Устройство для литья термопластов по давлением

ОПИСАНИЕ ,)ИЗОБРЕТЕН ИЯСоюз Советскин Социалистических Рест 1 ублик,02,72 (2 9 Р 1/00 9 1.- 1/08 2) 17. 02,7 осударстеенныи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий( 54) УгтрО 1-,1 С УРО ДЛЛ ЛИ"1 ЪЯ щгг; Р Уст;1ПОД ДАБЛ,"5 НИ 1-.:У,Изобретение относится к устройствам для безотходного литья под давлением изделий из термопластической синтетической смолы.Известно устройство для литья термопластов под давлением, содержащее подвижную и неподвижную части формы, привод перемешения подвижной части, питатель для подачи расплава термопласта, соединенный выполненным в форме впускным каналом с полостью формы, и нагреватель 11).Недостаток такого устройства состоит в том, что постоянный нагрев неблагоприятно воздействует на изделия, которые необходимо охлаждать и отверждать, но также требует большого расхода тепла.Кроме того, при возврате питателя в исходное положение материал затекает в полость формы через нагретый литниковый канал, в котором постоянно материал расплавляется, в результате формы изделия искажаются с образованием вогнутости или неровностей, и отливки получаются низкого качества.Ьлижайшим по технической сущности к изобретению является устройство для литья термопластов под давлением, содержащее подвижную и неподвижную части формы, привод перемешения подвижной части формы, питатель для подачи расплава термопласта, соединенный Выполненным в форме впускным каналом с полостью формы, средства охлаждения фор.ыы и смонтированныЙ В цтате,1 е соосно ему электроагреватель связанцы Й со средством периодического Вк,1 юченкя е ГО и вы 1 олс 1 ы Й в виде цилиндрического кожуха с застре 5 ьв наконечником и провода Вьсокого сопротивления 121.Зто устрОЙство позволяет за счет периодического клюеия нагревателя и наличия 1 О средств охлаждения обеспечить затвсрдеваннетермопласта во впускном каца,е. Однако качество Отливок и эффективность процесса недостаточно высокие из-за зат 1:к;ня расплава из полости формы ВО ВпускгоЙ канал.Цель изобретения - повышение эффективности процесса и качества отливок.Достигается указанная цель благодаря тому, что заостренный наконечник электронагревателя размецсен во впускил канале соосно ему и выполнен В В 1 де изогнутого провод; высокого сопротивления, црц этом средство периодического включешя элекгроцагреватсля выполнено в виде реле времени.На фиг. 1 дан Об 15 Й Вид стройства: афиг. 2- - показан частичный разрез о ЛЛ на фиг. 1; на фиг. 3вид электрона ревателя, 25 разрез; а фцг. 4 -- вариант кострчкци элект3ронагреателя; на фиг. 5 - блок-схема электронагревате, я; на фиг. 6 и 7 - варианты выполнения формы.На раме 1 монтируются питатель 2 и привод 3 перемещения подвижной части 4 формы.В питателе 2 производится расплавление синтетической смолы, поступающей из бункера 5, иосуществляется контроль ее предварительнойподготовки с последующей прерывистой подачей в количестве, соответствующем размерамизделия.Привод 3 перемещения подвижной части 4формы, имеет известную конструкцию.Форма содержит также неподвижнуючасть 6 и полость 7, имеющую впускной канал 8. Между соплом 9 питателя 2 и впускнымканалом 8 размещен литник 10, в которомудерживается электронагреватель 11 с помощью основания 12, заостренный наконечник13 которого, выделяющий тепло от электронагревателя 11, размещен во впускном канале 8 соосно ему и может иметь диаметр менее 1 мм,Металлический блок 14, содержащий внутри литник 10, подсоединяется к прибору, предназначенному для его подогрева с целью нагнетания в полость формы смолы, находящейсяв литнике,Как в подвижной части 4, так и в неподвижной части 6 формы выполнены несколько каналов 15 для пропускания охлаждающей воды.На противоположной по отношению к полостиформы стороне неподвижной части 6 устанавливается коническая насадка 16, ввинчиваемаяво внутреннюю поверхность металлическогоблока 14, при этом между насадкой 16 и неподвижной частью 6 формы предусматривается(или отсутствует) адиабатический слой воздуха, заостренная часть насадки 16 плотно прилегает к наружному отверстию впускного канала 8.Отверстие 17 служит для выдачи готовыхизделий, Электрическая система 18 предназначена для проверки и подсчета изделий, проходящих выпускное дэтверстие 17, подающаяпусковой сигнал на автоматическое приведениев действие следующего цикла процесса литьяпод давлением, Блок 19 управления приводитв действие различные электро- и пневморегуляторы.