2. Смыкание формы и подвод узла впрыска

После окончания паузы, предусматриваемой по завершении операции извлечения отливки, изготовленной в предыдущем цикле, включается механизм смыкания. Смыкание формы осуществляется в результате перемещения подвижной плиты ТПА вместе с закрепленной на ней разъемной частью формы и создания определенного усилия. Усилие смыкания N_см необходимо для исключения раскрытия формы в момент заполнения ее расплавом, оно должно быть равно:

;

где р_ф — давление в форме, усредненное по площади отливки; F_изд и F_л.c. — пло­щадь изделия и литниковой системы в плоскости разъема формы.

В том случае, когда площадь отливки очень велика и расчетное усилие превышает максимальное усилие смыкания машины, отформованные изделия имеют толстый облой. Иногда по этой же причине может произойти раскрытие формы.

Подвод узла впрыска к форме производится отдельным меха­низмом, при этом сопло цилиндра упирается в литниковую втулку формы и создается необходимое давление, исключающее утечку расплава. В момент подвода узла впрыска сопло должно рас­полагаться соосно с литниковым каналом формы.

3. Впрыск расплава

При осевом движении шнека вдоль цилиндра к соплу во время впрыска клапан шнека смещается, перекрывает каналы, исключая обрат­ное течение расплава по винтовым каналам шнека. Расплав полимера под действием давления начинает течь через литниковую систему в фор­мующую полость формы, заполняет ее, а затем под действием давления

Рис. 7.5. Схема заполнения формующей полости расплавом в струйном (а) и в лами­нарном (б) режимах: 1 — впускной литник; 2 — стенки формы; 3 — струя расплава; 4 — твердый слой по­лимера; 5 — фронт течения расплава.

с

Рис. 7.4. Цикл-диаграмма процесса литья под давлением: 0а — заполнение формы расплавом; ab — сжатие; bc — вы­держка под давлением; cd — охлаждение изделия

жимается. Так как заполнение формы происходит в течение очень короткого времени (1-3 с), эту операцию назы­вают впрыском. Вначале расплав заполняет литниковые каналы формы, а затем формующую полость, поэтому давление постепенно повышается. Изменение давления при впрыске показано на рис. 7.4 (отрезок Оа).

В зависимости от скорости впрыска и вязкости расплава изменяется количество теплоты, выделяющейся вслед­ствие диссипации энергии вязкого течения, и происходит допол­нительный разогрев полимера.

Изменение температуры при литье под давлением показано на рис. 7.4.

Характер заполнения формы расплавом зависит от скорости впрыска и размеров формующей полости. Так, при очень высокой скорости впрыска расплав после выхода из литников движется в формующей полости вначале зигзагообразно (рис. 7.5, а), а по мере заполнения полости формы расплавом происходит уплотне­ние отдельных зигзагов и струйный режим переходит в лами­нарный — течение сплошным потоком, (рис. 7.5, б).

Н

Рис. 7.8. Заполнение полости формы расплавом при наличии арматуры или формующих знаков: 1 — формующий знак; 2 — линия спая.

а характер течения расплава оказывает также влияние наличие в формующей полости знаков или арматуры. При обтека­нии их поток расплава разделяется, и при слиянии этих потоков на противоположной стороне образуется линия спая (рис. 7.8). После огибания арматуры или знака два потока встречаются друг с другом кромкой фронта, где расплав уже частично охлажден, и дальше продолжают двигаться без взаимного перемещения, т. е. между ними отсутствует сдвиг слоев. Такой характер движения не способствует прочному соединению потоков, и изделие полу­чается со стыковым швом, по которому при нагружении проис­ходит разрушение. Для уменьшения влияния стыковых швов на прочность изделия литье под давлением следует проводить при высоких температурах расплава и формы, а также при по­вышенной скорости впрыска. Стыковые швы можно упрочнить за счет правильного подвода литника к формующей полости.

После заполнения формы полимером происходит дальнейшее увеличение давления до заданного значения и сжатие расплава, вследствие чего плотность его возрастает. До значения р_ф давле­ние повышается в течение короткого времени (доли секунды) (см. отрезок ab на рис. 7.4). Давление выбирается из условия до­стижения необходимой плотности расплава, чтобы в процессе охлаждения не происходило значительного уменьшения объема. При недостаточном сжатии увеличивается усадка изделия и могут образовываться раковины или утяжины.