Как принимать пресс-формы её конструкция и виды

Пресс-формы — основные элементы в конвейерном производстве металлических, пластмассовых и других литьевых изделий. Они определяют форму конструкции изготавливаемых объектов. От точности налаженности производства пресс-форм зависит качество конечной продукции.

Что такое пресс-форма

Пресс-форма — устройство для формирования изделий разной конструкции из пластмасс, резины, металлов и другого сырья под действием давления, образуемого на литьевых машинах. Это емкость, повторяющая очертания готового объекта, в которую заливается расплавленный материал.

Пресс-формы используют во время литья под давлением металлических и пластмассовых матеиалов и по выплавляемым моделям, а также прессования полимеров. Из-за довольно высокой цены чаще всего их применяют для массового и серийного изготовления.

Конструкция пресс-формы

Пресс-формы состоят из деталей, условно делящихся на две группы. Первую представляют элементы технологического назначения (рабочие). Они соприкасаются с перерабатываемым сырьем и принимают непосредственное участие в придании изделиям необходимой формы. К ним относятся пуансоны, матрицы, вкладыши, кольца, резьбовые знаки.

Во второй группу входят детали конструктивного значения. При формовании изделий они не соприкасаются с материалом. Предназначены для обеспечения работы элементов технологического назначения и необходимы для взаимной фиксации в определенном положении деталей формы, закрытия и открытия ее, а также связи с узлом смыкания формы литьевого оборудования. К ним относятся фиксаторы, выталкиватели, направляющие колонки, втулки, опорные планки, система подогрева и охлаждения, ручки форм.

Классификация видов пресс-форм

По принципу действия пресс-формы делятся на:

• Прямого прессования. Используют для разработки объектов простой формы. Ввиду высокой стоимости производства их не применяют для изготовления больших партий продукции. Конструкция пресс-формы включает матрицу, на которую выкладывается сырье, и пуансон для его уплотнения. Зажатый между двумя элементами материал утончается и заполняет все углубления формы.
• Литьевого прессования. Главным преимуществом является возможность изготовления больших партий продукции разной конфигурации и сложности. Перед прессованием они находятся в сомкнутом состоянии. Заливка сырья в них осуществляется при помощи отдельной загрузочной камеры (верхней или нижней).

Формы для изготовления объектов методом литья классифицируются по нескольким признакам.

По характеру использования — съемные и стационарные. Формы первого типа в процессе формирования изделий не фиксируются на плитах литьевых машин и периодически убираются с них с целью извлечения готовой продукции. Стационарные пресс-формы встречаются чаще, чем съемные. Заливка материала в них, а также извлечение изготовленных изделий выполняется без необходимости снятия их с плиты автомата для литья.

По расположению плоскости разъема — с вертикальными и горизонтальными плоскостями. Формы с одной вертикальной поверхностью оснащены разъемом на две части (пуансон и матрицу) в одной плоскости, которая перпендикулярна горизонтальному положению усилия узла смыкания. Емкости с двумя вертикальными поверхностями имеют разъем из трех частей в двух плоскостях.

В пресс-формах с парой горизонтальных поверхностей образован разъем на три отрезка в двух плоскостях, которые перпендикулярны вертикальному расположению усилия узла смыкания.

По количеству одновременно формируемых объектов — одно- и многогнездные. В первых за один цикл литья образуется одно изделие, во  вторых — несколько.

По способу вынимания готовых изделий — с выталкивающими вкладышами или стержнями, без выталкивателя и со сталкивающей плитой. Из пресс-форм последнего типа объекты извлекают посредством сжатого воздуха либо вручную. Выталкивающие вкладыши при формовании частично или полностью образуют определенную поверхность продукции, а во время выталкивания — давят на нее, пока изделие не выпадет из формы. Выталкивающие стержни при извлечении объекта давят только на его отдельные участки.

Пресс-формы с холодноканальной и горячеканальной литниковой системой

Литниковая система — элемент конструкции пресс-формы из резервуаров и каналов, через которые жидкий материал подается в полость для литья. При использовании холодноканальной системы литник не нагревается. При остывании сформированной отливки он охлаждается, а затем выпадает с ней во время, либо после открытия пресс-формы. Изделия с холодноканальной системой отличаются надежностью, невысокой стоимостью, простотой в применении и обслуживании. Но нередко эти достоинства перекрывает единственный недостаток — наличие ненужного литника после завершения каждого цикла литья.

При применении пресс-форм с горячеканальной системой литник расплавленный. Разогрев системы осуществляется перед запуском пресс-формы в работу, а во время всего производственного цикла материал в литнике поддерживается в вязкотекучем состоянии.

