VYHAZOVACÍ SESTAVA A VYHAZOVAČE

Katedra konstruování stroj Fakulta strojní K 5 PLASTOVÉ VYHAZOVACÍ SESTAVA A VYHAZOVAČE doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. a kolektiv verze - 1.0 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpo tem eské republiky

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 www.kks.zcu.cz a www.fst.zcu.cz Západo eská univerzita v Plzni, 2013 ISBN doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. Ing. Eduard Müller Ing. Štěpán Heller

VYHAZOVACÍ SESTAVA A VYHAZOVAČE ZÁKLADNÍ ZPŮSOBY VYHAZOVÁNÍ Pomocí vyhazovačů (vyhazovacího paketu) Stírací deskou Pneumaticky Speciální způsoby (např. vytáčecí formy) Ručně (často u prototypových forem) POPIS VYHAZOVACÍHO PAKETU Vyhazovací sestava je seskupení komponent sloužící pro vyhazování výrobků a vtokové soustavy z rámu formy. Je složen z kotevní, opěrné desky, dorazů, vyhazovačů, zařízení pro připevnění k vyhazovacímu mechanismu lisu, vymezovacích tyčí (vratných kolků) a vodících sloupků. Pneumatické ovládání vyhazovacího paketu Vyhazovače Vymezovací tyče Kotevní deska Opěrná deska Válcové rozpěrky Vodící sloupky Obrázek 1 Popis vyhazovací soustavy

Výchozí poloha Zdvižená poloha Vyhazovač Kotevní deska Vyhazovací paket Zdvih paketu Opěrná deska Tyč vyhazovače Vyhazovače jsou ustavené v deskách vyhazovacího paketu. Dvojice vyhazovacích desek se nazývají kotevní a opěrnou deskou. V kotevní desce jsou zapuštěny vyhazovače a vymezovací tyče. Tyto komponenty jsou jištěny vůči axiálnímu posuvu opěrnou desku. Vyhazovacím paketem prochází vodící sloupky vyhazovacího paketu a válcová rozpěrka. Válcová rozpěrka zvyšuje tuhost rámu formy. Obrázek 2 Popis činného vyhazovacího paketu Na kotevní desce jsou uloženy vymezovací tyče. Opřením její čelní plochy o protilehlou plochu tvárnice se zajistí výchozí poloha vyhazovacího paketu při vratném pohybu tvárníku do pracovní polohy. Na opěrné desce jsou uloženy dorazy, které zajištují vymezení vůle mezi opěrnou deskou a upínací deskou rámu formy. Dorazy jsou k opěrné desce připevněny šrouby s válcovou zápustnou hlavou typu ISO 7046 nebo DIN 7991. Další možností uložení dorazu do opěrné desky je pružná deformace vroubkovaného dříku s drážkou zapuštěného do opěrné desky. Přišroubovaný doraz Doraz s vroubkovaným dříkem Obrázek 3 Dorazy ve výchozí poloze Zdroj: http://ecom.meusburger.com/e/index.asp?id=83&rnd=62553

Dorazy Obrázek 4 Dorazy na vyhazovacím paketu Vyhazovací paket je připojen k vyhazovacímu mechanismu vstřikovacího lisu pomocí vyhazovací tyče nebo závěsného zařízení. Tyč vyhazovače je spojená přes závitový kolík s vyhazovací vložkou. Průchod přes jednotlivé komponenty je konstruován s vůlí o minimální hodnotě 2mm na průměru. V axiálním směru je vůle mezi kotevní deskou a vyhazovací vložkou konstruována vůle v hodnotách desetin milimetru. Není-li vyhazovací paket spojen s vyhazovacím mechanismem je nutné pohyb vyhazovacího paketu zajistit pomocí přídavných hydraulických nebo pneumatických zařízení. Zpětný pohyb paketu je zajištěn vyhazovací tyčí, pneumatickými/hydraulickými válci, nebo vratnými kolíky. Jednotlivé tvary vyhazovacích komponent (vyhazovací vložka, tyč) se můžou lišit dle typu konstrukce. Závitový kolík Vůle na průměru min. 2mm Obrázek 5 Skupina vyhazovacích komponentů Obrázek 6 Axiální vůle mezi jednotlivými komponenty

