ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИЛКИ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ И КОНСТРУКЦИЯ ВИЛКИ

Полезная модель относится к легкой промышленности, связанной с изготовлением изделий из пластмассы под давлением в пресс-формах, а именно к устройствам походных столовых приборов малых размеров, применяемых в упаковке пищевых продуктов.
Из уровня техники известен столовый прибор-вилка и технология ее изготовления, в частности, у металлической вилки пластмассовая ручка изготовлена методом литья под давлением (патент РФ 54498 U1). Известна также пресс-форма для изготовления крупногабаритных изделий из полимера литьем под давлением, имеющая литниковые каналы (патент РФ 2198789 С2).
Недостатком известного решения - вилки является то, что из полимера методом литья под давлением изготавливается только ручка, а не все изделие, а не высокие эксплуатационные свойства, в частности недостаточная жесткость конструкции в продольном направлении, может привести к поломке во время питания и нанесению повреждений пользователю, а технология изготовления сложна и требует использование повышенного количества сырья. Недостатком пресс-формы является то, что с помощью ее можно изготавливать только одно изделие.
Задачей полезной модели является создание конструкции вилки и технологии для ее изготовления лишенных указанных недостатков и обладающих повышенными эксплуатационными свойствами - малым весом, прочностью. Для литниковой системы задача заключается в обеспечение оптимальных условий и продолжительности заливки формы с целью получения вилки с четкими гранями и контурами при затвердевании материала и повышенной прочностью на изгиб и малым весом.
Согласно полезной модели для достижения технического результата литниковая система для литья под давлением вилки содержит центральный литниковый канал, сообщенный с впускными литниками, сообщенными через дроссель с формующей полостью вилки, имеющей на участки ручки вилки по всей ее длине Ш-образную форму сечения, крайние выступы которой превышают средний выступ по высоте и толщине, а толщина основания меньше толщины среднего выступа, причем высота крайних выступов ручки по ходу движения расплава материала увеличивается до зоны соединения ручки с зубцами рабочей части вилки, являющейся продолжением ручки и выполненной с расширенным участком трапециевидной формы, имеющим в сечении плоское основание с четырьмя выступами разной высоты, крайние из которых превышают средние по высоте, переходящим своими выступами в зубцы, имеющими «⊥» форму в поперечном сечении выполнена, основание которой является продолжением основания расширенного участка и основания ручки, ребра - продолжением соответствующих выступов расширенного участка, при этом сечение дросселя превышает диаметр впускных литников 4-5 раз с возможностью полного заполнения формующей полости при изготовлении вилки из полимерного материала на основе полипропилена.
Для устройства вилки задачей является создание компактного, для походных условий прибора в виде вилки с повышенными эксплуатационными свойствами - малым весом, прочностью.
Для достижения технического результата вилка выполнена из полимерного материала литьем под давлением в литниковой системе по п.1, содержащая ручку по III-образную форму сечения по длине, крайние выступы которой превышают средний выступ по высоте и толщине, а толщина основания меньше толщины среднего выступа, причем высота крайних выступов ручки по ходу движения расплава материала увеличивается до зоны соединения ручки с зубцами рабочей части вилки, являющейся продолжением ручки и выполненной с расширенным участком трапециевидной формы, имеющим в сечении плоское основание с четырьмя выступами разной высоты, крайние из которых превышают средние по высоте, переходящим своими выступами в зубцы, имеющими «⊥» форму в поперечном сечении выполнена, основание которой является продолжением основания расширенного участка и основания ручки, ребра - продолжением соответствующих выступов расширенного участка
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, в частности обеспечения оптимальных условий и продолжительности заливки формы с целью получения отливки с четкими гранями и контурами при затвердевании без усадочных раковин и трещин.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображена схематично литниковая система при виде сбоку и сверху,
на фиг.2 - общий вид вилки,
на фиг.3 - вид сбоку,
на фиг.4 - сечение А-А по фиг.2 (повернуто на 180 градусов),
на фиг.5 - сечение Б-Б по фиг.2 (повернуто на 180 градусов),
на фиг.6 - сечение В-В по фиг.2 (повернуто на 180 градусов).
