Методи за поддръжка и обобщение на опита на машини за леене под налягане

1.1 Принцип на работа на машината за леене под налягане
Принципът на работа на машината за леене под налягане е подобен на този на спринцовката, използвана за инжектиране. Той използва натиска на винт (или бутало), за да инжектира разтопената пластмаса (т.е. вискозен поток), която вече е била пластифицирана, в затворена кухина на формата и след това се втвърдява, за да се получи продуктът.
Шприцоването е цикличен процес, като всеки цикъл включва основно: количествено подаване, топене и пластифициране, инжектиране под налягане, пълнене и охлаждане на матрицата и отваряне и вземане на матрицата. След като премахнете пластмасовата част, затворете формата отново и продължете към следващия цикъл.
1.2 Структура на машина за леене под налягане
Машините за леене под налягане се разделят на машини за леене под налягане с бутало и машини за леене под налягане с винтове въз основа на метода на пластификация; Според режима на предаване на машината, тя може да бъде разделена на хидравличен тип, механичен тип и хидравличен механичен тип (биела); Според режима на работа се разделя на автоматични, полуавтоматични и ръчни машини за леене под налягане.
(1) Хоризонтална машина за леене под налягане: Това е най-често срещаният тип. Затягащата част и частта за впръскване са на една и съща хоризонтална централна линия и матрицата се отваря хоризонтално. Характеристиките му са: ниско тяло, лесен за работа и поддръжка; Центърът на тежестта на машината е нисък и инсталацията е относително стабилна; След като продуктът бъде изхвърлен, той може автоматично да падне под действието на гравитацията, което улеснява постигането на напълно автоматична работа. Понастоящем този тип машина за леене под налягане се използва често на пазара.
(2) Вертикална машина за леене под налягане: Нейната затягаща част и частта за шприцване са на една и съща вертикална централна линия и формата се отваря във вертикална посока. Следователно, той заема малка площ и е лесен за поставяне на вложки. По-удобно е да се зареждат и разтоварват форми, а материалите, попадащи в бункера, могат да се пластифицират по-равномерно. Въпреки това не е лесно продуктът да падне автоматично, след като бъде изваден, и трябва да се извади на ръка, което затруднява постигането на автоматична работа. Вертикалните машини за леене под налягане са подходящи за малки машини за леене под налягане. Обикновено по-често се използват машини за леене под налягане с тегло под 60 грама, а големите и средните машини не са подходящи.
(3) Ъглова машина за леене под налягане: Нейната посока на шприцване и интерфейс на матрицата са на една и съща повърхност, което я прави особено подходяща за обработка на плоски продукти, които не позволяват маркировки върху централната част. Той заема по-малка площ от хоризонтална машина за леене под налягане, но вложките, поставени във формата, са склонни към накланяне и падане. Този тип машина за леене под налягане е подходяща за малки машини.
(4) Многорежимна машина за леене под налягане с въртяща се маса: Това е специална машина за леене под налягане, управлявана от множество работни станции, характеризираща се със структура на въртяща се маса, използвана в устройството за затягане на матрицата, и формата се върти около въртящия се вал. Този тип машина за леене под налягане използва напълно пластифициращата способност на устройството за шприцване, което може да съкрати производствения цикъл и да подобри производствения капацитет на машината. Следователно, той е особено подходящ за производство на големи количества пластмасови продукти с дълго време за охлаждане и оформяне или изискващи повече помощно време поради поставянето на вложки. Въпреки това, поради голямата и сложна система за затягане, силата на затягане на затягащото устройство често е малка, така че този тип машина за леене под налягане се използва широко в производството на пластмасови подметки за обувки и други продукти.
Като цяло машините за леене под налягане включват устройства за впръскване, затягащи устройства, хидравлични системи и електрически системи за управление.
Основните изисквания за леене под налягане са пластификация, шприцване и формоване. Пластифицирането е предпоставка за постигане и осигуряване на качеството на формованите продукти, а за да отговори на изискванията на формоването, шприцването трябва да осигури достатъчно налягане и скорост. В същото време, поради високото налягане на инжектиране, се генерира съответно високо налягане в кухината на формата (средното налягане в кухината на матрицата обикновено е между 20 ~ 45MPa, така че трябва да има достатъчна сила на затягане. От това може да се вижда, че инжекционното устройство и затягащото устройство са ключови компоненти на машината за леене под налягане.
