Держатель для литейной формы
Настоящее изобретение относится к держателю для литейной формы, содержащему гнездо для принятия формующего шаблона и крепление для присоединения к машине для формования литьем. Техническим результатом изобретения является создание держателя формы для формующего шаблона, имеющего не громоздкую конструкцию, которым можно легко оперировать и который может точно приспособиться к формующему шаблону с маленьким допуском. Технический результат достигается держателем литейной формы, который содержит гнездо для принятия формующей детали и крепление для присоединения к машине для литьевого формования. При этом держатель содержит две торцевые детали, расположенные напротив друг друга, и распорки, установленные между ними. При этом гнездо ограничено упомянутыми концевыми торцевыми деталями и упомянутыми распорками. Причем предусмотрены средства создания предварительного напряжения, стягивающие упомянутые концевые торцевые детали по направлению друг к другу в предварительно напряженном состоянии. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к держателю для литейной формы, содержащему гнездо для принятия формующего шаблона и крепление для присоединения к машине для формования литьем.
Такой держатель для литейной формы широко известен в технике и используется для передачи жесткости формующим шаблонам, которые являются относительно непрочными. Такое разделение на формующий шаблон, в котором создается форма отливаемого изделия, и на держатель формы используется в особенности, если должны быть произведены относительно маленькие серии, приблизительно до 1000 изделий. В таком случае высокая стоимость производства готовой формы не оправдана из-за размера серии. К ним относятся, в частности, специальные серии и прототипы. В таких случаях формующий шаблон, например, делается из алюминия, который легко обрабатывается, или из другого металла, который может быть легко обработан.
При увеличении размера формы силы, действующие на нее для данного давления нагнетания, будут возрастать. Большие формы используются в автомобильной промышленности, когда производятся большие изделия из пластика, такие как двери, ниши автомобильного крыла, капоты и бамперы.
Для того чтобы получить достаточную жесткость для применяемого формующего шаблона, в уровне техники предлагается изготовлять держатель формы в виде одной детали высокой жесткости. Это означает, что ее размер, а также и вес будут значительными, что усложняет управление и, более того, увеличит сложность размещения различных частей в машине для формования литьем. Кроме того, при больших размерах сложно обеспечить точную подгонку между формующим шаблоном и держателем формы. Тем не менее, на эту подгонку налагаются строгие требования. В итоге, даже если между формующими шаблонами имеется маленькая щель, когда форма закрыта, то образуется заусенец. Его удаление приводит к издержкам, возникающим вследствие машинной обработки и невыгодно для внешнего вида изделия.
Несмотря на то, что серия маленькая, издержки на изделия существенно растут, если изделия требуют дополнительной обработки. Допуск между двумя формующими шаблонами остается таким же, когда они становятся больше. Кроме того, свойства пластмассы не меняются в зависимости от размера формы.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить держатель формы для формующего шаблона, имеющий не слишком громоздкую конструкцию, которым можно относительно легко оперировать и который может точно приспособиться к формующему шаблону с маленьким допуском.
Эта цель достигается с использованием держателя формы, который содержит две торцевые части, расположенные напротив друг друга, и распорки, размещенные между ними, при этом гнездо для приема формующего шаблона размещено между вышеупомянутыми концевыми частями и вышеупомянутыми распорками, при этом предусмотрены начальные средства создания предварительного напряжения для стягивания вышеупомянутых торцевых частей по направлению друг к другу при создании предварительного напряжения.
Согласно настоящему изобретению прочность держателя формы достигается путем создания предварительного напряжения. Это предварительное напряжение действует в направлении сжатия держателя формы без деформации. В результате прочность и, таким образом, вес держателя формы могут быть относительно низкими, потому что при прикладывании давления нагнетания, которое может составлять много сотен тонн, величина напряжения в предварительно напряженных элементах сначала должна быть преодолена до того момента, как произойдет деформация держателя формы. В результате использования распорок можно гарантировать, что формующий шаблон не погнется под воздействием предварительного напряжения. Распорки поглощают усилия, приложенные между двумя концевыми частями, при этом распорки могут также быть предварительно напряжены относительно друг друга. Для того чтобы быть способными поглощать прилагаемые усилия, предпочтительно, чтобы они были сделаны треугольными, с утолщением, расположенным между их концами.
Воздействие предварительного напряжения достигается любым способом, известным в уровне техники. Согласно предпочтительному варианту изобретения используются натяжные стержни. С помощью этого средства могут быть приложены очень высокие напряжения. Величина приблизительно в 100 тонн на натяжной стержень дается в качестве примера. Если, например, имеется 16 натяжных стержней, то может быть поглощено усилие до 1600 тонн в течение литьевого формования до того, как материал держателя формы подвергнется растягивающему напряжению. Было обнаружено, что, несмотря на такую высокую силу предварительного напряжения, можно работать с очень маленькими допусками между формующей деталью и держателем формы. Может достигаться точность до 0,1 мм или меньше, в результате чего избегается явление образования заусенца, описанное выше.
