Изготовления деталей обуви литьем под давлением

В настоящее время все больше изготовляется цельноформованной обуви или ее деталей литьевыми методами из высокополи­мерных материалов, которые позволяют получать изделия вы­сокой точности при небольших затратах и высокой производи­тельности труда. При литьевых методах сокращается число операций и, следовательно, весь процесс изготовления обуви, а также количество отходов, причем отходы в большинстве слу­чаев можно вновь переработать.

Наиболее широко литьевые методы применяют для формо­вания деталей низа обуви или для одновременного формования и прикрепления низа обуви к затянутой на колодку заготовке верха. Понятие «формование» в данном случае отличается от традиционно принятого в технологии обувного производства. Если обычно под формованием понимается процесс придания плоской заготовке объемной формы, то при литьевых методах изготовления деталей обуви формование обеспечивает изготов­ление твердой детали из бесформенного (в виде жидкости, гра­нул и т. п.) материала путем создания химической связи между его частицами.

В качестве исходных материалов чаще всего используют смеси гранулированного или порошкообразного поливинилхлорида (ПВХ), жидкие композиции полиуретанов (ПУ) и пасты ПВХ, термоэластопласты (ТЭП), а также каучуковые смеси. Для переработки этих материалов применяют соответственно методы литья под давлением, литья и литьевого прессования.

Принцип действия машины для литья под давлением пока­зан на рис. 3.5.4.

 

Рис. 3.5.4. Принцип действия машины для литья под давлением.

 

После закрывания пресс-формы / (рис. 3.5.4, а) литьевая масса 8 из бункера 7 через дозирующее устройство по­ступает в цилиндр 5, в котором она нагревается и пластицируется до требуемой вязкости. Пластикация достигается как за счет подвода тепла от электронагревателей 4, так и в резуль­тате выделения тепла от трения массы о витки вращающегося винтового вала 6, который не только нагревает материал, но и перемешивает его.

В пространстве между винтовым валом, внутренней поверх­ностью цилиндра и боковыми стенками винта масса перемеща­ется к соплу 2.

За время пластикации цилиндр движется к закрытой пресс-форме / (рис. 3.5.4, б) и подводит сопло 2 (см. рис. 3.5.4, а) к ее литниковому отверстию. Пластицированная масса 3 скаплива­ется перед закрытым соплом 2 и отжимает назад винтовой вал 6. Затем винтовой вал движется вперед (рис. 3.5.4, в) и, ра­ботая как поршень, выдавливает в пресс-форму через открыв­шееся сопло количество пластицированной формовочной массы, соответствующее объему изготовляемой детали. Давление, не­обходимое для литья формовочной массы, должно сохраняться в течение некоторого времени и после окончания заполнения пресс-формы для выравнивания усадки, возникающей вслед­ствие охлаждения формовочной массы по всему объему.

По истечении времени выдержки под давлением сначала от­ходит от пресс-формы винтовой вал (рис. 3.5.4, г), а потом ци­линдр (рис. 3.5.4, д). Масса в пресс-форме охлаждается и отверждается, после чего пресс-форма открывается (рис. 3.5.4, е) и готовая деталь выбрасывается или вынимается из нее. За время отхода цилиндра и охлаждения детали происходит пла­стикация новой порции литьевой массы для следующего цикла (см. рис. 3.5.4, г).

 

Принципиальная схема машины для литья под давлением показана на рис. 3.5.5.

 

 

Рис. 3.5.5. Принципиальная схема машины для литья под давлением.

1 – нагревательный цилиндр; 1 а – сопло нагревательного цилиндра; 2 - электронагревательные элементы; 3 – шнек; 4 – бункер для загрузки сырья (гранул); 5 – зубчатые колеса; 6 – электродвигатель, обеспечивающий вращение шнека; 7 – плиты полуформ; 8, 9 - неподвижная и подвижная полуформы; 10 – каналы системы охлаждения полуформ; 11 – спремляющиеся рычаги; Ц1 – гидроцилиндр осевого перемещения шнека; Ц2 - гидроцилиндр перемещения инжекционной части к литьевой форме; Ц3 – гидроцилиндр запирания литьевой формы.

