Ядро пресс-формы при литье под давлением: что это такое и чем оно отличается от полости пресс-формы

Литье под давлением — это производственный процесс, широко используемый для изготовления деталей путем впрыскивания расплавленного материала в форму. Этот процесс имеет решающее значение в производстве сложных и точных компонентов для различных отраслей промышленности, включая автомобилестроение, бытовую электронику и медицинское оборудование. Два основных компонента пресс-формы в литье под давлением Ядро формы и полость формы. В этой статье рассматриваются конкретные роли и различия между этими важными элементами.

Ядро пресс-формы: определение и функция

Сердцевина пресс-формы — это часть пресс-формы, которая образует внутренние поверхности отливаемой детали. Обычно размещается в формеBНа стороне или движущейся половине стержень формы выступает в пространство полости и создает полые секции внутри конечного продукта. Сердцевина по существу формирует внутренние детали изделия, такие как отверстия, канавки и другие внутренние геометрические формы.

Функции ядра пресс-формы:

• Формирование внутренних особенностей: Основная функция стержня пресс-формы — придание формы внутренним элементам отлитой детали. Это включает в себя формирование сложной геометрии, необходимой для функциональности продукта.
• Интеграция системы охлаждения: В сердечнике часто имеются каналы охлаждения для ускорения процесса затвердевания расплавленного материала. Эффективное охлаждение имеет решающее значение для поддержания точности размеров и сокращения времени цикла.
• Механизм выброса: Во многих конструкциях стержень формы также способствует процессу выталкивания. Когда форма открывается, сердечник может включать в себя такие механизмы, как выталкиватели вытолкнуть готовую деталь из формы.

Техническое обслуживание и уход:

Регулярное техническое обслуживание стержней пресс-форм необходимо для продления их срока службы и обеспечения стабильного качества деталей. Это включает в себя:

• Уборка: Удаление остатков пластика и загрязнений с поверхности сердцевины после каждого цикла формования.
• Инспекция: Периодические проверки на наличие износа, трещин или повреждений, которые могут повлиять на качество детали.
• Смазка: Нанесение соответствующих смазочных материалов на движущиеся части или механизмы скольжения внутри сердечника формы.
• Ремонт и восстановление: Устранение любых дефектов или повреждений поверхности путем полировки или повторной механической обработки по мере необходимости.

Полость пресс-формы: определение и функции

Полость пресс-формы является ответной частью сердечника пресс-формы и отвечает за формирование внешних поверхностей формованной детали. Расположен в формеA»сторона или фиксированная половина, полость работает в тандеме с сердцевиной, определяя внешнюю форму и качество поверхности продукта.

Функции полости формы:

• Внешние особенности формирования: Полость формирует внешние контуры отливаемой детали. Сюда входит определение габаритных размеров, текстуры поверхности и любых внешних конструктивных особенностей.
• Контроль материального потока: Полость вместе с литниковой системой регулирует поток расплавленного материала. Правильная конструкция обеспечивает равномерное распределение и заполнение формы, что имеет решающее значение для предотвращения дефекты литья под давлением такие как пустоты или утяжины.
• Структурная поддержка: Полость должна выдерживать высокое давление в процессе инъекции. Таким образом, она предназначена для обеспечения необходимой структурной поддержки для поддержания целостности формы в эксплуатационных условиях.

Процесс:

В процессе литья под давлением:

• Расплавленная пластиковая смола впрыскивается в полость формы.
• Пластик заполняет полость и принимает форму как ядра, так и полости.
• После того как пластик остынет и затвердеет, форма открывается и отлитая деталь выбрасывается.

