Проектирование и разработка пресс-форм: особенности

При производстве изделий из полимерного сырья качество пресс-формы влияет на готовую продукцию не меньше, чем эксплуатационные характеристики термопластавтомата. Большинство компаний, производящих товары из пластика, не располагают собственными конструкторскими подразделения, поэтому вынуждены искать квалифицированных подрядчиков.

Что такое пресс-форма и ее виды

Пресс-форма — устройство для получения изделий различной конфигурации из металлов, пластмасс, резины и других материалов под действием давления, создаваемого на литьевых машинах.

Пресс-формы применяют при литье под давлением металлов и полимерных материалов, литье по выплавляемым моделям, прессовании полимерных материалов.

Различают множество видов пресс-форм:

  • ручные, полуавтоматические и автоматические;
  • съемные, полусъемные и стационарные;
  • с горизонтальной и вертикальной плоскостями разъёма;
  • с одной или несколькими плоскостями разъёма.

Пресс-форма состоит из неподвижной части (матрицы), и подвижной части (пуансона), формующие полости которых являются обратным (негативным) отпечатком внешней поверхности заготовки. В одной пресс-форме может одновременно формоваться несколько деталей (многоместные формы). Заказать проектирование пресс-формы вы можете на сайте https://posclub.ru.

Материалы для пресс-формы

Очередным этапом является заказ металла для производства пресс-форм. При изготовлении пресс-форм для многосерийного производства мы рекомендуем использовать материал 5ХНМ, а для малосерийного – аналоги 40Х и 40Х13 австрийской фирмы BÖHLER. Отличительной чертой материалов BÖHLER есть их существенно малый допуск по химической структуре и в результате этого их улучшенные и постоянные рабочие особенности.

Обработка металлов для производства пресс-формы

Далее, согласно чертежам конструкторского отдела, режутся заготовки. После чего они поступают на фрезеровку (обработку металлов резанием с помощью фрезы) для предварительной обработки на фрезерных станках ЧПУ и электроэрозионных станках Sodick. Процесс происходит так: фреза осуществляет вращательное, а заготовка сугубо поступательные движения, по большей части в направлении перпендикулярном оси вращения фрезы.

Ошибочным считается мнение, что во время фрезерования необходимо давить на фрезу, с целью улучшения резки. Это не верно. Качество фрезерования зависит от того как быстро совершаются возвратно-поступательные движения и от остроты фрезы.

Затем полученные заготовки поддаются предварительной шлифовке с припуском и проходят закаливание – термическую обработку, при которой осуществляется нагревание стали до критической температуры, выдержка, после которой идет закаливание в печах термической обработки (электропечах). Задачей такой процедуры есть достижение определенных состояний материала: инструментальная сталь подвергается закалке, чтобы увеличить ее твердость, износостойкость, прочность; конструкторская – прочность, твердость, пластичность и вязкость; для некоторых деталей, чтобы повысить износостойкость.

Для обеспечения прокаливаемости и недопущения таких недостатков как: трещины, деформации, коробления, высокие растягивающие остаточные напряжения в поверхностных слоях применяется охлаждение при закаливании. Достигается охлаждение посредством воды либо масла, в зависимости от материала. После закаливания идет окончательная обработка детали и на слесарном участке идет сборка пресс-формы.

Этапы проектирования

Производство моделей, их разработка начинается с выяснения основных параметров: размеров, формы, материала, массовости планируемого производства пластмассовых деталей.

READ
Как выбрать морозильный ларь: обзор моделей и характеристика

После выяснения всех условий заказа и заключения договора с заказчиком, проектировщики приступают к непосредственной работе, которая состоит из нескольких шагов:

  1. Разработка технического процесса литья.
  2. Построение формообразующих деталей.
  3. Разработка способа охлаждения.
  4. Разработка системы съема.
  5. Выбор способа крепежа к литейной машине.

На первом этапе учитывается способ доставки пластмассы к форме – выбирается горячеканальная или холодноканальная система. А также рассчитывается усилие смыкания частей формы, время цикла литья и количество мест. На втором этапе разрабатывают матрицы, резьбовые и гладкие знаки, детализация заготовок.

Кроме этого, производится выпуск документации, компьютерное 3-D моделирование, пробное изготовление, внесение правок. Поле проведения тестовых испытаний, проверок со стороны инженеров, образцы направляются клиенту.

Менеджер компании «Петермолд» контролирует, чтобы результат соответствовал ожиданиям заказчика, он доступен для консультации на любой стадии разработки.

Особенности проектирования пресс-форм

Деталь любой формы и размера изготавливается с помощью индивидуальной пресс-формы. Конструкция может быть как простой, так и сложной одновременно. Например, внешне она может иметь форму четырехугольника, а в середине образовывать различные отсеки, перегородки. Соответственно, процесс проектирования пресс-формы будет более кропотливым, поскольку она должна будет иметь специальные разъемы в разных плоскостях.

Для создания чертежа будущей детали, изготовленной с помощью пресс-формы, конструктору необходимо выбрать оптимальное сечение будущего изделия. На практике происходит иначе: конструктор вынужден выбирать несколько сечений, особенно если для детали, которая имеет сложную форму, поверхность. Опытному конструктору необходимо по возможности убрать дополнительные сечения, отобрав оптимальное их количество.

Проектирование пресс-формы зависит от таких факторов, как:

  • выбор оптимального количества сечений изделия;
  • создания схемы расположения гнезд;
  • продумывание литниковой системы, системы охлаждения и выталкивания готовой детали.

Детали для пресс-форм

Направляющие втулки и колонки, центрующие элементы, фиксаторы, вставки в т.ч. с календарями, пружины и т.д.

Использование всех перечисленный стандартизованных элементов позволяет нам:

  • снизить время изготовление пресс-форм и штампов
  • сократить материальные затраты
  • увеличить срок эксплуатации и стойкость пресс-форм и штампов
  • повысить ремонтопригодность благодаря взаимозаменяемости стандартизованных деталей
  •  сэкономить рабочее время конструктора при работе над пресс-формой и созданием чертежей формообразующих деталей
READ
Как выбрать кирпич для облицовки дома: рекомендации

Некоторые принципы проектирования пресс-форм

Прессование в формах подразумевает создание высокого давления в них. Это обусловливает применение особых требований к проектированию и производству рабочих камер и инструментов. Проектирование пресс-форм должно вестись прежде всего с учётом материала изготовления производимых в них изделий – под воздействием пресса разные вещества могут вести себя по-разному: изменение размеров и структуры у пластиков и металлов происходит с разными результатами.

При действии вертикальной нагрузки на порошкообразные и жидкие материалы происходит их горизонтальное расширение. В связи с этим во время производства пресс-форм важно обеспечивать возможность камерам выдерживать нагрузки на растяжение – стенки формовочных ёмкостей должны быть достаточно жёсткими. Вместе с тем необходимо брать во внимание и присутствие высоких температур во время прессования заготовок: жидкие материалы изначально имеют сильный нагрев, а порошкообразные нагреваются за счёт трения дисперсных частиц между собой. Передаваемая от заготовок к стенкам камер теплота не должна снижать прочность формы и позволять ей расширяться.

При наличии в пресс-формах подвижных элементов создавать зазоры между ними и другими частями камер необходимо так, чтобы обеспечивалась необходимая точность изготовления в формах изделий и в то же время имелась возможность рабочим деталям беспрепятственно двигаться во время производственных операций.

Ссылка на основную публикацию