Раздел 3. Типовые конструкции средств технологического оснащения

Тема 3.1. Классификация типовых форм

Классификация средств технологического оснащения по способам формования изделия, по конструктивным признакам и характеру эксплуатации, по числу плоскостей разъема и гнезд, по степени механизации обслуживания и другим признакам.

Классификация средств технологического оснащения по способам формования изделия

Главный признак классификации оснастки — метод формования изделия. По этому признаку оснастка подразделяется на следующие группы:

- профилирующий инструмент экструдеров – это экструзионная головка, придающая необходимую форму струе полимера, выдавливаемой из машины;

Рис. 1. Схема одношнекового экструдера: 1 – бункер; 2 – шнек; 3 – цилиндр; 4 – полость для циркуляции воды4 5 – нагреватель; 6 – решетка с сетками; 7 – формующая головка I, II, III – зоны питания, пластикации, дозировании расплава

Основное назначение экструзионной головки состоит в том, чтобы преобразовать поток расплава, подаваемого под давлением шнека экструдера, в "заготовку" определенной формы и размеров, из которой далее в результате калибрования и охлаждения оформляется требуемое изделие.

- пресс-формы компрессионного (прямого прессования) - инструменты, устанавливаемые на пресс и обеспечивающие при прессовании полимерных материалов (реактопластов) получение изделий заданной формы и размеров;

Подогретый пресс-материал (порошок или таблетка) до 120–160 ºC помещается в загрузочную камеру, совмещенную с формующей полостью матрицы. Пресс-форма смыкается под давлением 25–40 МПа, при этом пресс-материал переходит в вязкотекучее состояние и заполняет формующую полость матрицы. После выдержки под давлением реактопласты отверждаются и неохлаждаемое изделие выталкивается из матрицы выталкивателем.

- пресс-формы литьевого прессования с верхней или нижней загрузочной камерой - применяются при литьевом формовании изделий из реактопластов методом прессования. Имеют загрузочную камеру, отделенную от оформляющего гнезда, и связывающую их литниковую систему.

Рис. 2. Схема изготовления изделия методом компрессионного прессования:

а – загрузка пресс-материала; б – смыкание пресс-формы; в – раскрытие пресс-формы и извлечение изделия:

1 – выталкиватель; 2 – пресс-материал; 3 – пуансон; 4 - матрица

Рис. 3. Схема литьевого прессования: 1 – пуансон; 2 – пресс-материал; 3 – матрица; 4 – изделие; 5 – загрузочная камера, 6 – литниковая система

а	б	в
Рис. 4. Литьевое прессование с использованием нижнего рабочего плунжера: а – заполнение загрузочной камеры полимерной массой; б – впрыск полимерного сырья при помощи нижнего плунжера; в – съем готового формованного изделия

Пресс-форма для литьевого прессования в отличие от компрессионного имеет загрузочную камеру и соединенную с ней литниковыми каналами формующую полость. Материал в виде таблеток, порошка или волокон после предварительного подогрева подается в загрузочную камеру, нагретую до необходимой температуры. Из загрузочной камеры при смыкании формы материал передавливается через литниковые каналы под давлением 80 -120 МПа в оформляющую полость формы.

- формы для литья под давлением - это устанавливаемая на литьевую машину оснастка, которая обеспечивает в процессе литья получение изделия заданной формы и размеров. Конфигурация внутренней полости ее соответствует форме изделия. Расплав полимера заполняет эту полость, охлаждается, и готовое изделие выталкивается при раскрытии формы. Характерные признаки таких форм - наличие литниковой системы и отсутствие загрузочной камеры. Эти формы отличаются большим разнообразием конструктивных решений, обеспечивают высокую степень автоматизации процесса и хорошее качество изделий, не требующих дополнительной обработки. Иногда их называют пресс-формами для литья, что совсем неверно.

Рис. 5. Принципиальная схема литья под давлением Суть технологии литья под давлением состоит в следующем. Расплав полимера подготовлен и накоплен в материальном цилиндре литьевой машины к дальнейшей подаче в сомкнутую форму (позиция а). Далее материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор осевым движением перемещается расплав в форму (позиция б). В результате осевого движения червяка форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор смещается в крайнее левое положение (позиция в). Далее расплав в форме застывает (или отверждается) с образованием твердого изделия (позиция г). Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилиндра и при этом отодвигается назад. После накопления требуемого объема расплава вращение червяка прекращается. Он занимает исходное к дальнейшим действиям положение. После завершения процесса затвердевание (отверждения) пластмассы форма размыкается, а изделие удаляется из нее (позиция д). Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.