Obrázek 7 Vyhazovací tyč Obrázek 8 Vyhazovací vložka VSTŘIKOVACÍ LIS VYHAZOVACÍ MECHANISMUS Vyhození dílu je způsobeno zpětným pohybem tvárníku na pohyblivé části lisu. Při tomto pohybu vznikne prostor mezi tvárnicí a tvárníkem. V určité poloze je táhlem lisu vyvolán protichůdný pohyb vyhazovacího paketu vůči tvárníku. Tím nastane zdvih vyhazovačů a dojde k vyhození výrobku z formy. Poté nastane zpětný pohyb tvárníku a vyhazovacího paketu. Celý mechanismus se vrátí do výchozí polohy. Po vstřiku taveniny do dutiny formy se celý cyklus opakuje. Nutností konstrukce je dodržení připojovacích rozměrů k vstřikovacímu lisu. Pohyblivý část Statická část Obrázek 5 Mechanismus vstřikovacího lisu ZÁKLADNÍ POPIS VYHAZOVAČŮ Jedná se o mechanické odformování výrobku z formy. V případě studeného vtoku je nutné odformovat i celou vtokovou soustavu (hlavní vtokový kužel a rozváděcí kanály). Jedná se o díly, které mohou být normalizované dle norem ISO 6751:2011, ISO 8694:2011, ISO 8405:2013, ISO 8693:2011, DIN 1530-D Tvary vyhazovačů - Válcové - Trubkové - Ploché - Speciální (tvarové, pružné, šikmé, ) Tvar hlavy Válcový Tvarově zajištěný proti pootáčení Obrázek 6 Plochý vyhazovač Obrázek 7 Reálné vyhazovače

Obrázek 8 Trubkový vyhazovač Obrázek 9 Válcový vyhazovač s pojištěním proti pootočením Zdroj: http://www.directindustry.com/prod/dme-europe/stainless-steel-ejector-pins-molds-tools-65980-674473.html Typy vyhazovačů jsou závislé na tvaru vstřikovaného dílu. Tlak působící na plochu vstřikovaného výrobku je nastaven na minimální hodnotu, která zabrání deformaci dílu a způsobí jeho vyhození z formy. Vyhazovače soustřeďujeme do míst s obtížným odformováním (žebra, komínky, centrovací křížky). Nejčastější způsob umístění vyhazovačů je na pohyblivé části formy (u tvárníku). Výjimkou může být umístění na nepohyblivé straně. V případě umístění vyhazovačů na nepohyblivé straně je zapotřebí použít přídavného hydraulického nebo pneumatického zařízení, které zajistí zdvih vyhazovacího paketu. Vyhazovače jsou lícované pouze v horní části tvárníku. Vůči ostatním částem jsou konstruovány s vůlí. Obrázek 10 Zakončení vyhazovače ve formě ROZMÍSTĚNÍ VYHAZOVAČŮ VE FORMĚ Vyhazovače se ve formě umísťují tak, aby byla vyhazovací síla rovnoměrně rozprostřena na celý výlisek Počet vyhazovačů je závislý na potřebné vyhazovací síle Vyhazovací síla závisí zejména na: - Velikosti smrštění daného materiálu - Úkosech bočních ploch - Drsnosti bočních ploch - Velikosti vodorovných ploch, na kterých vzniká podtlak - Tvarové složitosti výrobku

