Інформаційні матеріали теми

Теоретичні основи проектування прес-форм для методів гарячої вулканізації та литтьового

ПИТАННЯ ТЕМИ ТА ОСНОВНІ ТЕРМІНИ

1. Основні геометричні поверхні прес-форм.

2. Основні конструктивні частини прес-форм: пресова колодка, матриця, пуансон.

3. Варіанти суміщення основних частин прес-форм.

4. Технологічні вимоги і вихідні дані для проектування прес-форм.

Основні терміни теми: прес-форма, гаряча вулканізація, метод лиття, геометричні поверхні, матриця, пуансон, пресова колодка, суміщення основних частин прес-форм.

ІНФОРМАЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ ТЕМИ

Хімічні методи виготовлення взуття висувають нові задачі по розробці устаткування, що складається з пресів (агрегатів) з механічною і гідравлічною частиною й електронними блоками управління. Основним робочим органом будь-якого устаткування є прес-форма, у якій відбуваються процеси формування і вулканізації або желатинізації полімерного низу взуття. Правильно спроектована, виготовлена і добре відпрацьована прес-форма забезпечує високу якість взуття.

Прес-форма повинна містити в собі формотворну порожнину всього низу взуття, мати необхідну міцність, зберігати або відводити тепло, легко, без ушкодження, звільняти готовий низ взуття. Кожна прес-форма проектується тільки для виготовлення низу взуття одного розміру і фасону.

1. Основні геометричні поверхні прес-форм.

Прес-форма складається з трьох основних частин: пресової колодки, матриці і пуансона. Конструкція елементів прес-форми залежить від виду взуття, методу виготовлення низу на взутті, застосовуваних для деталей низу взуття матеріалів, а також від способу сполучення основних частин прес-форми.

Частини прес-форми обмежені складними поверхнями, що при проектуванні розчленовуються на окремі криві, зображувані на площині. Таке розчленовування дозволяє побудувати на площині частини прес-форми і виготовити просторові шаблони.

Поверхні основних частин прес-форми, що стикаються з деталями взуття чи матеріалом низу, називають робочими поверхнями, а криві, що характеризують ці поверхні, - робочими кривими. Замкнуті робочі криві, розміщені в горизонтальній площині, називають проймою, а незамкнуті робочі криві, розміщені у вертикальній площині, - профілями. Робочі криві, що обмежують бічну поверхню колодки і розміщені перпендикулярно до осі сліду, називають перетинами.

У прес-формах розрізняють три осі: вісь сліду колодки ОО (мал. 1, а), поздовжню вісь тиску АА і поперечну вісь тиску ББ, перпендикулярну осі тиску АА. Вісь ОО зміщена у внутрішню сторону від осі АА.

Пресова колодка призначена для установки взуття у прес-формі, закривання частин прес-форми, утримання взуття під час формування і виготовлення низу, витягування взуття з прес-форми.

Пресові колодки роблять металевими, знімними чи незнімними. Робочими кривими колодки є проекція сліду колодки 7, верхній профіль 4, п'ятковий профіль 6, поздовжній профіль сліду 1, профілі внутрішнього 2 і зовнішнього 10 ребер, поперечні перерізи 11. При бічному обтиску контакт матриці з колодкою через верх взуття відбувається по лінії 3. Крім зазначених поверхонь і кривих, у колодці є гребінь 5 зплощадкою 9 для кріплення колодки і штифт 8.

Матриця (мал. 1, б) призначена для надання форми ранту, кранцю, урізу підошви, передачі чи відводу тепла і забезпечення звільнення низу взуття після вулканізації чи лиття. Матриці виготовляють із двох чи чотирьох частин. Робочими кривими матриці є контури пройми 14, верхнього 12 і нижнього 13 урізів, губка матриці 17 і поличка 16.

Лінія 15 показує границю фаски навколо пройми матриці, а фаска утворює губку матриці. Товщина губки матриці П _в може змінюватися по периметру.

