Конструктивные решения пресс-форм, обеспечивающие длительный срок службы
Выбор материала прессформ
Материалы, используемые для изготовления пресс-форм, должны отвечать многочисленным требованиям: выдерживать значительные усилия и давления, развивающиеся в процессе литья пластмасс под давлением, обладать хорошей износостойкостью, обеспечивать хорошую теплопередачу и легко обрабатываться. Обычно разные части одной пресс-формы изготавливаются из различных сталей. Оформляющие вкладыши и знаки должны изготавливаться из высококачественной стали, способной к упрочнению, для противостояния абразивному износу от потока полимерного материала в течение миллионов циклов. К стали, из которой изготавливается рама пресс-формы, предъявляется меньше требований — она должна иметь только хорошую прочность и способность к механической обработке. Если в форме есть части, скользящие друг по другу, их материал должен различаться по типу и твердости, чтобы противостоять образованию царапин. Недорогие подвижные части изготавливаются из более мягких сталей; поэтому дорогие детали будут меньше изнашиваться и реже требовать замены. Иногда желательно использовать сталь с высокой теплопроводностью, которая может способствовать уменьшению времени цикла и обеспечивать более равномерное охлаждение отливки. Более мягкие стали могут снизить время изготовления и стоимость пресс-формы, но менее износостойки и плохо полируются.
При эксплуатации пресс-форм желательно, чтобы материал пресс-формы обладал следующими свойствами:
• износостойкостью к абразивным материалам;
• ударной прочностью (вязкостью) небольших знаков;
• прочностью под воздействием усилий смыкания пресс-формы;
• твердостью при повышенной температуре;
• коррозионной стойкостью при переработке материалов, вызывающих коррозию или высокую влажность;
• высокой теплопроводностью.
При изготовлении форм желательно, чтобы материал обладал следующими характеристиками:
• обрабатываемостью;
• способностью к полировке;
• размерной стабильностью при нагреве;
• свариваемостью;
• способностью к азотированию.
Усталость
Отказ в работе прессформы для литья чаще всего является результатом усталости металла. При конструировании литьевых пресс-форм очень важно знать, что такое усталость и как она может повлиять на срок службы пресс-формы для литья. Усталость является результатом циклических или повторяющихся нагрузок и приводит к разрушению стали при нагрузках, значительно более низких, чем ее обычный предел текучести. Одну из самых сильных нагрузок литьевые формы испытывают, когда цикл состоит из полного нагруженпя стали при смыкании и впрыске с последующим полным снятием нагрузки при раскрытии формы и выталкивании изделия. Усталостного разрушения можно избежать, конструируя формы в пределах усталостных нагрузок стали и с минимумом концентраторов напряжений. Коррозия и коррозионное истирание значительно снижают предел усталостной прочности стали. Дополнительная отделка (например, полировка), изменяющая поверхность пресс-формы для литья, увеличивает срок службы до усталостного отказа. Форма отливки также может внести значительный вклад в срок службы прессформы для литья пластмасс.
Деформация боковых стенок
Боковые стенки должны выдерживать избыточный изгиб, который вызван давлением расплава, развивающийся при заполнении пресс-формы для литья пластмассы. Избыточный изгиб может привести к пружинному эффекту стальных стенок пресс-форм с захватом отливки таким образом, что форму нельзя будет открыть. Для того чтобы снизить возможность такого эффекта, применяются либо утолщенные стенки формующей полости, либо плотная посадка знака в плиту матриц.
Деформация пуансона
Деформация пуансона обычно вызвана несбалансированными давлениями, развивающимися под воздействием расплава. Следовательно, на деформацию существенно влияет расположение впускных литников. Два впускных литника, приведут к появлению высокого давления на пуансон, что вызовет его отклонение от места впуска. Пуансоны, имеющие длину более 2,5 диаметра, особенно чувствительны к таким перекосам. Это сводит к минимуму возможность появления деформации и помогает избежать таких дефектов отливок, как газовые ловушки, линии спая и отсутствие концентричности.
Даже при идеальном расположении впускного литника сохраняется возможность деформации удлиненного пуансона. В свою очередь, это может привести к вызванным сдвигом колебаниям расплава из разводящего литника, неравномерной температуре расплава, колебаниям размеров формующей полости, недостаточному охлаждению и т. д.
Деформация пуансона возникает как из-за сдвига, так и из-за перекоса. На перекос может влиять способ фиксации пуансона в обойме пуансонов и его взаимодействие с матрицей. Существуют следующие способы снижения вероятности перекоса:
• увеличение длины и диаметра части пуансона, размещенной в обойме пуансонов ;
• использование запорных устройств («замков»): замки могут быть постоянными или съемными. Съемные замки механически отделяются после оформления расплава вокруг пуансона. После отвода пуансона расплав продолжает течь и заполняет область, ранее занятую замком.
Для сведения к минимуму деформации пуансона и других проблем, связанных с заполнением, обычно используются кольцевые и дисковые впускные литники.
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020