Tarkkuusruiskuvalun periaate ruiskuvalukoneilla

Yleensä viittaamme tarkkuusruiskuvaluon, koska ruiskupuristettujen tuotteiden ulkonäön tarkkuuden tulee täyttää tiukat mittatoleranssit, geometriset toleranssit ja pinnan karheus. Tarkkuusruiskuvalujen suorittamiseksi on oltava monia toisiinsa liittyviä ehtoja, ja tärkeimmät ovat neljä perustekijää muovimateriaalista, ruiskumuotista, ruiskuvaluprosessista ja ruiskuvalulaitteistosta. Muovituotteita suunniteltaessa tulee valita ensin tekniset muovimateriaalit, ja tarkkuusruiskupuristettaville teknisille muoveille tulee valita materiaalit, joilla on korkeat mekaaniset ominaisuudet, vakaa koko, hyvä virumiskesto ja ympäristöjännityshalkeilukestävyys. Toiseksi sopivat ruiskuvalukoneet tulee valita valitun muovimateriaalin, valmiin tuotteen koon tarkkuuden, osan painon, laatuvaatimusten ja odotetun muottirakenteen perusteella. Jalostusprosessin aikana tarkkuusruiskuvalutuotteisiin vaikuttavat tekijät tulevat pääasiassa muotin lämpötilasta, ruiskuvaluprosessin ohjauksesta sekä ympäristön lämpötilan ja kosteuden vaihteluvälistä tuotantopaikalla sekä hankittujen tuotteiden hehkutuskäsittelystä. .
Tarkkuusruiskuvalussa muotit ovat yksi avaimista laatuvaatimukset täyttävien tarkkuusmuovituotteiden saamiseksi. Tarkkuusruiskuvalussa käytettävien muottien tulee täyttää tehokkaasti tuotteen koon, tarkkuuden ja muodon vaatimukset, ja muottimateriaalit on valittava tarkasti. Kuitenkin, vaikka muotin tarkkuus ja koko olisivat yhdenmukaisia, valettujen muovituotteiden todellinen koko vaihtelee kutistumiserojen vuoksi. Siksi muovituotteiden kutistumisnopeuden tehokas hallinta on erittäin tärkeää tarkkuusruiskuvalutekniikassa.
Ruiskumuotin suunnittelun rationaalisuus vaikuttaa suoraan muovituotteiden kutistumisnopeuteen. Koska muotin ontelon koko saadaan lisäämällä arvioitu kutistumisnopeus muovituotteen kokoon, kutistumisnopeus on muovivalmistajan tai teknisen muovikäsikirjan suosittelema arvoalue. Se ei liity ainoastaan ​​portin muotoon, portin sijaintiin ja muotin jakautumiseen, vaan myös teknisten muovien kidesuuntaukseen (anisotropiaan). Muovituotteiden muoto, koko, etäisyys ja sijainti porttiin liittyvät läheisesti muotin jäähdytysjakelujärjestelmä. Tärkeimmät muovin kutistumisnopeuteen vaikuttavat tekijät ovat lämpökutistuminen, faasimuutoskutistuminen, orientaatiokutistuminen, puristuskutistuminen ja elastinen palautuminen, jotka liittyvät tarkkuusruiskupuristettujen tuotteiden muovaukseen tai käyttöolosuhteisiin. Siksi muotteja suunniteltaessa on otettava huomioon näiden vaikuttavien tekijöiden ja ruiskuvaluolosuhteiden välinen suhde sekä niiden ilmeiset tekijät, kuten ruiskupuristuspaine ja onkalopaine ja täyttönopeus, ruiskusulan lämpötila ja muotin lämpötila, muotin rakenne ja portin muoto ja jakautuminen sekä portin poikkileikkausalan, tuotteen seinämän paksuuden, muovimateriaalien vahvistavien täyteaineiden pitoisuuden, muovimateriaalien kiteisyyden ja suuntauksen vaikutus. Yllä olevien tekijöiden vaikutus vaihtelee myös erilaisista muovimateriaaleista, muista muovausolosuhteista, kuten lämpötilasta, kosteudesta, jatkuvasta kiteytymisestä, puristuksen jälkeisestä sisäisestä jännityksestä ja ruiskuvalukoneissa tapahtuvista muutoksista johtuen.