1.4 Работа на машина за леене под налягане
1.4.1 Програма за действие на машината за леене под налягане
Дюза напред → инжектиране → поддържане на налягането → предварително формоване → обратно свиване → дюза назад → охлаждане → отваряне на формата → изхвърляне → изтегляне на иглата → отваряне на врата → затваряне на врата → затваряне на формата → дюза напред.
1.4.2 Операционен проект на машина за леене под налягане: Проектът за работа на машина за леене под налягане включва три аспекта: управление на клавиатурата, работа на електрическия контролен шкаф и работа на хидравличната система. Изберете отделно действието на процеса на инжектиране, действието на захранване, налягането на впръскване, скоростта на впръскване и типа на изтласкване, следете температурата, тока и напрежението на всяка секция на цилиндъра за материал и регулирайте налягането на впръскване и обратното налягане.
1.4.2.1 Избор на действие на процеса на инжектиране:
Като цяло машините за леене под налягане могат да се управляват ръчно, както и полуавтоматични и напълно автоматични операции.
Ръчната работа се постига по време на производствен цикъл, като операторът превключва работния превключвател за всяко действие. Обикновено се избира само по време на тестване на машината и настройка на формата.
По време на полуавтоматична работа машината може автоматично да завърши работен цикъл, но след приключване на всеки производствен цикъл операторът трябва да отвори предпазната врата, да отстрани детайла и след това да затвори предпазната врата, преди машината да може да продължи производството за следващия цикъл.
По време на напълно автоматична работа машината за леене под налягане може автоматично да влезе в следващия работен цикъл след завършване на един работен цикъл. При нормална продължителна работа не е необходимо да спирате машината за контрол и настройка. Все пак трябва да се отбележи, че ако се изисква напълно автоматична работа, (1) не отваряйте предпазната врата по средата, в противен случай напълно автоматичната работа ще бъде прекъсната; (2) Необходимо е навременно хранене; (3) Ако използвате сензор за електрическо око, внимавайте да не покриете електрическото око.
Всъщност при напълно автоматични операции обикновено се налага временно спиране на машината наполовина, като например пръскане на освобождаващ агент върху матрицата на машината.
По време на нормално производство обикновено се избира полуавтоматична или напълно автоматична работа. В началото на операцията режимът на работа (ръчен, полуавтоматичен или напълно автоматичен) трябва да бъде избран според производствените нужди и ръчните, полуавтоматични или напълно автоматични превключватели трябва да се превключват съответно.
Полуавтоматичните и напълно автоматичните работни процедури са определени от самата верига. Операторът трябва само да промени скоростта и налягането, продължителността на времето, броя на пръстените и така нататък върху повърхността на електрическия шкаф, без да причинява объркване в работната програма поради това, че операторът настройва грешен бутон на ключа.
Преди да регулирате всяко действие в цикъл, първо трябва да се избере ръчна работа и след потвърждение, че всяко действие е нормално, трябва да се избере полуавтоматична или напълно автоматична работа.
1.4.2.2 Избор на действие за предварително формоване
Машините за леене под налягане обикновено имат три опции в зависимост от това дали гнездото за шприцване преди и след подаване на предварително формоване е прибрано, тоест дали дюзата е далеч от матрицата. (1) Фиксирано подаване: Дюзата винаги е прикрепена към матрицата преди и след предварително формоване и инжекционната седалка не се движи. (2) Предварително захранване: Дюзата се поставя срещу матрицата за предварително формоване. След предварително формоване гнездото за впръскване се прибира и дюзата напуска матрицата. Целта на избора на този метод е да се използва инжекционният отвор на матрицата за поддържане на дюзата по време на предварително формоване, за да се предотврати изтичането на разтопен материал от дюзата, когато обратното налягане е високо. След предварително формоване може да се избегне пренос на топлина, причинен от продължителен контакт между дюзата и матрицата, което се отразява на относителната стабилност на съответните им температури. (3) Постзахранване: След като инжектирането приключи, седлото за инжектиране се движи назад, дюзата напуска формата и е предварително формована. След предварително формоване, седалката за впръскване се придвижва напред. Това действие е подходящо за обработка на пластмаси с изключително ниски температури на формоване. Благодарение на краткото време за контакт между дюзата и матрицата, се избягва загубата на топлина и също така се избягва втвърдяването на разтопения материал в отвора на дюзата.