На фиг. 3 - 5 детально представлена конструкция электронагревателя 11 прерывистогодействия. Электронагреватель 11 снабжен расположенным снаружи металлическим цилиндрическим кожухом 20, диаметр конической части которого постепенно уменьшаетсяв направлении переднего торца. Из переднейчасти электронагревателя 11 выступает наконечник 13, изготовленный из нихромового провода высокого сопротивления, изогнутого в кожухе 20 и входящего во впускной канал 8.Передняя часть наконечника 13 имеет уплотнение, при этом другая торцовая часть может быть закреплена в таком керамическом материале 21, как обожженная глина, которая заполняет кожух и отверждается, приобретая стойкость, но каждый раз в процессе литья под давлением наконечник нагревателя перывистого действия после длительного использования может быть вытолкнут назад вследствиереакции нагнетания, которая 1 воздействует навпускной канал 8 и наконечник. В частности,когда расплавленная смола нагнетается черезвпускной канал 8, наконечник 13 стремится5 подаваться из металлического кожуха 0 вперед в направлении впускного канала:Й то жевремя как только полость 7 формы заполнитсясмолой, сжатый в полости воздух стремитсядеформировать наконечник, что ведет к повреж 10дению его и утечке смолы. Однако так какоснование наконечника 13 жестко крепится кобоженной керамической глине в металлическом трубчатом кожухе 20 наконечник не деформируется, что обеспечивает надежность и стойкость.На фиг. 4 показан сравнительно длинныйметаллический трубчатый кожух 20, имеющийот вершины до основания одинаковый диаметри наверху коническую часть, который снабжен,например, наконечником 13 из нихромовогопровода, входящего в коническое пространство20 вблизи впускного канала 8 и отходящего отсредней части кожуха. Вокруг наконечникав кожухе образуется воздушный зазор, в который вставляется стеклянная трубка 22, Нанаружной поверхности стеклянной трубки выполняется спиральный паз 23, куда наматывается нихромовый провод 24 и жестко закрепляется посредством обожженной керамической глины, заполняющей металлический трубчатый кожух. Провода 25 и 26 соответственно ведущие кнаконечнику 13 и восполняющему потери тепловыделяющему проводу 24, выходят через канал,выполненный в основании кожуха.Назначение и результат применения наконечника 13, показанного на фиг. 4, такие же,как и для конструкции по фиг. 3, причемконструкции обеих реализаций разнятся толькотем, что первая содержит восполняющий потери теплопроводящий провод 24, последний используется для поддержания температуры расплавленной смолы при ее нагнетании в литник 10 в диапазоне, не допускающем затвердевания смолы, так что не требуется применения40 какого-либо теплоизолятора, а улучшение работы нагревателя 11 может быть достигнутотолько путем изготовления металлическоготрубчатого кожуха с меньшим диаметром.Для приведения в действие электронагревателя 11, показанного, например, на фиг. 5,45 он соединяется проводом 25 с электрическойцепью, содержащий реле времени 27, состоящееиз элемента 28 выдержки времени на включение, запитываемого током от источникаэлектроэнергии 29 и элемента 30 выдержкивремени на отключение, производимое послеистечения требуемого на передачу энергии промежутка времени, систему надежности 31, которая замыкается только в том случае, когдавыполнены все условия, необходимые дляпроведения процесса литья под давлением изде 55 лий из синтетической смолы, и переменноесопротивление 32 для регулирования температуры,Конструции для реализации способа, показанные на фиг. 6 и 7, предусматривают получение изделий с ровной или плоской конечнойповерхностью без каких-либо пятен, появляюшихся от воздействия литникового канала, что очень важно для процесса литья.В неподвижной части 6 формы выполняются впускные каналы 8, к каждому отверстию которых примыкает коническая насадка 16, установленная в каждом впускном канале, соединяющемся с литником 10 только по контуру литникового кана,. а 8, благодаря чему на изделиях не образуется пятен.Пятна или метки, оставляемые на поверхностях изделий, изготовленных известным так называемым безотходным способом, свойственны большому калибру впускного канала 8. В конструкции, показанной на фиг,. 