Ruiskuvaluprosessin ansiosta muovi muuttuu kiinteästä aineesta (jauhe tai rakeinen) nesteeksi (sula) ja sitten kiinteäksi aineeksi (tuote). Rakeisista materiaaleista sulatteisiin ja sitten sulatteista tuotteisiin, keskellä on lämpötilakentät, jännityskentät, virtauskentät ja tiheyskentät. Näiden kenttien yhteisvaikutuksessa erilaisilla muoveilla (lämpökovettuva tai termoplastinen, kiteinen tai amorfinen, vahvistettu tai lujittamaton jne.) on erilaisia ​​polymeerirakenteellisia muotoja ja reologisia ominaisuuksia. Kaikki tekijät, jotka vaikuttavat edellä mainittuun "kenttään", vaikuttavat väistämättä muovituotteiden fysikaalisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin, kokoon, muotoon, tarkkuuteen ja ulkonäön laatuun. Näin prosessitekijöiden ja polymeerien suorituskyvyn, rakenteellisen morfologian ja muovituotteiden luontainen yhteys ilmenee muovituotteiden kautta. Näiden sisäisten liitosten analysoinnilla on suuri merkitys ruiskuvaluprosessien järkevässä muotoilussa, piirustusten mukaisten muottien suunnittelussa ja valmistuksessa sekä jopa ruiskuvalulaitteiden valinnassa. Tarkkuusruiskupuristuksen ja tavallisen ruiskupuristuksen välillä on myös eroja ruiskupaineessa ja ruiskutusnopeudessa. Tarkkuusruiskuvalussa käytetään usein korkea- tai ultrakorkeapaineruiskutusta, nopeaa ruiskutusta pienemmän muovauskutistumisen saavuttamiseksi. Edellä mainituista syistä tarkkuusruiskumuotteja suunniteltaessa on yleisten muottien suunnitteluelementtien lisäksi otettava huomioon myös seuraavat seikat: ① sopivien muottien kokotoleransseja; ② Estä muovauskutistumisvirheen esiintyminen; ③ Estä ruiskuvalu muodonmuutos; ④ Estä purkavia muodonmuutoksia; ⑤ Minimoi muotin valmistusvirheet; ⑥ Estä virheet muotin tarkkuudessa; ⑦ Säilytä muotin tarkkuus.
Kutistumisnopeus muuttuu ruiskutuspaineen vuoksi, joten yksionteloisissa muoteissa ontelon paineen tulisi olla mahdollisimman tasainen; Mitä tulee moniontelomuotteisiin, onteloiden paineeron tulisi olla hyvin pieni. Jos kyseessä on yksi ontelo, jossa on useita portteja, tai useita onteloita, joissa on useita portteja, on tarpeen ruiskuttaa samalla ruiskutuspaineella tasaisen ontelopaineen varmistamiseksi. Tämän saavuttamiseksi on tarpeen varmistaa, että portin asento on tasapainossa. Tasaisen paineen ylläpitämiseksi muotin ontelossa on parasta ylläpitää tasainen paine portin sisäänkäynnissä. Painetasapaino portissa liittyy virtausvastukseen juoksijassa. Joten ennen kuin portin paine saavuttaa tasapainon, virtaus tulee ensin tasapainottaa.
Sulamislämpötilan ja muotin lämpötilan vaikutuksesta todelliseen kutistumisnopeuteen on tarkkuusruiskutusmuotin onteloita suunniteltaessa kiinnitettävä huomiota onteloiden sijoitteluun, jotta muovausolosuhteiden määrittäminen helpottuu. Koska sula muovi tuo lämpöä muottiin, muotin lämpötilagradienttijakauma on yleensä ontelon ympärillä, samankeskisessä muodossa, pääkanavan ollessa keskellä.
