Возможности литья под давлением изделий с внутренней резьбой, поддающихся съему, весьма ограничены. Ограничения зависят от материала отливки и профиля резьбы.

Существует способ, основанный на применении складывающихся пуансонов. Резьба находиться во втулке с прорезями, которую можно сжать или разжать конусным стержнем или конусной втулкой. Здесь требуется дополнительная плита съема. Кроме высокой стоимости, такая конструкция имеет и другие недостатки, например, с трудом удается избежать наличия следов пуансона на изделии и ухудшения качества прецизионных деталей.

Рисунок 4.16 - складывающийся пуансон

Есть возможность получения и извлечения внутренней резьбы на сжимаемом пуансоне. Пуансон состоит из металлического стержня с головкой из силиконового каучука. Резьба формуется на силиконовой головке. Пока литьевая форма закрыта, головка поджимается штоком, образуя вместе с ним соответствующий размерам пуансон. Когда форма открывается, металлический шток отводиться и головка сжимается: отливка удаляется.

Рисунок 4.17 – Пуансон с силиконовой головкой

Такая конструкция существенно дешевле как предыдущей, так и вывинчивающих устройств, но срок ее службы не слишком велик. Охлаждение также представляет проблему; приходиться мириться с более продолжительным охлаждением.

С экономической точки зрения качественную резьбу можно получить только с использованием механизма для вывинчивания. Формообразующие детали литьевой формы, в нашем случае – пуансон, можно вращать. При извлечении пуансон вывинчивается из изделия, при этом форма может быть как открыта, так и закрыта. В нашем случае съем изделия и вывинчивание пуансона производится при открытой форме. Изделие содержит такую форму, при которой пуансон не проворачивается. Далее детали падают с пуансона и из полости разъема [5].  

Подбор термопластавтомата

Основные технические характеристики термопластавтомата должны соответствовать проектируемой литьевой форме. Привязка литьевой формы к машине должна включать проверку по рассмотренным ниже параметрам [2].

К основным технологическим параметрам литья относятся:

- температура литья (расплава) T_р ºС и ее распределение по зонам нагрева инжекционного узла литьевой машины;

- температура формы Т_ф ºС;

- давление литья Р_л;

- продолжительность цикла литья Т_ц.

Время охлаждения детали зависит в первую очередь от толщины детали (точнее от квадрата толщины), температуры расплава, температуры формы, а также температуры, при которой деталь можно извлекать из формы, теплофизических характеристик марки материала детали. В таблицах приведены расчетные значения времени охлаждения при "идеальных" условиях.

В реальном процессе большое влияние на время охлаждения влияет конструкция детали, конструкция системы охлаждения пресс-формы, теплофизические характеристики материала формообразующих деталей, характеристики термостата и др. факторы.

Расчет времени цикла с учетом этих факторов может быть выполнен при компьютерном анализе.  Также время охлаждения, при толщине стенок 1мм можно определить по номограмме (рис.4.18) - t_{охлаждения} = 2 с [5].

Время цикла литья:

t_цикла = t_{впрыска} + t_{охлаждения}+t_{открытия} + t_пауза + t_{закрытия}                                                        (4.6)

где t_{впрыска –} время впрыска ≈ 1с;

t_{охлаждения} - время охлаждения расплава до температуры, при которой          деталь можно извлекать из пресс-формы =2с;

t_{открытия} - время открытия пресс-формы ≈ 1с;

t_пауза - пауза (время нахождения пресс-формы в раскрытом состоянии  ≈7с);

t_{закрытия} - время закрытия пресс-формы ≈ 1с;

t_цикла = 1+2+1 +15 +1=12с                                                                      

Рисунок 4.18 – Номограмма времени охлаждения для ПЭВП

Таблица 4.2 - свойства и режим литья термопласта ПЭВП

Материал	ПЭВП
Плотность, г/см.куб	0,95
Усадка , %	1…3,0
Теплостойкость по Мартенсу, °С	105…115
Коэффициент температуропроводности, 10-7 м2/с	1,8…2,2
Температура литья, °С	157…258
Температура формы, °С	40…70
Давление литья, МПа	90…120
Температура стеклования Тс ,ºС	-20

