Литье под давлением позволяет изготовлять изделия высокой степени точности, с малыми затратами и высокой производительностью труда.
Литье под давлением термопластов можно определить как простой циклический процесс, состоящий из расплавления гранул материала, впрыска расплава в пресс-форму, после остывания в которой материал затвердевает и образует изделие заданной геометрической формы. Литьевые машины позволяют отливать изделия массой 0,016-20 кг.
По принципу действия и конструкции различают поршневые, червячные и червячно-поршневые литьевые машины.
Схемы поршневой литьевой машины ЛПГВ-0. Гранулы материала засыпают в бункер , в нижней части которого расположены дозатор и отсекатель. Гранулы подогреваются в питателе и подаются в литьевой цилиндр с нагревателями. В цилиндре гранулы разогреваются до вязкоте-кучего состояния. Во время движения поршня 6 вниз расплавленный материал впрыскивается через литник в пресс-форму. Время впрыска —5—10 с.
Поршневые машины эффективны при отливе изделий малого объема из легкотекучих термопластов. На них трудно перерабатывать расплавы высокой вязкости, такие как поливинилхло-ридный.
Процесс впрыска называют инжекцией, или шприцеванием. Поэтому литьевые машины называют шприц-машинами, или ннжекционными, а рабочий узел машины — инжекционным. Литьевой цилиндр машины можно также называть и инжекционным.
В качестве литьевых можно использовать и червячные машины — экструдеры. Экструзией называется процесс непрерывного выдавливания материала в виде ленты, листа, трубы или какого-либо иного профиля. Однако, если сопло экструдера имеет кран, то формы можно заполнять и прерывисто, и экструдер начинает работать как литьевая машина. Полимерный материал из загрузочного бункера захватывается винтовой поверхностью червяка и увлекается при вращении его в переднюю часть цилиндра. В стенки цилиндра вмонтированы нагреватели, обеспечивающие разогревание термопласта до температуры плавления. Переходу термопласта в вязкотекучее состояние способствуют энергичное механическое перемешивание материала червяком и трение о стенки. Внутреннюю поверхность цилиндра обычно грубо обрабатывают для повышения трения материала. Поверхность же червяка отделывают очень тщательно для снижения коэффициента трения расплава. За счет разности этих коэффициентов трения происходит интенсивное течение расплава вдоль цилиндра.
При прижатии литниковой втулки пресс-формы к соплу передняя втулка сопла поджимается и откупоривает литниковый канал. Происходит заливка пресс-формы смесью. При разъединении пресс-формы и сопла после литья втулка вновь подается вперед и закупоривает литниковый канал.
Когда кран открыт, при вращении червяка расплав термопластичного материала через канал выдавливается в пресс-форму. Пресс-форма заполняется за 5—20 с в зависимости от текучести материала в расплавленном состоянии, размеров и конструкции пресс-формы. Пресс-форма холодная или несколько подогретая, что не дает застывать материалу до ее полного заполнения. Правда, это задерживает последующее остывание изделия и удлиняет общий цикл работы. Пресс-форма для литья низа на обуви состоит из матрицы, формующей боковые поверхности подошвы и каблука, пуансона , формующего ходовые поверхности подошвы и каблука, и колодки. Пресс-формы установлены на карусельном столе.
После заполнения очередной пресс-формы и закрывания крана червяк нагнетает расплавленный материал в переднюю часть цилиндра (форкамеру). Если перерывы между двумя заливками велики, червяк может остановиться.
Экструдер по сравнению с поршневой машиной обладает сравнительно малой скоростью заливки пресс-формы: поршневая машина обеспечивает время инжекции 1—2 с, в то время как экструдер — 5-20 с.