След като инжектирането приключи и таймерът за охлаждане е зададен, започва действието по предварително формоване. Въртенето на винта разтапя пластмасата и я избутва към предната част на главата на винта. Поради функцията на еднопосочния клапан на ограничителния пръстен в предния край на винта, разтопената пластмаса се натрупва в предния край на цевта, принуждавайки винта назад. Когато шнекът се отдръпне до предварително определената позиция (определена от превключвателя за движение, за да контролира разстоянието на отстъпление на шнека и да постигне количествено подаване), предварителното формоване спира и винтът спира да се върти. Следва действието на обратно свиване, което се отнася до леко аксиално отдръпване на винта. Това действие може да облекчи налягането на разтопения материал, събран в дюзата, преодолявайки феномена на "слюноотделяне", причинен от дисбаланса на вътрешното и външното налягане в цевта на машината. Ако не е необходимо прибиране, превключвателят за спиране на прибиране трябва да се регулира в подходяща позиция, така че едновременно с натискането на предварително формования превключвател за спиране да се натиска и превключвателят за спиране на прибиране. Когато винтът се прибере към превключвателя за спиране, прибирането спира. Тогава седалката започва да се отдръпва. Когато гнездото за впръскване се отдръпне до превключвателя за спиране, гнездото за впръскване спира да се отдръпва. Ако се използва фиксиран метод на подаване, трябва да се обърне внимание на регулирането на позицията на превключвателя за движение.
Обикновено в производството се използват фиксирани методи за подаване, за да се спести време на операциите напред и назад на седалката за впръскване и да се ускори производственият цикъл.
1.4.2.3 Избор на налягане на впръскване
Налягането на впръскване на машината за леене под налягане се регулира от клапан за регулиране на налягането. Когато налягането е зададено, налягането на впръскване в предната и задната степен се контролира чрез включване/изключване на маслените вериги за високо и ниско налягане.
Налични са три опции за налягане за машини за леене под налягане с обикновен среден размер и по-големи, а именно високо налягане, ниско налягане и високо налягане, последвано от ниско налягане. Инжектирането под високо налягане се постига чрез впръскване на масло под високо налягане в инжекционния цилиндър. Поради високото налягане, пластмасата навлиза в кухината на формата при високо налягане и скорост от самото начало. По време на инжектиране под високо налягане пластмасата навлиза бързо във формата и показанията на манометъра на инжекционния цилиндър се повишават бързо. Впръскването под ниско налягане се постига чрез впръскване на масло под ниско налягане в инжекционния цилиндър. По време на процеса на инжектиране показанията на манометъра се повишават бавно и пластмасата навлиза в кухината на матрицата при ниско налягане и ниска скорост. Високо налягане, последвано от ниско налягане, се постига чрез контролиране на налягането на маслото, постъпващо в цилиндъра с течение на времето въз основа на вида на пластмасата и действителните изисквания на формата.
За да се изпълнят различни пластмасови изисквания с различни налягания на впръскване, може да се използва и методът за подмяна на винтове или бутала с различни диаметри, който не само отговаря на налягането на впръскване, но също така напълно използва производствения капацитет на машината. В големите машини за леене под налягане често има множество функции за управление на налягането на впръскване и на много нива на скоростта на впръскване, които могат по-добре да гарантират качеството и точността на продукта.
1.4.2.4 Избор на скорост на впръскване
Като цяло има бързи бавни копчета на контролния панел на машините за леене под налягане, за да отговарят на изискванията за скорост на шприцване. Има маслена помпа с голям поток и помпа с малък поток, работещи едновременно в хидравличната система за подаване на масло. Когато веригата на маслото е свързана с голям дебит, машината за леене под налягане постига бързо отваряне и затваряне на формата, бързо впръскване и т.н. Когато веригата на хидравличното масло осигурява само малък дебит, различните действия на машината за леене под налягане се извършват бавно.
1.4.2.5 Избор на форма за изтласкване
Има два вида изхвърлящи форми за машини за леене под налягане: механично изхвърляне и хидравлично изхвърляне. Някои са оборудвани и с пневматични системи за изхвърляне, с еднократно и многократно изхвърляне. Действието на изхвърляне може да бъде ръчно или автоматично.
Действието на изхвърляне се инициира от ограничителния превключвател за спиране на отварянето на формата. Операторът може да постигне това чрез регулиране на бутона за време за изхвърляне на контролния шкаф според нуждите. Скоростта и налягането на изхвърляне също могат да се контролират от превключвателя на контролния шкаф, а разстоянието преди и след движението на ежекторния щифт се определя от превключвателя за движение.