Podtlak na vodorovných plochách Úkosy bočních stěn a jejich povrch Obrázek 15 Místa ovlivňující vyhazovací sílu Vyhazovače se umisťují zejména: - Proti co největší mase materiálu, tzn. proti svislým stěnám a žebrům - Na vnější okraje výlisku - K otvorům a hlubokým vybráním, obecně do míst s obtížným odformováním - Na prvky výlisku, u kterých hrozí jejich ohnutí při vyjímání - U studené vtokové soustavě proti hlavnímu vtokovému kanálu a na rozváděcí kanály v blízkosti vtoků Odvzdušnění Obrázek 16 Umístění vyhazovače na tenké žebro Obrázek 17 Umístění vyhazovače proti svislé stěně Vyhazovače by se pokud možno neměly umisťovat: - Do pohledových ploch (vždy zanechávají stopy) - Na funkční plochy s nároky na vyšší přesnost a jakost, jako dosedací plochy, vodící plochy apod. (stopy po vyhazovačích tvoří nerovnosti, které se s životností formy zvýrazňují. Riziko vzniku otřepů) Návrhu systému vyhazování by měl být proveden společně s návrhem systému chlazení Pomocí vyhazovačů může být provedeno odvzdušnění formy USTAVENÍ A OZNAČENÍ VYHAZOVAČŮ Z důvodu nezaměnitelnosti pozice vyhazovače na kotevní desce vyhazovacího sestavy, je vhodné jednoznačně označit vyhazovač např. číslicí. Tato identifikace je rovněž umístěna na kotevní desce a její lokace se nachází v těsné blízkosti vybrání pro vyhazovač. Touto jednotnou identifikací je přesně definována pozice komponentu ve vyhazovacím paketu. Nemůže tedy nastat zaměnitelnost jednotlivých komponent.

Zajištění polohy vyhazovačů: Vyhazovače je nutné aretovat v definované poloze v případě, kdy je jejich čalo tvarově přizpůsobené výlisku (není ploché). Zajištění kolíkem: Kolíky jsou uložené v hlavě vyhazovače a to radiálně osou kolíku na osu vyhazovače. Hlavy vyhazovačů nebývají obvykle prokalené, z tohoto důvodu se dají běžné vrtat. Obrázek 118 Aretace polohy zabroušenou plochou Obrázek 129 Aretace polohy kolíkem Zajištění zploštěním: Zajištění polohy vyhazovačů může být, také zrealizováno pomocí zploštění hlavy Vyhazovač se v nedílenském provozu snáze vymění. Požadavky na konstrukci zploštění co největší minimální vůle mezi ploškou a vybráním bez vůle mezi hlavou a drážkou na kontaktní ploše VZDUCHOVÝ VYHAZOVAČ Často se používá v kombinaci s vyhazovači. Používají se pro výrobky větších rozměrů a složitějších tvarových ploch, u kterých záleží na kvalitě vzhledové plochy. Vytvoří mezi blokem a výliskem vzduchový polštář (mezeru), tím dojde k částečnému oddělení dílu od formy. Následkem toho se snižuje potřebná síla na vyjmutí výstřiku z formy. Výhody Natlakovaný vzduch se dostane i do nepřístupných míst Použijeme-li pouze vzduchový vyhazovač eliminujeme vyhazovací systém Při jejich použití vznikne minimální stopa po vyhazovači. Nevýhody Nutnost vytvoření přívodového kanálu pro vzduch Malý zdvih oproti vyhazovacímu systému Potřeba vzduchového příslušenství Vzduchové vyhazovače jsou dodávané výrobci. Obrázek 20 Vzduchový vyhazovače

Ilustrativní vyhazovače zdroj katalog Meuseburger http://ecom.meusburger.com/e_menu_gruppen/index.asp Zdroj reálných vzduchových ventilů: http://wmould.en.ec21.com/ppv_aisi_standard_air_valve--3476410_7976471.html http://wmould.en.ec21.com/air_poppet_valves_zz491--3476410_7971351.html Vzduchová přípojka Vzduchový kanál Uzavírací šroub Vzduchový vyhazovač Obrázek 21 Zabudování vzduchového vyhazovače do formy Výrobek Vzduchový vyhazovač uzavřený Přívod stlačeného vzduchu Vzduchový vyhazovač otevřený Obrázek 132 Činnost vzduchového vyhazovače VYHAZOVACÍ SEGMENTY Vyhazovací segmenty jsou spolehlivé vyhazovací komponenty, ale z důvodu nestandartních tvarů jsou velmi ekonomicky nákladné na výrobu. Pro spojení vyhazovacích segmentů s vyhazovacími deskami používáme cementované chromované tyče. Spojovací tyč Kotvící deska Vyhazovací segment Obrázek 143 Vyhazovací segment