Контур пройми 14 розчленовується в просторі на дві робочі криві – пройму і профіль. Контур верхнього урізу 12 утворює верхнє ребро підошви, що формується, а контур нижнього урізу 13 - нижнє ребро підошви, що формується. Перехід від контуру верхнього урізу до контуру нижнього урізу на напівматрицях характеризує бічну поверхню підошви, що формується, і залежить від її профілю. Поверхня напівматриць, що формує верхню частину підошви, називають полочкою 16.

Напівматриці можуть мати електронагрівачі. Іноді нагрівачі монтують у нерухомих плитах вулканізаційного пресу.

Пуансон призначений для надання форми сліду підошви, чи передачі відводу тепла матеріалу низу, створення тиску для формування низу. Робочими кривими пуансона є зовнішній контур 23, контур малюнка 24, поздовжній профіль 18, профіль зовнішньої сторони 19, профіль внутрішньої сторони 20, крокуль 21 і фронт 22 каблука (мал. 1, в). Пуансони закріплюють на плитах, що мають електронагрівачі.

Рис. 1. Частини прес-форми:

а - незнімна цільна пресова колодка;

б - двохсекційна матриця;

в- пуансон

2. Основні конструктивні частини прес-форм:

пресова колодка, матриця, пуансон.

Пресові колодки. Використовувані у взуттєвому виробництві пресові колодки можна розділити на три групи. До першої групи відносять колодки з нероз'ємним слідом, незнімні і знімні (див. мал. 2, а). Розміри носкової частини на ділянці до 30 мм відповідають розмірам затяжної колодки і далі по бічній поверхні цих колодок менше розмірів затяжних колодок, що необхідно для зняття і надягання взуття без ушкоджень. Для цього в п'ятковій частині сліду колодки є штифт 8. Однак через зменшення повноти пресової колодки низ взуття зміщається щодо верха в пучках під час опускання колодки на матрицю.

Рис. 2. Пресові колодки

До другої групи відносять колодки з рознімним слідом незнімні (мал. 2). Колодки мають такі ж розміри, як і розміри затяжних колодок, тому центруючий штифт на сліді колодки не встановлюють.

Незнімна сталева колодка (мал. 2, а) застосовується для виготовлення взуття з об'ємної заготовки верха способом бічного обтиску. Колодка складається з єдиної носково-пучково-геленкової частини 1, п'яткової частини 2, з'єднаної з гребенем 3. Гребінь 3 зварений із кріпильною площадкою 4. носково-пучково-геленкова частина повертається на осі 5 щодо п'яткової частини 2. Тонкою лінією показане положення колодки під час надягання на неї взуття. Колодки такої конструкції складні у виготовленні, а під час експлуатації порушуються їхня довжина і поздовжній профіль. Використання такої колодки для взуття з основною затяжною устілкою недоцільно, тому що під час надягання заготовки і знімання взуття з колодки часто відбувається злам низу в геленковій частині.

Незнімна колодка з підйомною чи знімною силуміновою п'ятковою частиною 2 (мал. 2, б) і єдиною носково-пучково-геленковою частиною 1, об'єднаною з гребенем 3, звареним із кріпильною площадкою 4, має таке ж застосування, як і попередня, але простіша у виготовленні і надійніша в експлуатації. Тонкою лінією показане положення п'яткової частини 2 колодки під час надягання на неї взуття.

Незнімна сталева чи силумінова колодка (мал. 2, в) з п'ятковою частиною 2, що повертається на осі 5, і нерухомою носково-пучково-геленковою частиною 1, з'єднаною з гребенем 3, що зварений із кріпильною площадкою 4, широко використовується для взуття з вшивною устілкою й основним затягуванням устілкою при будь-якому способі затягування, а також для бічного обтиску й обтиску по сліду. У середині зчленування на осі носково-пучково-геленкової частини є ребро жорсткості, що входить у паз п'яткової частини. При надяганні взуття і зніманні його з колодки п'яткова частина не піднімається над слідом, а ховається в тілі колодки, що виключає злам сліду взуття в геленковій частині і забезпечує правильне розтягання взуття.

