KINEMATICKÉ ELEMENTY K 5 PLASTOVÉ. doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. a kolektiv. verze - 1.0

Transkript

1 Katedra konstruování stroj Fakulta strojní K 5 PLASTOVÉ KINEMATICKÉ ELEMENTY doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. a kolektiv verze Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpo tem eské republiky

2 Hledáte kvalitní studium? Nabízíme vám jej na Kated e konstruování stroj Katedra konstruování stroj je jednou ze šesti kateder Fakulty strojní na Západo eské univerzit v Plzni a pat í na fakult k nejv tším. Fakulta strojní je moderní otev enou vzd lávací institucí uznávanou i v oblasti v dy a výzkumu uplat ovaného v praxi. Katedra konstruování stroj disponuje modern vybavenými laborato emi s po íta ovou technikou, na které jsou nap. student m pro studijní ú ely neomezen k dispozici nové verze p edních CAD (Pro/Engineer, Catia, NX ) a CAE (MSC Marc, Ansys) systém. Laborato e katedry jsou ve všední dny student m pln k dispozici nap. pro práci na semestrálních, bakalá ských i diplomových pracích, i na dalších projektech v rámci univerzity apod. Kvalita výuky na kated e je úzce propojena s celouniverzitním systémem hodnocení kvality výuky, na kterém se pr b žn, zejména po absolvování jednotlivých semestr, podílejí všichni studenti. V sou asné dob probíhá na kated e konstruování stroj významná komplexní inovace výuky, v rámci které mj. vznikají i nové kvalitní u ební materiály, které budou v nadcházejících letech využívány pro podporu výuky. Jeden z výsledk této snahy máte nyní ve svých rukou. V rámci výuky i mimo ni mají studenti možnost zapojit se na kated e také do spolupráce s p edními strojírenskými podniky v plze ském regionu i mimo n j. ada student rovn ž vyjíždí na studijní stáže a praxe do zahrani í. Nabídka studia na kated e konstruování stroj : Bakalá ské studium (3roky, titul Bc.) Studijní program Zam ení B2301: strojní inženýrství ( zam ený univerzitn ) Stavba výrobních stroj a za ízení Dopravní a manipula ní technika B2341: strojírenství (zam ený profesn ) Design pr myslové techniky Diagnostika a servis silni ních vozidel Servis zdravotnické techniky Studijní program Zam ení Magisterské studium (2roky, titul Ing.) N2301: Strojní inženýrství Stavba výrobních stroj a za ízení Dopravní a manipula ní technika Více informací naleznete na webech a Západo eská univerzita v Plzni, 2013 ISBN doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. Ing. Eduard Müller Ing. Štěpán Heller

3 KINEMATICKÉ ELEMENTY ZÁKLADNÍ POPIS Používají se pro výrobu podkosových dutin, které není možné vyrobit běžným odformováním výrobku. Rozhodnutí o použití kinematických elementů na formě je závislé na sériovosti. Vhodné pro velkosériovou výrobu Skupina kinematického elementu: šíbr, vodící kolík, kluzné vedení elementu Šíbr (kinematický element) zajistí vyplnění tvarové dutiny, která po odformování nebude vyplněna taveninou Pohybuje se nejčastěji kolmo na osu nástroje Vodící kolík vytváří posun mechanicky ovládaného šíbru Kluzné vedení Slouží pro uložení šíbru ve vlastní dráze posuvu Ovládání mechanické nebo hydraulické U tvarově složitějších součástí a větších šíbrů je nutné zajistit jejich chlazení Konstrukční obecná pravidla Vodící lišty jsou připevněny šrouby a případně kolíky (DIN 7979) ty umístíme vždy na vnější stranu od Obrázek 1 Kolík DIN 7979 šroubů Je-li šířka šíbru větší než její délka, je třeba boční vedení doplnit o středové vedení Je-li šíbr 2x širší než jeho délka, je třeba středové vedení provést symetricky a na dvou místech Dále je důležité sledovat poměr mezi délkou a výškou, z důvodu vyvrácení Vrtání pro kolík musí být o 1-2mm větší než průměr kolíku. Drsnost stěny 1,6 Ra a nebo lepší Běžné uložení vodících kolíků je pod úhlem ,(vůči rovině pevné upínací desky lisu viz kapitola vstřikovací lisy) málo používané jsou úhly Nefunkční vodící plochy je nutné konstruovat s vůlí Zdroj: /ecm.ag/Cylindrical-pins-with-internal-thread%07DIN-7979.html Vůle Obrázek 2 Konstrukční uložení šíbru Výhody použití kinematických elementů není zapotřebí dalších výrobních procesů (vrtání nebo sekání) Úspora času při výrobě Zvýšení účinnosti nástroje Nevýhody použití kinematických elementů Složitější konstrukce formy Náročnější údržba Náchylnější k poruchovosti

