КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ВОЗДУХА В РАБОЧУЮ ПОЛОСТЬ ЛИТЬЕВЫХ ФОРМ

Полезная модель относится к области разработки оснастки для литьевых машин, а именно к формам для изготовления изделий из полимерных материалов, имеющих форму корпуса и значительный объем при наличии малого уклона на поверхности, с которой они сталкиваются, и имеющие клапанные устройства для подвода воздуха в рабочую полость форм.
При изготовлении высоких, тонкостенных изделий, имеющих форму корпуса, из-за образования воздушного разряжения между изделием и оформляющей деталью литьевой формы, возникают проблемы при сталкивании их с пуансона или извлечении из матрицы. Происходит втягивание внутрь боковых сторон корпуса, что приводит к ее короблению.
Известны литьевые формы, у которых клапанное устройство (4) имеет возможность перемещения между открытым и закрытым положением и удерживаться с фрикционным замыканием в открытом положении и одновременно имеет возможность смещения в направлении запирания. Указанное клапанное устройство достаточно сложно в изготовлении и эксплуатации.
Также известны литьевые формы, содержащие воздушное клапанное устройство (3), расположенное в вентиляционном канале, и приводное устройство для закрывания воздушного клапанного устройства, включающее датчик силы, срабатывающий от воздействия на него поступающего из полости формы в вытяжной канал литейного материала и находящийся во взаимодействии с подвижной запорной частью воздушного клапанного устройства. Указанное клапанное устройство также достаточно сложно в изготовлении и эксплуатации, а наличие большого количества кинематических механических связей приводит к более частым поломкам.
Наиболее близки по конструкции, следующие клапанные устройства (1). На фиг.1 показано их применение на пуансоне 3, они также применяются и на матрице 5. Противовакуумный выталкиватель 6 работает как клапанное устройство и наряду с этим принимает непосредственное участие в сталкивании изделия.
Последнее нежелательно, так как выталкиватель 6 закреплен в соединительных планках 1, 2, поэтому его перемещение должно начинаться и заканчиваться одновременно с перемещением сталкивающей плиты 4. При этом его вылет препятствует свободному падению изделия, которое повисает на нем. Клапанное устройство 9 открывается в самом начале сталкивания силой вакуума в полости, образующейся между внутренней поверхностью изделия и наружной поверхностью пуансона, сжимая пружину 8. При этом воздух из камеры, сообщающейся через отверстие В с атмосферой, получает возможность проникнуть в полость между пуансоном и изделием, чем предотвращается деформация последнего под давлением атмосферы. Как только давление в полости уравновешивается с давлением атмосферы, пружина 8 распрямляется, прижимая головку 9 клапанного устройства к конической поверхности гнезда а. К недостатком такого клапанного устройства можно отнести его инертность - он не успевает срабатывать при быстром ходе подвижной плиты литьевой машины. Воздушное разряжение, образовавшееся между изделием и оформляющей деталью формы, приводит к короблению изделия, ухудшению внешнего вида, деструкции и окончательному браку.
пр
п
пр
п
п
1
1
-1
С целью упрощения конструкции клапанного устройства для подвода воздуха в рабочую полость литьевых форм, быстрого и надежного выравнивания давления в полости между пуансоном и изделием, повышения качества отливаемых изделий, предлагается для высоких, тонкостенных корпусных изделий, у которых допускаются незначительные выступы на дне изделия со стороны пуансона, предусмотреть выступ. Соответственно на поверхности А головки клапанного устройства (фиг.2) имеется глухое отверстие. В зависимости от материала отливки, его адгезии (прилипания) и усадки, отверстие имеет форму цилиндра (фиг.2, вариант 1) или усеченного конуса (фиг.2, вариант 2). Размеры выступа выбираются таким образом, чтобы усилие съема детали с указанного выступа составляло P<Р<Р, где Р - усилие съема детали; Р - усилие сжатия пружины 8 для перемещения клапанного устройства 9 (фиг.1); Р - усилие среза (сдвига) в изделии. При этом P(πdan)=τ<[τ] Па, где d - диаметр основания выступа, м; а - толщина дна, м; n - число выступов; [τ] и τ - допускаемое и действительное напряжение сдвига, Па.
