Узел пластикации и впрыска показан на рис. 1.11. Основные задачи узла пластикации заключаются в расплавлении полимера, сборе расплава в шнековои камере, впрыске расплава в формующую полость пресс-формы и поддержании давления выдержки в процессе охлаждения.
Основными элементами узла пластикации являются:
• бункер;
• шнек;
• кольцевые нагреватели;
• обратный клапан;
• сопло.
Бункер, кольцевые нагреватели и шнек имеют много общего с соответствующими деталями части одношнекового пластицирующего экструдера, за исключением того, что шнек литьевой машины может совершать возвратно-поступательные движения, обеспечивая накопление расплава и его впрыскивание в прессформу. Именно от этой характеристики происходит английское название шнека — reciprocating screw, — то есть совершающий возвратно-поступательное движение. Максимальный осевой ход шнека составляет величину, равную трем его диаметрам.
Хотя наиболее распространенным типом шнека, используемого в литьевых машинах, является трехзонный шнек, осуществляющий пластикацию полимера, на этапе, следующем за расплавлением материала, в целях удаления летучих продуктов
Рис. 1.11. Схематическое изображение узла пластикации: 1 — сопло; 2 — шнековая камера; 3 — обратный клапан; 4 — шнек; 5 — загрузочный бункер
В некоторых современных литьевых машинах осевой ход шнека может превышать величину, равную трем его диаметрам.
и влаги нередко используются двухступенчатые шнеки со штуцером во второй зоне материального цилиндра.
Клапан расположен на конце шнека и способствует его действию в качестве поршня во время впрыска, не позволяя расплаву полимера перетекать обратно в канал шнека при его осевом движении. Обратный клапан изображен на рис. 1.11, а принцип его действия описывается в следующем разделе. Если используется клапан высокого качества, то в канал шнека при впрыске возвращается не более 5% расплава.
Сопло расположено на конце узла пластикации и в момент впрыска плотно прижимается к литниковой втулке. Существуют сопла открытого и закрытого типов. Наиболее простым является открытое сопло; при его использовании достаточно обеспечить лишь минимальное давление впрыска.
Узел смыкания
Задача узла смыкания в литьевой машине состоит в том, чтобы открывать и закрывать прессформу, а также обеспечивать плотное запирание прессформы, что исключает вытекание расплава при ее заполнении и в процессе формообразования. В современных машинах чаще всего используются узлы смыкания одного из трех наиболее распространенных типов: механический, гидравлический или комбинированный (сочетающий первые два способа).
На рис. 1.12 представлен рычажно-коленчатый механизм в положениях с открытой и закрытой литьевой формой. Хотя эта система, по сути, является механическим устройством, она приводится в действие гидравлическим приводом. Преимущество использования рычажно-коленчатого механизма состоит в том, что к моменту полного смыкания литьевой формы главные рычаги механизма располагаются по одной, осевой, линии, и в этом положении создается максимальное расчетное усилие смыкания.
Рис. 1.12. Узел смыкания с коленчато-рычажным механизмом: / — задняя плита; 2 — рычажно-коленчатая система; 3 — подвижная плита; 4 — направляющая колонна; 5 — неподвижная плита; 6 — пресс-форма; 7 — гидравлический цилиндр
Рис. 1.13. Гидравлический узел смыкания: / — клапан предварительного наполнения; 2 — бак с рабочей жидкостью; 3 — главный цилиндр; 4 — цилиндр возвратного хода; 5— цилиндр ускоренного хода; 6 — направляющая колонна; 7 — подача рабочей жидкости гидравлической системы
На рис. 1.13 представлено схематическое изображение гидравлического узла смыкания в открытом и закрытом положениях. Преимущество гидравлической системы заключается в том, что в любом положении пресс-формы достигается максимальное усилие смыкания, а также в том, что система может работать с литьевыми формами разных размеров, не требуя сложной регулировки.
