Применение и производство пресс-форм для литья и пресса
Для получения деталей и предметов разной конфигурации из резины, полимеров и металлов посредством литьевых машин необходимо устройство, называемое пресс формой. Точностью их изготовления обусловливается качество конечного изделия. Сложность производства повышает цену матрицы, но массовость выпуска окупает все затраты с лихвой.
Устройство и составные части приспособления
Помимо литья, изготовление пресс форм осуществляется в целях прессования полимерных материалов. Эти матрицы являются сложными устройствами, состоящими из нескольких деталей, и требуют точности в изготовлении – предельно допустимое отклонение 0,005 мм. Составные части делят на 2 группы: предметы технологические – они контактируют с обрабатываемым веществом и придают нужную форму изделиям, и детали конструкционные – без соприкосновения с сырьём. К элементам первой группы относят:
- матрицу – вогнутую часть, формирующую лицевую сторону отливки, неподвижная база;
- пуансон – выпуклая половина, представляющая оборотный вид, способен перемещаться;
- кольца, резьбовые знаки, вкладыши различных очертаний.
Вторая наборка деталей обеспечивает работу технологической группы предметов: это ручки форм, фиксаторы и выталкиватели, опорные плашки и направляющие колонки, втулки, конструкции охлаждения и подогрева. Материал, из которого осуществляют изготовление форм для пресса и литья, может быть разным: дерево, пластик, сталь, чугун и цветные металлы. Подведение расплава к полости выполняется посредством литников – основного, впускного и разводящих, а опорожнение – с помощью выталкивателя.
В одной матрице возможно изготовление нескольких изделий – многоместные формы. Для терморегулирования используют каналы охлаждения, через них пропускают воду.
Классификация форм
Признаков разделения матриц по группам около десятка. Различают по принципу действия (прямого и литейного прессования), характеру использования (съёмные и стационарные), расположению плоскости разъёма (горизонтальный и вертикальный стык), способу опорожнения матрицы, нагреву литниковой системы и другим особенностям. Пресс-формы для литья по принципу действия подразделяются на 2 типа:
- используемые в сочетании с литьевой машиной, они не имеют загрузочной камеры – их применяют для изготовления термопластов: материал поступает в пустоты по литниковым протокам из сырьевого цилиндра аппарата;
- предназначенные для работы на прессах – они оборудованы индивидуальной загрузочной полостью.
Формы для литья первого типа значительно уступают камерным моделям в производительности, но превосходят их по возможности получения высокоточных изделий сложной конфигурации без последующей мехобработки.
По характеру эксплуатации выделяют 3 вида. У полустационарных пресс форм после цикла демонтируется только оконтуривающая изделие часть приспособления. Съёмные формы сдёргивают с пресса после каждой операции, используя плиты обогрева. Стационарные пресс-формы имеют собственные системы подогрева или охлаждения.
Сферы использования пресс-форм
Поскольку изготовление прессформ – процесс сложный и затратный, наибольшее применение литьевых приспособлений наблюдается в сферах серийного и массового производства. Практически это означает, что изделия, выработанные с использованием матриц, можно встретить повсюду. Вот основные направления:
- машиностроение: метизы и гвозди, автомобильные бамперы и спойлеры, маховики и корпусы для датчиков;
- изготовление деталей для бытовой техники и литьё пластмассовых столовых приборов и посуды;
- строительство: профили и багеты, плинтусы и заглушки;
- пищевая промышленность – изготовление конфет, печенья и шоколада;
- галантерея и фурнитура, игрушки и сувениры.
Чаще пресс-формы используются для производства простых предметов с равномерной толщиной стенок. Обычный материал деталей – сплавы цветных металлов.
Стадии изготовления матриц
Всё производство прессформ заключается в нескольких этапах прохождения изделия от пожелания до готовой матрицы. Предприятий, занимающихся выпуском приспособлений, немало в каждом регионе. Так, в Самарской области функционирует полтора десятка только крупных заводов, а всего – около 30. Чтобы организовать производство форм для пресса, потребуется обеспечить деятельность на каждом из этапов:
- Проектирование модели по чертежам заказчика на основании согласованного сторонами технического задания. Объёмные эскизы разрабатываются с применением специально отлаженных компьютерных программ CAD/CAM посредством 3D моделирования;
- Конструирование и размещение заказов на приобретение необходимых деталей и материалов. Заготовки обрабатываются на станках с числовым программным управлением и с электроэрозионным принципом действия;
- Изготовление пробных моделей матрицы и изделия на её основе. Выявление недостатков, внесение корректировок в документацию по требованию покупателя;
- Производство пресс форм в нужном количестве в соответствии с договором на заказ. Передача готовой продукции по назначению.
Для повышения износостойкости матрицу покрывают защитными составами. Деревянные формы пропитывают жаропрочными смолами, а для металла используют специальное напыление.
Ценовые факторы производства
Длительность изготовления одной матрицы – от 1 месяца, что предопределяет дороговизну изделия. Но окупаемость понесённых затрат также высока. Срок службы металлических пресс форм измеряется количеством циклов использования. Его значения находятся в пределах от нескольких тысяч до миллионов оборотов. Расчётная цена зависит от многих факторов:
- габариты, число гнёзд матрицы и поднутрений – чем выше показатели, тем затратнее производство;
- ресурс и надёжность конструкции – эти характеристики предполагают использование более твёрдых и качественных материалов, специальных покрытий;
- тип литников: прямой и боковой повлияют на цену незначительно, а применение точечного и горячеканального повлечёт удорожание.
Калькуляция составляется обычным порядком – постатейно: материалы и комплектующие, затраты труда, накладные и транспортные расходы, налоги и планируемая прибыль. Итоговая сумма укажет на уровень цены.
