Katedra konstruování strojƽ Fakulta strojní
KϬ5ͲPLASTOVÉ1>z
RÁMY VSTŘIKOVACÍCH FOREM doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. a kolektiv
verze - 1.0 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpoētem eské republiky
Hledáte kvalitní studium? Nabízíme vám jej na KatedƎe konstruování strojƽ Katedra konstruování strojƽ je jednou ze šesti kateder Fakulty strojní na Západoēeské univerzitĢ v Plzni a patƎí na fakultĢ k nejvĢtším. Fakulta strojní je moderní otevƎenou vzdĢlávací institucí uznávanou i v oblasti vĢdy a výzkumu uplatŸovaného v praxi. Katedra konstruování strojƽ disponuje modernĢ vybavenými laboratoƎemi s poēítaēovou technikou, na které jsou napƎ. studentƽm pro studijní úēely neomezenĢ k dispozici nové verze pƎedních CAD (Pro/Engineer, Catia, NX ) a CAE (MSC Marc, Ansys) systémƽ. LaboratoƎe katedry jsou ve všední dny studentƽm plnĢ k dispozici napƎ. pro práci na semestrálních, bakaláƎských ēi diplomových pracích, i na dalších projektech v rámci univerzity apod. Kvalita výuky na katedƎe je úzce propojena s celouniverzitním systémem hodnocení kvality výuky, na kterém se prƽbĢžnĢ, zejména po absolvování jednotlivých semestrƽ, podílejí všichni studenti. V souēasné dobĢ probíhá na katedƎe konstruování strojƽ významná komplexní inovace výuky, v rámci které mj. vznikají i nové kvalitní uēební materiály, které budou v nadcházejících letech využívány pro podporu výuky. Jeden z výsledkƽ této snahy máte nyní ve svých rukou. V rámci výuky i mimo ni mají studenti možnost zapojit se na katedƎe také do spolupráce s pƎedními strojírenskými podniky v plzeŸském regionu i mimo nĢj. \ada studentƽ rovnĢž vyjíždí na studijní stáže a praxe do zahraniēí. Nabídka studia na katedƎe konstruování strojƽ: BakaláƎské studium (3roky, titul Bc.) Studijní program
B2301: strojní inženýrství („zamĢƎený univerzitnĢ“)
B2341: strojírenství (zamĢƎený „profesnĢ“)
ZamĢƎení
Stavba výrobních strojƽ a zaƎízení Dopravní a manipulaēní technika
Design prƽmyslové techniky Diagnostika a servis silniēních vozidel Servis zdravotnické techniky
Magisterské studium (2roky, titul Ing.) Studijní program ZamĢƎení
N2301: Strojní inženýrství Stavba výrobních strojƽ a zaƎízení Dopravní a manipulaēní technika
Více informací naleznete na webech www.kks.zcu.cz a www.fst.zcu.cz
Západoþeská univerzita v Plzni, 2013
ISBN © doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. Ing. Eduard Müller Ing. Štěpán Heller
RÁMY VSTŘIKOVACÍCH FOREM POPIS A HLAVNÍ ČÁSTI Rám formy je celek, který se skládá z desek, spojovacích prvků, vodících a středících částí. Uvnitř rámu jsou funkční tvarové části, tvarové dutiny. Rám formy je rozdělen na dvě hlavní části, část formy připojenou na pevnou stranu lisu a část formy připevněnou na pohyblivou stranu lisu (viz Obrázek 1). Rám musí zajišťovat: • • • • •
Přesné ustavení na vstřikovacím lise Spolehlivé upnutí na upínacích plochách stroje Vedení pohyblivých částí formy v požadované přesnosti Jednoduché a spolehlivé zajištění tvarových a funkčních komponent ve formě Takové umístění temperačního a vyhazovacího systému, aby byla zajištěna jejich správná funkce