Рекомендации по проектированию сердцевины пресс-формы

При проектировании стержня пресс-формы необходимо учитывать несколько важных факторов, обеспечивающих качество и функциональность отлитых деталей:

1. Геометрия детали: Сердечник пресс-формы должен точно повторять внутренние особенности желаемой геометрии детали. Сюда входят подрезы, отверстия, резьба и другие сложные детали.
2. Углы уклона: Адекватные углы уклона необходимы для облегчения извлечения детали из формы. Конструкция стержня формы должна предусматривать соответствующие углы уклона, чтобы предотвратить повреждение как стержня, так и формованной детали.
3. Каналы охлаждения: Эффективное охлаждение имеет решающее значение для поддержания продолжительности цикла и минимизации коробления. Проектирование каналов охлаждения внутри сердечника формы помогает обеспечить равномерное охлаждение детали и ускорить производственные циклы.
4. Выбор материала: материал, используемый для изготовления стержня формы, должен обладать высокой износостойкостью, прочностью и термостойкостью, чтобы выдерживать условия процесса литья под давлением и обеспечивать долговечность.
5. Механизм выброса: Для обеспечения плавного извлечения детали после формования необходимо использовать эффективный механизм выталкивания. Конструкция стержня формы должна включать в себя такие элементы, как выталкивающие штифты или втулки, по мере необходимости.

Материалы, используемые для изготовления сердцевины пресс-формы

Обычные материалы, используемые для изготовления стержней пресс-форм, включают:

• Инструментальная сталь: например, P20, H13 или S7, известные своей твердостью и износостойкостью.
• Нержавеющая сталь: обеспечивает коррозионную стойкость и подходит для применения при высоких температурах.
• Алюминий: используется для форм-прототипов из-за простоты обработки, но менее подходит для крупносерийное производство из-за износа.

Выбор материала зависит от таких факторов, как объем производства, сложность детали, бюджет и ожидаемый срок службы инструмента.

Ключевые различия между ядром пресс-формы и полостью пресс-формы

Сердцевина и полость формы являются основными компонентами формы, каждый из которых выполняет свою различную роль. Помогаем понять их различные роли и особенности проектирования при литье под давлением.

Коэффициент сравнения	Пресс-форма	Полость полости
Расположение и ориентация	Обычно располагается в подвижной половине формы (сторона B).	Расположен в фиксированной половине формы (сторона А).
Функциональная направленность	В первую очередь отвечает за формирование внутренней геометрии (например, отверстий, канавок и т. д.).	Определяет внешние размеры, контуры и текстуру поверхности детали.
Проектные требования	Включает внутренние каналы охлаждения для управления затвердеванием расплавленного материала. Включает функции механизма выталкивания (например, выталкивающие штифты), облегчающие извлечение детали из формы.	Основное внимание уделяется обработке поверхности, чтобы обеспечить гладкие и бездефектные внешние поверхности. Включает заслонки и направляющие для контроля потока расплавленного материала в полость.
Структурные требования	Должен быть достаточно прочным, чтобы сохранять точные внутренние характеристики под высоким давлением. Необходимо выдерживать повторяющиеся циклы выброса без деформации.	Необходимо поддерживать структурную целостность, чтобы выдерживать высокие давления и температуры во время инъекции. Обеспечивает правильное выравнивание и герметичность с сердечником для предотвращения заусенцев или других дефектов.
Роль в процессе изгнания	Часто участвует в механизме выталкивания, включая штифты или пластины выталкивателя, облегчающие удаление детали.	Менее непосредственно участвует в процессе извлечения, но должна быть спроектирована таким образом, чтобы можно было легко снять деталь.
Влияние на конструкцию детали	Влияет на конструкцию внутренних элементов, требуя учитывать углы наклона и подрезы для облегчения формования и выталкивания. Влияет на внутреннее охлаждение и конструктивные элементы детали.	Влияет на общий эстетический и функциональный дизайн внешней части детали, требуя точного контроля качества поверхности и деталей. Обеспечивает плавное отделение от детали при открытии формы без повреждения внешних поверхностей.

Ключевые факторы при размещении стержня и полости в форме

В процессе проектирования пресс-формы расположение стержня и полости имеет решающее значение для обеспечения качества отлитых под давлением деталей и экономической целесообразности пресс-формы. Вот основные факторы, которые следует учитывать, и их влияние на размещение культи и полости:

Геометрия детали

Общая форма и размеры детали являются основными факторами, определяющими размещение сердечника и полости. Выступающие элементы обычно требуют использования сердцевины, тогда как углубленные элементы образуются за счет полости. Кроме того, на размещение существенно влияет распределение толщины стенок детали. Неравномерная толщина стенок может вызвать внутренние напряжения во время охлаждения, влияющие на качество детали и долговечность пресс-формы. Поэтому при проектировании важно стремиться к равномерному распределению толщины стенок, корректируя форму сердцевины и полости по мере необходимости для достижения этой цели.