3 применительно к безотходному способу, где соотношение между диаметром Р и длиной стенки рав- ной протяженности внутренней поверхности вокруг впускного канала 1. составляет 1. ( Р, невозможно выполнить калибр меньшего диаметра в ограниченном диапазоне, так что на отливках должн. оставаться метки, при этом получаются некачественные изделия.Как показано на фиг. 4, сокращается велиЧина 1 и диаметр Р канала также должен бить уменьшен в обратном направлении (1,О). При этом нельзя обнаружить пятен, остающихся на отливках. Длина впускного канала 8, куда вводится наконечник 13 нагревателя 11 прерывистого действия, сокращается при соотношении 1. -Р в противовес отношенио 1, (Р.Конструкции, приведенные на фиг. 6 и 7 снабжены соответственно несколькими впуск- ными каналами 8, в первой реализации в форме выполнены две полости, а во второй - одна полость больших размеров. На фиг. 6 форма состоит из двух час-; й 4 и б, между которыми образуются две поло,ти Одинакового профиля для изготовления пу.ем литья под давлением двух отливок. Естественно, можно выполнить более двух полостей для получения за один цикл нескольких отливок, и профиль каждой полости может быть различным, На фиг, 7 форма, составленная из двух частей 4 и б, имеет между ними большую полость, кудаможет быть введена расплавленная смола одновременно через два или большее количество впускных каналов 8 для получения такой отливки, как кузов авт мобиля или коробка телефонного аппарата и Г.п в случае, когда невозможно путем литья под давлением распределить расплавленную;молу по всей поверхности через единственный впускной канал.Работа устройства осуществляется следующим образом.Материал, представляющий собой синтетическую смолу, поступает из бункера 5 в питатель 2, где он полностью расплавляетсядля последующего нагнетания при поступлении сигнала от блока управления 19, откуда приходят сигналы на подготовку каждой системы к пуску.Когда каждая часть питателя 2 нагреваетсядо требуемой температуры и охлаждающая вода начинает течь по каналам 15, выполненным как" в подвижной части 4, так и в неподвижной части 6 формы, на некоторое время может быть запитан током электронагреватель 11 прерывис того действия.5 1 О 15 При этом нагревается смол, затвор." Вшая во впускном канале 8, для ес расплавления и соединяется с расплавленной смолой В литнике 10 через впускной канал 8, когорый открывается при нагреве нагревателем 11 прерывистого действия и в то же время пэиводитс 5 в действие привод 3 перемещения подвижной части 4 для смыкания формы, затем начинает действовать система нагнетания синтетической смолы и осуществляется процесс литья под давлением. После окончания этого процесса производится обесточивание нагревателя 11 для прекращения нагрева, расплавленная смола в узком, излучающем тепло, отверстии впускного канала 8 быстро затвердевает, блокируя его. Затем привод 3 размыкает форму, две части формы отводятся в сторону, высвобождая изделия, и оно падает в отверстие 17 для подачи Готовых изделий, Цикл литья под давлением завершен. Таким образом, смола, затвердевшая в от верстии впускного канала 8, может быгь легкорасплавлена нагревателем 11 прерывистого действия, при этом открывается впускной канал 8 и происходит соединение расплавленнойнагревателем 11 смолы с постоянной жидкойсмолой, содержащейся в литнике О, в результате исло цкло про 1 гесса лия может оыть увеличено так же, как и при известном способе, достоинством которого является исклкцение литниковых отходов материала.Такие этапы, как процесс нагрева нагревателем 11 прерывистого действия, процесс смыкания формы и разъединения ее на части с использованием привода 3, процесс нагнетания смолы и процесс освобождения и удаления готовых изделий осуществляется в серийном производстве непрерывно, В строгой послед довательности, так что возможна автоматизация каждой системы, при этом в приводе 3 формы может быть предусмотрено предохранительное устройство, выявляющее неисправнности в машине и посылакэщее аварийныи сигнал на прекращение работы.4 О На фиг. 5 показана блох-схема, где выполнены все условия, при которых замыкается система надежности 31 для установки элемента выдержки времени на включение в зависимости от хода процесса литья под давлением.