Холодноканальные литниковые системы

Центральный литниковый канал. Он является либо частью литниковой разветвленной системы либо единственным ее элементом. В последнем случае егоо обычно используют для одногнездных форм и располагают в центре изделия (если оно симметрично), при переработке высоковязких и термочувствительных термопластов, при изготовлении тонкостенных изделий. Центральный литник оформляется в центральной литниковой втулке. Эти втулки стандартизованы (ГОСТ 22077- 76), но часто применяют и специальные конструкции.

Угол у вершины конусного отверстия литниковой втулки равен 3 ° (в практике допускается 2 - 4º).

Центральный литник на выходе закругляют (R = 1 - 3 мм). Литниковую втулку по высоте можно делать на 0,2 мм меньше толщины плиты, в которой онаустановлена, чтобы компенсировать возможную деформацию при прижиме сопла к литниковой втулке. Для нормального касания этих деталей при смыкании формы радиус сферы втулки надо делать на 0,5- 1,0 мм больше, чем радиус сферы сопла машины. Отверстие литниковой втулки полируют до зеркального блеска. При переработке материалов, расплавы которых вызывают коррозию металлов, на внутреннюю поверхность втулки дополнительно наносят твердое хромовое покрытие.

Наибольший диаметр литника D (на выходе из втулки) для одногнездной формы рекомендуется принимать на 1-1,5 мм больше максимальной толщины изделия. Наименьший диаметр d литника (на входе во втулку) зависит в большей степени от массы отливки, а также от типа перерабатываемого термопласта.

Длина центрального литника l принимается . В одногнездных формах центральный литник может оказаться и вне центра отливки (особенно это характерно для сложных несимметричных изделий). Это приводит к неравномерному распределению давления впрыска, перекосу формы, образованию облоя и даже поломке механизма замыкания. Во избежание этого необходимо, чтобы равнодействующая внутреннего давления в гнезде формы при впрыске и равнодействующая усилия замыкания по возможности совпадали с осью центрального литника. В сложных формах необходимо определить положение центра тяжести и тем самым положение гнезд в форме.

В центральной втулке (непосредственно за литниковой втулкой) предусмотрено специальное гнездо с обратным кожухом для улавливания первой охлажденной порции массы и удержания центрального литника (или всей разветвленной литниковой системы) в подвижной полуформе.

Разводящие литниковые каналы. Поперечное сечение разводящих литниковых каналов определяется тем обстоятельством, что при впрыске расплава в литниковую систему наибольшей подвижностью и наибольшей скоростью обладает материал в центре потока, так как периферийные, близкие к стенкам канала зоны быстрее охлаждаются и расплав в них становится более вязким. Поэтому отношение площади поверхности разводящего канала к его объему должно быть наименьшим, а отношение этой площади к периметру поперечного сечения наибольшим. Одновременно с уменьшением передачи тепла от расплава к стенкам разводящего канала и улучшением передачи давления возможно при прочих равных условиях и обеспечить рациональную экономию материала, идущего на разводящие литники.

Размеры канала зависят от размеров отливки, вида формы и перерабатываемого материала. Поперечное сечение литникового канала должно быть тем больше, чем крупнее отливка, а при одинаковых отливках - чем больше толщина стенок. Большое поперечное сечение облегчает заполнение формы, так как сопротивление течению здесь меньше, чем в небольших каналах. Разводящие каналы могут располагаться в той полуформе, где оформляется изделие, или в обеих полуформах.

Оптимальным является круглое сечение канала, при котором минимальны потери тепла и на трение при течении расплава по каналу, но его надо делать в двух полуформах, поэтому чаще используют более технологичное параболическое сечение каналов. Для термопластов повышенной вязкости используют трапецеидальные каналы со скошенными кромками.

Величина поперечного сечения разводящего канала зависит от его протяженности, а увеличение длины приводит к повышению потерь давления в литниках, увеличению ориентационных напряжений в изделии. При небольшой длине канала на практике редко делают сечение с наибольшим размером менее 3 мм.

Разводящие литники используются не только в многогнездных формах. Если изделие имеет сложную конфигурацию, например кольцо, то с целью ускорения заливки применяют несколько впусков в одногнездной форме, а это требует разводки расплава. Для таких изделий конструируют разводящий (и впускной) литник в виде кольцевой щели. При изготовлении длинных трубчатых изделий используют дисковые разводящие литники, а крупногабаритных плоских изделий - широкощелевые или пленочные разводящие литники. В таких литниках в середине потока материал может иметь большую скорость, чем на периферии; чтобы избежать этого, надо корректировать размеры щели.

Впускные литниковые каналы. Впускные каналы являются продолжением разводящих; они представляют собой суженную часть канала, непосредственно примыкающую к полости формы. Канал сужается с целью повышения скорости впрыска расплава в полость, повышения его температуры, текучести. Выбор места впуска связан с необходимостью обеспечения наименьшего пути течения массы, а также с движением потока по тому направлению, которое совпадает с направлением действующих при эксплуатации изделий наибольших усилий (следует принимать во внимание и перетекание расплава по полости формы от более толстых элементов изделия к более тонким). Важнейшей задачей является правильное конструирование переходного участка от разводящего к впускному литнику. Идеальное расположение впускного канала - по линии центра разводящего канала (это обеспечивает перетекание расплава в полость формы до полного затвердевания впускного литника). Такое расположение достигается только при круглом разводящем канале. Трапециевидный разводящий канал с этой точки зрения неудовлетворителен.

Переход от разводящего канала к впускному нецелесообразен, так как при этом увеличиваются потери давления, а скорость течения повышается прежде, чем расплав попадает во впускной канал. Кроме того, остывающий на стенках канала материал „срывается" и попадает в оформляющую полость, что снижает качество изделия. Размеры и расположение впускных каналов определяются свойствами термопласта и особенностями изделия (его толщиной, объемом и т.п.). Впускной литник должен иметь минимальные размеры, хорошо извлекаться из формы и легко отделяться от изделия, не оставляя на нем заметных следов. Но чрезмерное уменьшение сечения впускных каналов увеличивает потери давления и ухудшает условия заполнения формы, сильный дополнительный разогрев материала может привести к его деструкции. На рис. 19 показаны разнообразные возможные виды впускных каналов.

Чаще всего применяют впускные каналы круглого и прямоугольного сечений (в последнем случае изменением высоты регулируют выдержку под давлением, а ширины - условие заполнения гнезда).

Глубина впускного канала h, от которой зависит время уплотнения массы, определяется по соотношению

,

где — толщина изделия; — постоянная материала (0,6 — полиэтилен; 0,7 — поликарбонат; 0,8 — полиамид; 0,9 — поливинилхлорид).

Длина впускных каналов должна быть, по возможности, малой (чем короче канал, тем меньше потери давления); ее назначают в пределах 0,5- 0,8 мм (максимально - до 1,2 мм). Предпочтительный для применения прямоугольный торцовый впуск выполняют в виде прямоугольного канала в двух или в одной из оформляющих плит (симметричное и несимметричное расположение). Преимущества его – простота изготовления, возможность достижения высокой точности и независимого изменения размеров впуска в нужном направлении. Заметный недостаток - след на отливке. Балансировку литниковых систем целесообразно проводить прежде всего за счет впускных каналов.

Рис. 19. Виды впускных литников: а и б — прямоугольные или круглые торцовые (а — гнездо и разводящий канал выполнены в двух плитах формы; б — гнездо и разводящий канал выполнены в одной плите формы); в — наклонный; г — накладной; д — и — щелевые и кольцевые; к — веерный; л — зонтичный