Схема системы выброса

Система выталкивания служит для извлечения отформованных деталей из формы после охлаждения. Положения и количество выталкивающих штифтов и пластин напрямую влияют на компоновку активной зоны и полости. Выталкивающие штифты обычно размещаются в положениях, обеспечивающих равномерное распределение силы на формованную деталь без ущерба для ее внешнего вида или функциональности. Для деталей со сложной внутренней структурой или глубокими полостями используются специальные механизмы выброса, такие как как слайды или подъемники может оказаться необходимым, а конструкция и размещение этих механизмов также влияют на компоновку сердечника и полости.

Связанная информация: Конструкция подъемника литьевой формы

Связанная информация: Конструкция слайдов для литья под давлением

Характеристики материала

Различные материалы для литья под давлением имеют разную степень усадки, свойства текучести и температуры обработки, что косвенно влияет на размещение стержня и полости, влияя на процессы формования и расформовки. Материалы с более высокими показателями усадки после охлаждения претерпевают значительные изменения объема, что требует дополнительных припусков в конструкции. Материалы с хорошей текучестью легче заполняют сложные полости формы, что позволяет создавать более компактные конструкции стержней и полостей.

Выбор местоположения ворот, бегунков и ворот

Выбор литников, направляющих и их расположения имеет решающее значение для обеспечения качества деталей и экономии пресс-формы. Их положение напрямую влияет на путь потока и заполнение расплавом пластика внутри формы. Ворота и направляющие обычно предназначены для равномерного распределения расплава пластика в каждой полости для достижения оптимального заполнения и минимизации отходов материала, что часто требует корректировки размещения стержня и полости. Расположение литников также влияет на внешний вид и прочность формованной детали; если ворота находятся на видимых участках, могут потребоваться дополнительные меры для устранения следов ворот или повышения прочности в этих местах.

Структура пресс-формы и экономическая эффективность

Общая структура, прочность и жесткость формы также влияют на размещение стержня и полости. Чтобы выдерживать высокое давление и температуру во время процесса литья под давлением и сохранять точность и стабильность, положение сердечника и полости требует тщательного проектирования и оптимизации. Кроме того, важными факторами являются затраты на производство и обслуживание пресс-формы. Оптимизация расположения стержня и полости может снизить Стоимость литьевых форм и повысить эффективность производства.

Процесс изготовления полости пресс-формы и сердечника пресс-формы

Процессы производства полости и стержня пресс-формы имеют сходство и имеют отдельные этапы, адаптированные к их конкретным функциям в рамках производства литьевых форм.

Подготовка дизайна

Перед началом производства конструкция стержня пресс-формы тщательно проверяется и дорабатывается с учетом конкретных требований к отливаемой детали. Программное обеспечение CAD (компьютерное проектирование) обычно используется для создания подробной 3D-модели, которая включает в себя все важные размеры, функции и каналы охлаждения, необходимые для стержня пресс-формы.

Подготовка материала

Перед началом процесса обработки подходящие материалы для полостей и стержней пресс-формы тщательно выбираются с учетом конкретных требований конструкции пресс-формы. Общие материалы включают в себя:

• Инструментальные стали: Например, P20, H13, S136 и т. д., которые обеспечивают хорошую твердость, износостойкость и обрабатываемость.
• Нержавеющая сталь: Используется для защиты от коррозии там, где это необходимо.
• Специальные сплавы: Для применений, требующих улучшенных свойств, таких как термостойкость или стабильность размеров.

Инструменты, приспособления и вспомогательные материалы, такие как режущие инструменты, зажимы, охлаждающие жидкости и защитные покрытия, также подготовлены для операций механической обработки.