1.4.2.6 Контрол на температурата
Използвайки термодвойки за измерване на температурата като елементи за измерване на температурата, съчетани с миливолтметър за измерване на температурата като устройство за контрол на температурата, той командва включването/изключването на тока на цилиндъра с материала и електрическата нагревателна намотка на матрицата и селективно фиксира температурата на всяка секция на цевта на материала и температурата на формата. Таблица 5 изброява температурните диапазони за формоване и обработка на някои пластмаси за справка.
Електрическата нагревателна намотка на материалния цилиндър обикновено е разделена на две, три или четири секции за управление. Амперметърът на електрическия шкаф показва тока на всяка секция на електрическата нагревателна намотка. Отчитането на амперметъра е относително фиксирано. Ако се установи, че показанията на амперметъра са ниски за дълго време по време на работа, това може да се дължи на неизправност в електрическата нагревателна намотка, лош контакт на проводника, окисляване и изтъняване на електрическия нагревателен проводник или изгаряне на определен електрически нагревателна намотка. Това ще увеличи стойността на съпротивлението на веригата паралелно и ще доведе до намаляване на тока.
Когато амперметърът има определено показание, възможно е също просто да използвате пластмасови ленти, за да надраскате една по една външната стена на електрическата нагревателна намотка, за да определите дали дадена електрическа нагревателна намотка е под напрежение или е изгоряла, като наблюдавате дали лентите са разтопени .
1.4.2.7 Контрол на затварянето на формата
Затягането е процес на използване на огромна механична сила за затягане на формата и устояване на инжектирането под високо налягане и пълненето на разтопена пластмаса по време на процеса на леене под налягане, което кара матрицата да изпита огромна сила на отваряне.
Затворете защитната врата, всички превключватели за движение дават сигнали и действието по затваряне на матрицата започва незабавно. Първо, подвижният шаблон се стартира на бавна скорост. След кратко разстояние лостът за управление, който първоначално е натиснал бавния превключвател, се освобождава и подвижната плоча се завърта, за да напредне бързо. Когато се движи към края на затварянето на матрицата, другият край на контролния прът натиска отново бавния превключвател и в този момент подвижната плоча се завърта на бавна скорост и напредва при ниско налягане. По време на процеса на затваряне на формата при ниско налягане, ако няма препятствия между формите, те могат да бъдат плавно затворени, докато се натисне превключвателят за високо налягане. Превключвателят за високо налягане се използва за изправяне на пантата на машината и завършване на действието по затваряне на формата. Това разстояние е изключително малко, обикновено само 0.3~1.0 mm. Веднага щом превключвателят за високо напрежение се включи, той веднага докосва крайния превключвател за затваряне на формата. В този момент действието спира и процесът на затваряне приключва.
Затягащите конструкции на машините за леене под налягане включват напълно хидравлични и механични видове връзки. Независимо от структурната форма, силата на затягане в крайна сметка се осъществява от напълно разтегнатия свързващ прът. Процесът на изправяне на свързващия прът е процесът на разпръскване на подвижната плоча и задната плоча, както и процесът на разтягане на четирите свързващи пръта под сила.
Големината на силата на затягане може да се определи от най-високата стойност, повишена от манометъра за налягане на маслото в момента на затягане на формата. Ако силата на затягане е голяма, най-високата стойност на манометъра за налягане на маслото ще бъде висока, а ако не, ще бъде ниска. По-малките машини за леене под налягане не се доставят със затягащ манометър за масло, така че е необходимо да се определи дали формата е наистина стегната въз основа на изправеността на свързващия прът. Ако определена машина за леене под налягане лесно изправя свързващия прът по време на затваряне на матрицата или „почти“ не успява да го изправи, или ако един от няколкото свързващи пръта не е напълно изправен, ще настъпи разширение на формата по време на леене под налягане и детайлът ще има светкавица или други проблеми.
1.4.2.8 Контрол на отварянето на формата
След като разтопената пластмаса се инжектира в кухината на формата и охлаждането приключи, се следва действието по отваряне на формата, за да се отстрани продуктът. Процесът на отваряне на формата също е разделен на три етапа. Първият етап е бавното отваряне на формата, за да се предотврати разкъсването на частта в кухината на формата. Вторият етап е бързо отваряне на формата, за да се съкрати времето за отваряне на формата. Третият етап е бавно отваряне на матрицата, за да се намалят ударите и вибрациите, причинени от инерцията на матрицата.
