Как делать литьевые формы
Перейти к содержимому

Как делать литьевые формы

  • автор:

Как делать литьевые формы

Как делать литьевые формы

Как делать литьевые формы

Георг Менгес,Вальтер Микаэли,Пауль Морен

Цена: 2 429,00 руб.

Купить книгу Электронные книги Г. Менгес , В. Микаэли , П. Морен , Георг Менгес , Вальтер Микаэли , Пауль Морен

Экономический успех в индустрии переработки пластмасс зависит от качества, точности и надежности формующего инструмента — литьевых форм. Следовательно, неправильное конструктивное решение, ошибка в расчетах и просчеты при изготовлении формы могут привести к плачевным результатам. Предлагаемый отечественным специалистам справочник содержит обобщенные и систематизированные данные по конструированию технологической оснастки. В нем представлены все аспекты успешного производства литьевых форм как с практической, так и теоретической точек зрения. Издание рассчитано на инжерно-технических работников, занятых в области проектирования, изготовления и эксплуатации литьевых форм. Книга будет полезна студентам вузов при изучении вопросов проектирования форм.

Издательство: Профессия,2007 г.
Размеры, мм: 170×240
ISBN: 978-5-93913-124-7, 3-446-21256-6, 1-56990-282-8
650 страниц

Купить книгу Электронные книги Г. Менгес , В. Микаэли , П. Морен , Георг Менгес , Вальтер Микаэли , Пауль Морен

Как делать литьевые формы?

Книга как делать литьевые формы 2007 год

Экономический успех в индустрии переработки пластмасс зависит от качества, точности и надежности формующего инструмента — литьевых форм. Следовательно, неправильное конструктивное решение, ошибка в расчетах и просчеты при изготовлении формы могут привести к плачевным результатам. Справочник содержит обобщенные и систематизированные данные по конструированию технологической оснастки. В нем представлены все аспекты успешного производства литьевых форм как с практической, так и теоретической точек зрения. Издание рассчитано на инжерно-технических работников, занятых в области проектирования, изготовления и эксплуатации литьевых форм. Книга будет полезна студентам вузов при изучении вопросов проектирования форм.

1. Материалы для деталей литьевых форм

Стали

Стали сквозной закалки

Термообработанные стали в состоянии поставки

Твердые сплавы для литьевых форм

Стальное литье

Цветные металлы

  • Сплавы бериллий-медь.

Цинк и его сплавы

Материалы для электролитического осаждения

Обработка поверхностей сталей для литьевых форм

Термохимические методы обработки

  • Науглероживание.
  • Азотирование.
  • Борирование.
  • Хромирование.
  • Никелирование.
  • Процесс NYE-CARD (никель-фосфор-силикатные покрытия).
  • Твердосплавные покрытия.

Покрытие при пониженном давлении

  • Процесс химического осаждения из газовой фазы.
  • Процесс физического осаждения из газовой фазы.

Лазерная обработка поверхности

Лазерное упрочнение и переплавка

Упрочнение электронным лучом

Технология Lamcoat

2. Технология изготовления литьевых форм

Изготовление форм и формообразующих вставок литьем

Методы литья и литейные сплавы

Литье в песчаную форму

Технология точного литья

Технологии ускоренной подготовки производства

Уровень развития технологий

Прямой метод получения технологической оснастки

  • Прямое получение металлической литьевой формы.

Непрямые методы быстрого получения оснастки (технологические цепочки)

  • Цепочки с использованием позитивных моделей.
  • Цепочки с использованием негативных моделей.

Выдавливание

Механическая обработка и другие виды обработки с удалением материала

Чистовая (окончательная) обработка поверхности

  • Шлифование и полирование (ручное или механизированное).
  • Вибрационное шлифование.
  • Пескоструйная обработка шлифование (шлифование).
  • Внутренняя притирка.
  • Электрохимическое полирование.