Усі розглянуті колодки можуть бути використані для виготовлення чобіт з високими халявами. У цьому випадку гребінь заміняють стійкою, у нижній частині якої встановлюють рукоятку для переміщення частин колодки.

До третьої групи відносять колодки, постачені додатковими пристроями, наприклад для фіксації устілки в прес-формі при виготовленні туфель ремінцевого типу. Цільна колодка 6 (мал. 2, г) постачена зсередини важелем 7, щообертається на осі. Один кінець важеля підпружинений, а другий має упор (козирок), що охоплює носкову частину колодки. На відфрезеровану бічну поверхню п'яткової частини колодки насажений підковоподібний упор, що спирається на підпружинений важіль 8. Колодка 6 зварена з гребенем 3.

Заготовку взуття з відкритими носковою і п'ятковою частинами надягають на колодку. Устілка при цьому затискується і центрується упорами. Під час притискання взуття до губок напівматриць упори стикаються з ними, стискаючи через важелі 7 і8пружини. Контакт упорів з напівматрицями зберігається ^: протягом усього часу виготовлення низу взуття.

Матриці. Найбільше поширення одержали рознімні матриці, що складаються з двох частин (див. мал. 1, б). Матриці з двох частин зручні при механічній обробці їхніх робочих поверхонь і не вимагають спеціальних пристроїв для переміщення частин, але при бічному обтиску губки матриці в носковій і п'ятковій частинах защемляють верх взуття. При вулканізації з бічним обтиском низу на валянках застосовують матриці, що складаються з чотирьох частин.

Рис. 3. Поперечні перерізи матриці

Поперечні перерізи матриці, як і лінії рознімання, характеризують конструкцію матриці. Для одержання взуття з тонким чи фігурної урізом однакової товщини найбільш прийнятна матриця, уступ 1 якої обмежує хід пуансона (мал. 3, а). Для взуття зі стовщеним урізом застосовують матрицю, хід пуансона якої (мал. 3, б) обмежується товщиною матеріалу низу. Для одержання на урізі підошви жилки, чи імітації рядка застосовують матрицю, що складається з трьох частин: профільованої підстави 2 (мал. 3, в), профільованої верхньої частини 4 і укладеної між ними пластинки 3. Для сполучення пуансон з матрицею на сліді підошви використовують матриці з - двох профільованих частин (мал. 3, г).

Матриці виготовляють зі сталі, силуміну чи комбінованими: основа із силуміну, а пластини і губки - зі сталі.

Пуансон. Конструкція пуансона цілком залежить від конструкції матриці. Поверхня пучкової і геленкової частин пуансона увігнута, із плавним переходом від краю до середини чи плоска в середині і криволінійна до краю на ділянці 20-30 мм. Стріла прогину сліду пуансона залежить від товщини деталей низу взуття і від вимог, що ставляться до їх зовнішнього вигляду.

Для взуття з формованим низом стрілу прогину приймають рівною 3-5 мм, а для взуття з пористим низом - 2-3 мм, щоб уникнути одержання плоскої підошви після остигання гуми й усадки лицьового шару підошви.

На поверхню пуансона наносять рельєфні малюнки, що прикрашають низ взуття і зменшують ковзання його при експлуатації. Пуансони виготовляють зі сталі і силуміну.

Пуансон для методу гарячої вулканізації (мал. 4) складається з власне пуансона 1, пластини 2, нагрівача 3, трубки 4, гвинтів 5. У носковій частині пуансона передбачений отвір для термоелектричного перетворювача.

Зазор, що допускається, між контурами пуансона і нижнього урізу матриці 0, 1... 0, 2 мм. Допускається відхилення профілів зовнішньої і внутрішньої сторін пуансона від профілів просторових шаблонів ±0, 1 мм.

