Przewodnik po płytach formujących: wybór, wyrównanie i zużycie przy formowaniu wtryskowym

330-tonowa wtryskarka pracowała nad pojemnikami PP o średnicy 2,5 mm przez trzy godziny z wypływką w jednym rogu części. Operator dwukrotnie zwiększył siłę mocowania. Inżynier procesu wymienił pierścień kontrolny. Konserwator umieścił „śrubę i lufę” na szczycie listy części zamiennych. Rzeczywisty pomiar był inny: równoległe odchylenie pomiędzy ruchomymi i nieruchomymi płytami formy w położeniu zacisku wynosiło 0,14 mm. Przy tym tonażu linia podziału formy zwykle musi znajdować się w odległości 0,05 mm.

Błędna diagnoza tego rodzaju jest w hali produkcyjnej rutyną i to właśnie wtedy duża część budżetu przeznaczonego na konserwację jest wydawana w niewłaściwym kierunku.

Płyta formy nie jest zwykłą płytą stalową. Jest to powierzchnia odniesienia w łańcuchu wymiarowym. Siła zacisku z dźwigni lub cylindra hydraulicznego przechodzi przez nią do formy, a jednostka plastyfikująca dostarcza stop do wnęki ustawionej przez płytę dociskową. Jakiekolwiek odchylenie tej powierzchni odniesienia objawia się jednocześnie w dwóch miejscach: wypływka na linii podziału i zużycie jednostki wtryskowej.

Co faktycznie kontroluje płyta formy w komórce formierskiej

Każda maszyna formierska ma dwie płyty dociskowe. Stała płyta dociskowa jest przykręcona do ramy stacjonarnej naprzeciw jednostki wtryskowej. Płyta ruchoma przesuwa się po cięgłach za pomocą dźwigni lub docisku hydraulicznego. Obydwa są ze sobą powiązane rozstawem kolumn i oba są powiązane z jednostką wtryskową jedynie wspólną podstawą i wspólnym stosem tolerancji.

Płyta dociskowa pozwala jednocześnie kontrolować pięć rzeczy:

• Równoległość w położeniu zacisku, czyli odległość pomiędzy dwiema powierzchniami rozdzielającymi po przyłożeniu siły zacisku.
• Płaskość powierzchni montażowej formy, która określa, czy podstawa formy jest osadzona równomiernie, czy też kołysze się.
• Grubość i tolerancja grubości, ponieważ określają one wysokość zamknięcia formy, jaką może zaakceptować maszyna.
• Stan materiału i obróbki cieplnej. Typowe gatunki odlewane i kute na płytach maszyn formierskich obejmują odlewy klasy S45C, S50C i ZG270-500.
• Otwór drążka ściągającego i luz otworu wyrzutnika, który kontroluje, jak daleko forma może się przesunąć pod obciążeniem.

Kupujący najbardziej nie doceniają dwóch ostatnich punktów. Płyta dociskowa, która mierzy idealnie płaskie zimno, może nadal uginać się, gdy siła docisku osiągnie 80 procent i dodana zostanie do niej rozszerzalność cieplna formy. W przypadku maszyn o masie poniżej 250 ton warsztat zwykle utrzymuje równoległość od 0,02 mm do 0,05 mm na 100 mm, a pomiar ten należy wykonać w pozycji zacisku, a nie w pozycji otwartej.

Jest jeszcze drugie, mniej oczywiste zadanie. Płyta jest jednocześnie radiatorem. Temperatura formy przedostaje się do niej przez podstawę formy, a na płycie dociskowej z nierównym żebrowaniem lub nierównym przekrojem ścianek w ciągu wielu lat użytkowania utworzą się lokalne gorące i zimne strefy. W tych strefach pojawia się pierwsze mierzalne odkształcenie.

Dlaczego stan płyty formy pojawia się na końcu wtrysku?

