Формы для литья под давлением классифицируются по следующим основным признакам: по связи с машиной, направлению разъема формы, количеству гнезд, степени автоматизации работы формы.

По связи с машиной формы делят на стационарные и полустационарные. В стационарных формах весь цикл литья деталей и их удаление из формы осуществляется непосредственно на машине. Полустационарные формы имеют съемные формующие детали (матрицы, знаки или комплексные кассеты), которые после каждого цикла литья извлекают из формы и разнимаются вне машины.

В целях экономии материала и уменьшения трудоемкости изготовления форм применяют съемные стационарные и полустационарные формы, устанавливаемые на универсальном блоке. В пакет формы входят лишь основные оформляющие детали: матрицы, знаки, а вспомогательные детали (передние и задние плиты, литниковые плиты, обоймы и другие элементы) включены в универсальный блок.

По направлению разъёма формы относительно горизонтальной оси машины можно разделить их на следующие: формы с горизонтальным разъемом, в которых оформляющие детали раскрываются параллельны оси машины; формы с комбинированным разъемом, в которых оформляющих детали раскрываются параллельно и перпендикулярно оси машины. Формы с комбинированным разъемом применяются для деталей с поднутрениями, боковыми отверстиями и подобными элементами. Конструктивно они выполняются в виде клиновых или шиберных форм.

По числу оформляющих гнезд формы разделяются на одногнездные и многогнездные. По степени автоматизации формы подразделяются на полуавтоматические, когда извлечение отлитых деталей либо литников(чаще) производится в ручную, и автоматические, когда указанные операции выполняются непосредственно при размыкании – смыкание формы.

Конструкция литьевой формы должна обеспечивать достаточно легкое заполнение формующей полости расплавом, исключать образование линий спаев, раковин, утяжки и облоя. Кроме этого, в зависимости от требований, предъявляемых к свойствам изделия, необходимо обеспечить заданную ориентацию макромалекул полимера. В процессе проектирования необходимо определить положения изделия в плоскости разъема формы, положение линии разъема, конструкцию литниковой и охлаждающей системы, а так же способ извлечения изделия из формы. При изготовлении сложных изделий имеющих арматуру или съемные формующие знаки, необходимо разработать способы их крепления и извлечения из формы после литья. Для определения гнездности формы необходимо так же знать годовую программу выпуска изделия, предполагаемый срок изготовления данной партии, а так же оборудования, которое можно использовать при производстве.

Все перечисленные разделы взаимосвязаны между собой. Так при изменении положения детали в формующей плоскости, как правило меняется место подвода литника, или его конструктивное исполнение изменяется система выталкивания, поэтому вся цепочка проектирования повторяется вновь по всем этапам.

Литниковая система

Литниковая система – система каналов формы, служащая для передачи материала из сопла литниковой машины в оформляющие гнезда формы за возможно более короткое время, т.е. заполнение возможно более коротким путем с минимальными потерями расплава, температуры и

давления. Необходимо отметить что размер впрыска это н простое заполнение формы расплавом, а течение при больших скоростях сдвига, сопровождаемое эластической «турбулентности» струи обусловленной срывом потока со стенок формы, одновременным охлаждением от холодных стенок формы и выделением теплоты от диссипации энергии вязкого течения, а так же проявление вязкоупругости расплава. Простота и сложность конкретных конструкторских решений зависит от большого числа факторов среди которых текучесть материала, особенности конструкции изделия и программа выпуска изделия.

Литниковая система решающим образом влияет на качество изготовления изделий, расход материала производительность и другие факторы. Не правильно спроектированная литниковая система является причиной высоких напряжений в изделии, его коробление, образования на поверхности изделия следов течения материала, не полного заполнения формообразующей полости и неравномерной усадки материала.

В многогнездных формах литниковая система включает несколько основных элементов: центральный литниковый канал по которому расплав из материального цилиндра поступает в форму, разводящий канал,

подводящий и впускной канал, по которому расплав непосредственно поступает в оформляющую полость.

Центральный литниковый канал.

Размеры центрального литникового канала в многогнездных формах определяется из условия обеспечения заданной скорости сдвига, а так же допустимых величин потерь давления. В многогнездных формах центральных каналов не обеспечивает время подпитки формующей полости.

Разводящие литниковые каналы.