Пресс-формы с горячеканальной литниковой системой характеризуются дороговизной и непростой конструкцией, требуют больших затрат электроэнергии и интенсивного охлаждения, сложны в обслуживании (случаются поломки нагревателей, в полость горячего канала иногда попадают примеси, перегорает нетермостойкий полимер, пр.). Главное преимущество — отсутствие затвердевших литников (хотя иногда они и присутствуют), которые выпадают с готовой продукцией при каждом цикле литья. Это позволяет не только экономить сырье и предотвращать образование производственных отходов, но и применять литьевые машины с меньшим объемом впрыска, а также ускорять процесс охлаждения изготовленных объектов.

Как принимать готовую пресс-форму

Большинство предприятий, занимающихся производством изделий из полимерного сырья, не располагают собственными подразделениями по изготовлению оснастки. Новая пресс-форма, как правило, заказывается у сторонних организаций, специализирующихся в данной сфере. Поскольку как в России, так и в Китае представлены сотни компаний, обещающих произвести ПФ любой сложности, быстро и «по низкой цене» — для заказчика критически важен контроль качества.

Оптимально вести мониторинг процесса проектирования и изготовления пресс-форм на всех этапах, от создания модели и анализа литьевых процессов, поскольку это поможет избежать корректировки уже готовой оснастки в металле. Если проводить контроль качества уже после получения ПФ от изготовителя на собственном ТПА, то существует вероятность срыва сроков ввода в серию новой номенклатуры, а также неочевидная перспектива претензионной работы с предприятием-изготовителем. Как российские, так и китайские промышленные предприятия нередко пытаются снизить свои издержки, внося изменения в конструкцию оснастки (делая ее более массивной, чем нужно) и используя металл более низкого качества, что неминуемо скажется на ресурсе ПФ. Контроль на каждом этапе позволит превратить приемку пресс-формы в простую процедуру с предсказуемым результатом.

Основные этапы контроля изготовления оснастки

Разработка трехмерных моделей изделия и непосредственно пресс-формы должны быть согласованы с предприятием изготовителем, все характеристики ПФ должны точно соответствовать конструкторской документации, все изменения допускаются только после согласования с заказчиком. Это позволит избежать ситуаций, когда завод увеличивает толщину стенок пресс-формы для обеспечения необходимой жесткости, что приводит к увеличению массы оснастки и невозможности её эксплуатации на термопластавтомате заказчика.

Оптимально, если представитель заказчика проведет контроль химического состава и твердости сплавов, используемых для пресс-формы, особенно если планируется литье пластика, обладающего коррозионной активностью. Также будет полезен контроль производства, в этом случае все возникающие проблемы можно решить на ранних стадиях, до отправки изделия заказчику. Проведение испытаний на площадях изготовителя позволит выявить возможные конструктивные дефекты, оценить качество готовых изделий, отследить возможный брак, внести изменения в пресс-форму.

Важно получить готовые отливки, полученные в результате испытаний, для контроля собственными техническими службами, поскольку за качество изделий из пластика будет отвечать непосредственно владелец пресс-формы. Если требуется доводка оснастки, то желательно не оставлять этот процесс полностью на изготовителя, поскольку всегда существует риск формального подхода, а не решения проблем с качеством отливок из полимерного сырья.

Пресс-форма доставлена заказчику

Вместе с изготовленной оснасткой необходимо получить рабочую документацию, чтобы иметь возможность изготовить точные копии ПФ без доводок и повторения ошибок, данный пункт должен быть изначально зафиксирован в договоре.

После распаковки важно проверить соответствие всех комплектующих спецификациям из КД, чтобы избежать замены комплектующих на более бюджетные и с меньшим качеством/ресурсом. Все формообразующие поверхности должны быть проверены независимой лабораторией, с приложением соответствующим образом заверенной карты замеров.

После установки ПФ на термопластавтомат и завершения пусконаладочных работ следует провести испытания оснастки в течение нескольких смен, для того чтобы проанализировать возможные дефекты готовых отливок, реальное время цикла, соответствие готовой продукции допускам, указанным в техническом задании. Существуют определенные нюансы со спариваемыми изделиями, иногда размеры каждой части сборной конструкции соответствуют полю допуска, но собрать из них готовое изделие не получается. Если есть требования к собираемости, то их следует предусматривать в техническом задании, чтобы изготовитель пресс-формы провел соответствующие испытания.

Соответствие полученной пресс-формы предъявляемым требованиям фиксируется актом приемки. Все аспекты гарантийного и постгарантийного обслуживания, сферы ответственности должны быть прописаны в договоре и не допускать неоднозначного толкования. И заказчик и изготовитель должны иметь четкие критерии наступления гарантийного случая и ответственности за затраты на гарантийный ремонт, в том на числе транспортные расходы, таможенные процедуры.