 

Работа машины для литья под давлением осуществляется в соответствии с описанием принципа действия показанного на рис. 3.5.4. и циклограммой работы машины для литья под давлением представленной на рис. 3.5.6.

В соответствии с обозначениями, приведенными на циклограмме:

АВ – закрытие формы; ВС – подвод сопла к форме; CD – выдавливание шнеком расплава в форму; DE – выдержка под давлением; EF – отвод сопла, отход шнека, вращение шнека; FG – дозирование расплава; GH – останов вращения шнека, раскрытие формы.

Рис. 3.5.6. Циклограмма работы машины для литья под давлением.

 

Скрепление деталей сваркой

Заключается в нагревании контактирующих поверх­ностей деталей до вязкотекучего состояния и соединении их при не­большом давлении. При этом происходит диффузия макромолекул из одной свариваемой поверхности в другую с образованием связи, прочность которой при оптимальных условиях может приближаться к когезионной прочности материала соединяемых деталей. При свар­ке мягких искусственных кож кро­ме диффузии в однородной среде происходят также диффузия полимерного материала в смежную сре­ду (в рыхлую волокнистую струк­туру многих искусственных кож) и образование «заклепок», благо­даря чему прочность соединения свариваемых деталей увеличивается в 2 - 3 раза.

Сварку выполняют путем нагревания соединяемых поверхностей следующими методами: контактным, с помощью газового теплоносителя и горячей присад­ки, высокочастотным, ультразвуковым и др.

Для скрепления деталей верха обуви наиболее часто применя­ют сварку токами высокой частоты (ТВЧ). При этом термоплас­тичный материал разогревают до вязкотекучего состояния в ре­зультате преобразования энергии электрического поля в теплоту внутри самого материала.

Для сварки используют пресс с электродами и генератор ТВЧ. Электроды изготовляют из металла высокой электрической про­водимости (латуни, алюминия, стали), чтобы предотвратить их нагревание в результате сопротивления прохождению электричес­кого тока, так как это может вызвать пригорание материала. На рабочей поверхности электродов делают гравировку, имитирую­щую ниточные швы или декоративный рисунок.

Детали заготовки верха обуви из термопластичных материалов можно скреплять ультразвуковой сваркой, при которой под дей­ствием ультразвуковых колебаний происходят эндотермическое разогревание материала и переход его в вязкотекучее состояние.

Оборудование для ультразвуковой сварки в отличие от высоко­частотного проще и надежнее в эксплуатации, не требует сложной защиты обслуживающего персонала.

Методом сварки в основном соединяют мягкие искусственные кожи с поливинилхлоридным (ПВХ) покрытием.

При скреплении деталей верха обуви сваркой можно получать сварные швы следующих конструкций: накладной (рис. 3.5.7, а), встык (рис. 3.5.7, б) и типа тачного (рис. 3.5.7, в, г).

 

Рис. 3.5.7. Сварные швы:

а – накладной; б – встык; в, г – типа тачного. 1- термопластичное покрытие мягкой искусственной кожи (ИК); 2- основа ИК; 3- свариваемый участок; 4- верхний электрод; 5- нижний электрод; 6- полимерная жилка.

 

Большой интерес представляют одновременная сварка токами высокой частоты и вырубание деталей из нескольких слоев термопластичного материала. Таким образом можно изготовлять целые заготовки верха обуви (например, ремешкового типа и др.) или отдельные детали (банты, пряжки и др.).

Для сварки и вырубания деталей верха обуви из термопластич­ных материалов предназначен пресс ПГС-ЗО-О с передвижной кареткой и устройством для подачи материала и прокладочного картона в рабочую зону пресса. Прокладочный картон предназна­чен для получения чистого среза деталей. Детали верха обуви обра­батывают на прессе в такой последовательности: разогревание ма­териала в поле ТВЧ при давлении резака-электрода на него, ох­лаждение и вырубание деталей. Одновременно со сваркой можно тиснить рисунок и перфорировать детали верха обуви. Для защиты рабочего от воздействия ТВЧ пресс снабжен подвижными защит­ными экранами со стороны обслуживания и загрузки материала, усложняющими его конструкцию и работу.