Методы электроискровой обработки

Электроэрозионная обработка (ЭЭО)

Электроискровое резание плавающим проволочным электродом

Электрохимическая обработка (ЭХО)

Электрохимическое удаление материала — травление

Состояние поверхности после электроэрозионного или химического воздействий – внешний вид

Лазерное гравирование

Быстрое прототипирование с помощью LASERCAV

Литье под давлением с выплавляемым пуансоном

Литьевые формы для работы с выплавляемыми пуансонами

  • Литниковая система и впуск.
  • Термические аспекты конструирования формы.
  • Сдвиг пуансона.
  • Вентилирование.

Литьевые формы для изготовления выплавляемых пуансонов

  • Материал для пуансона.
  • Конструкция литьевой формы.
  • Литниковая система.
  • Тепловой режим в формах для литья пуансонов.
  • Извлечение выплавляемых пуансонов из формы.

3. Определение стоимости изготовления литьевых форм

Общая схема

Методика определения стоимости формы

Группа затрат 1: формообразующие детали

Расчет трудоемкости изготовления формующей полости.

Расчет коэффициента времени механической обработки.

Зависимость времени обработки от глубины формующей полости.

Расход времени на обработку поверхности полости.

Расчет времени для обработки линии разъема.

Поправка на качество поверхности.

Время механообработки для фиксации пуансонов.

Поправка на допуски.

Учет степени сложности и разнородности.

Поправка на количество формующих полостей.

Расчет времени изготовления электродов для электроэрозионной обработки.

Группа затрат 2.

Группа затрат 3: основные узлы и детали

Система разводящих литниковых каналов.

Группа затрат 4:специальные узлы и детали

Другие методы расчета затрат

Определение затрат по подобию

Принцип иерархического поиска по подобию

4. Литье под давлением

Последовательность технологических операций

Литье под давлением термопластов.

Литье под давлением «сшитых» полимеров.

  • Литье под давлением эластомеров.
  • Литье под давлением реактопластов.

Основные термины

Классификация литьевых форм

Функции литьевых форм

Критерии классификации литьевых форм.

Основной порядок действий при конструировании формы.

Определение размера формы.

  • Максимальное количество формующих полостей.
  • Усилие смыкания.
  • Максимальная площадь смыкания.
  • Необходимый ход открытия.

Отношение длины потока к толщине стенки.

Расчет количества формующих полостей

  • Алгоритм определения технически и экономически оптимального количества формующих полостей.
  • Затраты на испытания, наладку и эксплуатацию.

Размещение формующих полостей

Равновесие сил в литьевой форме во время впрыска.

Количество линий разъема.

5. Конструирование литниковых систем

Описание литниковой системы

Концепция и определения различных типов литниковых каналов

Стандартные литниковые каналы

Горячеканальные литниковые системы

Требования, предъявляемые к литниковой системе

Классификация литниковых систем

Центральный литник

Конструкция разводящих литниковых каналов

Конструкция впускных литниковых каналов

Разводящие каналы и впускные литники для реактопластов

Влияние расположения места впуска при переработке эластомеров

Литниковые каналы для высоконаполненных материалов

Качественное (структура потока) и количественное моделирование процесса заполнения формы. (Имитационные модели)

Структура потока и ее значение.

Использование структуры потока для подготовки к моделированию процесса заполнения.

Теоретические основы метода структуры потока.

  • Изображение фронтов потока.
  • Радиус-вектор для выявления теневых участков.
  • Области с разной толщиной.
  • Структура потока на ребрах.
  • Структура потока изделий типа «коробка».
  • Анализ критической области.
  • Заключение.

Количественный анализ заполнения.

Аналитическое проектирование литниковых каналов

  • Реологические принципы.
  • Определение свойств испытывающего сдвиг вязкого потока с помощью капиллярного вискозиметра.
  • Вязкость при растяжении.
  • Простые уравнения для расчета потерь давления в литниковых каналах.

