В. Курносов - Проектирование литьевой оснастки с использованием программы Solid Edge

В трехмерном варианте вся литьевая форма полностью проектируется в трехмерной системе. Возможно достижение сквозного внедрения данных CAD в процесс. В идеале практически все данные, описывающие форму, находятся в компьютерной модели.

Хотя трехмерные построения понятнее наблюдателю, чем сложные технические чертежи, при генерации твердотельных моделей часто возникает необходимость в двухмерном черчении. Стало обычной практикой создавать поперечные сечения профилей в виде эскиза и превращать их в трехмерные объекты путем трансляции или вращения. В этом случае для подготовки к объемному моделированию требуется двухмерный чертеж. Даже если трехмерное моделирование закончено, двухмерное черчение может оказаться необходимым, например, для создания рабочих чертежей отдельных деталей. В результате происходит переключение между уровнями моделирования и представления.

Экономическими предпосылками применения нормализованных деталей пресс-форм стали [4]:

– повышенные требования к качеству деталей для обеспечения ходимости пресс-форм в 500 тыс.-1 млн. циклов смыкания;

– номенклатура нормализованных деталей в пресс-форме может достигать до 90 % от общего числа деталей;

– оптимальное соотношение цена/качество по сравнению с оригинальными деталями;

– взаимозаменяемость нормалей и соответственно повышенная ремонтопригодность пресс-форм;

– исчерпание старых запасов сталей инструментальными производствами;

– нерентабельность содержания собственного заготовительного производства или его отсутствие на настоящий момент;

– невозможность закупки сталей малыми партиями;

– возможность заказать нормализованные детали пресс-форм ещё до полного окончания проектирования;

– надёжность конструкторских решений нормализованных узлов и деталей пресс-форм, проверенных временем.

В самом общем виде этапы производства пресс-формыпредставлены на рис. 3.1. Если рассматривать каждый этап по отдельности, то получается комплексный сложный технологический процесс, который занимает месяцы работы различных специалистов по компьютерному моделированию, составлению технической документации, изготовлению и обработки составных частей пресс-формы [5].

Рис. 3.1.Этапы производства пресс-формы

• Конструкторско-технологическая подготовка производств.

Первый этап производства пресс-формы включает подготовку эскизов изделия (эскизная графика), построение 3D модели, фотореалистическую визуализацию.

На начальном этапе производства пресс-формы все существующие идеи, чертежи переносятся на компьютер, на котором с помощью определенных программ осуществляется проектирование пресс-форм. При проектировании пресс-форм применяются CAD/CAM-системы автоматизированного, сквозного проектирования.

Для избежания или максимального уменьшения коробления, разводов и других дефектов можно использовать компьютерное моделирование процесса заполнения формы. Также при этом можно контролировать распределение температуры расплава, скоростей потока и другие параметры.

Первый этап крайне важен для определения необходимого объема работ на втором этапе изготовления пресс-формы, так как определяется необходимый набор стандартных и специальных изделий, необходимых для изготовления пресс-формы.

• Изготовление пресс-формы.

Второй этап производства пресс-формы включает конструирование (заказ стандартных частей, обработка заготовок, изготовление специальных элементов пресс-формы), прототипирование, и непосредственно сборку пресс-формы.

Пресс-форма состоит из большого количества частей, которые должны точно сопрягаться между собой. Детали пресс-форм разделяют на нормализованные и специальные. Конструкция нормализованных деталей пресс-формы может быть установлена заранее, независимо от конструктивных особенностей отливаемых изделий в прессформе.

Любая пресс-форма на 50-95 % состоит из стандартных по номенклатуре и весу деталей (нормалей). Эти детали по цене составляют от 10 до 60 % от ее полной стоимости. Колебания процентов зависят как от конструкции пресс-формы, геометрии отливки и требований инструментального производства, так и от уровня подготовленности конструктора (конструкторской компании) пресс-формы, его желания и возможности применить подходящие стандартные элементы.

К нормализованным деталям пресс-формы относят:

– верхние и нижние плиты пресс-формы;

– простые плиты, механически обработанные со всех сторон, подходящие для изготовления пуансонов, матриц и формообразующих плит, требующих большой объем выборки;

– детали для пресс-форм: направляющие втулки и колонки, центрующие элементы, фиксаторы, вставки;

– толкатели и элементы для извлечения деталей из формы;

– литниковая система, горячеканальная технология: литниковые втулки, горячеканальные инжекторы (сопла), в т.ч. инжекторы многоточечного впрыска, горячеканальные коллекторы, фильтры;

– техника автоматического управления: тэны, разъемы, приборы и датчики контроля, переносные измерительные приборы;

– система охлаждения: штуцера, муфты, спиральные вставки для пуансонов, прокладки, шланги.

В мире действуют компании, специализирующиеся на производстве нормализованных элементов. Как правило, набор таких деталей представлен в каталогах этих компаний, причем цена на них заранее определена. Степень их готовности от 10 до 100 %. Наиболее известными в мире компаниями, выпускающими стандартные детали, являются Hasco Hasenclever GmbH (Германия), DME Company (США), EOC Normalien (Германия), Strack Norma GmbH (Германия), Ewikon Heisskanalsysteme (Германия), Mold-Masters Europa GmbH (Канада), Diemould Service Co. Ltd (DMS) (Великобритания) и др.

Кроме того, существуют компании, сопрягающие производство пресс-форм с производством стандартных элементов пресс-форм. Наиболее известные среди этих компаний: Schottli AG Mould Technology (Швейцария), Mold & Hotrunner Technology AG (MHT) (Германия), StackTeck (Канада), Husky (Канада).

К специальным деталям пресс-формы относят вставные матрицы, пуансоны, гладкие знаки, резьбовые знаки, кольца и т.п. Наиболее ответственными деталями пресс-формы, с точки зрения возникающих в них напряжений, являются загрузочные камеры, вставные матрицы и обоймы пресс-формы.

Производством специальных деталей занимается специализированное инструментальное производство, как правило, компания, в которой непосредственно заказывается пресс-форма.