4 ŠÍBRY OVLÁDANÉ ŠIKMÝMI KOLÍKY Nejčastější ovládací mechanismus šíbrů na formách Zdvih je závislý na úhlu nastavení kolíku, úhlu dráhy čelisti a délce šikmého kolíku Přesahovala-li by délka šikmého kolíku hranici půdorysné plochy formy, je nutné použít hydraulické ovládání Kolíky jsou zatěžovány zvýšeným cyklickým ohybovým namáháním. Vlivem toho jsou náchylné k poškození. Jezdí-li šíbr pod úhlem nakloněné rovině vůči rovině pevné upínací desky lisu, je zapotřebí pro stanovení celkového úhlu přičíst úhel dráhy šíbru k úhlu kolíku Způsoby montáže kolíku Šroubem procházejícím skrz kolík o adekvátní velikosti vůči průměru kolíku Osazením dříku kolíku a seříznutím dosedací plochy Stavěcím šroubem mezi kolíkem a rámem formy (nedoporučuje z důvodu montáže) Materiály ČSN nebo dle DIN Povrchové úpravy cementováno a kaleno na hodnotu 60±2 HRc Obrázek 3 Šikmý kolík se zářezy a otvorem pro šroub Uzavírací klín šíbru Úhel kolíku Obrázek 4 Pojištění koliku proti posunutí a otočení Obrázek 5 Vůle mezi kolíkem a šíbrem

5 ŠÍBRY OVLÁDANÉ HYDRAULICKÝM VÁLCEM Používá se v případě dlouhého chodu šíbru, potřeby pohybu šíbru nezávislého na pevné části, nebo velkých úhlů naklopení vůči základní rovině. Obecná pravidla Obě polohy šíbrů musí být hlídané koncovými spínači Z důvodu tlaku taveniny, který působí na šíbr je nutné, šíbr dobře zaklínovat Je-li nutné, aby čelist odjela ještě před otevřením formy musí být použitý tzv. blokovací válec U děrovacích šíbrů je nutné ve spojce mezi válcem a šíbrem tlaková vůle, aby poslední pohyb při sjíždění formy zajišťoval uzavírací klín. Hydraulický válec musí dosáhnout maximálního zdvihu 0,5 1mm před koncem dráhy šíbru. Tato hodnota je korekcí spojky. Hydraulický válec Pístnice Šíbr Obrázek 6 Hydraulicky ovládaný šíbr Obrázek 7 Řez sestavy šíbru Vůle mezi spojkou a šíbrem

6 ŠÍBRY Šíbr je kinematický člen, který slouží pro výrobu tvarových podkosů a vyplnění dutin požadovaným tvarem Materiály ESU, Pro lepších kluzné vlastnosti je vhodné styčné vodící plochy povrchově upravit (např. povrchová úprava Balinit). Tím se zvedne účinnost nástroje, prodlouží jeho životnost a sníží náklady na údržbu. Šíbr je vyroben z monolitického bloku, který se rozděluje na tvarovou a vodící část. Větší a hodně tepelně namáhané šíbry je nutné opatřit vrtáním, kterým proudí kapalina pro odvod tepla z dutiny. Z důvodu montážních vůlí je šíbr, opatřen uzavíracím klínem, který zajistí vymezení montážních vůlí. Úhel uzavíracího klínu šíbru je o 2 0 větší než úhel vodícího kolíku viz. obr. 5 Vrtání chladících kanálů Otvor pro kolík Uzavírací klín Tvarová část šíbru Vodící plochy šíbru Popis (Eingang)vstupu a výstupu (Ausgang) Obrázek 8 Popis šíbru Obrázek 9 Šíbry