Siksi suunnittelutoimenpiteet, kuten tasapainotetut virtauskanavat, onkalojärjestely ja samankeskinen pyöreä järjestely, joka on keskitetty päävirtauskanavaan, ovat välttämättömiä kutistumisvirheen vähentämiseksi kunkin ontelon välillä, sallitun muovausolosuhteiden alueen laajentamiseksi ja kustannusten vähentämiseksi. Tarkkuusruiskutusmuottien ontelojärjestelyn tulee täyttää tasapainotettujen virtauskanavien ja päävirtauskanavan kanssa keskitetyn järjestelyn vaatimukset, ja sen tulee ottaa käyttöön ontelojärjestely, jossa päävirtauskanava on symmetrinen linja, muuten se aiheuttaa eroja kutistumisnopeudessa. jokainen ontelo.
Koska muotin lämpötilalla on merkittävä vaikutus valun kutistumisnopeuteen sekä suora vaikutus ruiskupuristettujen tuotteiden mekaanisiin ominaisuuksiin, on myös tarpeen säilyttää muotti määritetyllä lämpötila-alueella ja varmistaa, että muotin lämpötila ei muuttua ajan myötä. Moniontelomuotin onteloiden välinen lämpötilaero ei saa muuttua. Siksi muotin lämmittämiseksi tai jäähdyttämiseksi on käytettävä lämpötilansäätötoimenpiteitä muotin suunnittelussa, ja muotin onteloiden välisen lämpötilaeron minimoimiseksi on kiinnitettävä huomiota lämpötilan säätelyn jäähdytyspiirin suunnitteluun. Ontelon ja sydämen lämpötilansäätöpiirissä on pääasiassa kaksi kytkentätapaa: sarjajäähdytys ja rinnakkaisjäähdytys.
Lämmönvaihdon tehokkuuden näkökulmasta jäähdytysveden virtauksen tulee olla turbulenttia. Rinnakkaisessa jäähdytyspiirissä virtaus shuntiksi muuttuvassa piirissä on kuitenkin pienempi kuin sarjajäähdytyspiirissä, mikä voi johtaa laminaariseen virtaukseen, eikä kuhunkin piiriin tuleva todellinen virtaus välttämättä ole sama. Koska jokaiseen piiriin tulevan jäähdytysveden lämpötila on sama, jokaisen muottipesän lämpötilan tulisi myös olla sama. Todellisuudessa kunkin piirin erilaisista virtausnopeuksista ja kunkin piirin erilaisesta jäähdytyskapasiteetista johtuen kunkin muottipesän lämpötila ei kuitenkaan voi olla tasainen. Sarjajäähdytyspiirin käytön haittana on, että jäähdytysveden virtausvastus on korkea ja jäähdytysveden lämpötilassa on merkittävä ero etuontelon sisääntulossa viimeisen ontelon sisääntulon lämpötilaan. Jäähdytysveden sisään- ja ulostulon lämpötilaero vaihtelee virtausnopeuden mukaan. Pienille tarkkuusruiskumuotteille muoviosien käsittelyyn, ottaen yleensä huomioon muottikustannusten vähentämisen, on sopivampaa käyttää sarjajäähdytyspiiriä. Jos käytetyn muotin lämpötilan säätöohjaimen (koneen) suorituskyky voi ohjata jäähdytysveden virtausta 2 asteen sisällä, kunkin ontelon suurin lämpötilaero voidaan myös pitää 2 asteen alueella.