Особые явления, связанные с многоточечным впуском

Конструкция литниковых каналов для сшивающихся составов

  • Расчет процесса заполнения
  • Влияние параметров процесса на окна переработки
  • Примеры и критика модели окон переработки
  • Поведение расплава при литье реактопластов

6. Конструирование впускных литниковых каналов

Центральный литник

Литник, подводимый к краю изделия, или веерный литник

Дисковый литник

Кольцевой литник

Туннельный («подводный») литник

Точечный отрывной литник в трехплитной литьевой форме

Обратный центральный литник с отрывным точечным впуском

Безлитниковое литье

Литьевые формы с изолированными каналами

Литниковые системы с контролем температуры — горячие каналы

  • Достоинства и недостатки горячеканальных систем
  • Новые возможности и применение горячих каналов
  • Конструкция горячеканальной системы, ее деталей и узлов
  • Сопла для горячеканальных форм
  • Данные, относящиеся к проектированию горячих коллекторов
  • Нагрев горячеканальных систем

Холодноканальные литниковые системы

  • Системы холодных каналов для литья под давлением эластомеров
  • Литьевые формы с холодноканальной системой для переработки реактопластов

Специальные литьевые формы

Литьевые формы для многокомпонентного литья

  • Формы для комбинированного литья.
  • Литьевые формы для сэндвич-литья.
  • Литьевые формы сдвоенного литья .

7. Вентилирование формы

Пассивное вентилирование

Активное вентилирование

Вентилирование литьевых форм с противодавлением газа

8. Система теплообмена

Время охлаждения

Температуропроводность некоторых полимеров

Расчет времени охлаждения для термопластов

Определение времени охлаждения по номограммам

Время охлаждения при несимметричной температуре стенок

Время охлаждения деталей различной формы

Тепловой поток и мощность теплообмена

  • Термопласты
  • Термореактивные материалы

Аналитический расчет системы теплообмена на основе расхода тепла (общая схема)

Аналитический тепловой расчет

  • Расчет времени охлаждения.
  • Баланс тепловых потоков.
  • Расход охлаждающей жидкости.
  • Температура канала охлаждения.
  • Расположение каналов охлаждения.
  • Конструкция охлаждающего контура.

Расчеты при термическом проектировании форм

Упрощенная оценка теплового потока в критических точках изделия

Практическая коррекция охлаждения угловой зоны

Практическое конструирование систем охлаждения

Системы теплообмена для пуансонов и цилиндрических изделий

Системы охлаждения для плоских изделий

Герметизация системы охлаждения

Динамическое охлаждение литьевой формы

Предупреждение деформации углов отливаемых изделий вследствие неравномерности теплового потока

  • Холодный пуансон и теплая матрица.
  • Коррекция формы угловых секций.
  • Локальное изменение потока тепла.

Расчет режима нагрева литьевых форм для термореактивных материалов

Теплообмен в формах для термореактивных материалов

Практическое конструирование термоэлектрических нагревателей форм для реактопластов

9. Усадка

Введение

Определение усадки

Допустимые отклонения

Причины усадки

Причины анизотропной усадки

Причины деформации

Технологический процесс и усадка

Вспомогательные средства определения величины усадки

10. Проектирование конструкции литьевой формы

Деформация форм

Анализ и оценка нагрузок и деформаций

Определение действующих сил

Основания для описания деформаций

Простые вычисления для оценки формирования зазора

Оценка формирования зазора и предотвращение облоя

Наложение деформаций узлов и деталей формы

Соединенные пружины в качестве эквивалентных элементов

  • Параллельное соединение элементов
  • Последовательное соединение элементов

Расчет толщины стенок формующей полости и их деформации

Варианты нагрузок и соответствующие деформации

Вычисление размеров цилиндрической матрицы

Расчет размеров матрицы некруглого сечения

Расчет размеров плит формы

Методика расчета стенок матрицы с учетом внутреннего давления

Деформация полуматриц и ползунов под внутренним давлением

Литьевые формы с раздвижными полуматрицами

Подготовка к расчету деформации

Примеры выбора граничных условий

Примеры расчетов

Прочие нагрузки

Оценка добавочных нагрузок

11. Сдвиг пуансонов

Оценка наибольшего сдвига пуансона

Сдвиг цилиндрического пуансона при боковом точечном впуске в основании (жесткое крепление)