7 VEDENÍ ŠÍBRU Součásti, které zajištují vedení šíbru v určené trajektorii. Vodící sada je složená z prostřední podkladové destičky a bočních vodících lišt Destičky obsahují mazací drážky, jsou umístěné na kontaktní ploše a pod úhlem Hloubka a rozteč je závislá na velikosti konstrukce vedení. Materiály , Pro zvýšení životnosti se stykové plochy povrchově upravují kalením Mazací drážky zajistí větší zásobu maziva u vedení a jsou vyráběné v otevřeném nebo uzavřeném provedení Trendem je použití samomazných destiček destička obsahuje grafitové segmenty Obrázek 12 Otevřené provedení prostřední destičky Obrázek 10 Uzavřené provedení Obrázek 13 samomazná destička (Hasco) Obrázek 11 Otevřené provedení bočního vedení Prostřední destička s průchozí drážkou pro šikmý kolík Otvory pro šrouby Boční vodící lišty Obrázek 14 Sestava vedení Otvory pro kolíky

8 KONCOVÉ SPÍNAČE, POJIŠTĚNÍ A ARETACE ŠÍBRU Koncové spínače jsou umístěny u šíbrů, které jsou ovládané hydraulickými válci a snímá polohu šíbru. Z důvodu pohybu šíbru v kluzném vedení je nutné do konstrukce s mechanickým ovládáním zahrnout pojistné členy (zámky), které zabrání pohybu šíbru v otevřené formě. Pojistné členy mohou být umístěny na bočních stěnách kapes nebo zapuštěny do spodní plochy vedení. Aretovací člen se používá z důvodu vymezení vůlí a určení přesné pozice šíbru v kluzném vedení. Umístění Aretovacích členů je závislé na konstrukci vedení. Nejčastěji bývá na prostřední kluzné destičce. Tyto komponenty jsou dodávané jako nakupované díly od výrobců - HASCO, MEUSBURGER atd. Šíbry aretované kolíčkem (viz. obr 16) musí být opatřeny dorazem, zajišťujícím šíbr proti vypadnutí z formy Obrázek 15 Zámek Obrázek 16 aretace šíbru Zámek kolík Obrázek 17 Zámek umístěný na boční stěně kolík Zámek Obrázek 18 Zámek umístěný pod šíbrem

9 Koncové spínače Dorazy Obrázek 19 Koncové spínače u hydraulického pohonu DALŠÍ MOŽNOSTI VÝROBY PODKOSOVÝCH PLOCH Šíbry jsou použitelné zejména pro formování tvarů, přístupných zvnějšku výlisku. Jejich použití pro vnitřní plochy je možné pouze pro určité tvary a je značně komplikované. Pro výrobu podkosů jsou k dispozici i další speciální technologie. Vytáčecí forma Na vyhazovací mechanizmus je pomocí ozubených kol navázaný otočný trn, který se roztočí zároveň s vyhazováním výlisku. Typickou aplikací je výroba vnitřních závitů Speciální vyhazovače - Šikmý vyhazovač: Požadovaný tvar je vytvořen na speciálním vyhazovači, který se během vyhazování posouvá ve vedení do stran - Pružný vyhazovač: Vyhazovač je ve vedení uložen předpružený. Při jeho vysunutí se automaticky vyhne do strany, a uvolní tak výlisek. Obrázek 20 Šikmý vyhazovač Zdroj: Obrázek 21 Pružný vyhazovač Zdroj: m5a4))/partsdefs/production/cumsa/ /documents/PX.pdf

10 Rozpínací trny Pracují na stejném principu, jako rozpínací trny pro upínání nástrojů. Určené jsou zejména pro výrobu vnějších závitů a malých osazení (např. koncovka hadice apod.). Obrázek 22 Rozpínací trn Zdroj: tid= &descr=zasouvac%c3%ad%20j%c3%a1dro Tvarový vyhazovač Podkosové plochy jsou utvořeny na klasickém tvarovém vyhazovači. Výlisek je ve formě polohován tak, že po vyhození zůstane viset na tvarovém trnu. Z něj je pak odebrán ručně, či robotem. Obrázek 23 Tvarový vyhazovač

11 doc. Ing. Martin Hynek Ph.D., Ing. Štěpán Heller Ing. Eduard Müller Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/.0.