PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA inż. Tomasz Oszczęda FORMY WTRYSKOWE W POLSKICH ZAKŁADACH PRZETWÓRCZYCH

Transkrypt

1 POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Uzupełniające Studia Magisterskie PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA inż. Tomasz Oszczęda FORMY WTRYSKOWE W POLSKICH ZAKŁADACH PRZETWÓRCZYCH PROMOTOR: dr inż. Leszek Nakonieczny Wrocław 2005

2 Spis treści: 1. WSTĘP DEFINICJA PROCESU WTRYSKU TYPY WTRYSKAREK ZESPÓŁ UPLASTYCZNIANIA I WTRYSKU ZESPÓŁ ZAMYKANIA I OTWIERANIA FORMY ZESPÓŁ NAPĘDU STEROWANIE I REGULACJA POŁOŻENIE WZAJEMNE ZESPOŁÓW PROCES WTRYSKU ZASADY TECHNOLOGICZNOŚCI WYPRASEK GRUBOŚĆ I KSZTAŁT ŚCIANEK WYPRASKI WZMOCNIENIA ŚCIANEK, OTWORÓW I OBRZEŻY POCHYLENIA ŚCIANEK ZAOKRĄGLENIA KSZTAŁT I ROZMIESZCZENIE OTWORÓW PODCIĘCIA I OTWORY BOCZNE ZACZEPY ZAWIASY ELASTYCZNE POWIERZCHNIA WYPRASKI, LINIE ŁĄCZENIA, NAPISY PŁASZCZYZNY PODZIAŁU WYPRASKI ZAPRASKI OGÓLNA BUDOWA I DZIAŁANIE FORMY BUDOWA GNIAZDA FORMUJĄCEGO STEMPLE I MATRYCE Stemple i matryce blokowe Stemple i matryce oprawiane POWIERZCHNIE ZAMYKANIA ELEMENTÓW FORMUJĄCYCH... 43

3 7.3. ODPOWIETRZANIE GNIAZD OBLICZANIE WYMIARÓW GNIAZDA KOŁA ZĘBATEGO TOLERANCJA GNIAZDA FORMUJĄCEGO KOREKTA WYMIAROWA GNIAZDA Próby testowe i sposoby pobierania próbek Przeprowadzanie analizy rzeczywistych wymiarów wyprasek Metody korekty wymiarowej gniazda UKŁAD WLEWOWY WLEW Z ZIMNYMI KANAŁAMI Wlew bezpośredni w głównej płaszczyźnie podziału Wlew pośredni w głównej płaszczyźnie podziału Wlew w komorze wstępnej WLEW Z GORĄCYMI KANAŁAMI Wlew z izolowanymi kanałami Wlew z grzanymi kanałami REGULACJA TEMPERATURY FORMY WTRYSKOWEJ ZASADY BUDOWY UKŁADU CHŁODZENIA BUDOWA I ROZMIESZCZENIE KANAŁÓW CHŁODZĄCYCH CHŁODZENIE ELEMENTÓW FORM Chłodzenie płyt Chłodzenie stempli Chłodzenie matryc Chłodzenie innych elementów UWALNIANIE WYPRASEK UWALNIANIE WYPRASKI W FORMACH SUWAKOWYCH UWALNIANIE PRZEZ SZCZĘKI USUWANIE WYPRASEK Z FORMY WYPYCHACZE O DZIAŁANIU PUNKTOWYM PROWADZENIE PŁYT I USTALANIE POŁÓWEK FORMY STOPY I TULEJE PROWADZĄCE

4 13. OBUDOWA PŁYTY CEL I ZAKRES PRACY PRZYKŁADY FORM WTRYSKOWYCH PRACUJĄCE W POLSKICH PRZEDSIĘBIORSTWACH FORMA DO WYROBU SKRZYNKA_PRZYŁĄCZE FORMA DO WYROBU SKRZYNKA_OBUDOWA FORMA DO WYROBU KOŁKÓW ROZPOROWYCH FIX FORMA DO WYROBU KOŁKÓW DO WBIJANIA FORMA DO WYROBU WKŁADKI GNIAZDA WNIOSKI LITERATURA