DVOUSTUPŇOVÉ VYHAZOVÁNÍ Do formy jsou zabudovány dva vyhazovací pakety, které jsou spolu propojeny a na sobě závislé Kombinace se stírací deskou a vyhozením Možnost vyhazování s různou délkou zdvihu a časovým rozestupem Vhodné pro oddělení vtokového kanálu studeného vtoku Separační vyhození studeného vtoku a výrobku Obrázek 164 Vyhození studeného vtoku Obrázek 155 Vyhození výrobku Obrázek 176 Oddělené vyhození studeného vtoku

VYHOZENÍ POMOCI PŘÍDAVNÝCH ZAŘÍZENÍ Jedná se o vyhození pomocí hydraulických nebo pneumatických zařízení Tento způsob je výrobně náročnější a náchylnější na poruchovost Přívody tlakového média do válců musí být symetrické tzn., že přívody do válců musí mít přibližně stejně dlouhé trajektorie Hydraulické příslušenství není součástí formy Použití hydraulického zařízení se liší dle aplikace a objednává se u výrobců V případě konstrukce s válci se mezi spojkou a vyhazovacím paketem konstruuje vůle z důvodu předčasného vypnutí koncového spínače při vracení vyhazovacího paketu. Vůle zamezí možné namáhání válců, případně jejich vytržení z rámu. Na obrázku 27 a 28 je zobrazen zdvih vyhazovacího paketu pomocí pneumatických válců. Z důvodu umístění vyhazovacího paketu na straně tvárnice. Pneumatické válce Obrázek 187 Pneumatický zdvih vyhazovacího paketu Obrázek 198 Řez Pneumatyckým válcem

DALŠÍ ZPŮSOBY VYHAZOVANÍ Ukázka vyhazovače s podkosem vyhazovač je uložen ve formě deformačně do oblasti elasticity, při zdvihu vyhazovacích desek dojde k horizontálnímu posunutí horní části vyhazovače vůči vlastní středové ose. Tím dojde k uvolnění podkosové části vyhazovače. Obrázek 209 Výrobek před vyhozením Obrázek 30 Výrobek při vyhození Obrázek 31 Reálný vyhazovač s podkosem Zdroj: http://www.indiamart.com/madhumachinessystems/cumsa.html Obrázek 212 Vyhození studeného vtoku

Šikmý vyhazovač: Požadovaný tvar je vytvořen na speciálním vyhazovači, který se během vyhazování posouvá ve vedení do stran Obrázek 33 Šikmý vyhazovač Zdroj: http://www.svetplastu.eu/doc/sp_zari_2010_part17.pdf 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 32 Rozpínací trn Zdroj: http://www.tracepartsonline.net/(s(mnfvf2nqyvasmumoukcgolge))/partdetails.aspx?class=cumsa&partid=10-18082014-069491&descr=zasouvac%c3%ad%20j%c3%a1dro Obrázek 22 Vyhození studeného vtoku

POŠKOZENÍ VÝROBKU Vliv na kvalitu odformovaného výstřiku, může mít také průměr vyhazovače. Snahou je používání vyhazovačů co největších průměrů (v závislosti na velikosti a tvaru výstřiku), ale zhruba od průměru 16mm začínají vyhazovače vytvářet nechtěné zdeformované zóny na výrobku. Zejména u měkčích materiálů a slabších stěn. Obrázek 234 Deformace výrobku na základě špatné volby průměru Paradoxně se tedy tlak při vyhození na výlisek nesnižuje, ale průhybem výlisku zvyšuje, protože zabírá pouze mezikruží v okolí hrany V případě umístění válcového vyhazovače do žebra, je třeba optimálně zvolit průměr vyhazovače, protože malý průměr má malou plochu záběru, u velkého průměru vznikají nepříjemné ostřiny, které mají negativní vliv na životnost nástroje. Vyhazovače v oblasti žeber Obrázek 245 Umístění vyhazovačů do oblasti žeber

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.