Muotin ontelolla ja ytimellä tulee olla oma jäähdytysvesipiirijärjestelmä. Jäähdytyspiirin suunnittelussa ontelosta ja sydämestä absorboituvan lämmön eri määristä johtuen myös piirirakenteen lämpövastus vaihtelee, mikä johtaa merkittävään lämpötilaeroon ontelon ja sydämen sisääntulon veden lämpötilassa. . Jos käytetään samaa järjestelmää, myös jäähdytyspiirin suunnittelu on vaikeampaa. Yleensä pienissä muoviosien ruiskumuoteissa on hyvin pienet ytimet, mikä vaikeuttaa jäähdytysvesijärjestelmän käyttöä. Mikäli mahdollista, ydin voidaan valmistaa pronssimateriaalista, ja kiinteille berylliumpronssisydämille voidaan käyttää plug-in-jäähdytysmenetelmää. Lisäksi ruiskupuristettujen tuotteiden vääntymisen estämiseksi toteutettavissa toimenpiteissä toivotaan myös, että ontelon ja ytimen välillä säilytetään tietty lämpötilaero. Siksi mehuontelon ja ytimen jäähdytyspiiriä suunniteltaessa lämpötilaa tulisi voida säätää ja ohjata erikseen. Muotin tarkkuuden säilyttämiseksi ruiskutuspaineen ja lukitusvoiman alaisena, muottirakennetta suunniteltaessa on otettava huomioon ontelo-osien hiomisen, hiomisen ja kiillotuksen toteutettavuus. Vaikka ontelon ja ytimen käsittely on saavuttanut korkeat tarkkuusvaatimukset ja kutistumisnopeus on odotettavissa, muovauksen aikana tapahtuvan keskipoikkeaman vuoksi muotoiltujen tuotteiden sisä- ja ulkosivujen relevantteja mittoja on vaikea täyttää suunnitteluvaatimukset. muoviosat. Liikkuvien ja kiinteiden muotin onteloiden mittatarkkuuden säilyttämiseksi erotuspinnalla, yleisesti käytettyjen ohjauspilarien ja ohjausholkkien keskittämiseen asettamisen lisäksi on tarpeen myös asentaa kartiomaisia ​​asemointitappeja tai kiilan muotoisia lohkoja varmistaakseen. tarkka ja luotettava paikannustarkkuus.
Tarkkuusruiskumuottien valmistuksessa käytettävien materiaalien tulee olla korkealaatuista seostettua työkaluterästä, jolla on korkeat mekaaniset ominaisuudet ja alhainen lämpöviruma. Onteloiden ja juoksuputkien valmistukseen käytettävien muottimateriaalien tulee olla tiukasti lämpökäsiteltyjä materiaaleja, joilla on korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys, vahva korroosionkestävyys ja lämpömuodonmuutoskestävyys. Samalla tulee ottaa huomioon myös mekaanisen ja sähköisen käsittelyn vaikeus ja taloudellisuus. Vanhenemismuutosten aiheuttamien muutosten estämiseksi muotin mittatarkkuudessa on muottia suunniteltaessa tarpeen määritellä karkaisukäsittely tai matalalämpötilakäsittely muottimateriaalin jäännösausteniittirakenteen vähentämiseksi lämpökäsittelyn aikana. Tarkkuusruiskutusmuottien haavoittuvien osien, erityisesti ontelon, ytimen ja muiden herkkien osien, korjausmahdollisuus tulee harkita suunnittelun aikana korkean tarkkuuden säilyttämiseksi muotin korjauksen jälkeen.
Tarkkuusruiskuvalutekniikka on muovikomponenttien tärkein ja avaintuotantotekniikka, ja tarkkuusruiskumuottien suunnittelu on tämän tuotantotekniikan pääosa. Tarkkuusruiskuvalumuottien järkevä suunnittelu on tarkkuustuotteiden hankinnan perusta ja välttämätön edellytys. Määrittämällä kohtuudella muotin koko ja toleranssi, ottamalla käyttöön tekniset toimenpiteet kutistumisvirheiden, ruiskutusmuodonmuutosten, muotin purkamisen muodonmuutosten, reunan ylivuoto jne. estämiseksi ruiskupuristetuissa tuotteissa ja varmistamalla muotin tarkkuus ja ottamalla käyttöön oikea tarkkuusruiskuvaluprosessi teknisten muovimateriaalien, tarkkuusinjektiolaitteiden ja tarkkuusruiskuvaluruuvien tynnyrin komponenttien avulla voidaan saavuttaa paras yhteensopivuus!