Хотя скорость изготовления деталей методом литья под давлением чрезвычайно высока, выталкивающие штифты — одни из немногих элементов, которым не уделяется внимания, пока не возникнет проблема. Если деталь застревает в форме, ломается выталкивающий штифт или происходит преждевременный износ штифта, производственная линия может остановиться, а потери от бракованных деталей и простоев могут составить тысячи долларов.
Выталкивающий штифт для литья под давлением — это тонкая, прецизионно обработанная стальная или алюминиевая деталь, которая выталкивает готовую пластиковую деталь из полости формы после её охлаждения. Хотя извлечение пластиковой детали из формы кажется довольно простым, изготовление каждого выталкивающего штифта — процесс далеко не простой. Выталкивающие штифты должны выдерживать миллионы циклов впрыска и обеспечивать механизм для выталкивания готовой детали из формы, предотвращая при этом чрезмерный износ инструмента и сохраняя необходимое выравнивание от формы до отформованной детали.
Цель этого руководства — предоставить информацию, необходимую для отличия высококачественных выталкивающих штифтов для пресс-форм от тех, которые выйдут из строя. Технические пояснения дадут вам практические знания, необходимые для уверенного выбора, закупки и обслуживания этих критически важных компонентов.
Существует несколько типов выталкивающих штифтов, включая штифты из нержавеющей стали для медицинских применений и прямые выталкивающие штифты для общего производства. Чем лучше вы понимаете конструкцию выталкивающего штифта, тем более взвешенные решения сможете принимать и тем больше сможете снизить общую стоимость владения этими критическими компонентами.
Выталкивающие штифты сталкиваются с одними из самых сложных условий в процессе производства. Они скользят в точно контролируемые зазорные отверстия и обратно тысячи раз за смену; выдерживают экстремальные температуры и уровни давления; и должны эффективно отделять пластиковые детали, не застревая и не заедая на них. Достижение такой надёжности требует решения нескольких фундаментальных задач механической обработки.
В отличие от стандартных крепежей, выталкивающие штифты для литья под давлением должны подходить к своим направляющим отверстиям с точностью до микрон. Если они слишком свободны в направляющих отверстиях, облой будет проникать через штифт в отформованную деталь, вызывая дефекты. Если слишком тугие, штифт заклинит или заест, что приведёт к катастрофическому повреждению формы.
Существуют международные стандарты (ISO 6751 (2011)), которые определяют допуски и размеры выталкивающих штифтов для литья под давлением и литья под давлением. В критических применениях необходим строгий контроль соосности головки, корпуса и наконечника штифта.
Стандартные допуски механической обработки для выталкивающих штифтов обычно составляют ±0,02 мм, в то время как многие поставщики для больших объёмов выполняют индивидуальную обработку до ±0,005 мм по запросу. В Falcon CNC Swiss наши многоосевые станки с ЧПУ и методы прецизионного шлифования обычно достигают этих допусков в ходе полных производственных серий.
Выталкивающие штифты представляют собой длинные, тонкие и стройные цилиндрические объекты. Ошибки в прямолинейности или лёгкие изгибы штифта вызовут заедание штифтов в направляющих отверстиях, что приведёт к непостоянной скорости выталкивания деталей, повышенному износу и, в конечном итоге, к поломке.
Качество поверхности напрямую влияет на скорость износа. Более гладкие поверхности уменьшают трение и вероятность заедания. Высокоточная обработка на станках с ЧПУ, достигающая Ra ≤ 0,2 мкм, создаёт гладкие поверхности, которые минимизируют трение и увеличивают срок службы штифта и формы.
Выталкивающие штифты должны быть достаточно твёрдыми, чтобы выдерживать чрезмерный износ, но достаточно вязкими, чтобы поглощать повторяющиеся удары без растрескивания. Если штифты перекалены, они становятся очень хрупкими, а недокаленные штифты быстро изнашиваются.
Наиболее распространённым материалом общего назначения для выталкивающих штифтов являются инструментальные стали SKD61 и H13 для горячих работ с твёрдостью обычно 48–52 HRC. Для крупносерийных или абразивных применений производители указывают порошковую быстрорежущую сталь ASP30 (62–64 HRC) и закалённые насквозь варианты из нержавеющей стали. Поверхностное азотирование создаёт твёрдый внешний слой (до 900 HV) для высокообъёмных/высокоизносных применений, сохраняя при этом более вязкую сердцевину.