5 1.1. Forma do wyrobu Skrzynka_przyłącze Na rysunku przedstawiona jest wypraska nazwana jako skrzynka_przyłącze (kolejna z form będzie do wyrobu skrzynki_obudowy). Wypraska ta jest produkowana w jednogniazdowej formie zimnokanałowej, z dwoma mechanizmami suwakowymi. Forma ta jest zaprojektowana przez Ireneusza Bukszyńskiego i wyprodukowana w firmie Pafal-Form w Świdnicy. Zimnokanałowy układ wtryskowy wykonany jest w następujących elementach (rys ): tulei wtryskowej (4), gdzie wykonany jest w formie stożka (tzw. wlew główny; tworzące stożka pod kątem 2 ), rozejście stożka jest w stronę wypraski. Kształt ten ułatwia, a w zasadzie umożliwia wyjęcie wlewka z tulei wtryskowej. Wlew główny wykonany jest również we wkładce matrycy (3), a stożkowy otwór wykonany w tulei stempla (18), będący jakby przedłużeniem wlewy głównego, nazywany jest zabierakiem wlewka. Zadaniem zabieraka wlewka jest przytrzymanie układu wlewowego podczas otwierania formy, tak że po otwarciu formy wlewek utrzymywany jest tylko przez zabierak, skąd zostanie wypchnięty przez wypychacz wlewka (20). Prostopadle do osi stożka wykonane jest rozgałęzienie układu wlewowego. Rozgałęzienie to, tzw. kanały doprowadzające, znajduje się (połowicznie) we wkładce matrycy oraz (druga połowa) w tulei stempla. Kanały doprowadzające, zakończone są przewężkami tunelowymi, wykonanymi już tylko w tulei stempla, w postaci stożków, których tworzące nachylone są do siebie pod kątem 20, a oś stożka jest nachylona do płaszczyzny czołowej tulei stempla pod kątem 40. Kanały doprowadzające rozdzielają strugę tworzywa sztucznego na dwie strugi, zasilające, poprzez przewężki, gniazdo formy wtryskowej. Gniazdo formy ograniczone jest powierzchniami (rys ): wkładki głównej (2), wkładki matrycowej (3), suwaków skośnych (46), suwaków prostych (29), tulei stempla (18) oraz wypychacza (21). Forma ta posiada dwa mechanizmy suwakowe: 1) prosty, którego przesuw odbywa się w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny otwierania formy oraz 2) skośny, którego ruch odbywa się w płaszczyźnie usytuowanej skośnie do płaszczyzny otwierania formy. Suwaki skośne (46) przesuwają się po płycie suwakowej (26), ich ruch wymuszony jest za pomocą kolumn (23). Kolumny oraz dopychacze suwaków skośnych (45) zamocowane są w

6 matrycy (7). Skośne usytuowanie suwaków skośnych i poszczególne elementy są dobrze widoczne na rys e) widok od strony matrycy (matryca przedstawiona jest jako przezroczysta) i rys f) widok od strony stempla, gdzie oprócz elementów mechanizmu suwakowego jest widoczna również wkładka główna (2), która wraz z suwakami formuje kołnierz i wystające elementy wypraski. Suwaki proste (29) poruszane są, po płycie suwakowej (26) i listwach prowadzących (10), za pomocą kolumn suwaków prostych (22). Suwaki proste formują walcową (zewnętrzną) część wypraski. Mechanizmy suwakowe są poruszane podczas otwierania i zamykania formy, w ściśle określonym czasie. Uruchomienie mechanizmu suwakowego skośnego jest uwarunkowane rozpoczęciem się otwierania formy (rozjazdu się płyt płyty suwakowej (26) od matrycy (7)). Uruchomienie z kolei mechanizmu suwakowego prostego odbędzie się dopiero po zwolnieniu zabieraka wahliwego (opis działania w dalszej części). Kolejnymi elementami tej formy, na które należy zwrócić uwagę są zabieraki: wahliwy i stały. Zabierak wahliwy (39, 40, 41, 42, 43, 44) ma na celu przytrzymanie mechanizmu suwakowego prostego w zespoleniu z płytą mocującą stempla 16, tak aby poruszały się razem w pierwszym cyklu otwierania formy. W określonym momencie nastąpi zwolnienie zabieraka wahliwego, który uwolni mechanizm suwakowy prosty. Zadaniem z kolei zabieraka stałego (8, 12) jest ograniczenie ruchu płyty suwakowej (26), która, podczas otwierania formy, przesunie się w kierunku otwierania na odległość ograniczoną długością ramienia (8) zabieraka stałego. Usuwanie wlewka i wypraski odbywa się w tym samym momencie, za pomocą wypychaczy wypraski (21) i wypychaczy wlewka (20). Po otwarciu formy wlewek połączony z wypraską poprzez przewężki pozostaje przytrzymywany przez zabierak wlewka (rys ), a wypraska pozostaje na tulei stempla (18). Rozdzielenie (ścięcie przewężek) następuje przy zadziałaniu wypychaczy: wypraski (21) oraz wlewka (20). Wypychacze są zamocowane w płycie wypychaczy (14) i napędzane płytą oporową wypychaczy (15) za pośrednictwem zderzaka wyrzutnika (36), płyty przedniej (35) i tylnej (34) wyrzutnika oraz trzpienia wyrzutnika (33) mocowanego we wtryskarce.