Сдвиг цилиндрического пуансона в форме с дисковыми впускными литниковыми каналами (жесткое крепление)

Фундаментальное исследование сдвига

Сдвиг пуансона при различных типах впускных литниковых каналов (жесткое крепление)

Сдвиг рабочих деталей формы

Расчет деформации металлических вставок на примере цилиндрического валка

  • Определение линии смещения для деталей различной конфигурации

Примеры конструкций крепления пуансона и регулирования глубины формующей полости

12. Извлечение отлитых изделий

Обзор систем выталкивания

Конструкция систем выталкивания — усилия выталкивания и открытия

Методы расчета усилий выталкивания

  • Статические коэффициенты трения для определения усилий выталкивания и открытия.
  • Метод оценки усилий для извлечения (съема) цилиндрических втулок.
  • Прямоугольные втулки.
  • Конические втулки.
  • Обобщение ряда основных случаев.

Усилия выталкивания для сложных изделий на примере крыльчатки

Количественный расчет процесса выталкивания изделий (для эластомеров)

Определение усилий открытия

  • Изменения состояния на PVT-диаграмме для литьевых форм различной жесткости.
  • Косвенные усилия открытия.
  • Полное усилие открытия.

Типы толкателей

Конструкция и размеры цилиндрических толкателей

Точки контакта толкателей и других элементов системы выталкивания

Приведение системы выталкивания в движение

Способы приведения в движение и выбор мест контакта

Способы приведения в движение

Специальные системы выталкивания

Механизм двойного выталкивания

Литьевые формы с тремя плитами

  • Перемещение плиты съема тягами.
  • Система выталкивания с замком.
  • Обратное выталкивание со стороны неподвижной полуформы.

Возврат толкателя

Извлечение изделий с поднутрениями

Извлечение изделия с поднутрениями с помощью выталкивания

Допустимая глубина поднутрений для защелок

Извлечение резьбовых изделий

Извлечение изделий с внутренней резьбой

  • Съем резьбовых изделий.
  • Складывающиеся пуансоны.
  • Литьевые формы со сменными пуансонами.

Литьевая форма с механизмом для вывинчивания

  • Полуавтоматическая литьевая форма.
  • Полностью автоматическая литьевая форма .

Извлечение изделий с внешней резьбой

Поднутрения в нецилиндрических изделиях

  • Литьевая форма с ползунами.
  • Литьевая форма с раздвижными полуматрицами.

Литьевые формы с механизмом отвода пуансонов

13. Центрирование и смена литьевых форм

Задачи центрирования

Регулировка осей узла пластикации

Внутренняя центровка элементов

Центрирование больших литьевых форм

Смена литьевых форм

Системы ускоренной смены форм при переработке термопластов

Смена форм для переработки эластомеров

14. Конструирование литьевых форм с помощью компьютера и использование CAD-систем

Введение

Метод структуры потока

Освоение сложных алгоритмов

Моделирование используется недостаточно

Проще и с меньшими затратами

Применение CAD-систем в конструировании литьевых форм

  • Двухмерные и трехмерные модели.
  • Повышение производительности CAD с помощью ассоциативности, параметрических моделей, геометрических и функциональных характеристик.
  • Интерфейсы и интегрированные системы CAD.
  • Организация прохождения данных и поток информации.

