Подвижные петли на этой демонстрационной коробке из стирола просто не выдерживали обычного износа. Изменение наклона конуса с угла в 90°(сверху слева) до угла в 30° или даже 40° позволить снять ограничения потока и улучшить внешний вид.

Деталь, которую я выбрал в этом месяце, достаточно необычна, но я считаю, что это стоит рассмотреть. Это коробка с двумя подвижными петлями, которые создаются с помощью литника с тремя плитами. Материалом здесь является модифицированный каучуком полистирол, возможно, это один из продуктов из K-смолы от компании Chevron Phillips. (Даже если это не К-смола, многие формовщики по-прежнему используют это название, потому что именно так они привыкли называть подобный материал).

Как это часто бывает, детали прибыли без какой-либо записки, которая могла бы дать мне представление о ситуации. Но беспокоиться, тем не менее, было нечего: формовщик позвонил через десять минут после того, как я получил детали. Я задал ему все необходимые вопросы, и начал свой осмотр. Как сказал формовщик, проблема с этими деталями заключалась в продолжительности циклов и растрескивании подвижных петель.

Формовщик изготавливал детали в пресс-форме с двумя гнездами и тремя плитами с подачей через обогреваемую втулку центрального литника. Я догадался, что это экспериментальная пресс-форма для того, чтобы устранить возможные неисправности до того, как они начнут создавать инструмент для производства с большим числом гнезд; возможно даже пресс-форма с обогреваемыми литниками появится благодаря моим рекомендациям.

Питательное отверстие литника представляется немного маловатым, но это я поточнее проверю после. Стержни всасывания расположены непосредственно над подачей материала в деталь, что ограничивает течение потока, а тонкие концы вставок были сконструированы под 90° вместо того, чтобы быть сделанными конусообразными.

Хорошей новостью оказалось то, что размещение клапана на каждой детали оказалось просто идеальным для обеспечения потока материала через подвижные петли для заполнения и сжатия коробки и крышки. Это действительно очень важно при создании детали с подвижными петлями, поскольку линии стыка в области петель могут вызывать отказ петель после любых поворотов 1000 раз или даже меньше. Хорошая подвижная петля обычно выдерживает миллион или даже более раз прежде, чем произойдет отказ. Тем не менее, мы имеем дело со стирольным продуктом, и, даже при самой лучшей конструкции, петли могут выдерживать только 1000 перегибов до появления побеления от напряжения или надлома.

Я отметил побеление от напряжения по всей области подвижной петли. А от побеления от напряжения всего один шаг до растрескивания петель и поломки детали.

Таким образом, возник вопрос, а зачем вообще, в первую очередь, использовать стирольный продукт? Ответом было наличие у стирола свойств прозрачности, разумеется, не срок эксплуатации петли или устойчивости к воздействию химических веществ. Я подозреваю, что это была коробка для демонстрации гвоздей, болтов, винтов, шурупов и т. д. или же каких-либо деталей, которые надо было подвесить перед покупателями в хозяйственном магазине или центре благоустройства жилища. Количество поворотов петли демонстрационной коробки при таком применении составит, вероятно, менее 50 раз, а это позволяет использовать полистирол.

Давайте посмотрим

Трапециевидная конструкция главного литника подходит для пресс-формы с тремя плитами. Питательное отверстие к литнику имело диаметра 0.150 дюйма, это казалось недостаточным для длины литника в 0.205-дюйма, но я подумал, что этого может быть достаточно для данного применения после того, как будут сделаны все предложенные изменения; и если все еще будут проблемы с наполнением и сжатием, можно будет открыть питательное отверстие пошире. Обычно я люблю делать питательное отверстие для пресс-формы с охлаждаемым литником с тремя плитами в 90-150% от глубины или диаметра литника.

Перемещение материала от главного литника к каждому выходному отверстию слегка ограничивается, при повороте за угол из-за стержней всасывания на пути потока. Тем не менее, я видел наплывы на вершине каждого впрыска там, где он соединяется с главным литником, т. е. там, где производитель пресс-формы пытался улучшить  поток материала вокруг всасывающих стержней. На этом этапе это, безусловно, помогло бы решить проблемы с текучестью, хотя это и не самый лучший способ регулирования ограничения потока. 

Нижняя часть впрыска, там, где материал затекает в деталь, сконструирована с углом 90°, и я подумал, что именно это ограничивает поток. Значительно лучшей конструкцией была бы конусообразная форма в нижней части с углом в 30° или 40° для того, чтобы снять ограничения потока, которые образуются из-за всасывающих стержней.

Диаметр отверстия в нижней части каждого впрыска составляет 0.040 дюйма. Согласно моему правилу для полистирольных деталей этот размер должен составлять примерно 75% от стенки, в которой делается отверстие. Поскольку номинальная толщина стенки 0.045 дюйма, размеры соблюдены.

Последние штрихи

Если следовать этим изменениям, какова же должна быть продолжительность цикла для детали этого типа? Использованный мной расчет был сделан много лет тому назад. Для пресс-формы, которая питается через обогреваемую втулку центрального литника, я умножаю номинальную толщину стенки детали на 225 и добавляю по 1 секунде для каждых 100 тонн усилия замыкания пресс-формы. В данном случае номинальная толщина стенки составляет 0.045 дюйма на 225 плюс по 2 секунды (200-тонный пресс) дают нужную продолжительность цикла в 12-13 секунд.

Разумеется, этот расчет подходит только, если сделаны соответствующие изменения для пресс-формы. Это также помогает пересмотреть уровни воды в пресс-форме и вентиляцию детали и литников.

Для данной пресс-формы потребуются клапаны литников глубиной в 0.003 дюйма, и шириной в обслуживаемый литник, с отжимным краем в 0.060 дюйма, и отводящим на атмосферу каналом глубиной 0.040 дюйма. Входные отверстия клапана должны быть отполированы закаливанием для того, чтобы они были самоочищающимися. Для этого материала клапаны литников должны быть всего 0.001 дюйма в глубину, 0.200 дюйма в ширину, и отжимным краем в 0.040 дюйма,  с последующим отводящим на атмосферу каналом глубиной 0.040 дюйма. Здесь также применяется требование о полировке с закаливанием.

В том, что касается уровня воды, следует избегать быстро отсоединяемых соединений и перемычек на обратной стороне пресс-формы.

С такой регулировкой формовщики могут оптимизировать параметры пресс-формы, исключить образование брака и ускорить цикл. Она также поможет им, когда придет время конструировать новую пресс-форму. Я позвонил формовщику, высказал ему свои соображения, и стал ждать его звонка. Прошла всего пара дней, прежде чем  я дождался добрых вестей: “Все работает отлично. Огромное спасибо!” Как раз именно то, что я так люблю слышать.

Записная книжка специалиста по поиску неисправностей

Деталь/материал: коробка из полистирола с двумя подвижными петлями.

Инструмент: Пресс-форма с двумя гнездами, тремя плитами и охлаждаемым литником с подачей через обогреваемую втулку центрального литника.

Симптомы/проблема: растрескивание подвижных петель; продолжительность цикла была слишком велика.

Решение: снять ограничение потока в детали за счет изменения направления потока внизу с 90° на угол в 30° или 40° ; обеспечить турбулентный поток воды и надлежащую вентиляцию.