Mocowanie form wtryskowych na wtryskarkach

Dla wielu pracowników mocowanie form wtryskowych na wtryskarkach jest czynnością bardzo łatwą – klucz, kilka śrub i łap, dokręcić i forma zawieszona. Czy jednak zastanawialiście się kiedyś z jakimi wymaganiami należy takie czynności wykonywać? Czy istnieją zalecenia, którymi należy się posługiwać?

Najtańszym i najczęściej stosowanym sposobem mocowania form wtryskowych na maszynach jest mocowanie przy pomocy różnego rodzaju łap dociskowych.

Tym wpisem chciałbym się z Wami podzielić moimi spostrzeżeniami w kwestii mocowania form. Postaram się także opisać zalecenia, a w niektórych przypadkach wręcz wymagania odnośnie montażu formy. Liczę na Wasze komentarze i ewentualne uwagi.

Pracownik zmieniający narzędzia na wtryskarce musi mieć świadomość, że jego praca polegająca na mocowaniu formy wtryskowej ma wpływ na bezpieczeństwo swoje i współpracowników, a także form, maszyn i peryferii.

Najczęściej popełniane błędy w mocowaniu form wtryskowych i zalecenia

Rodzaje gwintów

Na halach produkcyjnych możemy spotkać maszyny kupione z różnych stron świata i tym samym z różnymi typami gwintów w stołach mocujących. Dobrą praktyką będzie wprowadzenie przez Was standardu określającego jaki typ gwintu ma być wykonany w maszynach, które będziecie kupować.

Próba wkręcenia śruby z gwintem metrycznym do otworu z gwintem innego typu skończy się jego uszkodzeniem. Jeżeli macie na hali maszynę, która posiada inny typ gwintu to warto zastosować oznaczenie jasno określające inny typ.

Długość śruby

Bardzo ważne jest, żebyście zwrócili uwagę na długość śruby, którą musicie wkręcić na co najmniej 1.5 D (D – średnica gwintu) w stół maszyny (Rysunek 1). Z drugiej strony – za długa śruba może dojść do końca otworu gwintowanego i uniemożliwić prawidłowe zamocowanie formy. Siłowe dokręcanie śruby, która osiągnęła już maksymalną głębokość w otworze będzie powodowało naprężenia uszkadzające gwint.

Rysunek 1: Minimalna głębokość wkręcania śrub w stół wtryskarki. Źródło: https://www.wittmann-group.com/

Moment dokręcania

W przypadku zbyt małego naprężenia wstępnego złącze śrubowe mogłoby drgać lub poluzować się. W przypadku zbyt dużego naprężenia wstępnego istnieje niebezpieczeństwo, że złącze śrubowe pęknie. Optymalne naprężenie wstępne osiąga się za pomocą właściwego momentu dokręcenia. Zachęcam do zapoznania się z wpisem http://nastawiacz.pl/uszkodzenia-gwintow-w-stolach-wtryskarek/. W szczegółach omówiłem tu granicę wytrzymałości, granicę plastyczności oraz zamieściłem tabelę z maksymalnymi momentami dokręcania. Kolejny warty uwagi wpis to http://nastawiacz.pl/klucz-dynamometryczny-moment-dokrecania/, gdzie opisałem w jaki sposób prawidłowo obsługiwać klucz dynamometryczny.

Jeżeli podczas montażu formy wtryskowej nie stosujesz smarowania śrub bądź nakrętek, to siła naprężenia znacząco spada i dochodzi do szybszego zużycia elementów gwintowanych. Większość momentu dokręcającego przy dokręcaniu bez użycia specjalnego smaru jest wykorzystywana do pokonania tarcia. Jeżeli użyjecie smaru (np. na bazie dwusiarczku molibdenu) zmniejszycie tarcie i przy tym samym momencie obrotowym wytworzycie większe napięcie wstępne (Rysunek 2).

Rysunek 2: Spadek siły naprężęnia w wyniku dokręcania śruby bez użycia smaru.

Podkładki pod śrubę, nakrętkę

Twardość

Powinniśmy używać podkładek ulepszanych cieplnie. Stosowanie miękkich podkładek (Rysunek 3) powoduje ich odkształcenie i uszkodzenie. W razie uszkodzenia istnieje ryzyko, że łeb śruby lub nakrętka “przebije” się przez podkładkę i poluzuje mocowanie.