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Согласно полезной модели литниковая система для литья под давлением вилки содержит центральный литниковый канал 1, сообщенный с впускными литниками 2, сообщенными через дроссель 3 с формующей полостью 4 вилки, имеющей на участки ручки 5 вилки по всей ее длине -образную форму сечения.
Крайние выступы 6 ручки 5 превышают средний выступ 7 по высоте и толщине, а толщина основания 8 меньше толщины среднего выступа 7, причем высота крайних выступов 6 ручки 5 по ходу движения жидкого материала увеличивается до зоны соединения ручки 5 с зубцами 9 рабочей части вилки, являющейся продолжением ручки 5 и выполненной с расширенным участком 10 трапециевидной формы, имеющим в сечении плоское основание 11 с четырьмя выступами разной высоты, крайние 12 из которых превышают средние выступы 13 по высоте, переходящим своими выступами в зубцы, имеющими «⊥» форму в поперечном сечении, основание 14 которых является продолжением основания 11 расширенного участка 10 и основания 8 ручки 5, а ребра - продолжением соответствующих выступов расширенного участка 10, при этом все выступы, ребра и основания являются полостями и каналами литниковой системы.
Особенностью конструкции системы является то, что диаметр впускных литников 2 превышает диаметр дросселя 3 в 4-5 раз с возможностью полного и равномерного заполнения формующей полости при изготовлении вилки из полимерного материала на основе полипропилена с параметрами:
1. Показатель текучести расплава (при 2,16 кг/230°С), г/10 мин, в приделах
20-30
Метод испытания ASTM D1238/L
2. Модуль упругости при изгибе, МПа, не менее
1350
Метод испытания ASTM D790
3. Ударная вязкость при Изоду (при 23°С) Дж/м, не менее
20-30
Метод испытания ASTM D256
Изготавливаемая из полимерного материала в литниковой системе литьем под давлением вилка содержит ручку 5 по всей ее длине -образную форму сечения (выступами с внутренней стороны), крайние выступы 6 которой превышают средний выступ 7 по высоте и толщине, при этом толщина основания 8 меньше толщины среднего выступа 7.
С целью повышения стабильности свойств по длине вилки высота крайних выступов 6 ручки 5 по ходу движения расплава материала увеличивается до зоны - расширенного участка 10, соединения ручки 5 с зубцами 9 рабочей части вилки, являющейся продолжением ручки 5 и выполненной с расширенным участком 10 трапециевидной формы, имеющим в сечении плоское основание 11 с четырьмя выступами 12, 13 разной высоты, крайние 12 из которых превышают средние 13 по высоте. Основание 11 переходит своими выступами 12,13 в зубцы, имеющие «⊥» форму в поперечном сечении, основание 14 которых является продолжением основания 11 расширенного участка 10 и основания 8 ручки, а ребра - продолжением соответствующих выступов 12, 13 расширенного участка 10.
Используемая технология литья является наиболее эффективной для изготовления изделий из термопластов, в частности из полипропилена. На литьевых машинах поршневого или винтового типа литье осуществляют под давлением порядка 90-140 МПа и выше, причем литье при сверхвысоких давлениях порядка 270-500 МПа уменьшает остаточные напряжения в материале, увеличивает степень ориентации кристаллизующихся полимеров, что способствует упрочнению материала и обеспечивает более точное воспроизведение размеров деталей. В общем виде литьевые аппараты осуществляют дозирование гранулированного материала, перевод его в вязкотекучее состояние, впрыск дозы расплава в литьевую форму, выдержку в форме под давлением до его затвердевания или отверждения, размыкание формы и выталкивание готового изделия.
При этом давление в литьевой форме при заполнении расплавом полимера повышают постепенно, в конце давление достигает 30-50% от давления литья, и распределяют по длине оформляющей полости равномерно за счет оптимального подбора параметров системы, в частности соотношения диаметров литниковых каналов 2, дросселей 3 текучести материала - вязкости жидкого материала. Для выравнивания давления и улучшения условий заполнения формы применяют литье под давлением с предварительным сжатием жидкого материала. В этом случае жидкий полимер под высоким давлением с большой скоростью заполняет полость литьевой формы и дополнительно нагревается за счет работы сил трения в процессе движения по каналам и дросселям.
Получаемое таким образом изделие в виде вилки обладает высоким качеством поверхности, прочностью на изгиб, а также малым весом.