Методы обработки

Для изготовления стержней пресс-форм в соответствии с точными спецификациями используются методы прецизионной механической обработки:

• Фрезерование: фрезерные с ЧПУ машины используются для удаления материала из необработанного блока стали или алюминия, создания базовой формы и характеристик сердечника формы. Этот процесс имеет решающее значение для достижения точных размеров и гладких поверхностей.
• Поворот: Для цилиндрических или круглых деталей используются токарные станки с ЧПУ для вращения заготовки относительно режущих инструментов для удаления материала и создания определенных профилей.
• Шлифовальные: Плоскошлифовальные станки используются для достижения жестких допусков и гладкой поверхности на критических участках стержня формы, требующих высокой точности.
• Электроэрозионная обработка (EDM): процессы электроэрозионной обработки, такие как проволочная электроэрозионная обработка или электроэрозионная обработка с платином, используются для создания сложных деталей или внутренних элементов, которые трудно обрабатывать обычными режущими инструментами. Электроэрозионная обработка особенно полезна для создания сложных форм и мелких деталей с высокой точностью.

Термическая обработка

После черновой обработки полость формы и стержень формы подвергаются процессам термической обработки:

• Термическая обработка: Этот шаг имеет решающее значение для повышения твердости, прочности и износостойкости компонентов пресс-формы.
• Процессы: Общие процессы термообработки включают:
  • Закалка: Быстрое охлаждение для достижения твердости.
  • Отпуск: Повторный нагрев до более низкой температуры для уменьшения хрупкости и повышения прочности.
  • Отжиг: Нагрев и медленное охлаждение для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
• Параметры управления: Точный контроль температуры, времени и скорости охлаждения имеет решающее значение для достижения желаемых свойств материала и стабильности размеров.

Полировка пресс-форм

После завершения операций механической обработки детали пресс-формы подвергаются процессам полировки:

• Полировка: Улучшает гладкость поверхности и уменьшает шероховатость для удовлетворения особых косметических и функциональных требований.
• Отделка зеркал: Детали, требующие зеркального блеска, подвергаются последовательным этапам грубой и тонкой полировки для достижения желаемой эстетики и функциональности.

Сборка и проверка

После завершения всей механической обработки и обработки компоненты сердечника пресс-формы собираются с другими компонентами пресс-формы, такими как полости, выталкивающие штифты и системы охлаждения. Собранная форма подвергается тщательному контролю с использованием координатно-измерительных машин (КИМ) и других метрологических инструментов для проверки точности размеров и обеспечения соответствия проектным спецификациям.

Окончательная настройка и тестирование

Перед внедрением в производство стержни пресс-форм проходят окончательную доводку и тестирование:

• Тестирование пригодности и функциональности: Сердцевина пресс-формы тестируется в рамках всей сборки пресс-формы, чтобы гарантировать правильное выравнивание, работу движущихся частей и функциональность во время моделирования циклов литья под давлением.
• Пробное формование: Первоначальные пробные прогоны формования проводятся для проверки работоспособности стержня формы, оценки качества детали и внесения любых необходимых корректировок для оптимизации процесса формования.

Вывод

Таким образом, хотя и стержни, и полости пресс-форм являются неотъемлемой частью процесса литья под давлением, они служат разным целям при формировании конечной пластиковой детали. Сердцевина формы определяет внутреннюю структуру, а полость формы определяет внешнюю форму и качество поверхности. Такая дифференциация обеспечивает точный контроль, необходимый для эффективного производства сложных и детализированных пластиковых компонентов.

Раскройте силу точности с бойы современные литьевые формы. Наши формы, разработанные в соответствии со строгими стандартами, обеспечивают безупречную производительность и исключительную долговечность. Независимо от того, отливаете ли вы сложные детали или изделия сложной геометрии, формы BOYI обеспечивают непревзойденную точность и постоянство.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как BOYI может расширить ваши возможности в области литья под давлением.

Ресурсы:

https://en.wikipedia.org/wiki/Injection_mold_construction

https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/mold-core

FAQ

---

Каталог: Руководство по литью под давлением