Rámy jednotlivých forem jsou od sebe odlišné v závislosti na velikosti a tvaru vstřikovaného dílu. Na skládání rámu formy se často používají normálie (standardizované díly) od specializovaných výrobců, například Hasco nebo Meusburger. Normálie je vhodné používat v co největší míře. NEPOHYBLIVÁ ČÁST UPÍNACÍ DESKA
TVÁRNICE
VODÍCÍ ČEP
TVÁRNÍK OPĚRNÁ DESKA KOTEVNÍ DESKA VYHAZ.PAKETU OPĚRNÁ DESKA VYHAZ.PAKETU
ROZPĚRA UPÍNACÍ DESKA
POHYBLIVÁ ČÁST Obrázek 1 Rám s jednou dělící rovinou, s opěrnou deskou
Obrázek 3 Rám s jednou dělící rovinou bez upínací a opěrné desky
Obrázek 2 Rám se dvěma dělícími rovinami se stírací deskou a vyhazováním
Obrázek 4 Rám s jednou dělící rovinou bez opěrné desky
Upínací deska – na vstřikovací formě jsou dvě upínací desky, jedna pro pohyblivou část a druhá pro nepohyblivou část. Upínací desky slouží k upnutí pohyblivé i nepohyblivé části formy do vstřikovacího stroje. K upnutí do stroje jsou používány upínky, šrouby a magnetické desky stroje. Upínací deska je k dalším deskám (například k tvárnici) upevněna šrouby. ZAHLOUBENÍ PRO STŘEDÍCÍ KROUŽEK DÍRA PRO ŠROUB OTVOR PRO MANIPULACI
Obrázek 5 Upínací deska
Tvárnice – je funkční deska nepohyblivé strany formy. V tvárnici je vyrobena část negativu tvaru vstřikovaného dílu – tvarové dutiny. Na tvárnici jsou vyrobeny další prvky (například díry pro uložení vodících pouzder), které zajišťují její přesné sestavení s tvárníkem (viz Obrázek 6). VÝSTUP TEMPERAČNÍHO KANÁLU
VSTUP TEMPERAČNÍHO KANÁLU
ZAHLOUBENÍ PRO DORAZ OTVOR PRO MANIPULACI DÍRA PRO VODÍCÍ POUZDRO
TVAROVÁ DUTINA TVÁRNICE VYBRÁNÍ PRO STŘEDÍCÍ LIŠTY
Obrázek 6 Blok tvárnice
Tvárník – je funkční deska pohyblivé strany formy. V tvárníku je vyrobena část negativu tvaru vstřikovaného dílu – tvarové dutiny. Na tvárníku jsou vyrobeny další prvky (například díry pro uložení vodících sloupků), které zajišťují jeho přesné sestavení s tvárnicí (viz Obrázek 7). PROTITVAR STŘEDÍCÍCH LIŠT TVAROVÁ DURINA TVÁRNÍK ZAHLOUBENÍ PRO DORAZ DÍRA PRO VODÍCÍ SLOUPEK OTVOR PRO MANIPULACI
VSTUP TEMPERAČNÍHO KANÁLU VÝSTUP TEMPERAČNÍHO KANÁLU Obrázek 7 Blok tvárníku
Z důvodu snazší výroby, optimalizace a údržby formy, je vhodné pro všechny dorazy, středící lišty a podobně, použít samostatné, normalizované součástky. Tvárník a tvárnice bývají u složitějších dílů vyrobeny jako tvarové vložky (i vícedílné), upevněné do opěrné desky. To zjednodušuje lícování dělící roviny, dodatečné úpravy tvaru výlisku, údržbu, tvorbu dezénů apod. Volba materiálu tvárníků musí být přizpůsobena vstřikovanému plastu (např. zvýšená korozivzdornost pro PVC, otěruvzdornost pro materiály s plnivy apod.), požadavkům na životnost formy (kalená ocel pro velké počty zdvihů, nekalená ocel, příp. lehké slitiny pro malé seria a prototypy), nebo optické vlastnosti (homogenní, jemnozrnné materiály pro pohledové díly). Standardně se používají oceli třídy 19.
Opěrná deska – není použita u všech forem. Slouží k podepření tvárníku, aby bylo zabráněno takovému průhybu tvárníku, následkem kterého by došlo k přetečení formy (v důsledku průhybu by vznikla mezera v dělící rovině, do které by zatekl roztavený plast).