Когда заказчик заказывает 50 000 выталкивающих штифтов, каждый из них должен быть размерно идентичен первому, а для этого требуются автоматизированные производственные процессы и строгий статистический контроль процессов, а не традиционная обработка. Изучите нашу услугу прецизионной обработки на станках с ЧПУ для изготовления штифтов для пресс-форм.
Важно выбрать подходящий тип выталкивающего штифта для конкретной задачи литья, учитывая несколько факторов: геометрию детали, усилие выталкивания и желаемое качество поверхности после выхода из формы.
Подавляющее большинство (более 99%) всех выталкивающих штифтов являются прямыми с круглым поперечным сечением. Они очень экономичны, широко доступны и высоко стандартизированы. Эти типы выталкивающих штифтов подходят для большинства пластиковых деталей общего назначения, небольших и средних компонентов, а также для применений, где видимые следы от выталкивающих штифтов не являются проблемой. Однако ограничение прямых выталкивающих штифтов заключается в том, что площадь выталкивания довольно мала, поэтому они могут оставить след на чувствительной поверхности или вызвать концентрацию напряжений в тонкостенной детали.
Плоские выталкивающие штифты, также называемые лопаточными выталкивающими штифтами, имеют прямоугольное или квадратное поперечное сечение. Они используются, когда длинное ребро, узкая кромка или удлинённое изделие не могут использовать стандартные круглые штифты для обеспечения достаточной площади выталкивания. Плоские выталкивающие штифты имеют большую площадь выталкивания, чем прямые, поэтому они могут более равномерно распределять напряжение, снижая риск деформации детали. Геометрия плоских штифтов сложнее, чем круглых (например, требует большей точности обработки), обычно требуется электроэрозионная обработка проволокой или точное фрезерование, а не обычная токарная обработка.
Ступенчатые выталкивающие штифты имеют участок, усиливающий основание штифта малого диаметра для повышения прочности на изгиб. Такая конструкция рекомендуется для штифтов диаметром менее 3 мм, которые могут изгибаться или ломаться при многократных ударах, что делает их склонными к прогибу или поломке.
Пружинные выталкивающие штифты имеют встроенный пружинный механизм, который позволяет осуществлять задержанное и/или поэтапное выталкивание. Это полезно для очень сложных профилей деталей, когда все штифты не могут быть вытолкнуты одновременно или могут деформировать деталь. Выталкивающие штифты с пружинной нагрузкой также часто используются для угловых съёмников, которые обычно изготавливаются из пружинной стали для выдерживания многократных изгибов.
Пневматические выталкивающие штифты используют давление воздуха, а не механическую силу, для помощи в выталкивании детали. Это особенно полезно для тонкостенных или хрупких компонентов, которые не могут контактировать со стандартными штифтами. Система сжатого воздуха функционирует путём направления сжатого воздуха через клапан тарельчатого типа, что налагает особую важность на правильную герметизацию пневматического выталкивающего штифта и его посадку в форму для сохранения надлежащих рабочих характеристик.
Прогрессивные выталкивающие штифты предназначены для использования в многоступенчатых системах выталкивания, где различные штифты продвигаются и выталкивают детали на разных этапах выталкивания, обеспечивая принудительное извлечение деталей из сложных поднутрений и/или очень глубоких полостей без повреждения деталей.
| Тип выталкивающего штифта | Наилучшее применение | Ключевое преимущество |
| Прямой или цилиндрический | Детали общего назначения, крупносерийное производство | Низкая стоимость, высокая доступность |
| Плоский или лопаточный | Глубокие рёбра, узкие пазы, тонкостенные участки | Большая площадь выталкивания, уменьшение следов |
| Ступенчатый | Штифты диаметром < 3 мм | Усиленное основание предотвращает изгиб |
| Втулочный | Бобышки вокруг отверстий под винты | Равномерное выталкивание, отсутствие локальных напряжений |
| Пневматический | Тонкостенные или декоративные детали | Нулевой контакт, без следов выталкивания |
| С пружинной нагрузкой | Угловые съёмники, задержанное выталкивание | Обеспечивает высвобождение сложных поднутрений |
Узнайте больше о нашем производстве штифтов для пресс-форм на станках с ЧПУ.
Срок службы выталкивающего штифта, время бесперебойной работы формы и общая стоимость владения напрямую измеримы с точки зрения выбора основного материала и поверхностного покрытия.
Наиболее распространённой для выталкивающих штифтов общего назначения является инструментальная сталь для горячих работ (SKD61
Английский 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
русский 
العربية 