Рис. 4. Пуансон для методу гарячої вулканізації

Розмір В характеризує ширину контакту бічної поверхні пуансона з поверхнею обтискної полички матриці.

3. Варіанти суміщення основних частин прес-форм.

Способи суміщення основних частин прес-форми і порядок їхнього руху можуть бути різними.

При сполученні колодки 1 з матрицею 2 по способу обтиску по сліду (мал. 1, а) слід взуття по контуру притискається до пройми матриці.

Положення колодки 1 щодо матриці 2 визначається розмірами а і а", що залежать від товщини елементів верха взуття, спресування матеріалів, ширини обтискної стрічки. Розмір а" у геленковій частині колодки з внутрішньої сторони може мати від'ємні значення, тобто в цьому випадку слід колодки ширше пройми матриці. При обтиску по сліду колодка опускається на зімкнуту матрицю і стискає затягнуту заготовку верха взуття, включаючи устілку.

При суміщенні по способу напівбічний обтиск, або напівпровал (мал. 5, б), колодка 1 з відфрезерованим по всьому сліду уступом А опускається на зімкнуту матрицю 2. Розмір а залежить від товщини деталей верху взуття, причому потовщення верху в місцях з'єднання деталей (наприклад, союзки з берцями) компенсуються збільшенням розміру а за рахунок зміни розміру уступу А на колодці.

Рис. 5. Способи суміщення колодки з матрицею (а - д) і матриці з пуансо­ном (е)

Губка матриці вдавлюється в торець устілки, а у взутті без основної устілки губка матриці розташована на 2...3 мм вище ребра колодки.

Різновидом цього способу є суміщення, коли колодка взаємодіє з матрицею по методу клина (мал. 5, в). Колодка 1 має відфрезероване ребро А по всьому периметру сліду.

При суміщенні по способу обтиску по бічній поверхні (мал. 5, г) спочатку опускається колодка 1, а потім стуляються напівматриці 2, губка матриці обжимає заготовку верха взуття по бічній поверхні колодки. Напівматриці суміщуються вище ребра колодки, як правило, на 10...15 мм або з заходом на верхній і п'ятковий профілі колодки. Таке суміщення дозволяє одержати на взутті зовнішні підноски і задники з матеріалу низу замість внутрішніх твердих деталей.

При обтиску по бічній поверхні затяжна кромка може бути закріплена цвяхами або клеєм. При виготовленні низу взуття литтьовим методом з пінополіуретанів заготовка верху також може бути відформована без закріплення затяжної кромки на устілці, що вставляється в готове взуття. У цьому випадку в конструкцію пресової колодки вносять доповнення.

Для забезпечення герметичності закривання прес-форми колодка 1 має по всій бічній поверхні амортизатор 3 (див. мал. 5, г) із фторопласта. Амортизатор погашає відхилення товщини деталей верха взуття. Розташування амортизатора 3 у пазу колодки 1 залежить від конструктивного оформлення урізу підошви.

На мал. 5, д показане суміщення колодки 1 з матрицею 2, що застосовується при виготовленні рантового взуття методами гарячої вулканізації і литтьовим. У цьому випадку колодка 1 суміщується з матрицею 2 додатковою ланкою - обоймою 4, що затискає рант. Конструкція обойми може бути знімною, що надягається на кожну напівпару взуття; шарнірно закріплену на колодці. Обойма виконує функцію губки матриці.

Матриця 2 (мал. 5, е) може щільно охоплювати всю бічну поверхню пуансона 5. Надлишки полімерного матеріалу низу при вулканізації можуть видавлюватися в паз 6 пуансона 5 або аналогічний паз напівматриць.