Пресс-форма
Центральным звеном литьевой машины является прессформа. В литьевой форме расплав полимера распределяется по формующим полостям (гнездам), где изделию из пластмассы придается необходимая конфигурация, расплав охлаждается и затвердевает, после чего происходит выталкивание готового изделия из пластика. Как показано на рис. 1.14, пресс-форма изготавливается в соответствии со специальными требованиями и состоит из следующих деталей:
• центральный литниковый канал и система разводящих литниковых каналов (литников);
• впускной литник;
• формообразующая часть;
• система охлаждения;
• система толкания.
Рис. 1.14 Пресс форма: 1 — толкатель; 2 — направляющая колонка; 3 — формующая полость отливка; 4 — плита выталкивателя; 5 — литниковая втулка; 6 — сопло; 7 — каналы охлаждения; 8 — фланец
При заполнении пресс-формы расплав проходит через центральный литниковый канал и распределяется в полости по системе разводящих литников, как показано на рис. 1.15.
Литниковая система, показанная на рис. 1.15, а, является симметричной, таким образом все полости наполняются одновременно, и полимер поступает в них в одинаковом состоянии. Недостатком такой сбалансированной системы является то, что расплав протекает по слишком длинному пути, что приводит к большим гидравлическим поте-
Рис. 1.15. Схематическое изображение различных типов расположения литника
рям требует высокого давления. Но, с другой стороны, при использовании асимметричной системы литниковых каналов, показанной на рис. 1.15, Ь, изготавливаемые изделия из пластика могут получаться неодинакового качества. Равномерное заполнение формующих полостей может обеспечиваться с помощью литников различного диаметра. Применяются два типа систем литниковых каналов — холодные и горячие. Холодные литники затвердевают и выталкиваются вместе с изделием, а затем удаляются после отделения отливки от прессформы. Преимущество холодной литниковой системы состоит в низкой стоимости используемой прессформы. Горячеканальная система поддерживает температуру полимера на уровне температуры плавления или выше ее. Расплав материала остается в системе литниковых каналов после выталкивания изделия и впрыскивается в формующие полости литьевой формы в следующем цикле. Существуют два типа горячихканалов — с внутренним и с внешним обогревом литников — формующие полости вом. При внешнем обогреве нагревающий элемент окружает литник, при этом полимер в канале не изменяет своей температуры. При внутреннем обогреве нагревающий элемент размещается в центре литникового канала. В этом случае полимер, находящийся ближе к нагревателю, остается в расплавленном состоянии, тогда как по краям литника он может даже затвердевать. Несмотря на значительное удорожание пресс-форм, использующих горячеканальные системы, в случае их использования достигаются такие важные преимущества, как отсутствие заусенцев. Кроме того, при использовании горячеканальных прессформ необходимое давление гораздо ниже, чем в случае холодноканальных.
При литье пластмасс под давлением крупногабаритных изделий из пластмасс иногда используется центральный литниковый канал, совмещенный с впускным литником (рис. 1.16). Центральный литник затем необходимо обрезать, а поверхность изделия часто требует дополнительной обработки. С другой стороны, применяются и точечные литники (см. рис. 1.16) с сечением малого диаметра. Разводящие литники соединяют центральный литник с формующими полостями пресс-формы. Отлитое в такой форме изделие из пластика легко отламывается от литников, при этом от литника остается только небольшой след в виде заусенца, а поверхность детали, как правило, не требует дополнительной обработки. Существует и иной тип впускных литников — пленочный литник, используемый для того, чтобы устранить ориентацию расплава, а также кольцевые впускные литники, используемые для изготовления симметричных изделий, например, компакт-дисков (см. рис. 1.16).
Рис. 1.16. Схематическое изображение впускных литников различных типов: 1 — отливка; 2 — центральный литник; 3 — впускной литник; 4 — разводящий литник; 5 —дисковый впусксной
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020