РАЗРАБОТКА, ПРОЕКТИРОВАНИЕ,
ПРОИЗВОДСТВО
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ПРОДУКЦИИ
Изделия из металла

Проектирование пресс-форм

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Консультант: Антон Козловский
Телефон: +7 (495) 507-08-61
E-mail: anton@nomacon.ru
Skype: antonkozlovsky1
ЗАКАЗАТЬ

Именно работы по проектированию пресс-формы являются самыми важными в процессе изготовления пресс-формы. Выполняются они следующей последовательности:

Разработка техпроцесса литья

Построение формообразующих

Выбор блока и размещение в нем формообразующих

Проектирование системы охлаждения

Проектирование системы съема

Проектирование системы крепления и транспортных элементов

Оформление конструкторской документации

Остановимся на каждом из перечисленных этапов более подробно:

Разработка техпроцесса литья

На этом этапе конструктор на основе сложности и особенностей изготавливаемого изделия выбирает способ доставки материала в пресс-форму, количество мест в форме, задает усилие смыкания формы и время одного цикла.

По способу доставки материала в формующую полость, пресс-формы разделяются на:

Холодноканальные - формы, в которых литниковый канал (литник) охлаждается, затвердевает и выталкивается вместе с отлитыми изделиями в каждом литьевом цикле.

Основное преимущество холодноканальных литниковых систем (ХКС) - их относительная простота, т.к. в них нет нагревателей и терморегуляторов. Как следствие пресс формы с такой литниковой системой имеют более низкие цены изготовления и обслуживания.

Основной недостаток – необходимость отделения застывшего разводящего литника.

Холодноканальные формы разделяются на формы с двумя плитами (предыдущий рисунок) и формы с тремя плитам:

На рисунке показана форма, где съем изделия и разводящего литника начинается с открытия формы по первой линии разъёма (между плитами пуансонов и матриц). В положении, когда изделие полностью извлечено, происходит открытие по второй линии разъёма. В этот момент неподвижная центральная втулка с подрезающим устройством захватывает основание разводящего литника таким образом, что литник отрывается от изделия, как только форма достаточно открыта для полного его освобождения.

Основные преимущества – в отличие от ХКС с двумя плитами здесь места впуска материала не ограничиваются периметром изделия, а по сравнению с горячеканальными системами (ГКС), формы с тремя плитами дешевле и обеспечивают легкую смену цвета изделия.

Основные недостатки – по сравнению с ХКС с двумя плитами такие пресс-формы более сложные, что создает проблемы в эксплуатации и обслуживании.

Горячеканальные – формы, в которых разводящий литник остается расплавленным и не извлекается во время цикла литья. Классификация горячеканальных форм более сложная. Обычно в описании включают два основных элемента горячеканальной литниковой системы – коллекторы и сопла. Эти элементы могут быть нагреваемыми, теплоотводящими или изолированными.

Основные преимущества – отсутствие разводящих литников, что сокращает цикл литья.

Основные недостатки – сложность изготовления ГКС и ее высокая стоимость.

Конструкция ГКС (см. рисунок ниже) аналогична ХКС формы с тремя плитами: центральный литниковый канал расположен таким образом, что обеспечивает возможность менять место впрыска материала.

ГКС состоит из двух основных частей: коллектора и системы сопел. Коллектор, находящийся внутри полуформы матриц доставляет расплав из сопла литьевой машины в избранные места, затем сопла обеспечивают прохождение расплава из коллектора прямо в формующую полость.

После выбора системы доставки материала в формообразующую полость конструктор переходит к выбору количества мест (гнезд) в форме. Местом называется часть формообразующей полости, позволяющая отлить одну готовую деталь. Таким образом, многоместная форма позволяет за один цикл отлить сразу несколько деталей. Количество мест в форме обычно бывает кратно двум в степени n, например 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Реже проектируют литьевые формы на 6, 10, 12, 20, 24, 48 и 96 мест. Применение многоместных форм оправдано для всех малогабаритных деталей, так как позволяет в разы увеличить производительность пресс-формы при незначительном увеличении её стоимости.

Далее конструктор определяет усилие смыкания формы (в тоннах) и время одного цикла (в секундах). Для этого ему необходимо тщательно проанализировать форму изготавливаемой детали и обеспечить такие условия, при которых вся формообразующая полость будет заполнена материалом за максимально короткий срок.

Построение формообразующих

К формообразующим относятся все детали соприкасающиеся с отливкой: матрица, пуансон, гладкие знаки, резьбовые знаки и др. При проектировании формообразующих желательно избегать поднутрений в отливаемом изделии. Поднутрения – узкие полости, различного рода пазы и выемки в отливаемом изделии, затрудняющие формовку и литье. Как правило, они ведут к появлению брака и различным технологическим трудностям. На рисунке дан пример нетехнологичной конструкции изделия из-за наличия поднутрения (I) и способ улучшения конструкции изделия (II).

Выбор блока и размещение в нем формообразующих

После завершения построения формообразующих, конструктор выбирает блок, в котором они будут размещаться. Понятно, что выбор блока определяется габаритами формообразующих. Также на этот выбор влияют параметры литьевой машины, на которой будет происходить непосредственная отливка изделий.

Проектирование системы охлаждения

Система охлаждения формы обычно состоит из множества прямых, кольцевых или спиральных каналов для охлаждающей жидкости, по усмотрению конструктора-проектировщика. В качестве жидкости обычно применяют подготовленную термостатированную воду, реже – раствор гликоля. Охлаждающих контуров в пресс-форме может быть несколько, хотя в большинстве случае достаточно и одного. В каждом из контуров охлаждающая жидкость может иметь разную температуру.

Проектирование системы съема

Системы съема готовых изделий подразделяются на механические и пневматические. В механических системах выталкивающие стержни приводятся в движение пружинами, в пневматических – сжатым воздухом. В особых случаях, когда отливаемая деталь имеет очень сложную форму, извлечение изделий из формы осуществляется вручную или при помощи робота.

Проектирование системы крепления и транспортных элементов

На этом этапе разрабатывается система крепления пресс-формы в литиевой машине, исходя из её технологических особенностей. Также проектируется ряд приспособлений, облегчающих транспортировку пресс-формы. Это необходимо в виду того, что вес пресс-формы колеблется от 50 до 500 кг.

Оформление конструкторской документации

На всех этапах проектирования пресс-формы конструктор использует средства трёхмерного моделирования. Это позволяет не только сэкономить время за счет автоматизации процессов и использования в проектировании уже созданных стандартных деталей (нормалей), но и после завершения всех работ получить готовую трёхмерную модель будущей пресс-формы. Такой подход позволяет также облегчить правильность проектирования отдельных деталей пресс-формы, проверить собираемость отдельных систем и всей пресс-формы сразу, а также позволяет автоматизировать процесс подготовки всех видов конструкторской документации: сборочный чертеж, спецификация, чертежи отдельных деталей и пр.

Рассмотренные выше этапы проектирования пресс-форм в общих чертах раскрывают суть этого процесса и позволяют сопоставить содержание работ с их возможной ценой.

Если у Вас возникли какие-либо вопросы об изготовлении пресс-форм на нашем предприятии предлагаем Вам ознакомиться с рубрикой «Вопросы и ответы» либо связаться с нашими специалистами.