипрыска: ; гоми; ?— матрица; Л — предкамера Рис. 5.14. Горячеканальная обогреваемая камера: I со м. ю; 2 —• предки мира. 3 /итннковаи тулка; •/ обогреваемая камера; Ч—нлгре - пптёль

Радиальное расположение литников обеспечивает равномерную н одновременную подачу материала во все гнезда литьевой формы. Поперечное сечение разводящего канала выполняют круглой, параболической или трапецеидальной формы.

В последние годы широкое распространение получили лить­евые формы с безлитниковыми системами. Б е а л и т н и ко в ы е системы исключают операцию отрыва литника от изделия, отпадает необходимость во вторичной переработке литников,

К безлитнлковой системе относится предкамер ный узел впрыска (рис. 5.13). Основными элементами предка - мерного узла являются сопло / и предкамера 3. Предкамера закрепляется в отверстии дна матрицы 2. Расплав, заполнив при первом цикле предкамеру, остается в пей. Благодаря ко­роткому циклу литья расплав, находящийся в середине пред­камеры. не успевает застыть, и очередная операция расплава беспрепятственно проходит через нее в оформляющую полость формы.

Г о р я ч е к а к а л ь н ы е б е з л и т и и к о в ы е м е г о д ы з а - л и в к и, пригодные как для одногнездных, так и для много­гнездных литьевых форм, требуют применения обогреваемой или «пассивной» литниковой камеры.

Конструкция горнчеканальной обогреваемой камеры пока­чана на рис. 5.14. Расплав через литниковую втулку 3, нагре­ваемые разводящие каналы в камере 4 и сопло / поступает в предкамеру 2, которая соединяет отливку через точечный впуск с литниковой системой. Сопла рекомендуется изготавливать из бронзы.

Электрическая мощность нагревательного элемента, устанав­ливаемого в плкте (камере) с разводящими каналами, зависит от размеров формы и от перерабатываемого материала. Реко­мендуется мощность от 1 до 2 Вт на 1 см3 стальной плиты с разводящими каналами; для небольших форм—от 250 до 400, я дли больших — or 600 до 900 Вт на точечный литник.

В соответствии с размерами формы рассчитывают и сечения разводящих каналов. Для небольших форм рекомендуется ди­аметр каналов от 6 до 10 мм. а для больших форм — от 12 до 15 мм. Форма канала должна быть такой, чтобы сопротивление течению расплава было минимальным.

«Пассивная» литниковая камера не имеет специального обо­грева, но материал в ней сохраняет зязкотекучее состояние в промежутках между впрысками за счет большого сечения раз­водящих каналов в камере (около 100 мм-’). Камера применя­ется при коротких циклах литья (15—20 с). Общий объем ка­меры, заполняемой материалом, не должен превышать объема единичного впрыска более чем в 2 .'3 раза. Камера выполняет

си быстросъемной для извлечения застывшего литника, при остановке машины с целью переналадки или ио другим причи­нам.

Охлаждение формы в значительной степени влияет на про­изводительность литьевой машины. От равномерности охлажде­ния отдельных участков оформляющих полостей формы зависит также качество поверхности отливки, величина и колебание усадки, влияющие на точность изделия и его коробление.

При литье невысоких изделий охлаждающие каналы выпол­няются в обоймах матриц и пуансонов. При литье более высо­ких изделий наряду с охлаждающими каналами в обоймах при­меняют полостные системы охлаждения пуансона и матрицы.

Охлаждение высоких пуансонов производят с помощью трубки, через которую холодная вода подается к наиболее на­греваемому участку пуансона; отвод воды осуществляется через кольцевой зазор, образуемый вокруг трубки (рис 5.15). В мно-

l*‘ii 5.15. Трубчатая система охлаждения пуансонов Рис. 5.16 Лабиринтная система охлаждения пуансонов

гогнездных формах охлаждение высоких пуансонов нужно про­изводить последовательно. Для охлаждения пуансонов и мат­риц в литьевых формах для крупногабаритных изделий приме­няется лабиринтное охлаждение (рис. 5.16). В полость пуансона устанавливается вкладыш, в котором выполнен центральный канал и спиральная проточка но наружному периметру. Хо­лодная вода подается по центральному каналу в верхнюю часть полости, где температура расплава при впрыске наи­большая, а затем по спиральной проточке вода, прижатая к стенке полости, отводится, отбирая тепло от стенок пуансона. Такое охлаждение способствует поддержанию постоянной н равномерной температуры на всей поверхности пуансона.

Гнездность формы. Правильное определение числа гнезд в форме очень важно, гак как от этого зависит рациональное использование литьевых машин. Из всего имеющегося парка литьевых машин для изготовления конкретного изделия следу­ет выбирать такую машину, чтобы объем ее впрыска был рав­ным или немного больше объема отливаемого изделия. Прн этом условии достаточно изготовить одногнездную форму, я тогда затраты на подготовку производства, а также сроки под­готовки производства оказываются наименьшими.

В общем случае, когда объем изготавливаемого изделия значительно меньше мощности машины по «впрыску, приходится конструировать многогнездные формы. Тип литьевой формы и применяемых в ней конструктивных узлов выбирают так. чтобы можно было обеспечить автоматическую работу литьевой ма­шины и гарантировать высокое качество изделия.

Число гнезд в форме п предварительно оценивают по объе­му впрыска с учетом плотности материала, а затем определя­ют, исходя из усилия смыкания но формуле

П ^ РА. ЛЛ ’ (5Л)

где Ргм — усилие запирания формы, кН: ря - - давление питья. к!1а; Л',,.,., - площадь проекции изделия п литников на плоскость разъема формы, м-: Л — коэффициент, учитывающий снижение давленый а форме по сравнению с давлением в цилиндре (по экспериментальным данным. Л-0.3 -<),■">).

н исходя из пластнкацнонной производительности материально­го цилиндра выбранной машины по формуле

0^,-К 0,28-10- soy.,*

П ~ Ш ~ т ’

где G<I иластикацнопнйя производительность (по паспорту машины), кг. ы, in — продолжительность полного цикла литья, с; К—коэффициент, тайней­ший от перерабатываемого материала (для полистирола он ранен I, для полиэтилена — 0,8, полиамидов — 0,7, поликарбоната — 0,6); т — масса нз дс-лня, кг.

Материал	Приаолхотмвнис! i	цикла i	с) при (ifn, e«p впрыска 1см )
?--! 0			6.3	13Я | 353	500	1000
Полиодефнпы Полистирол Поликаабопаг Полиамиды	6—1(1 5—8 10—! 5 8-12	12-18 10—15 18-25 15—20	15- 20 12-18 20-30 18-25	25-40 20—35 30-50 25 -45	I 30- 50 '50—70 25—15 140—60 40—60 69—90 35—55 60—80	70—110 60-90 80-120 70—120	90—130 80—120 100—150 90—140

Продолжительность полного цикла литья зазнснт от типа и мощности машины по объему впрыска от материала и конст­рукции изделия (табл. 5.4).

Окончательно число гнезд формы определяется как меньшее нз двух расчетных значений п, полученных по формулам (5.1) к (5.2).