7 Forma jest standardowo zamocowana na wtryskarce za pomocą elementów mocujących (np. łap) za płytę mocującą matrycy (6) oraz płytę mocującą stempla (16). Ustalenie (tzw. wycentrowanie formy) na wtryskarce odbywa się za pomocą pierścieni centrujących: przedniego (5) od strony matrycy i tylnego (19) od strony stempla. Otwieranie formy i uwalnianie wypraski przebiega w następujący sposób: płyta stempla (16), wraz z zamocowanymi za pomocą długich śrub, listwami podporowymi (13) i płytą podporową (11) są odsuwane od nieruchomej (matrycowej) części formy. Forma posiada tzw. zabierak wahliwy (39, 40, 41, 42, 43, 44), który zespala ze sobą: płytę podporową z płytą suwakową (26), a pomiędzy tymi płytami są przytrzymywane suwaki proste (29) i listwy prowadzące (10) w pierwotnej pozycji, dlatego odsuwanie się płyty stempla pociąga za sobą (za pośrednictwem suwaka wahliwego) odsuwanie płyty suwakowej wraz z mechanizmem suwakowym prostym. Rys Skrzynka_przyłącze wypraska formowana w jednogniazdowej formie zimnokanałowej, z dwoma mechanizmami suwakowymi Podczas tego cyklu forma otwiera się w płaszczyźnie I, wlewek jest uwalniany z tulei wtryskowej (4), zadziała wówczas również mechanizm suwakowy skośny uwalniając kołnierz i wystające elementy wypraski.

8 Rys Układ wtryskowy: 3-Wkładka matrycy, 4-Tuleja wtryskowa, 18-Tuleja stempla, 20-Wypychacz wlewka mam wątpliwości czy na wydruku będzie widoczny kanał w tulei wtryskowej Suwaki proste (29) podczas tego cyklu pozostają w swojej pozycji, ponieważ płyta suwakowa (26), w której zamocowane są kolumny suwaków prostych (22) jest przytrzymywana przez zabierak wahliwy i porusza się tak samo jak płyta podporowa, wraz z suwakami i listwami prowadzącymi (10). Cykl ten kończy się w momencie kiedy kołek zabieraka wahliwego (42) (patrz. rys c) osadzony w stopce zabieraka (41) dotrze do ślizgacza (44) zamocowanego na ramieniu ślizgacza (43), które z kolei jest przykręcone do matrycy (dzięki temu ramie i ślizgacz są stale nieruchome). Rozpoczyna się wówczas drugi cykl otwierania formy wtryskowej: kołek zabieraka wahliwego jest podnoszony przez skośną płaszczyznę ślizgacza powodując również podnoszenie stopki, która do tej pory przylegała do płyty suwakowej. Podniesienie się stopki jest możliwe dzięki obrotowemu zamocowaniu łapki zabieraka wahliwego (40) na sworzniu zabieraka wahliwego (39). Kiedy stopka zabieraka zostanie odsunięta od płyty suwakowej następuje uwolnienie płyty suwakowej. Forma otwiera się wówczas w płaszczyźnie II. Długość ślizgacza jest nieco większa niż grubość płyty suwakowej, czyli stopka zabieraka wahliwego jest uniesiona nad płytą suwakową i opada dopiero (pod działaniem siły sprężyny (9)), gdy płyta ta minie stopkę zabieraka.

9

10

11 Rys Jednogniazdowa forma zimnokanałowa, z dwoma mechanizmami suwakowymi do formowania skrzynki_przyłącza: a) przekrój płaszczyzną poziomą prostopadłą do płaszczyzny otwierania, b) przekrój płaszczyzną pionową prostopadłą do płaszczyzny otwierania, c) zabierak wahliwy, d) lokalizacja zabieraków: wahliwego i stałego, e) mechanizmy suwakowe widok od strony matrycy, f) mechanizm suwakowy skośny widok od strony stempla; 1-Wypraska, 2-Wkładka główna, 3-Wkładka matrycy, 4-Tuleja wtryskowa, 5- Pierścień centrujący przedni, 6-Płyta mocująca matrycy, 7-Matryca, 8-Ramię zabieraka stałego, 9-Sprężyna zabieraka wahliwego, 10-Listwy prowadzące, 11-Płyta podporowa, 12-Stopka zabieraka stałego, 13-Listwa podporowa, 14-Płyta wypychaczy, 15-Płyta oporowa wypychaczy, 16-Płyta mocująca stempla, 17-Płyta podporowa stempla, 18-Tuleja stempla, 19-Pierścień centrujący tylni, 20-Wypychacz wlewka, 21-Wypychacz wypraski, 22-Kolumna suwaka, 23-Kolumna suwaka skośnego, 24-Cofacz, 25-Zderzak cofacza, 26-Płyta suwakowa, 27-Płytka suwaka, 28-Końcówki doprowadzenia wody chłodzącej, 29-Suwak prosty, 30-Ucho transportowe, 31-Słupek prowadzący wyrzutnika, 32-Koszyk, 33-Trzpień wyrzutnika, 34-Płyta tylna wyrzutnika, 35-Płyta przednia wyrzutnika, 36-Zderzak wyrzutnika, 37-Słup podporowy wyrzutnika, 38-Nóżka, 39-Sworzeń zabieraka wahliwego, 40-Łapka zabieraka wahliwego, 41-Stopka zabieraka wahliwego, 42-Kołek zabieraka wahliwego, 43-Ramię ślizgacza, 44-Ślizgacz (krzywka), 45-Dopychacz suwaka skośnego, 46-Suwak skośny. Ruch płyty suwakowej uruchamia mechanizm suwakowy prosty: kolumny (22) suwaków prostych zamocowane są w płycie suwakowej (26), która posiada również dopychacze suwaków (patrz rys b i f), rozwiązanie to, chociaż bardziej materiałochłonne i pracochłonne zapewnia znacznie sztywniejszą budową niż w przypadku dopychaczy przykręcanych. Suwaki (29) przesuwają się po listwach prowadzących (10) uwalniając boczne ścianki (zewnętrzne) wypraski. Ruch płyty suwakowej jest ograniczony za pomocą zabieraka stałego (8, 12), którego ramię (8) jest zamocowane na matrycy, a stopka (zamocowana na ramieniu) oprze się o powierzchnię płyty suwakowej zatrzymując jej dalsze odsuwanie. Wypraska pozostaje wówczas tylko na tulei stempla (18), która za pośrednictwem płyty podporowej stempla (17) jest przymocowana do płyty mocującej stempla (16) i wraz z nią jest wysuwana w kierunku otwierania formy. Wlewek zostaje wyciągnięty z tulei wlewowej (3). W tym momencie układ wlewowy i wypraska stanowią całość. Rozdzielenie (ścięcie przewężek) następuje przy zadziałaniu wypychaczy: wypraski (21) oraz wlewka (20). Wypychacze są zamocowane w płycie wypychaczy (14) i napędzane płytą oporową wypychaczy (15) za pośrednictwem zderzaka wyrzutnika (36), płyty przedniej (35) i tylnej (34) wyrzutnika oraz trzpienia wyrzutnika (33) mocowanego we wtryskarce. Płyta wypychaczy i płyta oporowa wypychaczy poruszają się po słupku prowadzącym (31), są jednak łożyskowane na tulei z kulkami w koszyku (32), co znacznie obniża opory

12 ruchu w stosunku do łożyskowania ślizgowego. Płyty są pozycjonowane za pomocą słupów podporowych wyrzutnika (37). Forma posiada uszy transportowe (30), które służą do podnoszenia formy w przypadku jej transportu oraz przy zakładaniu i zdejmowaniu na wtryskarce. Nóżki (38) są pomocna do ustawiania formy na regale magazynowym lub podczas transportu na wózku. Masa formy spoczywa wówczas na nóżkach, a nie na płytach formy.