Другой способ приложения предварительного напряжения - гидравлический. С помощью рабочей жидкости может быть создано давление между держателем формы и формующим шаблоном. Такая жидкость может, например, применяться в сочетании цилиндр/поршень, и предпочтение дается держателю формы с полостью, в которой находится баллон для заполнения рабочей жидкостью. С помощью этого средства может быть приложена сила, которая действует между держателем формы и формующим шаблоном. Это, главным образом, используется, чтобы поглощать силы под прямым углом к продольному направлению держателя формы. В любом случае самые нижние распорки снабжены пазом 20, заключенным в пределах «поднятой» средней секции для того, чтобы вместить резервуар 21, который будет наполнен жидкостью. Такой резервуар 21 расположен в каждом из пазов 20. Конечно, также возможно поместить одиночный резервуар в двух или более пазах.
Упомянутая сила, тем не менее, прикладывается только после закрытия формующих деталей и/или во время нагнетания пластмассы. Сила снова прекращает действовать после разъединения формующих деталей. Было обнаружено, что при допустимом значении, описанном выше, точность смещения формующих шаблонов относительно друг друга во время закрытия меньше, чем несколько сотых миллиметра.
Держатель формы согласно настоящему изобретению используется предпочтительно в автомобильной промышленности, но возможны другие области применения.
Изобретение будет раскрыто ниже со ссылкой на вариант осуществления, показанный на чертежах. На чертежах показано:
фиг.1 - перспективный и частично раскрытый вид конструкции согласно изобретению; и
фиг.2 - нижний держатель без формующего шаблона в полностью собранном состоянии.
На фиг.1 и 2 в позиции 1 показано устройство для формования. Оно содержит верхний держатель 2, который показан очень схематично и снабжен верхним формующим шаблоном 4. Нижний держатель 3 и нижний формующий шаблон 5 показаны более детально. Гнездо 6, которое вмещает нижний формующий шаблон, размещено внутри нижнего держателя. В конструкции предусмотрена пластина 7 для крепления к машине для формования литьем, также имеются центрирующие выступы 8, которые взаимодействуют с верхним держателем 2, центрируя таким образом формующие шаблоны относительно друг друга.
Нижний держатель состоит из концевых частей 10 и 11, расположенных напротив друг друга, и распорок 12, 13, вставленных между ними. Имеются также натяжные стержни 14, которые протягиваются сквозь каналы 16, данные стержни снабжены гайками 15, стягивающими их концы. Имеются также натяжные стержни 17 в нижней и верхней распорке 12, 13, и они протягиваются сквозь внутренние каналы 18 в концевой части 10, 11. Здесь также предусмотрены гайки 15. Конструкция распорок 12 и 13 треугольная.
На фиг. 2 показано, что имеется некоторое число распорок 12, 13, которые монтируются вокруг нижнего формующего шаблона 5 (не показан) при сборке держателя. Каждая из этих распорок снабжена секцией поршень/цилиндр 20, 21 и отверстиями 16 для натяжных стержней 14.
Конструкцию, описанную выше, используют следующим образом. Формующий шаблон нужного размера изготавливается из алюминия или другого материала, который легко обрабатывать. Этот формующий шаблон размещается с маленьким допуском в 0,1 мм в держателе формы, таком как нижний держатель 3. Нижний держатель 3 состоит из двух концевых частей 10, 11, расположенных обособлено на некотором расстоянии друг от друга, между которыми предусмотрено некоторое количество распорок 12, 13, сложенных в стопку друг на друге. Для того чтобы гарантировать правильное взаимное расположение смежных распорок 12, 13 и обеспечить оптимальный перенос сил, принято условие, что каждая распорка 12, 13 снабжена пазом 20. В результате полость всегда размещена между смежными распорками 12, 13, в данную полость может быть помещен резервуар 21. В течение введения формующего шаблона стержни 17 не присутствуют, и нет натяжения в стержнях 14. При этом в резервуар 21 не нагнетается рабочая жидкость. Натяжные стержни 17 устанавливаются после установки формующего шаблона.
