Главная » Технология литья РТИ

Технологическое оформление процесса литья под давлением изделий из резины

У всех литьевых машин, несмотря на многообразие их кон­струкций, можно выделить следующие основные узлы и механиз­мы:

- литьевой питатель, состоящий из нижекционного и материаль­ного цилиндров,

- узел смыкания (приемное устройство), предназ­наченный для смыкания формы до поступления в нее под опре­деленным давлением резиновой смеси из материального цилиндра и раскрытия формы после вулканизации, а также для предотвра­щения раскрытия формы в процессе литья,

- привод литьевой ма­шины и системы управления.

Машины для литья под давлением можно классифицировать:

- по объему отливки,

- по принципу действия литьевого питателя (плунжерные, шнек-плунжерные, шнековые с предварительной пластикацией и без нее),

- по виду привода инжекцнонных и прес­совым частей (механические, гидромеханические, гидравлические),

- по компоновке инжекционной и прессовой частей (горизонтальные, вертикальные и угловые),

- по числу прессовых узлов (одно- и многопозицнонные),

- по назначению (универсальные и специализиро­ванные).

Основными параметрами, определяющими работу литьевых аг­регатов, являются следующие:

1. максимальное давление литья — максимальное давление, ко­торое может обеспечить данный литьевой агрегат при впрыске ре­зиновой смеси в форму. От максимального давления в значитель­ной степени зависит скорость впрыска — объем смеси, продавли­ваемой в форму в единицу времени,

2.  Объем впрыска — объем резиновой смеси, впрыснутый в фор­му за цикл работы,

3.  Особенности разогрева материала в литьевом агрегате при его   работе.

Работу приемных устройств оценивают в основном по усилию смыкания формы при литье, вулканизации и способу обогрева.

Усилие смыкания формы зависят от давления смеси в форме и площади сечения изготавливаемого изделия в плоскости разъема. Учитывая дополнительное давление смеси вследствие темпе­ратурного расширения, можно определить ожидаемое распорное усилие. Усилие смыкания формы должно быть больше ожидаемого распорного усилия, чтобы предотвратить образование выпрессовок. Облои (выпрессовки) зависит от удельного давления в форме и чистоты обработки поверхности стыка полуформ.

Плунжерная литьевая машина для литья резины (представлена на рисунке ниже) со­стоит из литьевого питателя и формы.

 

В корпусе литьевого питателя расположена   литьевая камера   с   литником.   Резиновую смесь загружают в литьевую камеру через загрузочное отверстие 9, когда пуансон 10 отводятся влево (показано пунктиром) штоком 7 и плунжером 6 гидравлического цилиндра 5.   Корпус литьевого питателя 8, гидравлический цилиндр 5 по    направляющим    могут быть отведены влево штоком с плун­жером 3, расположенным в гидравли­ческом цилиндре. С помощью гидрав­лической системы цилиндра 4 обеспе­чиваются необходимая сила прижатия литьевого питателя к литьевой форме и отвод его от формы для извлечения из   нее  готового   изделия.   Литьевой питатель расположен на опорной пли­те 1.

Литьевая форма обычно крепится на подвижном столе 12 (или на карусели). Стол колоннами 13 соединен с верхней неподвижной траверсой, на которой установлен гидравлический цилиндр 19 с плунжером 18 и штоком. Форма состоит из полуформ 14 и 16. Верхняя полуформа 16 закреплена на подвижной траверсе 17 с направляющими (на чертеже не показаны), обеспечивающими точное смыкание полуформы, а ниж­няя 14 на столе. При подаче гидравлической жидкости под давле­нием в цилиндр 19 обеспечивается необходимая сила смыкания по­луформ, а при подаче гидравлической жидкости под плунжер — подъем верхней полуформы.

Раскрытые формы после очистки смазывают (пульверизацией) и смыкают для проведения последующего цикла литья. Электро­нагрев полуформ и корпуса литьевого агрегата управляется терморегуляторами.

Плунжерные литьевые агрегаты обеспечивают очень высокое давление литья (обычно до 200 МПа), что позволяет проводить литье резиновых смесей обладающих высокой вязкостью (выше 100 единиц по Муни при 100°С), при высоких скоростях впрыска (до 100см³/с).

Резиновую смесь в литьевую камеру подают прогретой до оп­ределенной (60—70°С) температуры. Для создания оптимальных условий процесса литья и обеспечения необходимого повышения температуры при впрыске необходимо поддерживать определенны­ми давление литья и скорость впрыска.

Существенным недостатком плунжерных литьевых агрегатов является неудобство их загрузки, невозможность обеспечения рав­номерного прогрева смеси в корпусе в результате отсутствия пе­ремешивания, а также ограниченность (объемом литьевой каме­ры) дозы впрыска. 

Для облегчения загрузки литьевой камеры плунжерные лить­евые питатели сочетают со шнековыми, в которых подаваемая в литьевую каперу смесь подвергается дополнитель­ному перемешиванию и равномерно нагревается за счет внутрен­него трения и обогрева от стенок камеры. При использовании литьевых питателей щнекового типа появляется воз­можность значительно увеличить дозу впрыска резиновой смеси, кроме того, загрузку ее в воронку проводить непрерывно в виде ленты. В таких агрегатах обеспечивается пластикация и переме­шивание резиновой смеси перед впрыском, а следовательно, и рав­номерный прогрев смеси. Температуру смеси можно регулировать обогревом или охлаждением корпуса.

Существенным недостатком литьевых агрегатов шнекового типа является невысокое давление литья (20—30 МПа), создаваемое ими. На таких агрегатах воз­можна переработка резиновых сме­сей с малой вязкостью (до 40—50 единни по Мунн при 100^oС), пред­назначенных для изготовления из­делий относительно несложной кон­фигурации. При высоком сопротив­лении течению- которое наблюдает­ся при частичном заполнении фор­мы резиновой смесью, увеличивают­ся обратный поток смеси по виткам шнека и опасность ее подвулканизацни. Для повышения давления литья b уменьшения обратного по­тока смеси применяют шнековые литьевые питателя с зубчатыми шестернями, находящимися в за­цеплении со шнеком. В агрегатах такого типа давление лbтья может достигать 150 МПа.

Вследствие сложности конструкции и возможности подвулканизации смеси применение литьевых машин шнекового типа в производстве резиновых изделий методом литья под давлением огра­ничено.

Достоинствами шнековых и плунжерных литьевых питателей обладают шнек- плунжерные литьевые питатели.

Шнек плунжерный литьевой питатель состоит из вращающегося шнека, расположенного в корпусе литьевого цилиндра, снаб­женного каналами для термостатирующей жидкости, элект­родвигателя, редуктора и силового гидравлического цилинд­ра, который обеспечивает осевое перемещение шнека в корпу­се литьевого цилиндра. Резиновая смесь в виде ленты с катушки подается в загрузочную воронку, где захватывается витками шнека и перемещается в сторону запорного клапана в перед­нюю часть литьевого цилиндра. Преодолевая сопротивление кла­пана, резиновая смесь под определенным давлением, обусловленным противодавлением в силовом гидроцилиндре и входовым со­противлением литникового устройства (сопла), накапливается в передней части литьевого цилиндра. При этом шнек, по мере на­копления смеси в передней части литьевого цилиндра, движется в осевом направлении, перемещая шток с поршнем.

После накопления в передней части литьевого цилиндра необходимой порции резиновой смеси вращение шнека прекращается. Для впрыска резиновой смеси в литьевую форму, в гидравлическом силовом цилиндре, создается давление, под действием которого шнек, работая как плунжер, перемещаясь в литьевом цилиндре, продавливает смесь через литниковые каналы в полость литье­вой формы. Запорный клапан препятствует обратному движению смеси по виткам шнека.

В литьевых агрегатах шнек-плунжерного типа резиновая смесь подвергается интенсивному перемешиванию и нагреву за счет тепла стенок цилиндра и внутреннего трения. В шнек-плунжерных литьевых питателях создается высокое давление литья (до 200 МПа).

Для равномерного разогрева смеси и ее гомогенизации рекомендуется применять червяки (шнеки) с переменной глубиной нарезки (степень сжатия червяка 1,1—1,5) и отношения длины червяка к его диаметру 8—10. Литьевые машины шнек-плунжерного типа выпускают с различными объемом отливки и давлением литья, диаметром и частотой вращения червяка. При (использовании таких машин становится возможным изготавливать изделия любых размеров.

Качество изделий, изготавливаемых литьем под давлением, за­висит от конструкции литьевой формы и ее качественного выпол­нения.

Литьевые формы классифицируются:

- в зависимости от их установки на машине (на стационарные, с запасным комплектом вкладышей и формы со съемной средней частью),

- по положению разъема,

- по числу оформляющих гнезд — одногнездные и многогнездные,

- по числу разъемных деталей,

- по способу и степени автома­тизации и механизации удаления изделий из формы.

Число гнезд в форме и параметры литниковой системы опреде­ляют с учетом габаритов и конструкции отливаемого изделия, основных параметров литьевого питателя и приемного устройства (давления литья, дозы впрыска, усилия смыкания формы, размеров нагревательных плит), а также литьевых свойств резиновой смеси (вязкости, плотности, степени усадки). Суммарный объем всех формуемых деталей с учетом объема литников и возможных выпрессовок должен быть меньше максимального объема впрыс­ка литьевой машины.

Расположение изделий (гнезд) в форме должно быть таким, чтобы путь течения резиновой смеси в форме был минимальным в результате возможного увеличения гидравлического сопротив­ления и склонности резиновых смесей к подвулканизации.

Лит­никовая система не должка иметь встречных потоков, острых углов и завихрений. Она должна обес­печивать удаление воздуха из гнезд, извлечение изделий из фор­мы их последующую отделку с минимальными затратами труда.

Цикл работы машины, если в приемном устройстве находится одна форма будет включать сле­дующие операции:

- подвод и от­вод литьевого питателя от фор­мы,

- впрыск резиновой смеси в форму,

- заполнение литьевого ци­линдра,

- раскрытие и закрытие формы,

- извлечение изделия из формы,

- вулканизацию изделия.

Продолжительность вулканизации резиновой смеси в форме обыч­но больше продолжительности заполнения формы или извлечения изделий из нее. Поэтому для повышения производительности ма­шины приемные устройства выполняют многопозицнонными, с раз­личным расположением замыкающих (зажимных) устройств.

Число позиций в приемных устройствах может быть различным (обычно кратным 2) для некоторых машин оно достигает 24. Работа многопозиционной машины характеризуется темпом — временем от начала одного впрыска до начала другого.

Применение метода литья под давлением способствует существенному повышению производительности труда бла­годаря уменьшению трудовых затрат при получения загото­вок и обработке готовых изде­лий, повышению производи­тельности оборудования и ав­томатизации процессов.

Себе­стоимость изделий, выпускае­мых в большом количестве ме­тодом литья под давлением, несмотря на высокую стои­мость форм и литьевых машин обычно ниже себестоимости изделий, получаемых вулкани­зацией в прессе. Основное сни­жение себестоимости происхо­дит за счет сокращения расхо­да резиновых смесей и трудо­вых затрат. Для получения вы­сококачественных изделий методом литья под давлением необходимо строго выдержи­вать технологические процессы (приготовление резиновых сме­сей, процесс литья) и тщатель­но контролировать качество применяемого сырья и полуфабрикатов. Даже незначи­тельные отклонения вязкости и продолжительности подвулканизации резиновых смесей могут явиться причиной различных дефек­тов на литьевом изделии.

По физико-механическим показателям литьевые вулканизаты обычно аналогичны прессовым.

Точность размеров литьевых изделий выше, чем прессовых. Отмечается повышение работоспособности резинометаллических изделий, полученных литьем под давлением, по сравнению с прес­совыми, что объясняется повышением прочности связи резины с арматурой.

К списку