Изобретение относится к области машиностроения, в частности к оборудованию и технологической оснастке для переработки пластмасс, а именно к литьевым формам для формования полимеров.
Известны литьевые формы для изготовления полимерных изделий, в которых поднутряющие элементы и знаки перемещаются с помощью ползунов под действием клиновых механизмов [1] .
Общий недостаток клиновых механизмов заключается в сложности конструктивного исполнения, низкой надежности в эксплуатации и ограничении технологических возможностей, т. к. в сопрягаемых поверхностях указанных механизмов за счет трения скольжения при работе происходит износ и сбой в срабатывании, особенно когда такого типа механизмы применяются для оформления элементов изделия под углом к основной плоскости разъема формы и когда запирающие клинья имеют консольное расположение и механическое крепление. Основным критерием ремонтного состояния указанных форм из-за отсутствия в них предохранительных или сигнальных средств является либо поломка наиболее слабого звена, либо выход из строя литьевой машины, а может быть и то и другое.
Известна также литьевая форма, содержащая неподвижную и сопряженную с ней подвижную полуформу, подпружиненный ползун со знаком, приводной орган и запирающий клин, связанные кинематически с указанным ползуном, и подвижную шину внутри полуформы с укрепленным на ней выталкивателем для съема изделия [1] .
В данной форме приводной орган выполнен в виде шарикового передаточного механизма и служит для отвода ползуна, а подвод ползуна в исходное рабочее положение осуществляется с помощью пружины и фиксируется запирающим клином. Причем ползун и шариковый механизм расположен в смежных каналах.
Недостаток известного решения заключается в том, что схема взаимодействия ползуна и приводного органа имеет ограниченные технологические возможности, т. е. применима для больших отрицательных углов наклона ползуна, более 15о и не применима для положительных углов наклона. Низкая надежность в эксплуатации, т. е. возврат ползуна в исходное рабочее положение осуществляется с помощью пружины, а запирающий клин имеет консольное расположение и находится под действием отжимающего усилия. Отсутствуют предохранительные или сигнальные средства для предупреждения аварийного состояния в случае ненадежного срабатывания или выхода из строя деталей, взаимодействующих с ползуном. Кинематическая схема взаимодействия подвижных узлов и деталей не содержит элементов или средств для обеспечения работы формы в комплексе с литьевой машиной в автоматическом режиме.
Известна литьевая форма для изготовления полимерных изделий, которая содержит неподвижную и сопряженную с ней подвижную полуформу, ползун со знаком, приводной орган, связанный кинематически с указанным ползуном, подвижную плиту внутри полуформы с укрепленным на нем выталкивателем для съема изделия и предохранительный механизм, включающий источник излучения, проекционный объектив и фотоэлемент.
В данной форме приводной орган выполнен в виде клинового механизма и служит для подвода и отвода ползуна, а фиксация рабочего положения ползуна осуществляется запирающим клином, при этом форма снабжена предохранительным механизмом с оптической системой, предупреждающим о неисправностях или сбоях в рабочее, что повышает надежность в эксплуатации.
Недостаток прототипа заключается в ограниченных технологических возможностях, т. е. схема взаимодействия ползуна и клина обеспечивает перемещение последнего параллельно основной плоскости разъема формы и не применима для положительных и отрицательных углов наклона ползуна относительно указанной плоскости разъема формы. Кинематическая схема взаимодействия подвижных узлов и деталей не содержит элементов или средств для обеспечения работы формы в комплексе с литьевой машиной в автоматическом режиме.
Целью изобретения является повышение надежности в работе формы, обеспечение работы и в автоматическом режиме и расширение технологических возможностей.
Поставленная цель достигается за счет того, что в литьевой форме для изготовления полимерных изделий, содержащей неподвижную полуформу и подвижную полуформу с установленным в ней ползуном со знаком, связанный с ползуном приводной механизм, плиты выталкивания с выталкивателями и предохранительный механизм, включающий источник излучения, проекционный объектив и фотоэлемент, она снабжена пальцем с ограничителем хода, пластиной со штоками и дополнительным проекционным объективом, ползун размещен под углом к оси формы, к торцу ползуна перпендикулярно его оси прикреплена пластина со штоками, в подвижной плите выполнены пазы для размещения штоков, приводной механизм выполнен в виде упругой плавающей системы, включающей шарики и две вставки с фасонными каналами для размещения шариков, а проекционный объектив предохранительного механизма выполнен в виде шаровой линзы и встроен в упругую плавающую систему, дополнительный проекционный объектив встроен в выталкиватель. Ограничитель хода пальца выполнен в виде бурта, образованного на конце пальца, и резьбовой пробки, установленной в подвижной полуформе.