После установки нижнего формующего шаблона в нижний держатель 3 натяжные стержни 14 и 17 стягиваются посредством затягивания гаек 15. В результате наличия распорок 12, 13 и неотъемлемого сопротивления формующего шаблона предотвращается слишком большое расхождение концевых частей 10, 11 друг от друга. Вследствие треугольной формы распорок 12, 13 эти части также не расходятся на большое расстояние. Сила предварительного напряжения приблизительно в 100 тонн прикладывается к каждому из натяжных стержней. Верхний держатель с формующим шаблоном помещается затем в машину для литьевого формования. Конечно, создание предварительного напряжения может также осуществляться в машине для литьевого формования.
Когда подобное действие будет выполнено и с верхним формующим шаблоном, машина для литьевого формования может быть включена. После смыкания формующих шаблонов, то есть после ограничения полости литейной формы, в резервуаре 21 создается избыточное давление и далее применяется предварительное напряжение. При прикладывании предварительного напряжения этим способом деформация в поперечном направлении (сжатие) предотвращается, так как предоставляется дополнительное сопротивление наличием верхнего формующего шаблона. После литья давление сбрасывается, предварительное напряжение может снова сниматься, и могут раскрываться формующие шаблоны (после соответствующего охлаждения).
Понятно, что вариант осуществления изобретения был показан только схематично на чертеже. Охлаждающие системы и другие специальные устройства для достижения оптимального литья не были показаны, и их наличие очевидно имеющему квалификацию в технологии специалисту.
Было установлено, что с помощью конструкции, описанной выше, можно изготавливать большие детали (такие как готовые бамперы) способом литьевого формования, в котором используются недорогие для изготовления формующие шаблоны, без последующей обработки, необходимой для того, чтобы убрать заусенцы и тому подобное.
Понятно, что изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше, и возможно множество модификаций, попадающих в рамки настоящего изобретения.
1. Держатель литейной формы (2, 3), содержащий гнездо (6) для принятия формующей детали (4, 5) и крепление (7) для присоединения к машине для литьевого формования, отличающийся тем, что содержит две торцевые детали (10, 11), расположенные напротив друг друга, и распорки (12, 13), установленные между ними, при этом гнездо (6) ограничено упомянутыми концевыми торцевыми деталями и упомянутыми распорками, причем предусмотрены средства создания предварительного напряжения (14, 16), стягивающие упомянутые концевые торцевые детали по направлению друг к другу в предварительно напряженном состоянии.
2. Держатель по п.1, отличающийся тем, что предусмотрены дополнительные средства создания предварительного напряжения (15, 17), стягивающие упомянутые распорки по направлению друг к другу.
3. Держатель формы по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые средства создания предварительного напряжения включают натяжные стержни.
4. Держатель формы по п.3, отличающийся тем, что упомянутые средства создания предварительного напряжения для стягивания упомянутых концевых торцевых деталей по направлению друг к другу проходят в упомянутых распорках.
5. Держатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые распорки имеют треугольную форму.
6. Держатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые средства создания предварительного напряжения включают гидравлические средства создания предварительного напряжения (20, 21).
7. Держатель по п.6, отличающийся тем, что содержит гидравлически деформируемую деталь, выполненную с возможностью перемещения в упомянутом гнезде.
8. Держатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что распорки состоят из множества распорочных элементов, расположенных сверху друг на друге.
9. Способ изготовления устройства для формования, при котором снабжают держатель формы гнездом и размещают формующий шаблон в упомянутом гнезде, причем держатель формы выполнен, по меньшей мере, из двух частей держателя формы, соединенных при помощи средств создания предварительного напряжения, причем каждая из частей держателя формы ограничивает часть упомянутого гнезда, при этом после установки формующего шаблона создают предварительное напряжение при помощи средств создания предварительного напряжения, при этом держатель формы содержит две концевые торцевые детали (10, 11), расположенные напротив друг друга, и распорки (12, 13), установленные между ними, причем создают предварительно напряженное состояние стягиванием упомянутых концевых торцевых деталей по направлению друг к другу.
10. Способ использования машины для литьевого формования, при котором в нее помещают, по меньшей мере, два формующих шаблона, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга и образующих полость литейной формы между собой, при этом, по меньшей мере, один формующий шаблон помещается в гнездо в держателе формы, которое окружает упомянутый формующий шаблон с плотным прилеганием, обеспечиваемым, по меньшей мере, двумя средствами для создания предварительного напряжения, сжимаемыми посредством гидравлического создания предварительного напряжения, при этом упомянутое предварительное напряжение создают после полного совмещения упомянутых формующих шаблонов друг с другом и снимают после отливки пластмассы и до разъединения упомянутых формующих шаблонов, при этом держатель формы содержит две концевые торцевые детали (10, 11), расположенные напротив друг друга, и распорки (12, 13), установленные между ними, причем создают предварительно напряженное состояние стягиванием упомянутых концевых торцевых деталей по направлению друг к другу.