Т_л определяется для кристаллических полимеров со сравнительно небольшой плотностью энергии когезии е_КОГ < 405×10³ кДж/м³ и Т_с < 0 по соотношениям:

Т_{л мин}=(1,7÷1,85)(Т_с+273)-273=157ºС                                                          (4.7)

Т_{л мах}=(1,9÷2,1)(Т_с+273)-273)=258ºС                                                           (4.8)

где Т_с – температура стеклования (таблица 4.2)

Основные технические характеристики термопластавтомата должны соответствовать проектируемой литьевой форме. Привязка литьевой формы к машине должна включать проверку по рассмотренным ниже параметрам.

Объем  впрыска – наибольший объем впрыска материала, который способен обеспечить материальный цилиндр машины за один цикл литья. Паспортное значение V_в (см. куб) должно удовлетворять неравенству:

V_в > n∙k₁∙V_д / k₂                                                                                     (4.9)

где n – количество гнезд проектируемой литьевой формы; k₁ – коэффициент, учитывающий объем литниковой системы относительно объема одной детали; V_д – объем отливки (см. куб), k₂ – коэффициент загрузки оборудования, равный 0,85...0,9.

Объем отливки определяется по ее твердотельной модели.

V_в > 4∙1,2∙4,02 / 0,9 см³                                                                                     

V_в > 21,45 см³

Коэффициент k₁ можно задать в зависимости от массы детали по таблице 4.3:

Таблица 4.3 – Зависимость коэффициента к₁ от массы детали

Пластикационная производительность - это количество пластицированного материала, которое может подготовить материальный цилиндр литьевой машины за 1 час. Паспортное значение Q_M (кг/ч) должно удовлетворять неравенству:

Q_М >(3,6∙n∙V_д∙ρ∙k1∙k3)/(t_ц∙k2)                                                                    (4.10)

где ρ – плотность полимера, г/см. куб, k₃ – коэффициент, учитывающий изменение производительности в зависимости от типа полимера: ПС - 1,0; ПА -- 0,75; ПЭ – 0,7...0,8; ПК – 0,65; t_ц – время цикла литья, с.

Q_м > (3,6∙4∙4,02∙0,95∙1,2∙0,75)/(19,3∙0,9),                                               

Q_м > 8,25 / 17,37                                                                                     

Q_м > 0,475 кг/ч

Усилие запирания формы - это наибольшее усилие смыкания частей литьевой формы, которое может обеспечить узел смыкания литьевой машины. Паспортное значение Fф  (кН) должно удовлетворять неравенству:

F_ф > (n∙s∙β∙P_л∙k₄∙k₅) / 10                                                                        (4.11)

где s – площадь одной отливки в проекции на плоскость разъема без учета отверстий, см.кв., β – коэффициент запаса, равный 1...1,2; P_л – давление литья, МПа, k₄ – коэффициент потери давления в форме по сравнению с давлением в материальном цилиндре, равный 0,2...0,7; k₅ – коэффициент, учитывающий площадь литниковой системы, равный 1...1,1.

F_ф > (4∙15,48∙1,1∙100∙0,6∙1,1) / 10,

F_ф > (4495) / 10,

F_ф > 449,5 кН

Выберем термопластавтомат Ergoteh германской фирмы Demag, получившей  достаточно широкое распространение и уважение на мировом рынке.

Исходя из рассчитанных  данных, выбираем термопластавтомат марки «Technical Data Ergotech EXTRA 50-200» [2].

Таблица 4.4 – Характеристка Technical Data Ergotech EXTRA 50-200

Рисунок 4.19 – Термопластавтомат «Technical Data Ergotech EXTRA 50-200»