пр
2
Усилие сжатия пружины определяется по формуле Р<0,785Dр, Н; где D - диаметр головки клапанного устройства, м (фиг.1, деталь 9); р - атмосферное давление, Па. Применение глухого отверстия на головке клапанного устройства, позволяет одновременно со сталкиванием изделия с пуансона, принудительно открыть клапанное устройство. При дальнейшем сталкивании изделия с пуансона, выбрав ход пружины, отливаемое изделие снимается с головки клапанного устройства, и клапанное устройство возвращается в первоначальное положение, при дальнейшем съеме изделия вакуум в полости между пуансоном и изделием уже не образуется вследствие образовавшегося зазора между пуансоном и стенкой изделия. Указанное клапанное устройство просто в изготовлении и эксплуатации, обеспечивает надежный подвод воздуха в полость между изделием и оформляющей деталью формы, исключает брак по короблению.
1
1
0
1
1
0
2
3
Для гарантированного подвода воздуха в полость между пуансоном и изделием, в случае не срабатывания клапанного устройства для подвода воздуха, предлагается на головке 2 клапанного устройства выполнить сквозные отверстия С (фиг.3). Указанные отверстия служат для гарантированного поступления воздуха в полость между пуансоном и изделием в момент съема изделия, в случае несрабатывания клапанного устройства для подвода воздуха (фиг.1). Отверстия через зазоры S и воздушные каналы В (фиг.3) связаны с атмосферой. Из-за возможного закоксовывания отверстий диаметр отверстий составляет 0,4-0,8 мм. Меньший диаметр отверстия берется для материала с меньшей вязкостью. Количество отверстий определяется из расчета общего сечения отверстий для подвода воздуха и времени заполнения формы воздухом. F=25mT/(tp), где F - площадь поперечного сечение всех отверстий, м; m - масса газа в пустой форме, кг; T - температура воздуха. К; t - время заполнения формы газом, сек; р - плотность воздуха, кг/м. При съеме изделия 1 (фиг.3) съемником 3 с пуансона 4, образуется зазор меду изделием 1 и головкой клапана 2, открываются отверстия С. в полость между пуансоном 4 и изделием 1 и начинает поступать воздух через отверстия С, зазоры S между штоком 6 и пуансоном 4 через связанное с атмосферой отверстие В. В случае недостатка воздуха при быстром открывании литьевой формы, срабатывает основное клапанное устройство, сжимая пружину возврата 7. При наличии отверстий на головке клапанного устройства для отвода
воздуха из полости литьевой формы, на внутренней поверхности дна изделия будут небольшие выступы, образованные в результате вытекания расплава. Указанное клапанное устройство также просто в изготовлении и эксплуатации, обеспечивает надежный подвод воздуха в полость между изделием и оформляющей деталью формы, исключение брака по короблению.
На фиг.1 показан наиболее близкий аналог полезной модели. 1.2 - соединительные планки; 3 - пуансон; 4 - съемник; 5 - матрица; 6 - головка клапанного устройства; 7 - шток; 8 - пружина возврата клапанного устройства в исходное положение; а - коническая поверхность; В - отверстие для связи с атмосферой; d - диаметр штока; D - диаметр головки клапанного устройства.
На фиг.2 показана головка клапанное устройство для подвода воздуха в рабочую полость литьевой формы с глухим отверстием: вариант 1 - с цилиндрическим отверстием; вариант 2 - с отверстием, имеющим форму усеченного конуса.
На фиг.3 показана клапанное устройство для подвода воздуха в рабочую полость литьевой формы с головкой со сквозными отверстиями. 1 - изделие; 3 - головка клапанного устройства; 3 - съемник; 4 - пуансон; 5 - пружина возврата клапанного устройства в исходное положение; 6 - шток; В - отверстие для связи с атмосферой; С - отверстия в головке клапана; S - зазор между штоком и пуансоном.
Публикации, принятые во внимание при составлении заявки на полезную модель.
1. Видгоф Н.Б. Основы конструирования литьевых форм для термопластов. - М.: Машиностроение, 1979.
2. Пантелеев А.П., Шевцов Ю.М., Горячев И.А. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. - М.: Машиностроение, 1986.
3. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2082546, заявитель Фондаре, Ф.Одлер и Ко. С.А. (СН).
4.0писание заявления на изобретение №2002125441, заявитель: ФОНДАРЕКС СА (СН).