На фиг. 1 показана литьевая форма, разрез по вертикальной плоскости; на фиг. 2 - разрез ползуна по плоскости, проходящей через его продольную ось и ортогональную вертикальной плоскости; на фиг. 3 узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - узел II на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - оптическая схема работы шаровой линзы.
Литьевая форма состоит из основания 1 (фиг. 1), к которому крепится обойма 2, в ней располагается матрица 3, по центру которой размещена литниковая втулка 4. Все это составляет неподвижную часть литьевая форма.
Подвижная часть литьевой формы включается в себя основание 5, опоры 6, связывающие основание с подушкой 7, с другой стороны к подушке 7 крепится пуансонодержатель 8, в котором размещен пуансон 9 с арматурой 10, в торец которой упираются выталкиватель 11 изделия. С другой стороны выталкивателя, на расстоянии h1 от него расположена планка 12, подвижная относительно плиты выталкивателей 13, которая связана с плитой 14. Эти две плиты могут перемещаться по направляющим колонкам 15 и связаны втулкой. Расстояние от плиты выталкивателей 13 до подушки 7 равно h и определяется исходя из конструкции отливки, в которой поднутряющий паз оформляется ползуном 16. Для ограничения хода пальца-толкателя 17 с буртом используются резьбовые пробки 18, выполненные в виде колец. Между буртом толкателя 17 и пробкой 18 имеется свободный ход, равный ходу подвижной плиты.
Конструкция ползуна 6 показана на фиг. 2. Он состоит собственно из ползуна, с ним скреплена укрепленная поперек его продольной оси пластина 19. На его торцах расположены штоки 20, которые при работе взаимодействуют с упругими системами выполненными, в виде шариков 21, размещенных во вставках с фасонной конфигурацией каналов 22. В литьевой форме имеется еще одна упругая система, состоящая из шариков 23, причем один из крайних шариков этой системы взаимодействует с ползуном 16, а другой с - пальцем 17. Эта упругая система размещается во вставках с фасонной конфигурацией каналов 24.
Выталкиватель 25 (фиг. 3) перемещает шарик 21 по подушке 7 и по вставкам 22. На фиг. 3 и 4 показана конструкция выталкивателя 25. К выталкивателю крепится с помощью штифта 26 вставка 27, в которой расположена шаровая линза 28 (фиг. 4). На фиг. 5 и 6 показана конструкция выталкивателя 11. К нему с помощью штифта 29 (фиг. 5) крепится вставка 30, которая взаимодействует с пружиной 31. Для разборки этого узла литьевой формы, а также для создания направления при движении выталкивателя используется планка 32.
На фиг. 6 также показана шаровая линза 33, которая фиксируется вставкой 30. Во вставках 27 и 30 имеются прорези 34 для прохождения лучей света.
На фиг. 7 показана оптическая схема литьевой формы. На расстоянии S (минус поставлен в соответствии с правилом знаков, принятым в геометрической оптике) от шаровых линз 28 или 33 находится источник излучения 35, например лампа накаливания МН2, 5-0,4 ГОСТ 2204-74. В соответствии с теорией оптических приборов шаровая линза проецирует изображение нити источника на расстоянии S, причем отрезки S и Sсвязаны соотношением
=
(1) где f - заднее фокусное расстояние шаровой линзы.
Известна также формула связи заднего фокусного расстояния шаровой линзы с ее радиусом
f′= 
(2) где r - радиус шаровой линзы,
n - показатель преломления прел стекла шаровой линзы.
Подставляя f1 из формулы (2) в формулу (1), имеем
=
(3)
Таким образом мы получили формулу связи между отрезками S м Sи радиусом r шаровой линзы, что позволяет технически обоснованно ее рассчитать.