1.4.3 Контрол на условията на процеса на леене под налягане
Понастоящем различни производители на машини за шприцване са разработили различни методи за програмен контрол, включително контрол на скоростта на инжектиране, контрол на налягането на инжектиране, контрол на количеството пластмаса за пълнене в кухината на шприцформата и контрол на обратното налягане и скоростта на въртене на винта в състояние на рафиниране на пластмаса. Целта на постигането на контрол на процеса е да се подобри качеството на продукта и да се увеличи максимално ефективността на машината.
1.4.3.1 Програмно управление на скоростта на впръскване
Програмният контрол на скоростта на впръскване е да раздели хода на впръскване на винта на 3-4 етапа и всеки етап използва своя собствена подходяща скорост на впръскване. Например забавяне на скоростта на впръскване, когато разтопената пластмаса за първи път преминава през портата, използване на високоскоростно впръскване по време на процеса на пълнене и забавяне на скоростта в края на процеса на пълнене. Възприемането на този метод може да предотврати преливане, да елиминира следите от поток и да намали остатъчното напрежение в продукта.
При пълнене на формата при ниска скорост, скоростта на потока е стабилна, размерът на продукта е относително стабилен и колебанията са малки. Вътрешното напрежение на продукта е ниско и вътрешните и външните напрежения на продукта са склонни да бъдат последователни (например, ако поликарбонатен продукт е потопен във въглероден тетрахлорид, продуктът, образуван чрез високоскоростно леене под налягане, има тенденция да се напука , докато продуктът, образуван при ниска скорост, не се напуква). При относително бавни условия на пълнене на формата, температурната разлика на потока на материала, особено голямата температурна разлика между материала преди и след вратата, помага да се избегне появата на свиване и депресия. Въпреки това, поради удълженото време за пълнене, е лесно частите да имат разслояване и лоши следи от сливане, което не само засяга външния вид, но също така значително намалява механичната якост.
Когато се инжектира с висока скорост, скоростта на потока на материала е бърза. Когато високоскоростното пълнене на формата е гладко, разтопеният материал бързо запълва кухината на формата, причинявайки по-малко намаляване на температурата и вискозитета на материала. Може да се използва по-ниско налягане на впръскване, което е ситуация на пълнене с горещ материал. Високоскоростното пълнене на матрицата може да подобри лъскавината и гладкостта на частите, да елиминира феномена на линиите на шевовете и наслояването, да намали свиването и вдлъбнатината и да осигури равномерна консистенция на цвета, осигурявайки плътност за повечето части от частите. Въпреки това е лесно да накарате продуктите да станат мазни и да се появят мехури, или частите да пожълтяват, или дори да изгорят и обгорят, или да причинят трудности при изваждането от формата или неравномерно пълнене. За пластмаси с висок вискозитет е възможно да се причини счупване на стопилката, което да доведе до облаци и петна от мъгла по повърхността на детайла.
Инжектирането с висока скорост и високо налягане може да се има предвид в следните ситуации: (1) Пластмасата има висок вискозитет и бърза скорост на охлаждане и дългите части на процеса не могат да запълнят напълно всички ъгли на кухината на формата с ниско налягане и бавна скорост; (2) За части с твърде тънка дебелина на стената, стопеният материал е склонен към кондензация и задържане, когато достигне тънкостенната област. Следователно трябва да се използва високоскоростно впръскване, за да се изразходва голямо количество енергия от разтопен материал, преди той веднага да навлезе в кухината на формата; (3) Пластмаси, подсилени със стъклени влакна или пластмаси, съдържащи голямо количество пълнежни материали, поради лоша течливост, трябва да се инжектират при висока скорост и налягане, за да се получи гладка и равномерна повърхност.
За усъвършенствани прецизни продукти, дебелостенни части, части с големи вариации на дебелината на стените и части с по-дебели фланци и ребра, най-добре е да използвате многоетапно инжектиране, като второ, трето, четвърто или дори пето ниво.
1.4.3.2 Програмно управление на налягането на впръскване
Контролът на налягането на впръскване обикновено се разделя на първично налягане на впръскване, вторично налягане на впръскване (задържащо налягане) или контрол на налягането на впръскване за повече от три пъти. Подходящо ли е времето за превключване на налягането, за да се предотврати прекомерното налягане във формата и да се предотврати преливането