Применение автоматизированного проектирования в изготовлении форм

  • Моделирование
  • Интеграция функций изготовления форм
  • Расширение функциональности в специальных приложениях
  • Возможность комплексного инженерного подхода к проектированию с применением CAD

Выбор и внедрение CAD-систем

  • Этапы выбора системы
  • Определение общего замысла применения CAD
  • Определение эффективности системы проверкой по контрольному образцу
  • Внедрение CAD

15. Обслуживание литьевых форм

Преимущества графиков обслуживания

Плановое обслуживание

Анализ данных и выявление слабых мест

Компьютерная поддержка

Уход за формами и их хранение

Ремонт и реконструкция форм

16. Измерения в литьевых формах

Датчики

Измерение температуры

Измерение температуры расплава с использованием инфракрасных датчиков

Измерение давления

Цель измерения давления

Датчики для измерения давления расплава

  • Прямое измерение давления.
  • Косвенные методы измерения давления.

Использование датчиков

Оптимизация технологического процесса

Контроль качества

17. Стандартные детали и узлы литьевых форм

18. Регуляторы температуры (термостаты) в литьевых формах

Функции, методы, классификация

Регулирование

Необходимые условия качественного регулирования

  • Термостаты.
  • Нагревательная, охлаждающая и перекачивающая способность.
  • Датчики температуры.
  • Установка датчиков температуры в форме.
  • Система теплообмена в форме.
  • Возможности поддержания стабильной температуры.

Выбор оборудования

Соединительные элементы формы и оборудования — меры безопасности

Теплоноситель

Техническое обслуживание и чистка

19. Способы устранения дефектов, возникающих в процессе литья под давлением

20. Специальные технологии литья под давлением и специальные литьевые формы

Микролитье

Технология литья и управление процессом

  • Кремневая технология
  • Технология LiGA
  • Технология LiGA с использованием лазера
  • Лазерное резание
  • Электроискровая обработка
  • Микромеханическая обработка

Декорирование изделий в процессе литья под давлением

Переработка жидкого силиконового каучука

Холодноканальная литниковая система

Компрессионное прессование

Технология изготовления литьевых форм (часть 1)

Этот процесс применяется для получения средне- и крупногабаритных форм весом до нескольких тонн. Процесс состоит из трех основных этапов:

создание модели (из дерева, металла, пластмассы);
создание с помощью модели песчаной формы;

литье в форму с последующей извлечением охлажденной отливки.

Модели изготавливаются либо независимо, либо на основе оригинала или мастер-модели. В зависимости от метода литья в песчаную форму, размеров детали и свойств литейного сплава делаются большие или меньшие допуски на механическую обработку и технологические уклоны стенок формообразующих деталей от 1 ° до 5°. При изготовлении модели приходится делать также допуск на усадку. Следует принять во внимание как изменение размеров металлической отливки при затвердевании и охлаждении, так и усадку пластмассы, которая будет перерабатываться в форме (это не касается деревянных моделей). Примерные допуски для некоторых литейных металлов при литье в песчаную форму приведены на рис. 2. Точность размеров зависит в каждом случае от метода литья, формы и размеров отливки. Все это уточняется на стадии проектирования после консультаций со специалистами литейного производства. Форму изготавливают из формовочной смеси, уплотняемой на модели и отверждаемой либо прессованием (физически), либо с помощью отвердителей (химически).

Рис. 2. Усадка при затвердевании и данные по усадке для различных сплавов

Существует большой выбор синтетических материалов различного состава для литейных форм. В большинстве случаев огнеупорную основу композиций составляет промытый и просеянный кварцевый песок. Для специальных целей, например, для предотвращения взаимодействия с композицией литейного материала (легированные стальные литейные сплавы), можно использовать циркониевые и оливиновые пески. Крепители для формовочного песка могут быть органические и неорганические. Неорганические крепители делятся на натуральные и синтетические. К натуральным неорганическим крепителям относятся глины, такие как монтмориллонит, глауконит, каолинит и иллит. К синтетическим неорганическим крепителям относятся жидкое стекло, цемент и гипс. В качестве органических крепителей используются фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные, фурановые и эпоксидные синтетические смолы. В практике большинство литейных форм составлены из просеянного кварцевого песка с бентонитным (натуральным неорганическим) крепителем; такие формы требуют тщательного уплотнения во избежание прогиба.