Kiedy równoległość zaczyna dryfować, konsekwencje są mechaniczne i przewidywalne. Łańcuch działa mniej więcej tak:

1. Siła docisku rozkłada się nierównomiernie na linii podziału, a jeden narożnik formy przenosi większe obciążenie niż pozostałe.
2. Operator widzi błysk i zwiększa siłę zacisku, aby go zamknąć.
3. Większa siła docisku wpycha płytę głębiej w formę, co w pierwszej kolejności wzmacnia odchylenie, które spowodowało wypływkę.
4. Odpowietrzanie formy otwiera się nierównomiernie, więc przeciwciśnienie we wnęce zmienia się od strzału do wtrysku.
5. Niestabilność plastyczności zmusza operatora do dostosowania prędkości ślimaka i przeciwciśnienia w celu kompensacji.
6. Ślimak i cylinder przejmują teraz obciążenie mieszczące się w tolerancji płyty dociskowej.

Dlatego ciągle się powtarza: „wymieniliśmy śrubę i było dobrze przez trzy tygodnie”. Śruba nie była problemem. Używano go do kompensacji płyty, która opuściła już zakres tolerancji. Po kilku tysiącach cykli kompensacja ta objawia się przyspieszonym zużyciem powierzchni przyłożenia, rosnącą nierównomiernością temperatury stopu i ostatecznie pierścieniem kontrolnym, który wcześnie ulega awarii, ponieważ działa na ruchomy cel.

Równie przydatna jest diagnoza odwrotna. Jeśli zainstalowano zupełnie nową śrubę i zupełnie nową lufę, a błysk nadal się pojawia, zmierz równoległość przed dotknięciem czegokolwiek innego. Kontrola ta kosztuje około dwudziestu minut i nie wymaga demontażu. Powinno to nastąpić przed zamówieniem części zamiennych, a nie po nim.

Równoległość płyty formy i zużycie śrub: praktyczne porównanie

Poniższa tabela przedstawia zmierzone w warsztacie odchylenie równoległości od objawów, które pojawiają się jako pierwsze oraz od tego, co dzieje się po stronie wtrysku. Liczby opisują maszynę klasy 250 ton i są wartościami typowymi, a nie opublikowanymi normami, dlatego należy je czytać obok własnego rysunku maszyny.

Dwie rzeczy w tej tabeli zasługują na podkreślenie. Po pierwsze, przeskok z drugiego rzędu do trzeciego to moment, w którym koszty rosną najszybciej. Płyta dociskowa wysunięta o 0,06 mm często może zostać przywrócona za pomocą przejścia wyrównującego. Płyta, która osiągnęła 0,12 mm, zwykle wymaga obróbki, a podczas obróbki powierzchni montażowej zmienia się również wysokość zamknięcia, jaką może zaakceptować maszyna.

Po drugie, wynik lufy w piątym rzędzie nie ogłasza się sam. Pojawia się później jako śruba, która nie ciągnie już stałego ciężaru strzału, a do tego czasu koszt wymiany obejmuje zarówno śrubę, jak i lufę, a nie tylko jedną część.

Wspólne zaopatrzenie płyty formy i części jednostki wtryskowej

Kiedy maszyna formierska przechodzi przebudowę, pracę płyty dociskowej i pracę jednostki wtryskowej należy zaplanować jako jedno zadanie, a nie dwa. Mają wspólny łańcuch tolerancji, a płyta dociskowa, która zostanie ponownie obrobiona do nowej wysokości zamknięcia, zmieni położenie formy względem dyszy, co z kolei zmieni sposób ustawienia ślimaka i cylindra.

Zhoushan Microwave Screw Machinery Co., Ltd. produkuje śruby, beczki i powiązane części maszyn z tworzyw sztucznych z Zhejiang od 1990 roku, zaopatrując konstruktorów maszyn z tworzyw sztucznych, a nie użytkowników końcowych. Jej hala produkcyjna obejmuje ponad 10 000 metrów kwadratowych, a produkty wysyłane są do Stanów Zjednoczonych, Niemiec, Dubaju, Wietnamu i Tajlandii. W przypadku projektów przebudowy linia ślimaka i cylindra wtryskarki pokrywa plastyfikującą stronę łańcucha tolerancji, na której drugim końcu znajduje się płyta dociskowa.