Rysunek 3: Zastosowana nieodpowiednia podkładka.

Rodzaj

Jeżeli używamy różnego rodzaju łap dociskowych musimy zwracać uwagę czy stosowane przez nas podkładki są odpowiednie do rodzaju łapy. Na poniższych zdjęciach możecie zobaczyć (Rysunek 4, 5), że użyto płaskiej podkładki, która nie jest dedykowana do tego rodzaju mocowania. Kontakt łba śruby z podkładką jest tylko z jednej strony, z drugiej powstaje szczelina, co powoduje deformacje na śrubie i ryzyko poluzowania. Stosowanie nakrętek zamiast podkładki również jest zabronione. W tym przypadku trzeba dostosować długość śruby i usunąć nakrętkę.

Ilość

Długość śruby trzeba dopasować do typu łapy i płyty mocującej w formie wtryskowej w taki sposób, żeby minimalna głębokość wkręcenia wynosiła
1,5 średnicy gwintu, a maksymalna długość nie stanowiła ryzyka wkręcenia jej do końca otworu gwintowanego. Nie dostosowujcie tej długości w taki sposób jak przedstawia poniższe zdjęcie (Rysunek 6). W tym przypadku zastosowane podkładki mają również nieodpowiednią twardość.

Ilość podkładek na łapie mocującej formę wtryskową
Rysunek 6: Zabronione jest dopasowywanie długości śruby przy pomocy zwiększania ilości podkładek.

Pozycja łapy

Śruba, którą dokręcamy łapę powinna być umieszczona możliwie blisko formy wtryskowej. Siła, którą będziemy dokręcać będzie efektywnie oddziaływać na formę, a nie na podporę, co da pewne zamocowanie narzędzia. Im dalej umieścisz śrubę od formy wtryskowej tym będzie większe ryzyko wysunięcia się narzędzia lub luzowania połączenia podczas pracy maszyny. Jeżeli nie spełniasz wymogów pokazanych poniżej (Rysunek 7) to powinieneś zmienić miejsce mocowania łapy.

pozycja śruby na łapie mocującej
Rysunek 7: Niepoprawne i zalecane miejsce śruby dokręcającej.

Podsumowanie

Ilość zagadnień jaką można poruszyć w kwestii mocowania form wtryskowych na wtryskarkach jest bardzo duża. Błędy popełniane na halach produkcyjnych wynikają najczęściej z niewiedzy osób wykonujących przezbrojenie, dlatego tak ważna jest dyskusja i edukacja w tym temacie. Powyższe uwagi dotyczące błędów i ewentualnych zaleceń powinniście wziąć sobie do serca. Ryzyko jakie występuje na stanowisku odpowiedzialnym za przezbrojenia jest duże, a pewne zamocowanie formy wtryskowej skutecznie je minimalizuje.

Myślę, że Was nie zaskoczę jak stwierdzę, że temat mocowania nie został przeze mnie wyczerpany. Jest z pewnością jeszcze wiele aspektów, które powinniśmy poruszyć dlatego zapraszam Was do dyskusji w tym temacie. Jeżeli chcecie się podzielić Waszymi spostrzeżeniami dotyczącymi mocowania to będzie mi bardzo miło 😉 Tymczasem, życzę przyczepności do obu połówek maszyny 🙂

Poduszka resztkowa na wtryskarce

Obsługując wtryskarki mamy do czynienia z wieloma parametrami nastawnymi, które wprowadzamy do układów sterowania maszyn w celu realizacji konkretnych zadań. Niemniej istotnym parametrem jest poduszka resztkowa, która nie jest parametrem nastawnym, a wynikowym.

Co to jest poduszka resztkowa?

Możemy się doszukiwać tutaj pewnej analogii z poduszką stanowiącą komfortowe, bezpieczne podparcie dla naszej głowy. Tak też jest w przypadku wtryskarek, gdzie poduszka resztkowa jest pewnym buforem pomiędzy głowicą wtryskarki, a końcówką ślimaka (Rysunek 1).

Rysunek 1: Poduszka resztkowa po zakończonym procesie docisku.