4. Технологічні вимоги і вихідні дані для проектування прес-форм

Серійні прес-форми для методів гарячої вулканізації низу взуття і литтьового повинні забезпечувати:

- відповідність усіх деталей низу взуття, виготовлених у прес-формі, зразкам і вихідним даним;

- щільне прилягання пресової колодки з надягнутою заготовкою верха взуття (при обтиску по сліду) до профілів напівматриць, завдяки чому усувається витікання матеріалу низу;

- щільне прилягання напівматриць до пресової колодки з надягнутою заготовкою верха взуття по лінії обтиску (при бічному обтиску);

- відповідність малюнка на сліді й урізі підошви, товарних знаків макетові взуття, затвердженому фабрикою;

- щільне змикання напівматриць у процесі формування гумової суміші і пластикації полімерів, щоб уникнути їхнього витікання;

- вільне надягання затягнутих заготовок верха взуття на пресову колодку і фіксацію її положення при закриванні напівматриць.

Одним з основних факторів, що впливають на якість і терміни проектування, є правильно складені і погоджені з замовником вихідні дані, що включають технологічне завдання на проектування прес-форм і вихідні матеріали.

У технологічному завданні вказують:

- статево-вікову групу, розміри, повноту і фасон взуття, для якого проектують прес-форми;

- назву, марку і рік випуску устаткування, для якого проектують прес-форми;

- тип гуми (монолітна, пориста і т.д.) або полімерного матеріалу (ПУ, ПВХ, ТЕП і т.д.) із вказівкою усадки; режим роботи устаткування.

До вихідних даних і матеріалів відносяться шаблони проекції сліду колодок, а також поздовжнього, зовнішнього і внутрішнього профілів колодок всіх номерів; еталон моделі правої колодки; зразок правої устілки, що буде застосовуватися у серійному виробництві; три-чотири напівпари затягнутого взуття, підготовленого до виготовлення низу, причому одна напівпара повинна бути надіта на колодку з усіма деталями, включаючи простилку; макет однієї напівпари взуття, що буде випускатись серійно; зразки однієї пари підносків, задників і простилки; креслення низу взуття з розмірами, малюнком сліду, вказівкою розташування товарного знаку, малюнком на поверхні урізу матриці; зразок насічки урізу матриці на металевій пластинці розміром 40x50 мм або зразок підошви; зразок насічки поверхні пуансона на металевій пластинці розміром 50х100 мм або зразок підошви; перелік усіх деталей взуття з указівкою матеріалів і їхньої товщини.

Шаблони проекції сліду і профілів сліду колодок бажано виготовляти з жерсті або щільного картону. На них указують найменування взуттєвого підприємства і даного шаблона, розмір, повноту і фасон взуття. Шаблони проекції сліду і профілів сліду колодки використовують для визначення її розмірів, радіусів зчленувань, виготовлення копірів для вирізання заготівель напівматриць і тд.

Робочі поверхні прес-форм необхідно проектувати з урахуванням усадки матеріалів низу взуття, що пояснюється складними релаксаційними процесами, що відбуваються як у матеріалі низу взуття після виготовлення, так і при взаємодії матеріалів верху і низу. Середня усадка підошов жіночих чобіток розміру 250 з різними матеріалами низу і верху приведена в табл. 1.

Таблиця 1. Усадка, %, підошов жіночих чобіток при виготовленні способом бічного обтиску

Примітки:

1. Комбінації матеріалів: для методу гарячої вулканізації гума щільністю 0, 8 г/см³ + драп арт. 46114, дубльований " Малімо" арт. 207 і байкою арт. 49159; гума щільністю 0, 8 г/см³ + велюр з бахтармяного спилка; для литтьового методу — пінополіуретан щільністю 0, 6 г/см³ + + велюр.

2. У чисельнику і знаменнику приведена усадка відповідно з внутрішньої і зовнішньої сторін підошви.

3. Усадка по довжині підошов з гуми 0, 7%, з пінополіуретану 0, 5%.

4. Під терміном " по висоті" розуміється відстань від нижнього ребра до опорної поверхні.