Bęben ślimakowy wtryskarki Ślimak stanowi rdzeń układu uplastyczniającego, a surowce tworzyw sztucznych są ścinane, prasowane, mieszane i transportowane poprzez ruch obrotowy. Projekt... Zobacz produkt →

Przy zamawianiu obu elementów liczy się to, że dostawca może wycenić projekt na podstawie rysunku maszynowego, a nie ogólnego rozmiaru. Średnica ślimaka, stosunek L/D, klasa wykładziny lufy, rodzaj pierścienia kontrolnego i powierzchnia kołnierza dyszy muszą odpowiadać docelowej wysokości zamknięcia płyty dociskowej. Jeśli płyta jest poddawana ponownej obróbce, położenie styku dyszy zmienia się i cylinder zamówiony przed ustaleniem tego numeru może nie pasować.

Jest to jeden z powodów, dla których projekty przebudowy działają lepiej, gdy najpierw zostanie wykonany przegląd płyty, a zamówienie jednostki wtryskowej zostanie złożone zgodnie z ostatecznym wymiarem. Wyjaśnia także, dlaczego harmonogramy przebudowy tak często się przesuwają: zadanie płyty dociskowej i kolejność beczek przebiegają równolegle, a drugie zadanie w milczeniu zależy od pierwszego.

Szczegóły specyfikacji, które powodują najwięcej zwrotów

Klasa wykładziny lufy to pojedyncza zmienna, która najbardziej wpływa na częstotliwość wymiany jednostki wtryskowej. Poniższa tabela porównuje trzy typowe konfiguracje wkładek w tej samej maszynie obsługującej polipropylen bez wypełnienia, przy użyciu względnego wskaźnika trwałości zużycia, gdzie standardowa azotowana lufa jest ustawiona na 100.

Konstrukcja bimetaliczna to konfiguracja, na której opiera się większość projektów przebudowy, a powodem jest nie tylko odporność na ścieranie. Lufa bimetaliczna dłużej utrzymuje średnicę otworu, co zapewnia stabilny luz między śrubą a lufą przez dłuższy okres użytkowania. Ta stabilność jest tym, co faktycznie chroni powtarzalność ciężaru strzału i jest to cecha, za którą większość kupujących tak naprawdę płaci, nawet jeśli myślą, że płacą za twardość.

Należy pamiętać, że trzeci pasek nie jest automatycznie właściwą odpowiedzią. W przypadku niewypełnionej żywicy towarowej przy umiarkowanych prędkościach ślimaka pierwsza konfiguracja często zwraca się szybciej, a dodatkowy koszt wykładziny zapewnia korzyść, której aplikacja nigdy nie wykorzysta. Decyzja powinna uwzględniać zawartość wypełniacza, temperaturę stopu i czas pracy maszyny pomiędzy planowanymi zatrzymaniami.

Tym, co przyciąga kupujących, jest parowanie. Bimetaliczna lufa wyposażona w standardową azotowaną śrubę przenosi zużycie na śrubę, a zużyta śruba w twardej lufie nacina liner od wewnątrz. Konfiguracje to dopasowany zestaw, a nie menu, w którym każdy element zamówienia można optymalizować niezależnie.

Jak ocenić dostawcę form i beczek w Chinach

Zaopatrywanie się zarówno w ramy maszyn, jak i części do jednostek wtryskowych od jednego dostawcy jest wygodne, ale wygoda nie jest powodem do pominięcia pytań. Sama cena jest tu słabym filtrem, ponieważ dwie oferty, które wyglądają identycznie, mogą różnić się trzykrotnie trwałością użytkową, a różnica jest ukryta w gatunku materiału i kontroli obróbki, a nie w warunkach komercyjnych.

Przydatne pytania, które należy zadać producentowi lub dostawcy przed złożeniem zamówienia:

• Czy gatunek wykładziny jest określony w oznaczeniu materiału, czy tylko określany jako „bimetaliczny”?
• Czy lufa jest szlifowana i wykańczana we własnym zakresie, czy też wykończenie jest zlecane podwykonawcom?
• Czy dostawca może potwierdzić luz roboczy pomiędzy konkretną śrubą a konkretną beczką?
• Czy asortyment produktów jest zorganizowany według typu konstrukcji — pojedyncza śruba, stożkowa podwójna, równoległa podwójna, planetarna — tak, aby można było wybrać właściwą geometrię, a nie zgadywać?
• Czy dostawca zajmuje się zarówno stroną odbudowy, jak i stroną nowej produkcji i czy w obu przypadkach wycenia ofertę na podstawie rysunku maszynowego?