После того как форма изготовлена, модель удаляют. В зависимости от используемого литейного сплава и требований к качеству поверхности поверхность формы либо сглаживают с помощью облицовочной формовочной смеси, либо обходятся без облицовки. После литья форма находится в определенной степени готовности; при ее удалении песчаная форма разрушается.

Существует также технология литья с расходуемой моделью. Модель изготавливают из полистирола и закладывают в песчаную форму. При заливке расплавленного металла расходуемая модель испаряется. Модели из вспененного материала получают из полистирола, вырезая их из болванки (разовые отливки), или выдувая отливки в форме (массовое производство). При изготовлении вставок модель обычно бывает нужна несколько раз; использование программ автоматизированного проектирования позволяет повторно фрезеровать расходуемые модели из полистирола быстро и с низкими затратами.

Большим преимуществом литейной технологии изготовления форм является то, что они практически сразу после отливки готовы к работе. Доводка после литья ограничена, особенно в тех случаях, когда система охлаждающих каналов заранее закладывается в литейную форму.

Технология точного литья Когда необходимо удовлетворить самые высокие требования по точности воспроизведения, для получения вставок используется точное литье. Эта технология обеспечивает точное воспроизводство тонких деталей и структур на поверхности, таких как текстура дерева, кожи, ткани и т. п.

Существует ряд методов точного литья, различающихся в последовательности осуществления процесса, в материалах для изготовления литейной формы и используемых крепителях. Вставки обычно получают по методу Шоу (Shaw) или одному из его вариантов (рис. 3). В модели, согласно этому методу, заложены допуски на усадку. Модели допускают вторичное использование, и при необходимости замены соответствующего элемента формы производится повторная отливка. Такая модель является основой для создания керамической литейной формы (в один, два или более этапов, в зависимости от метода). Жидкая композиция состоит из тонко размолотого циркониевого песка, смешанного с жидким крепителем. Сырую литейную форму, придав ей необходимую конфигурацию, запекают в течение нескольких часов при повышенных температурах. После этого она готова к литью. После литья форма разбивается. Последующая обработка деталей формы необходима лишь на поверхностях, предназначенных для их крепежа и сочленения, а также в зонах, относящихся к линиям разъема.

Рис 3: Этапы процесса Шоу

Литература: «Как делать литьевые формы», издательство Профессия

Как делать литьевые формы : : материалы и технологии, оценка стоимости, конструирование, техническое обслуживание

##
$a: Как делать литьевые формы :
$b: материалы и технологии, оценка стоимости, конструирование, техническое обслуживание
$c: Георг Менгес, Вальтер Микаэли, Пауль Морен ; пер. с англ. 3-го изд. под ред. В. Г. Дувидзона и Э. Л. Калинчева

##
$a: Санкт-Петербург
$b: Профессия
$c: 2007
##
$a: 639 с., [6] л. ил.
$b: ил., табл.
$c: 24 см
##
$a: Библиогр.: с. 614-639

##
$p: Пер. :
$a: Menges, Georg
$t: How to Make injection molds
$z: 3-446-21256-6 (Carl Hanser Verlag)
$z: 1-56990-282-8 (Hanser Gardner Publications)

#1
$a: Химическая технология. Химические производства — Технология органических веществ — Высокомолекулярные соединения (полимеры) и пластмассы — Переработка пластмасс (пресс-материалов). Производство изделий из пластмасс — Формование изделий из пресс-материалов — Литье под давлением — Оборудование для литья под давлением — Литьевые пресс-формы — Проектирование — Справочник для специалистов
$2: rubbk

#1
$a: Химическая технология. Химические производства — Технология органических веществ — Каучук и резина — Резина и резиновые изделия — Формование изделий — Литье под давлением — Литьевые пресс-формы — Проектирование — Справочник для специалистов
$2: rubbk

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *