Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МИРЭА - Российский технологический университет»

РТУ МИРЭА

Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова (ИТХТ)

Кафедра химии и технологии переработки эластомеров имени Ф.Ф. Кошелева (ХТПЭ)

Реферат

Машины для литья под давлением

Студент группы ХЕБО-09-16

Пшихачева М.С.

Преподаватель А.А. Зуев

Москва 2019

Введение

Метод литья под давлением принципиально отличается от метода прессования, имеющего ряд важнейших недостатков. Оформление изделия при прессовании происходит в процессе смыкания формы, когда помещенная в нее навеска резиновой смеси заполняет оформляющую полость; при этом, чтобы предотвратить брак (из-за нехватки материала), навеску берут заведомо большую по массе, чем готовое изделие. Излишки резиновой смеси в виде выпрессовок составляют безвозвратные потери. Для их удаления с поверхности готовых изделий требуются дополнительные затраты труда. Механизировать процесс прессования полностью не удается; цикл вулканизации изделий, особенно массивных, достаточно продолжителен.

1. Устройство и принцип работы

При изготовлении изделий методом литья под давлением резиновая смесь в виде пластичной разогретой массы впрыскивается в предварительно замкнутую форму. На рис. 1 показана схема заполнения формы резиновой смесью. Прессформа 1 заполняется через литник подготовленным материалом с помощью червяка 3, который в это время выполняет функции плунжера и движется вперед. В процессе впрыска резиновая смесь дополнительно разогревается, проходя через узкий канал литника с большой скоростью; ее температура приближается к температуре вулканизации. В подогреваемой пресс-форме быстро проходит вулканизация, и готовое изделие 6 после раскрытия формы выталкивается из нее. Одновременно происходят пластикация и разогрев следующей порции резиновой смеси с помощью вращающегося червяка 3, движущегося в обратном направлении, и нагревателей инжекционного цилиндра. Питание машины осуществляется резиновой лентой 4.

Процесс литья под давлением значительно экономичнее процесса прессования по расходу материалов; при его использовании не требуются точные по массе заготовки; сокращается по времени стадия вулканизации, и изделия получаются более высокого качества.

Основная сложность, возникающая при литье под давлением резиновых смесей, заключается в создании таких температурных условий процесса, при которых исключалась бы подвулканизация резиновой смеси в цилиндре; при этом смесь, должна разогреваться до температуры, обеспечивающей ее высокие пластичность и текучесть, чтобы оформление изделия происходило без дефектов и больших остаточных напряжений в материале.

Литьевая машина состоит из прессового узла смыкания формы и инжекционного узла (узла подготовки и впрыска резиновой смеси), привода и системы управления. Она предназначена для автоматического изготовления изделий методом литья под давлением.

Рис. 1. Работа литьевой машины с червячным механизмом пластикации и впрыска: а - впрыск (червяк движется поступательно); б - выдержка под давлением и подготовка, очередной дозы материала (червяк вращается): в - извлечение изделия из формы; 1 - пресс-форма; 2 - материальный цилиндр; 8 червяк; 4 - резиновая лента; 5 - подготовленный к впрыску материал; 6 - готовое изделие

инжекционный резиновый литье давление

Машины для литья под давлением бывают однопозиционные и многопозиционные. На рис. 2 показана схема устройства простейшей однопозиционной литьевой машины. Узел смыкания состоит из двух плит 7 и 18, соединенных колоннами 15, силового гидроцилиндра смыкания 14, поршня 12 и подвижной плиты с полуформой 16. Вторая, неподвижная полуформа 2 устанавливается на неподвижной плите 7, узел впрыска состоит из материального цилиндра 3 с системой терморегулирования, загрузочного устройства 4, плунжера 7 и силового гидроцилиндра 6 с подводящими рабочую жидкость трубопроводами. В цикле работы машины первой опера цией является смыкание полуформ под действием поршня 12 цилиндра смыкания, перемещающегося за счет давления рабочей жидкости в цилиндре. После смыкания полуформ узел впрыска перемещается до упора материального цилиндра 8 в полуформу. В силовой гидроцилиндр впрыска подается давление, и плунжер 7 вытесняет порцию резиновой смеси из материального цилиндра в форму. Как только произойдет отверждение (вулканизация) материала в литников, соединяющем сопло материального цилиндра с полостью формы (литник обогревается, как и вся форма при литье резиновых смесей), узел впрыска отойдет в исходное положение, В силовой цилиндр впрыска будет подано давление для отвода поршня, а вместе с ним и плунжера впрыска в исходное положение. Форма остается сомкнутой до полной вулканизации материала в ее полости, после чего при переключении направления подачи давления в силовом цилиндре смыкания подвижная плита с полуформой отходит от неподвижной. Движением специальных выталкивателей (на рисунке не показаны) изделие сбрасывается из полуформы на поддон. На этом цикл заканчивается, и машина готова для проведения следующего цикла.

Устройство и принцип работы выпускаемых промышленностью машин для литья под давлением аналогичны описанным выше, но по конструкции узлов и компоновке эти машины могут значительно различаться.

Основной характеристикой литьевой машины является максимальный объем материала, который инжекционный узел машины может подать за один цикл (объем впрыска). Этим определяется максимальная масса изделия, изготавливаемого на данном оборудовании. Литьевые машины так и называют: машина 63 см3, 250 см3 и т. д. С этим параметром тесно связано усилие, которое способен развить узел смыкания. Это усилие должно быть больше усилия, возникающего в пресс-форме под действием максимального давления впрыска, достигающего 150 - 210 МПа. Характерными параметрами литьевой машины являются также максимальный ход подвижной плиты и расстояние между колоннами (от этого расстояния зависят габариты детали, которую можно отливать на данной машине), компоновка машины - горизонтальная, вертикальная, угловая. Важной характеристикой машины являются наличие и тип механизма предварительной подготовки (пластикации и разогрева) материала и устройство инжекционного узла, или узла впрыска.

Рис. 2. Литьевая машина: 1, 13 - плиты узла смыкания; 2 - неподвижная полуформа; 8 - материальный цилиндр; 4 - бункер: 5 - дозатор; 6 - силовой гидроцилиндр впрыска; 7 - плунжер; 8 - канал охлаждения; 9 - место установки привода; 10 - контрольные приборы; 11 - трубопровод подвода жидкости к цилиндру замыкания; 12-- поршень цилиндра смыкания; 14 - силовой гидроцилиндр узла смыкания; 15 - колонны; 6 - подвижная полуформа.

По типу привода литьевые машины подразделяются на механические, гидромеханические и гидравлические; последние два типа наиболее распространены.

Литьевые машины относятся к машинам периодического действия с автоматизированным режимом работы. Они применяются для массового выпуска штучных резиновых технических изделий самого разнообразного назначения.

Время рабочего цикла литьевой машины при литье резиновых изделий включает в себя время смыкания полуформ, впрыска, выдержки под давлением, вулканизации, раскрытия формы, извлечения готовой детали. На выполнение каждой операции цикла (кроме вулканизации) требуется от нескольких долей секунды до 1-2 с.

Продолжительность вулканизации составляет от десятков секунд до нескольких минут при изготовлении массивных отливок. При вулканизации работает только узел смыкания машины, а узел впрыска простаивает. Помимо нерационального использования простой сложного узла означает пребывание очередной порции резиновой смеси в цилиндре при высокой температуре, что связано с опасностью местной подвулканизации. Даже при начальных проявлениях подвулканизации в изделиях (особенно массивных, со сложной геометрической формой) появляются стыки, образованные встречными потоками материала при впрыске. Эти стыки имеют пониженную прочность по сравнению с основным материалом и являются причиной ослабления изделия и ухудшения его качества.

2. Конструкция и работа основных узлов литьевых машин

Узел впрыска (инжекционный узел). В литьевых машинах применяются три типа узла впрыска, отличающихся друг от друга по конструкции.

Простейший узел впрыска - плунжерный (рис, 3). В этом узле не предусмотрена предварительная подготовка (пластикация) материала. Узел состоит из материального цилиндра 2 с соплом 1, плунжера впрыска 4, который связан с силовым гидроцилиндром впрыска, и бункера 3. В таком узле используется только гранулированный материал, который дозируется по объему специальным дозатором, связанным с плунжером впрыска и имеющим регулируемый ход. Цилиндр машины снабжен электрическими элементами. Для подогрева материала. При впрыске, который происходит во время хода плунжера 4 влево, гранулы уплотняются и продвигаются в цилиндре по направлению к соплу. Находящейся в цилиндре материал выдавливается через сопло в форму, а следующая порция материала занимает его место.

Для лучшего пластицирования материала и его более полного прогрева внутрь цилиндра помещается торпеда 5, образующая узкие каналы между своей ребристой поверхностью и внутренней поверхностью материального цилиндра. Проходя через эти каналы под давлением плунжера, материал разогревается, перемешивается, пластицируется и накапливается в головной части цилиндра, готовый к впрыску. При ходе плунжера впрыска назад в цилиндр попадает новая порция материала. Таким образом, в цилиндре всегда должно находиться в 2-3 раза больше смеси, чем требуется для одного впрыска, чтобы перед поступлением в форму смесь достаточно прогрелась и приобретает текучесть, необходимую для оформления изделия.

Рис. 3. Литьевая машина плунжерного типа: 1 - сопло; 2 - материальный цилиндр; 3 - бункер; 4 - плунжер впрыска; 5 - торпеда

Описанные узлы впрыска обладают рядом недостатков: необходимость применения гранул, неудовлетворительная точность дозирования материала (от которой зависит точность дозы впрыска), слабая пластикация смеси, трудности при впрыске больших объемов материала. Из-за перечисленных недостатков узлы впрыска такой конструкции в настоящее время не применяются.

В современных конструкциях машин малой и средней мощности используются узлы впрыска с предварительной червячной пластикацией материала (рис. 4). В режиме подготовки дозы материала для впрыска инжекционный узел работает как червячная машина. Материал в виде гранул или непрерывной резиновой ленты подается в питательное окно материального цилиндра 2, захватывается витками вращающегося червяка 3, пластицирующий, разогревается и наглегается в головную часть цилиндра 2. Выход материала через сопло 4 цилиндра в это время закрыт. Давление в цилиндре повышается, и под действием этого давления червяк отходит вправо, а пластицированный материал сосредоточивается в головной части цилиндра. После набора необходимой дозы, что определяется по величине отхода червяка вправо, двигатель, вращающийся червяк, отключается; машина готова к впрыску.

Рис. 4. Узел впрыска литьевой машины с предварительной червячной пластикацией материала: 1 - питательное окно; 2 - материальный цилиндр; 8 - червяк; 4 - сопло; 5 - фланец крепления привода

Для литьевых машин с большим объемом впрыска используется конструкция узла, изображенная на рис. 5. В этом узле червячный пластикатор 1 отделен от материального цилиндра впрыска 4, который иногда называют копильником. Эта конструкция обладает всеми преимуществами описанного выше червячного узла впрыска и ие имеет некоторых его недостатков. Резиновая смесь в виде гранул или непрерывной ленты захватывается червячным пластификатором 1, доводится до пластичного состояния и нагнетается в материальный цилиндр 4, вытесняя из него плунжер впрыска 3. Как только плунжер отойдет на необходимое расстояние от крайнего левого положения (это расстояние устанавливается заранее с помощью Упоров, действующих на концевой выключатель и останавливающих червяк пластикатора), прекращается подача резиновой смеси. Во время заполнения материального цилиндра сопло 5 закрыто. Как только доза резиновой смеси набрана, с помощью трехходового крана канал пластикатора перекрывается и отсоединяется от полости материального цилиндра. При контакте сопла с формой открывается другое отверстие трехходового крана; в силовой гидроцилиндр впрыска подается давление, под действием которого плунжер впрыска 3 перемещается влево, вытесняя подготовленную резиновую смесь в полость пресс-формы. При использовании инжекционного узла такой конструкции можно подготавливать значительные порции резиновой смеси и впрыскивать ее в форму без риска местной подвулканизации. Пластикатор и материальный цилиндр оборудованы автоматической системой терморегулирования, поддерживающей заданную температуру с точностью до ±1°С, что необходимо для стабильной работы литьевой машины.

Рис. 5. Плунжерный узел впрыска литьевой машины с предварительной червячной пластикацией материала: 1 - червячный пластикатор; 2 - питательное устройство; 3 - плунжер впрыска; 4 - материальный цилиндр; 5 - сопло

Список литературы

1. Карпов, Вячеслав Николаевич. Оборудование предприятий резиновой промышленности : [Учебник для сред. спец. учеб. заведений]. - Москва: Химия, 1979. - 351 с.: ил.; 21 см.

Размещено на Allbest.ru