Rozpěry (rozpěrné desky) – vytvářejí ve formě prostor k pohybu desek vyhazovacího systému (paketu). Jejich výška odpovídá velikosti potřebného zdvihu pro úspěšné vyhození vystřikovaného dílu. DÍRY PRO ŠROUBY
MANIPULAČNÍ OTVOR
Obrázek 8 Rozpěrná deska
U velkých forem je potřeba, umístit mezi rozpěrné desky dodatečné opěrné sloupky, které zabrání deformaci tvárníků.
Obrázek 9 Rozpěrná deska s opěrnými sloupky
Kotevní deska vyhazovacího paketu – ustavuje vyhazovače ve správné poloze. Je pevně spojena s opěrnou deskou vyhazovacího paketu.
DÍRA PRO DORAZ DÍRA PRO VEDENÍ VYHAZOVACÍHO PAKETU DÍRA PRO VYHAZOVAČ DÍRA PRO ŠROUB
Obrázek 10 Kotevní deska
Opěrná deska vyhazovacího paketu – je spojena šrouby s kotevní deskou. Vyhazovače se o ni opírají a jsou pevně sevřeny mezi oběma deskami.
KOTEVNÍ DESKA HLAVA VYHAZOVAČE OPĚRNÁ DESKA
Obrázek 91 Vyhazovač mezi deskami
DÍRA PRO VEDENÍ ZAHLOUBENÍ A DÍRA PRO HNACÍ PRVEK DÍRA PRO NARÁŽKU VYHAZOVACÍHO PAKETU DÍRA PRO ŠROUB
Obrázek 102 Opěrná deska vyhazovacího paketu
STŘEDÍCÍ PRVKY Jako středící a vodící prvky se nejčastěji používají nakupované standardizované díly (normálie). Středící prvky zajišťují správné ustavení formy ve stroji a přesné sesazení pohyblivé a nepohyblivé části. Vodící prvky umožňují přesný pohyb pohyblivých částí formy při otevírání a zavírání formy. Středící prvky: • • • •
Středící Středící Středící Středící
lišty zámky kroužky trubky
Středící kroužky – slouží k ustavení formy ve stroji a lepšímu navedení trysky stroje k vtokové vložce. Mohou být na pevné straně i na pohyblivé straně formy (viz Obrázek 113).
Obrázek 113 Umístění středících kroužků na
Obrázek 124 Reálný středící kroužek
Středící lišty – používají se pro přesné sesazení pohyblivé a nepohyblivé části formy, při zavírání formy ve stroji.
STŘEDÍCÍ LIŠTY
TVÁRNICE
Obrázek 146 Středící lišta
Obrázek 135 Umístění středících lišt – nepohyblivá část formy
Středící trubky – umožňují vystředění děr v rozpěrných deskách vůči upínací desce a vodícímu sloupku, který při zavření formy zajede do díry ve vodícím pouzdru (viz Chyba! Nenalezen zdroj odkazů.8).
UPÍNACÍ DESKA
TVÁRNCE
VODÍCÍ POUZDRO
ROZPĚRNÁ DESKA
Obrázek 167 Středící trubka
VODÍCÍ SLOUPEK
TVÁRNICE
STŘEDÍCÍ TRUBKKA
UPÍNACÍ DESKA
Obrázek 158 Umístění středící trubky mezi deskami
Středící zámky – mají obdobnou funkci jako středící lišty, ale jsou namontovány vně formy. Mohou být dodatečně přidány na vnější stěny desek. Tvoří je dvě separátní části, které svým vzájemným tvarem a rozměry (lícováním) zajišťují přesné ustavení pohyblivé části vůči nepohyblivé části formy nebo dalších vůči sobě pohyblivých částí formy, pro které je nutné zajistit přesnou polohu při jejich styku.
Obrázek 179 Středící zámek reálné provedení
Zdroj: http://www.hawkmold.com/store/c/117-SIDE-LOCK.aspx (18. 11. 2013)
VODÍCÍ PRVKY
• • • • •
Vodící čepy Vodící sloupky Kolíky Vodící pouzdra Jednotky kuličkových vedení
Vodící čepy – slouží k vedení dalších pohyblivých částí formy. Mohou se po nich například pohybovat desky vyhazovacího paketu. V tomto provedení je čep pevně ukotven v upínací desce pohyblivé části a druhým koncem je zapuštěn do tvárníku, ve kterém je přesně ustaven v pouzdře. V deskách vyhazovacího paketu jsou umístěna vodící pouzdra, která umožňují pohyb po vodícím čepu. Vodící čepy bývají vybaveny mazacími drážkami pro zlepšení mazání.