На расстоянии S от вершины задней полусферы шаровой линзы в литьевой форме устанавливается фотоэлемент 36, например, фоторезистор СФ2-2 по ТУ 64.681.128 или фотодиод ФД-2 по ТУ СЛЗ 369.001.
Роль входных 37 и выходных 38 зрачков, ограничивающих световые пучки выполняют пазы 39 и 40.
Литьевая форма работает следующим образом. Сначала через литниковую втулку 4 в формующую полость заливается материал, при этом подвижная часть литьевой формы и ее неподвижная часть сомкнуты, как показано на фиг. 1. При раскрытии литьевой формы подвижная ее часть, состоящая из основания 5, опор 6, подушки 7, пуансонодержателя 8 с пуансоном 9, а также плиты выталкивателей 13 и плиты 14, отходят от ее неподвижной части, состоящей из основания 1, обоймы 2 и матрицы 3. При раскрытии литьевой формы упор литьевой машины (на фиг. не показан) приводит в движение плиту 14 и плиту выталкивателей 13, скрепленную с ней. При этом выталкиватель 25 перемещает шарики, которые выводят от отливки 41 ползун 16. При этом движении ползун 16 перемещает шарики 23 по вставкам, причем перемещение ползуна происходит до того момента пока плита выталкивателей 13 не подойдет вплотную к подушке 7, при этом упор своим буртом будет взаимодействовать с резьбовым кольцом 18, а шаровая линза 28 встанет в положение, показанное на фиг. 7, т. е. от источника света 35 на фотоэлемент через шаровую линзу 28 попадет сфокусированное излучение, и с фотоэлемента в электронную схему поступает электрический сигнал, определяемый напряжением Uвых.
После выхода из отливки 41 части ползуна 16, оформляющей в ней поднутрение, начинает ее выталкивание из литьевой формы.
Выталкивание производится следующим образом. При перемещении плит 14 и 13 к подушке 7 планка 12 подходит к выталкивателю 11 и упирается в него, с этого момента выталкиватель 11 начинает выталкивать отливку 41 из пуансона 9, при этом пружина 31 сжимается. Следует затемнить, что отрезки h и h1 должны быть связаны следующим равенством
h = h1 + Δ, где Δ - линейная величина, которая необходима, чтобы столкнуть отливку с пуансона.
Планка 12 одновременно участвует в двух движениях: вместе с плитами 13 и 14 давит на выталкиватель 11, а также при этом перемещается поперек оси выталкивателя 11 таким образом, чтобы как только отливка 41 вышла из пуансона 9, так сразу планка 12 выходит из соприкосновения с выталкивателем 11 - он проваливается в паз в плите 14. В этот момент вмонтированная в выталкиватель шаровая линза 33 попадает в ход лучей от источника излучения 35 и на фотоэлемент 36 попадает световой сигнал и, следовательно, с него в электронную схему литьевой машины поступит электрический сигнал Uвых. После последовательного поступления в литьевую машину двух сигналов с выталкивателя 25 и выталкивателя 11 можно производить смыкание ее плит для дальнейшей работы формы. Если хотя бы один из сигналов не поступит или они будут меньшей величины, то значит форма неисправна и смыкание производить нельзя.
При смыкании подвижной и неподвижной полуформ палец 17 упирается своим торцом в основание 1 и перемещает через шарики 23 ползун 16 в первоначальное положение, при этом через пластину 19 и штоки 20 выталкиватель 25 перемещает плиты 13 и 14 в первоначальное положение, планка также устанавливается в первоначальное положение. Форма снова готова к работе.
Использование: при изготовлении пластмассовых изделий, в частности при конструировании литьевых форм. Сущность изобретения: форма содержит подвижную полуформу с установленным в ней ползуном, который размещен под углом к оси формы, к торцу ползуна перпендикулярно его оси прикреплена пластина со штоками, в подвижной плите выполнены пазы для размещения штоков. Форма снабжена пальцем с ограничителем хода. Дополнительный проекционный объектив встроен в выталкиватель. Приводной механизм выполнен в виде упругой плавающей системы, включающей шарики и две вставки с фасонными каналами для размещения шариков, а проекционный объектив выполнен в виде шаровой линзы и встроен в упругую плавающую систему. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.