Смола, находящаяся в литнике 10, поддержи.,вастся в расплавленном состоянии, в то ж: время некоторое количество смолы, оставшееся во впускном канале, отвержлается при охлаждении, блокируя впускной канал 8. Когда в наконечнике 13 нагревателя 11 прерывис- О того действия генерируется тепло, спустязаданное время, например, 1 сек, определенное элементом 28 выдержки времени на включение будет производиться расплавление смолы во впускном канале 8, пока не произойдет отключение схемы элементов 30 вьщержки вре мени на отключение, Когда растлавляетсяохлажденная и затвердевшая в отвЕрстии впускного канала смолы, открывается впускной канал 8, в результате чего расплавленная смола в литнике 10 вводится под давлением посредством питателя 2 в полость 7 11 ормьг для изготовления требуемых отливок. Так заканчивается цикл процесса литья под давлением и может быть повторно проведен другой цикл.В связи с тем, что нагреватель 11 приводится в действие через реле времени 27, процесс литья под давлением осуществляется в строгом порядке, не сопровождаясь нарушениями работы. Для получения большей эффективности процесса можно изменять и выоирать продол жительность времени запитывания током нагревателя 11 прерывистого действия и пульсационный цикл в соответствии с типом смолы и величиной изделий и т.п.Согласно фиг. 6 и 7 форма 2, имеющая большую полость 7 или несколько полостей. снабжена несколькими впускными каналами 8, в каждый из которых вводится заостренный наконечник 13 нагревателя 1 прерывистого действия для нагрева части смолы, затвердевшей при охлаждении, то процесс литья под давлением осуществляется плавно как в случае формы больших размеров, куда большое количество расплавленной смолы подводится одновременно через несколько впускных каналов 8, так и в случае, когда форма имеет несколько полостей 7, в которые заданное количество смолы подводится через несколько впускных каналов 8, в результате чего за один цикл может быть получено несколько отливок. При завершении процесса литья под давлением прекращается воздействие наконечника 13 на отверстие впускного канала, в результате последний быстро охлаждается и блокируется затвердевшей смолой.Введение наконечника 13 чагревателя 11 в узкий впускной канал 8 и сужение прохода смолы ускоряет движение смолы, обеспечивая хорошее качество перемешивания при таком низком давлении литья, как 430 кг/см, которое составляет одну треть от давления, необходидля известного устройства (800 - 1300 кг/см).В связи с этим уменьшается расход энергии, значительно возрастает эффективность процесса литья, так как расплавленная смола подается непосредственно в полость, и смола, затвер. девшая в узком впускном канале, может быть быстро расплавлена при непосредственном контакте с нагревателем, обеспечивая тем самым высокую эффективность нагрева, а не путем теплопроводности. При этом процессе быстрое затвердевание расплавленной смолы во впускном канале приводит к полному его раскрыванию, Еще одно достоинство. изобретения состоит в том, что так как узкий впускной канал полностью блокируется при охлаждении и затвердевании смолы, предупреждается обратное течение смолы в литник, выполненный в металлическом блоке, деформирование отливок, и полностью ликвидируется повреждение металлической формы.Таким образом, предлагаемое устройствообладает большим сроком службы и может 15 производить значительное количество качественных отливок.Формула изобретенияУстройство для литья термопластов поддавлением, содержащее подвижную и неподвижную части формы, привод перемещенияподвижной части формы, питатель для подачирасплава термопласта, соединенный выполненным в форме впускным каналом с полостьюформы, средства охлаждения формы и смонтированный в питателе соосно ему электронагреватель, связанный со средством периодического его включения и выполненный в виде цилиндрического кожуха с заостренным наконечни-.ЗО ком и провода высокого сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и качества отливок,заостренный наконечник электронагревателяразмещен во впускном канале соосно ему ивыполнен в виде изогнутого провода высокогоЗ 5 сопротивления, при этом средство периодического включения электронагревателя выполненов виде реле времени,1. Авторское свидетельство СССР101 383,кл. В 29 Г 1/02, 1954,40 2. Авторское свидетельство СССР229767,кл. В 29 С 3/00, 1967.591130 ставитель Л. Кольцо Ми астровгятий осударственногпо делам и 35, Москва, ППП Патсн комигсга с аветазобретений и откЖ 35, Рауьиская наг. г. Ужгород, ул 1130 филиал