پران والوی و هوایی قالب تزریق پلاستیک
- پران والوی
پران والوی اساسا یک نوع پین پران با قطر بزرگ است.این پران معمولاٌ برای پران قطعات بزرگی استفاده می شود که امکان استفاده از پین پران های استاندارد از نوع سطح جدایش نیست .در بعضی طرح ها از صفحه بیرون انداز استفاده می شود.پران والوی به نحوی طراحی می شود تا نیرو را بر روی سطح داخلی قطعه تزریقی اعمال کند.
شکل ۴۹: پران والوی ،قالب تک محفظه ای :
(a) وضعیت تزریق (b) وضعیت پران
توجه کنید که عموماٌ استفاده از پین پران گرد یک عیب دارد و آن امکان خراب شدن قطعه در محل پین پران است.با استفاده از پران والوی به علت افزایش سطح موثر پین پران خطر خراب شدن قطعه طی مرحله پران کمتر می شود.قسمت سر پران والوی به شکلی ساخته می شود تا در داخل حفره ماشین کاری شده روی ماهیچه منطبق گردد.برای جلوگیری از ورود مواد پلاستیک قسمت کوچکی از قطر بزرگ والوی به صورت استوانه ای است.این قسمت استوانه ای داخل گودی مربوطه در ماهیچه آب بندی می شود.طول قسمت استوانه ای پران بین ۰٫۸ میلیمتر (۳۲/۱ اینچ) تا ۲٫۴ میلیمتر (۳۲/۳ اینچ) است.به دلیل اینکه پران والوی تشکیل دهنده بخش بزرگی از محفظه است نیروی زیادی توسط مواد پلاستیک به پران وارد می شود و باعث می گردد پران تمایل به حرکت به سمت عقب داشته باشد.سر پران بایستی به دقت در محل خود در ماهیچه قرار گیرد.زاویه راس پین پران دیسکی معمولاٌ بین ۹۰ تا ۱۲۰ درجه است.توجه داشته باشید که در شکل بالا ضخامت بال قطعه پیوسته تا لبه بال کاهش می یابد.عملاٌ امکان استفاده از پین پران در سطح جدایش و یا صفحه بیرون انداز غیر ممکن است.مساله مهمی که باید مورد توجه قرار گیرد این است که قطر سر والو نبایستی به اندازه ای باشد که در نقطه X دیواره نازک به وجود آید و باعث ایجاد یک قسمت ضعیف در ماهیچه شود. در قالبهای تک محفظه ای،اگر قطعه تزریقی روی خط مرکزی قالب شکل بگیرد نیازی به مجموعه پران نیست.مانند شکل بالا.ساق پران والوی (که می بایستی در مقابل خمش مقاومت داشته باشد) از سوراخ وسط صفحه قالب عبور می کند و طول این ساق بایستی از پشت صفحه قالب به اندازه ای بیرون بیاید تا بتوان از یک فنر قوی برای تثبیت پین پران والوی در محل خود استفاده کرد. در عمل وقتی که قالب باز می شود، پران والوی توسط سیستم پران ماشین مستقیماٌ تحریک می شود (شکل b-49). در ابتدای مرحله بسته شدن قالب نیروی فنر باعث می شود تا پران والوی در نشیمنگاه خود قرار بگیرد.(شکل a-49).برای عملیات تمام اتوماتیک در عمل از یک جت هوا نیز استفاده می شود.در زمان مشخص هوا به داخل قالب دمیده می شود و قطعه را از روی پران جدا می کند.برای قالب های چند محفظه ای (چند کویته ای) باید از یک مجموعه صفحه پران و یک شبکه پران استفاده شود.
شکل ۵۰: پران والوی،قالب چند محفظه ای
پین پران والوی مستقیماٌ باپیچ به صفحه پران بسته می شود (توجه کنید که نیاز به صفحه نگهدارنده پران نیست).یک فاصله حداقل به اندازه ۳ میلیمتر(۸/۱ اینچ) پشت صفحه پران بایستی در نظر گرفت(درX) تا اطمینان حاصل شود که پران والوی در محل خود مستقر شده است.از پین برگردانها (که در شکل نشان داده نشده است) استفاده می شود تا صفحه پران و پران های والوی را به موقعیت اولیه خود بازگردانند. روش دیگر برای تحریک پران والوی استفاده از یک عمل کننده است.برای نمونه یک مقطع برش خورده از یک طرح در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل ۵۱: پران والوی ،تحریک با هوای فشرده
محدودیت این طرح نیاز به یک ماهیچه بزرگ است تا بتوان عمل کننده مکانیکی را در داخل آن نصب نمود.ساق پران والوی رزوه شده و در داخل بازوی عمل کننده بسته می شود.برای آنکه راستای نیروی اعمال شده به پران والوی را بتوان توسط عمل کننده کنترل نمود ،در روی بدنه قالب شیارهایی ایجاد می شود که در شکل نشان داده نشده است.مزیت اصلی این طرح مستقل بودن تحریک پران والوی بدون توجه به موقعیت نیمه متحرک قالب است. پرانهای والوی از فولادهای نیکل-کرومی (BS 970-835 M 15) انتخاب می شود و عملیات حرارتی مناسب بر روی آنها انجام می گیرد.