Bufor ten stanowi pewną ilość tworzywa, która pozostaje przed końcówką ślimaka po zakończeniu trwania procesu docisku.

Zadaniem poduszki resztkowej jest…

przeniesienia ciśnienia stopu do gniazda formującego, celem uzupełnienia strat skurczowych powstających w wyprasce. Jest to również zabezpieczenie przed mechanicznym kontaktem końcówki ślimaka z głowicą układu plastyfikacji.

Mając na uwadze powyższe zadania jakie zostały postawione przed omawianym parametrem wynikowym, poduszka resztkowa:

  • nie może być równa 0 (zero). Istnieje jednak wyjątek od tej reguły. Jest nim przetwórstwo tworzywa PVC, które jest materiałem wrażliwym termicznie i w przypadku jego wtrysku powinniśmy dążyć do usunięcia resztek tworzywa sprzed czoła ślimaka. Dopowiem, że możecie być spokojni o zespół wtrysku, ponieważ końcówka ślimaka do przetwórstwa PVC jest dostosowana do kształtu głowicy na wtryskarce i nie ma ryzyka uszkodzenia maszyny,
  • powinna być stabilna. Jej stabilność pozwala nam ocenić sprawność agregatu wtryskowego i końcówki ślimaka oraz zapewnia powtarzalność jakości wypraski. Parametr poduszki powinieneś cyklicznie monitorować (Rysunek 2).
poduszka wtryskarki
Rysunek 2: Wykres monitorowania poduszki resztkowej.

Niewystarczająca wielkość poduszki resztkowej może doprowadzić do powstania wad w postaci rozbieżności wymiarowym będących następstwem skurczu, niedolewów itp.

Za duża wartość poduszki resztkowej powoduje zaleganie tworzywa w gorącym agregacie, co nie sprzyja przetwarzanym przez nas materiałom. W związku z oddziaływaniem czasu i podwyższonej temperatury możemy spowodować degradację polimeru, co na wyprasce będzie widoczne jako barwne, ciemne smugi ciągnące się wzdłuż drogi płynięcia.

Podczas kontroli poduszki resztkowej np. przy pomocy Tabela jakości możesz uzyskać wiele cennych informacji dotyczących stabilności zadanych parametrów i funkcjonowania układów wtryskarki. Są to m.in. dane na temat:

Poduszka resztkowa powinna wynosić…

No właśnie. Ile powinna wynosić poduszka?

Na to pytanie można znaleźć wiele różniących się od siebie informacji. Którą z nich przyjąć jako poprawną? Którą się sugerować ustawiając proces wtrysku?

Moje doświadczenie podpowiada mi, żeby utrzymywać poduszkę resztkową tak dużą, żeby:

  • uzupełnić straty skurczowe w wyprasce przez cały okres trwania czasu docisku,
  • nie osiągnąć wartości zerowej, żeby nie uszkodzić głowicy agregatu wtryskowego.

Ja nie uwzględniam wrażliwości termicznej przetwarzanego materiału w ustawianiu parametrów mających wpływ na poduszkę resztkową (poza PVC). Staram się stosować wartości od 2 mm do 10 mm w zakresie średnic ślimaka Ø30 – Ø130 (pomijam tutaj mikro wtryskiwanie, gdzie z wiadomych względów powyższe wartości nie mają racji bytu).

Zakres, który przedstawiłem jest uzależniony od średnicy ślimaka. Im większa średnica tym wyższą wartość poduszki resztkowej powinniśmy utrzymywać.

W związku z powyższym możemy zastosować wzór, który w przybliżeniu wskaże nam zalecaną wartość i wygląda on następująco:

Poduszka resztkowa = 0,07 x średnica ślimaka

Jak widzicie, wartości poduszki nie są duże. Istnieją jednak przypadki, gdzie umyślnie zwiększamy jej wartość, ale to temat na osobny wpis 🙂

Czekam na Wasze komentarze w kwestii poduszki resztkowej. W jaki sposób ją kontrolujecie i na jakim poziomie utrzymujecie oraz na feedback czy ten wpis Wam się podobał i czy z chęcią przeczytacie kolejny 😉

Tymczasem życzę “odkręconej wody” i “włączonego docisku” 😀