VODÍCÍ POUZDRO Obrázek 20 Vodící čep
VODÍCÍ ČEP Obrázek 181 Reálný vodící čep
Zdroj: http://yukai.en.alibaba.com/product/244116683-200059911/ (18. 11. 2013)
Vodící sloupky – podle druhu formy mohou být umístěny buď na pohyblivé, nebo pevné straně formy. Na rozdíl od vodících čepů zajišťují vedení pohyblivé formy při otevírání a zavírání na konci a začátku vystřikovacího cyklu. Jsou vybaveny mazacími drážkami.
VODÍCÍ POUZDR
VODÍCÍ SLOUPEK Obrázek 203 Reálný vodící sloupek
Obrázek 192 Vodící sloupek, vodící
Zdroj: http://www.made-in-china.com/showroom/ (18. 11. 2013)
Kolíky – slouží nejčastěji k vedení vozíku (šíbrů), kde je nutné zajistit odformování části výstřiku s podkosem (viz Obrázek 214). Pro upevnění kolíku se dají použít standardizované nakupované díly. UZAVŘENÁ FORMA
OTEVŘENÁ FORMA
NEPOHYBLIVÁ ČÁST FORMY VODÍCÍ KOLÍK USTAVUJÍCÍ DORAZ VOZÍKU VOZÍK (ŠÍBR) DÍRA NA DÍLU TVOŘÍCÍ PODKOS VSTŘIK. DÍL ZAJIŠTĚNÍ POLOHY VOZÍKU POHYBLIVÁ ČÁST FORMY
Obrázek 214 Vodící kolík
Zdroj: H. Krahn, D. Eh a H. Vogel, 1000 Konstruktionsbeispiele für den Werkzeug- und Formenbau beim Spritzgießen Vodící pouzdra – jsou ve formě použita jako protilehlé součásti vodících sloupků a čepů. Čepy a sloupky jsou v nich vedené, tak aby byla zajištěna správná funkce formy (viz Obrázek 225) VODÍCÍ POUZDRO
TVÁRNÍK
VODÍCÍ SLOUPEK
TVÁRNICE
Obrázek 236 Reálné vodící pouzdro
Obrázek 225 Příklad umístění vodícího pouzdra
Zdroj: http://www.upsmould.net/ (19. 11. 2013) Jednotky kuličkových vedení – používají se tam, kde jsou kladeny vysoké nároky na vedení formy. Mají nízké ztráty, ale jejich cena je oproti kluzným vedením vyšší, mají větší zástavbové rozměry a musejí se mazat.
VODÍCÍ SLOUPEK
VODÍCÍ POUZDRO
KULIČKOVÁ KLEC
Obrázek 257 Jednotka kuličkového vedení
Obrázek 248 Reálné kuličkové vedení
Zdroj: http://www.made-in-china.com/showroom/ (19. 11. 2013)
KULIČKOVÉ VEDENÍ
KOLÍK
Obrázek 269 Příklad umístění kuličkového vedení
Zdroj: H. Krahn, D. Eh a H. Vogel, 1000 Konstruktionsbeispiele für den Werkzeug- und Formenbau beim Spritzgießen
Modely použité pro tvorbu některých obrázků jsou z katalogu Meusburger
Pro ovládání vícedeskových forem se nejčastěji používá nakupovaných západkových mechanizmů.
Bez zpoždění
Se zpožděním
Obrázek 30 Západkový mechanizmus Zdroj: HASCO
doc. Ing. Martin Hynek Ph.D., Ing. Štěpán Heller
Ing. Eduard Müller͕
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/Ϯϴ.0Ϭϱϲ „hŬĄnjŬŽǀĠǀljǀŽũŽǀĠƉƌŽũĞŬƚLJnjƉƌĂdžĞ ƉƌŽƉŽƐşůĞŶşƉƌĂŬƚŝĐŬljĐŚnjŶĂůŽƐƚşďƵĚŽƵкЌƐƚƌŽũŶşĐŚŝŶǎĞŶljƌƽ“.
