Особенности конструкции и процесса формования в пресс-формах литьевого прессования, их преимущества и недостатки

При литьевом прессовании реактопластов в отдельной загрузочной камере необходимо обеспечить более высокое давление, чем при прямом прессовании. Это вызвано дополнительными потерями на трение, неизбежными при прохождении пресс-материала по каналам литьевой системы. Однако загрузочная камера пресс-формы для литьевого прессования представляет собой цилиндр относительно небольшого диаметра, обеспечить необходимую прочность которого конструктивно проще, чем в пресс-формах прямого прессования, где конфигурация и размеры загрузочной камеры зависят от конфигурации и размеров изделия. Утолщение стенок съемной камеры в пресс-форме литьевого прессования не вызывает увеличения габаритов и массы самой пресс-формы, что неизбежно при прямом прессовании.

Основные особенности технологического процесса литьевого прессования связаны с наличием двухкамерной формы и литниковой системы, что приводит к необходимости использовать прессы с большим усилием и к большему расходу материала, связанному с заполнением литниковых каналов.

Принципиальное отличие литьевого прессования от прямого состоит в том, что стадии расплавления материала и формования изделий разделены. Соответственно, здесь материал загружается не в оформляющую полость пресс-формы, а в загрузочную камеру, в которой он переводится в вязко-текучее состояние, а затем по литьевым каналам впрыскивается в оформляющую полость литьевой формы. При этом изделие оформляется в сомкнутой форме, а необходимое давление создается в загрузочной камере и передается через материал, поэтому давление в оформляющей полости зависит от вязкости расплава и практически исчезает после его гелеобразования (рис. 10).

Литьевым прессованием удается получать изделия, отличающиеся сложным профилем (мелькомодульные зубчатые колеса), с большой разнотолщинностью в различных сечениях, с тонкой арматурой, сложными тонкими вставками, резьбовыми знаками и т.п. Кроме того, изготовленные по подобной технологии изделия отличаются повышенной точностью размеров с малыми допусками и с минимальными отклонениями конфигурации, а также практически не требуют удаления облоя, так как впрыск материала происходит в замкнутую пресс-форму (толщина облоя до 0,1 мм).

Рис. 10. Схема галетной формы для литьевого прессования.   Технологическими деталями являются: матрица 5, литьевая шайба 3 и вставки 4, а конструктивными – плунжер 1, загрузочная камера 2 и основание 6.

При течении через узкие литниковые каналы расплавленный пресс-материал интенсивно перемешивается и дополнительно нагревается за счет трения – приращение температуры может при это достигать 50 -80 ºС. Благодаря этому отверждение материала происходит глубже и равномернее независимо от толщины стенки. Достигается высокая равномерность свойств, в первую очередь прочностных и электрических, а также улучшается равномерность окраски при переработке окрашенных композиций.

При литьевом прессование усилие прессование должно быть равно:

,

где - удельное давление для данного материала, МПа; - площадь загрузочной камеры, м².

В зависимости от конструкции пресс-формы усилие прессования создается или гидроцилиндром пресса (верхняя камера), или гидроцилиндром выталкивателя (нижняя камера) (рис. 11).

Формы для литьевого прессования отличаются рядом конструктивных особенностей.

1. В формах с верхней загрузочной камерой для предотвращения раскрытия формующей полости при поступлении в нее расплав площадь загрузочной камеры должны быть больше чем площадь изделия и литников:

,

где - площадь изделия в плоскости разъема формы, м²; - число гнезд в формующей полости; - площадь литников в плоскости разъема формы.

2. В формах с нижней загрузочной камерой усилие смыкания создается верхним гидроцилиндром и должно быть равно:

.

Т.е. усилие запирания при литьевом прессовании должны быть выше усилия формования, так как в противном случае форма может раскрыться или материал может затечь в зазоры. Поэтому на литьевых прессах с двумя плунжерами верхний – главный цилиндр – является запирающим, нижний цилиндр выполняет роль формующего, а усилие главного плунжера в 1,5 – 2 раза превышать усилие прессования, развиваемое вспомогательным плунжером.

3. Количество литьевых каналов и их размеры зависят от свойств перерабатываемого материала его текучести, вида наполнителя и т.д., а расположение определяется размером и формой изделия. Как правило, для уменьшения сопротивления каналы делают минимальной длины и цилиндрического сечения, однако иногда, исходя из удобства последующей механической обработки, им придают форму плоских щелей небольшой высоты. Узкие каналы сокращают время отверждения, так как материал в них разогревается более интенсивно, но при этом заметно возрастает необходимое давление. В отличие от обычных пресс-форм, литьевые формы должны иметь вентиляционные каналы для удаления воздуха при впрыске материала – так называемые воздушники. Такие каналы располагаются в самых отдаленных от мест впрыска частях формы и имеют вид цилиндрических проточек или плоских щелей.

Рис. 11. Пресс-формы для литьевого прессования с верхней (а) и нижней (б) загрузочными камерами:

1 – нижняя плита; 2 – матрица; 3 – воздушные каналы; 4 – изделие; 5 – верхняя плита; 6 – литниковые каналы; 7 – пресс-остаток; 8 – загрузочная камера; 9 – шток; 10 – стержень толкателя; 11 - выталкиватель

Тема 3.4. Формы для литья под давлением.