Zhoushan Microwave Screw Machinery produkuje rodziny śrub jednoślimakowych, stożkowych dwuślimakowych, równoległych dwuślimakowych i planetarnych, a także beczki śrubowe do wtryskarek, ślimaki bimetaliczne i zestawy beczek, ślimaki do wytłaczarek gumowych i beczki ślimakowe do wytłaczania pianki EPE. Producent o tak rozbieżnych geometriach zwykle ma bezpośrednie odpowiedzi na temat gatunków pasowanych i gatunków wykładzin, ponieważ dla nich wszystkich stosowane jest to samo oprzyrządowanie i ta sama dyscyplina obróbki cieplnej.

Śruba bimetaliczna Śruba bimetaliczna is a high-performance extruder accessories, which are widely used in various injection molding machinery, extrusion machinery, bakelite machinery and ... Zobacz produkt →

Lufa bimetaliczna Lufa bimetaliczna are widely used in many fields such as automobile manufacturing, home appliance production, packaging materials, medical devices, electronic communic... Zobacz produkt →

Dla hurtowników i firm handlowych zajmujących się odsprzedażą na rynkach formowania przydatne jest rozróżnienie między dostawcą, który może zachować tolerancję w przypadku powtarzających się zamówień, a dostawcą, który może to zrobić tylko raz. Kombinacje bimetalicznych śrub i cylindrów są dobrym przypadkiem testowym, ponieważ stop jest nakładany w kontrolowanych warunkach, a proces jest trudny do sfałszowania. Poproś o specyfikację materiału w zamówieniu próbnym, a następnie sprawdź, czy ta sama specyfikacja pojawia się w zleceniu produkcyjnym. Jeśli te dwa elementy nie są zgodne, problemem nie jest dostawca – problemem jest kontrola procesu.

Praktyki konserwacyjne zapewniające wyrównanie tolerancji płyty i śruby

Większości problemów z wyrównaniem opisanych we wcześniejszych rozdziałach można łatwo uniknąć, a ich odwrócenie jest kosztowne. Krótka, nudna procedura utrzymuje łańcuch tolerancji w nienaruszonym stanie:

1. Pomiar równoległości w pozycji zacisku według ustalonego harmonogramu, zazwyczaj co kwartał na maszynie pracującej na trzy zmiany. Zapisz liczbę, a nie tylko zdanie lub niepowodzenie.
2. Regularnie smaruj drążki kierownicze. Suche ściągi zwiększają obciążenie poruszającej się płyty i przyspieszają odchylenie, któremu próbujesz zapobiec.
3. Rejestruj ciśnienie wsteczne przez pierwsze 500 godzin po każdej wymianie śruby lub lufy. Powolny wzrost zarejestrowanej wartości jest najwcześniejszym sygnałem, że pierścień kontrolny lub płyta dociskowa się poruszyły.
4. Przestań traktować siłę zacisku jako narzędzie do korekcji błysku. Podniesienie go w celu zamknięcia linii podziału to najczęstszy sposób, w jaki naprawialna płyta dociskowa staje się pracą zamienną.
5. Po wymianie śruby i cylindra zmierz płytę w tym samym oknie konserwacji. Wykonanie obu na raz kosztuje mniej niż wykonanie ich w odstępie sześciu miesięcy.

Dyscyplina pomiaru jest ważniejsza niż narzędzia. Czujnik zegarowy i zestaw szczelinomierzy odpowiedzą na to pytanie, pod warunkiem, że odczyt zostanie wykonany za pomocą zacisku i zarejestrowany względem linii bazowej z chwili, gdy maszyna była nowa. Bez linii bazowej każdy odczyt jest niejednoznaczny, a niejednoznaczne odczyty zwykle są rozstrzygane na korzyść najtańszego wyjaśnienia.