Поэтому в машинах более поздних конструкций сочетаются достоинства червячных и поршневых машин. Термопластичный материал загружается и пластицируется так же, как и в экструдере. Расплавленный материал скапливается в передней части камеры цилиндра и нарастающим давлением отжимает червяк в крайнее заднее положение. Обратному течению расплава препятствует поршневой обратный клапан, закрепленный на конце червяка и снабженный каналами для подачи расплава в форкамеру.
При упоре втулки сопла в литниковую втулку пресс-формы открывается кран, и червяк начинает двигаться вперед, работая как поршень. Расплав быстро (1—2 с) и под давлением 150 МПа (1500 кгс/см2) впрыскивается в пресс-форму.
Червячно-поршневой литьевой механизм с осевым перемещением червяка обеспечивает по сравнению с экструдером не только большую скорость заполнения пресс-формы, что повышает производительность и качество изделий, но и позволяет получать тонкостенные изделия. Червячно-поршневой инжекционный механизм позволяет получать подошвы любой толщины и любого рисунка.
По компоновке и характеру движения пресс-форм и инжекционных узлов машины для литья низа на обуви можно разделить на роторные и стационарные.
Наиболее технологичны роторные литьевые машины, обеспечивающие высокую производительность. Инжекционный узел роторной литьевой машины неподвижен, что также считается достоинством, так как рабочему-оператору удобнее работать, все время находясь на одном месте.
Роторная литьевая машина W700 SMT оснащена инжекционный червячным узлом. Червяк вращается от электродвигателя через редуктор, муфту и передачу. Червяк с соотношением длины и диаметра D =8:1 предназначен для переработки поливинилхлоридных композиций. Частота вращения червяка 3 с»1.
Термопластичный материал в виде гранул засыпается в питатель, из которого определенная доза его по наклонному вибрирующему лотку подается в бункер. Из бункера гранулы захватываются червяком и передвигаются вдоль обогреваемого инжекционного цилиндра, в котором под действием высокой температуры и механических напряжений пластицируются и расплавляются. В передней части цилиндра установлен рассекатель для гомогенизации расплавленного материала и сопло с краном.
10 штук (5 пар) пресс-форм установлены на карусельном столе. Для открывания матриц пресс-форм служат рычаги. Затянутые на деревянные колодки заготовки устанавливают на сомкнутые матрицы и сверху закрепляют носочным и пяточным упорами, прижимаемыми гидравлическими цилиндрами усилием 9,8 кН (1 тс) каждый. При подходе очередной пресс-формы к инжекционному узлу стол совершает поступательное движение в направлении инжекционного узла под действием системы. В момент прижатия литниковой втулки пресс-формы к соплу кран открывается, расплавленный материал из инжекционного цилиндра нагнетается вращающимся червяком в пресс-форму под давлением 10—18 МПа (100—180 кгс/см2). Образуется низ обуви, который остывает при последующем движении карусельного стола с пресс-формами по часовой стрелке. Максимальная масса отливки — 0,7 кг. Производительность машины до 1000 пар в смену.
Пресс-формы литьевых машин обычно изготовляют из алюминиевых сплавов типа силуминов. Выбор алюминиевых сплавов объясняется их легкостью по сравнению со сталью и лучшей теплопроводностью (в 3 раза больше, чем у стали). Алюминиевые сплавы легче обрабатываются и вместе с тем алюминиевые сплавы с кремнием обладают достаточно твердой поверхностью.
Колодки пресс-форм литьевых машин могут быть металлическими, стационарно закрепленными, или затяжными деревянными и пластмассовыми. Какие колодки лучше, пока не решено. .Однако в автоматах надежнее применять металлические колодки, размеры которых лучше сохраняются. Деревянные колодки разбухают под действием влаги и растворителей, усыхают при сушке, меняя свои размеры. Да и точность изготовления деревянных колодок меньше, чем точность изготовления металлических колодок. Это обусловило применение в основном металлических колодок. К преимуществам металлических колодок относится также возможность их обогревания, что повышает качество отлитого низа.
Интересное:
оборудование для литья подошвы