- پران هوایی
در این روش نیروی پران با استفاده از هوای فشرده تامین می شود.هوای فشرده از مسیر یک سوراخ کوچک توسط یک شیر پنوماتیکی مستقیماٌ با قطعه تزریقی برخورد می کند.برای اینکه این روش با راندمان بهتری عمل کند ابتدا می بایستی چسبندگی بین ماهیچه و قطعه به صورت لحظه ای قطع شده تا هوای فشرده بتواند جریان یابد.این عمل با کمی حرکت به سمت جلو، پران والوی امکان پذیر است(به وسیله هوای فشرده).نیروی موثر پران بستگی به فشار هوا و همچنین سطح موثر قطعه که هوا با آن برخورد کند دارد.بنابراین هرچه سطح بزرگتری از قطعه پران انتخاب شود نیروی پران بیشتری اعمال می گردد.وجود مانع یا وجود نشتی در مسیر هوای فشرده باعث می شود تا نیروی پران سریعاٌ کاهش یابد.به همین دلیل این روش پران برای قطعات جعبه ای شکل مناسب است.در این قطعات دیواره های قطعه تا مرحله آخر پران مانع خروج هوا می شوند.اکنون دوباره طرح پران والوی هوایی را در شکل زیر بررسی می کنیم.
مجموعه پران والوی مانند بخش قبل است.سر پران والوی در نشینگاه خود در ماهیچه قرار می گیرد و ساق پران از وسط ماهیچه عبور می کند.برای عبور هوای فشرده شیارهای طولی ترجیحاٌ در سوراخهای بدنه ماهیچه ماشین کاری می شود.(در B). پران والوی توسط نیروی فنر در محل نشیمنگاه خود قرار می گیرد.فنر بر روی ساق پران توسط یک مهره نصب می شود.برای جلوگیری از نشتی هوای فشرده از پشت صفحه ماهیچه از اورینگ استفاده شده است.برای اتصال پران هوایی به منبع هوای فشرده خارج از قالب از دریچه “A” استفاده می شود.طرح دیگری از پران هوایی در شکل زیر نشان داده شده است.
در این طرح هوای فشرده از طریق شیارهایی که روی ساق پران والوی ماشین کاری شده است عبور می کند.معمولاٌ این شیارها سه تا است که در شکل نشان داده شده است.ورود هوای فشرده با دست کنترل شده و یا اینکه می توان تحت کنترل ماشین باشد.هر دو روش در شکل زیر نشان داده شده است.
در کنترل دستی اپراتور ماشین در زمان مشخصی از سیکل تزریق یک شیر پنوماتیکی دوراهه را باز می کند.در طرح کنترل با ماشین یک صفحه بادامک به بستر ماشین و یک شیر پنوماتیکی با تحریک غلتکی به قالب بسته می شود.در نقطه معینی از کورس قالب بادامک به غلتک شیر برخورد کرده و شیر عمل می کند.اسپول شیر عمل باز و بسته کردن مسیر هوای فشرده به داخل قالب را کنترل می کند.با آزاد شدن غلتک شیر در انتهای مسیر بادامک ،مسیر هوای فشرده مسدود می شود عملکرد این نوع پران به شرح زیر است:
زمانی که شیر کنترل کننده عمل می کند هوای فشرده از داخل محفظه “C ” عبور می کند (شکل ۵۲) نیروی فشار هوا بر نیروی فشار فنر غلبه می کند و پران از نشیمنگاه خود خارج می گردد.در این لحظه سنبندگی بین قطعه و ماهیچه قطع می گردد.حال جریان هوای فشرده از طریق شکافهای “B ” جریان یافته و وارد فضای بین قطعه و ماهیچه شده و در نتیجه قطعه با فشار هوای فشرده پران می شود.مزایای پران هوای فشرده عبارتست از:
۱- به شبکه پران و مجموعه صفحه پران نیاز نیست،بنابراین هزینه قالب کاهش می یابد.
۲- پران هوایی را می توان در هر دو نیمه قالب استفاده کرد.بنابراین این روش برای قطعات جعبه ای شکل که محل تزریق می بایستی در داخل قطعه باشد مناسب است.
۳- پران در هر زمان از مرحله باز شدن قالب می تواند عمل کند.
۴- پران هوایی مانند یک خلا شکن بین قطعه تزریقی و ماهیچه عمل می کند.این روش را به سادگی می توان به همراه روشهای دیگر پران،برای کردن قطعات بدون ایجاد اثرات تخریبی روی قطعه استفاده کرد.
در مقابل مزایای ذکر شده محدودیت های زیر را می بایستی در نظر گرفت:
۱- از این روش فقط برای بعضی از قطعات با شکل خاص می توان استفاده کرد.
۲- یک منبع هوای فشرده می بایستی در دسترس باشد.
منبع:
طراحی قالب تزریق پلاستیک
تالیف:آر جی ویلیام پای
مترجم: مهندس اصغر رئوفی