Po stronie wtrysku zastosowanie dopasowanej bimetalicznej śruby i zestawu cylindrów zmniejsza częstotliwość demontażu maszyny, co z kolei zmniejsza częstotliwość narażania płyty dociskowej na pośpieszny ponowny montaż. Obydwa systemy nie są niezależne i kalendarz konserwacji nie powinien traktować ich tak, jakby były.

Często zadawane pytania dotyczące płyt formujących i jednostek wtryskowych

Czy stan płyty formy naprawdę wpływa na żywotność śruby i cylindra?

Dzieje się tak, pośrednio, ale konsekwentnie. W przypadku odchylenia się równoległości operatorzy reagują, zwiększając siłę zacisku i regulując przeciwciśnienie, aby utrzymać jakość części. Te regulacje zwiększają obciążenie przenoszone przez śrubę i poszerzają zmienność między strzałami, którą pierścień kontrolny musi absorbować. Śruba nie jest przyczyną zużycia, ale ma konsekwencje.

Jaką tolerancję równoległości powinienem osiągnąć na mojej maszynie?

W przypadku maszyn o masie poniżej 250 ton rozsądnym celem jest zakres warsztatowy od 0,02 mm do 0,05 mm na 100 mm w pozycji zacisku. Większe maszyny zazwyczaj pozwalają proporcjonalnie więcej. Liczba, która ma znaczenie, to ta na rysunku maszyny, mierzona w pozycji zaciśniętej, a nie otwartej.

Czy powinienem kupić śrubę i cylinder i zlecić prace nad płytą u tego samego dostawcy?

Niekoniecznie ten sam dostawca, ale ta sama rozmowa o tolerancji. Położenie styku dyszy zależy od końcowej wysokości zamknięcia po dowolnej obróbce płyty, dlatego kolejność beczek powinna odpowiadać badaniu płyty, a nie wzdłuż niej. Dostawca składający ofertę na podstawie rysunku maszynowego może przyjąć tę zmianę; ten, kto cytuje rozmiar ogólny, nie może.

Czy beczka bimetaliczna jest warta dodatkowych kosztów w przypadku niewypełnionej żywicy?

Często nie, przynajmniej nie tylko w przypadku podłoża ściernego. To, co może się jeszcze zwrócić, to stabilność otworu w długim oknie serwisowym, co chroni powtarzalność ciężaru śrutu. Jeśli maszyna pracuje z niewypełnioną żywicą towarową przy umiarkowanych prędkościach ślimaka i rzadko się rozpada, standardowa azotowana lufa z dobrze dobraną śrubą może szybciej zwrócić się z nawiązką.

Jak rozpoznać, czy zużycie występuje na płycie dociskowej, czy na śrubie?

Najpierw zmierz równoległość, ponieważ zajmuje to dwadzieścia minut i nie wymaga rozbierania. Jeśli równoległość mieści się w granicach tolerancji, a masa wtrysku nadal się waha, problem leży po stronie wtrysku i następnym miejscem, na które należy zwrócić uwagę, jest pierścień kontrolny lub luz śrubowy.

Co powinno zawierać pierwsze zamówienie od chińskiego dostawcy?

Co najmniej: odniesienie do rysunku maszyny, geometria ślimaka i stosunek L/D, klasa tulei lufy według specyfikacji materiału, typ pierścienia kontrolnego i wymagany luz roboczy. Producent pracujący nad geometrią pojedynczą, bliźniaczą, stożkową i planetarną zwykle prosi o to przed wyceną, co samo w sobie jest przydatnym sygnałem.

Powiązane lektury

Dwie kolejne strony tej witryny szczegółowo omawiają jednostkę wtryskową i szerszą gamę produktów.

Obie strony znajdują się obok materiałów dotyczących wyrównywania powyżej i warto je przeczytać przed sfinalizowaniem wyceny przebudowy, ponieważ opisywane na nich decyzje dotyczące tolerancji wpływają bezpośrednio na omówione tutaj wartości wysokości zamknięcia i prześwitu.