Разводящие каналы являются частью литниковой системы и предназначены для равномерной подачи материала к оформляющей полости формы, соединяющие впускные каналы с центральным литником. Во всех случаях разводящие каналы следует укорачивать, т.к. увеличение длинны

канала ведет к возрастанию расхода материала, потерь давления, а так же ориентационных напряжений в изделии. По этому распределительные каналы должны иметь, по возможности, минимальную длину и оптимальное поперечное сечение, обеспечивающее малые потери давления предотвращающие затвердевание расплава и «недолив» изделия. В многогнездных формах с несбалансированной системе распределительные литниковые каналы служат для выравнивания потока с тем, чтобы все гнезда формы заполнялись одинаковы. Размеры каналов зависят от размеров отливки, вида формы перерабатываемого материала. Поперечное сечение литникового канала должно быть тем больше, чем крупнее отливка, а при одинаковых отливках – чем больше толщина стенок.

Впускные каналы имеют особое значение при литье под давлением, они являются продолжением разводящих и представляют собой суженную часть расплава, непосредственно примыкающую к полоти формы. Канал сужается с целью повышения скорости впрыска расплава в полость повышая его температуру и текучесть впускной канал регулирует поток расплава в формующую полость. Его размеры форма и положение определяются рядом требованиям. Желательно иметь впуск небольшого сечения, что облегчает отделение литьевого изделия и ускоряет затвердевание после завершения впрыска, а это позволяет изолировать полость формы от литниковой системы и исключает обратное вытекание расплава. Однако при очень малом сечении впускного канала может произойти преждевременное охлаждение расплава и сократится подпитка формы расплавом, что приводит к увеличению усадки изделий кроме этого при небольших размерах резко увеличиваются скорость и напряжение сдвига, при этом искажается поверхность струи сплава, т.к. появляется эластическая турбулентность , что может повлиять на глянец поверхности изделия. Это особенно проявляется при струйном режиме заполнении формы. При очень малых сечениях возникают большие потери давления, поэтому замедляется процесс впрыска.

Выбор выталкивающей системы

Выталкиватели в основном имеют цилиндрическую форму торец выталкивателя выполняется по конфигурации поверхности, в которую он опирается если эта поверхность не параллельна плоскости размыкания, чтобы исключить поворот выталкивателя и не нарушать геометрию изделия при литье, между плитой выталкивания и буртиком выталкивателя устанавливают фиксатор в виде пластинки или штифт. При изготовлении формы торец выталкивателя желательно шлифовать и полировать совместно

с поверхностью оформляющей полости в сборке, чтобы на поверхности изделия были заметны следы от выталкивателя.

Центрирующие элементы форм

Качество получаемых изделий особенно тонкостенных, а так же надежность работы форм во многом зависит от точного и взаимного расположения подвижной и неподвижной частей формы и ее отдельных элементов. Базирующими элементами полу форм являются фланцы крепежных плит. На неподвижной плите машины фланец обеспечивает соосность центральной литниковой втулки формы и сопла материального цилиндра машины. На подвижной плите фланец обеспечивает соосность подвижной и неподвижной полу форм. Конструкция и размер фланца часто однотипна, но в некоторых случаях имеют особенности обусловленные маркой термопласт автомата. Центрирование частей форм обеспечивают направляющие, втулки, конические или наклонные поверхности, поперечные валики, конические цапфы и д.р..

Выбор способа центрирования зависит от допускаемого отклонения от соосности пуансона и матрицы конфигурации и размеров изделий,

размеров и конструкции формы. Направляющие элементы необходимо располагать как можно ближе к краям плит, для свободного и удобного размещения формообразующих элементов и системы термостатирования. При этом координаты одного или двух направляющих элементов рекомендуется смещать от центра формы для гарантии правильного

совмещения полу форм при сборке и установки на литьевую машину. Особенно важно выполнять это условие для съемных форм, которые собирают и разбирают вручную после каждого цикла литья.

Направляющие колонки часто не только центрируют полу форы, но и служат направляющими по которым перемещаются подвижные плиты формы при смыкании размыкании. Колонки должны иметь определенную длину, обладать достаточной плотностью и жесткостью, по этому необходимо правильно выбирать диаметр колонки и обеспечивать жесткую посадку ее в плите.