38
KONSTRUIRANJE BLOKADE SERIJSKEGA STIKALA IN ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE Diplomsko delo Študent(ka): Rok VORI Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Strojništvo Smer: Konstrukterstvo Mentor: izr. prof. dr. Jožef PREDAN Somentor: red. prof. dr. Nenad GUBELJAK Maribor, september 2016

ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

KONSTRUIRANJE BLOKADE SERIJSKEGA STIKALA IN

ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE

Diplomsko delo

Študent(ka): Rok VORI

Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Strojništvo

Smer: Konstrukterstvo

Mentor: izr. prof. dr. Jožef PREDAN

Somentor: red. prof. dr. Nenad GUBELJAK

Maribor, september 2016

Page 2: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

I

Page 3: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

II

I Z J A V A Podpisani Rok Vori izjavljam, da:

je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,

predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli

izobrazbe po študijskem programu druge fakultete ali univerze,

so rezultati korektno navedeni,

nisem kršil-a avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter

Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in

elektronske verzije zaključnega dela.

Maribor,_____________________ Podpis: ________________________

Page 4: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

III

ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju, izr. prof. dr. Jožefu PREDANU, in somentorju, red. prof. dr. Nenadu GUBELJAKU, za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela. Prav tako se zahvaljujem mentorju v podjetju, Jožefu HOZJANU, ter vsem zaposlenim v podjetju Elektromaterial Lendava d.d. Posebna zahvala pa velja tudi mojim staršem, ki so mi omogočili študij in me pri njem podpirali.

Page 5: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

IV

KONSTRUIRANJE BLOKADE SERIJSKEGA STIKALA IN ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2) POVZETEK Potrebno je bilo najti ustrezno rešitev za nadgradnjo serijskega stikala. Stikalo je ob vklopu ene tipke moralo prekiniti vklop druge strani stikala. Zato smo skonstruirali blokado serijskega stikala, ki onemogoča hkraten vklop obeh polov. Po izdelanem prototipu in pozitivnih rezultatih preizkuševalnega laboratorija je bilo potrebno blokado še izdelati. Zato smo na podlagi izbranega materiala blokade izdelali še orodje za brizganje plastične mase. V diplomski nalogi je podrobno predstavljen celoten postopek konstruiranja tako blokade kot tudi orodja.

Page 6: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

V

DESIGN OF THE LIMIT SWITCH AND TOOLS FOR MOLDING

Key words: Constructing, blockade of a serial switchover, tool for plastic injection molding UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2) ABSTRACT An appropriate solution was needed to be found for upgrading the serial switch. After turning on one button, the switch had to stop the power from the other side of the switch. That is why we tried to construct a blockade of a serial switchover that would disable simultaneous activation of both poles. After creating the prototype and after positive test results from the laboratory, we had to create the blockade. For this reason we created the tools for injecting plastic mass on the basis of the chosen materials for the blockade. This thesis thoroughly represents the whole process of constructing such a blockade, as well as the tools needed.

Page 7: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

VI

KAZALO

1 UVOD ........................................................................................................................ 1

1.1 Opredelitev diplomske naloge ....................................................................................... 1 1.2 Namen in cilj diplomske naloge ..................................................................................... 1 1.3 Struktura diplomske naloge ........................................................................................... 2

2 POSLOVNI SISTEM ELEKTROMATERIAL LENDAVA D.D. ............................................... 3

2.1 Predstavitev podjetja ..................................................................................................... 3

3 RAZVOJ POLIZDELKA - BLOKADA SERIJSKEGA PREKLOPA ............................................ 5

3.1 Stikala ............................................................................................................................. 5 3.2 Standardizacija ............................................................................................................... 6 3.3 Stikalo z blokado serijskega preklopa ............................................................................ 7

4 IZDELAVA MODELA BLOKADE .................................................................................... 8

4.1 Funkcija blokade ............................................................................................................. 8 4.2 Dimenzije ........................................................................................................................ 9 4.3 Material .......................................................................................................................... 9

4.3.1 Poliamid PA 66 +30%GF ....................................................................................... 10 4.4 Prototip ......................................................................................................................... 10

5 KONSTRUKCIJA ORODJA ........................................................................................... 11

5.1 Osnove Brizgalnih orodij za plastične mase ................................................................. 11 5.1.1 Postopek delovanja .............................................................................................. 12 5.1.2 Delitev orodij ........................................................................................................ 12

6 KONSTRUIRANJE ORODJA ......................................................................................... 13

6.1 Določitev števila gnezd ................................................................................................. 13 6.2 Razporeditev gnezd ...................................................................................................... 14 6.3 Skrčki ............................................................................................................................ 15 6.4 Dolivni sistem ............................................................................................................... 16 6.5 Hladilni sistem .............................................................................................................. 16 6.6 Izmetalni oz. snemalni sistem ...................................................................................... 17 6.7 Elementi orodja ........................................................................................................... 18

6.7.1 Oblikovni vložki ..................................................................................................... 18 6.7.2 Standardni deli ..................................................................................................... 20

7 ZAKLJUČEK ............................................................................................................... 22

8 LITERATURA ............................................................................................................. 23

9 PRILOGE ................................................................................................................... 24

Page 8: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

VII

KAZALO SLIK

Slika 2.1: Izdelki podjetja EM d.d. ............................................................................................. 4

Slika 3.1: Nadometno in podometno stikalo .............................................................................. 5

Slika 3.2: Mehanizem serijskega stikala .................................................................................... 7

Slika 4.1: Polizdelek –Blokada serijskega preklop .................................................................... 8

Slika 4.2: Prototip ..................................................................................................................... 10

Slika 5.1: Stroj za brizganje plastične mase ............................................................................. 11

Slika 5.2: Postopek brizganja ................................................................................................... 12

Slika 6.1: Izdelava gnezd s postopkom gravur ......................................................................... 14

Slika 6.2: Dolivni sistem .......................................................................................................... 16

Slika 6.3: Hladilna kanala ........................................................................................................ 16

Slika 6.4: Izmetalni sistem ....................................................................................................... 17

Slika 6.5: Elementi orodja ........................................................................................................ 18

Slika 6.6: Matrični vložek ........................................................................................................ 19

Slika 6.7: Patrični vložek ......................................................................................................... 19

Slika 6.8: Vodilni in centrirni elementi .................................................................................... 20

Slika 6.9: Centrirni obroč ......................................................................................................... 21

Page 9: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

VIII

KAZALO TABEL

Tabela 3.1: Standardne označbe stikal ....................................................................................... 6

Tabela 6.1: Procentualni skrčni materiala ................................................................................ 15

Tabela 6.2: Kemijska sestava jekla .......................................................................................... 19

Page 10: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

IX

UPORABLJENE KRATICE

A Amper

ABS Akrilonitril-butadien-stiren

ASA Akrilnitril-siren

CAD Computer Aided Design

d.d. delniška družba

EM Elektromaterial

EN evropski standard

HRc trdota po Rockwellu

HV trdota po Vickersu

Hz Hertz

IP stikala z zaščito

PA poliamid

PE polietilen

PP polipropilen

SIQ Slovenski inštitut za kakovost in meroslovje

TÜV Technischer Überwachungsverein

VDE Verband der Elektrotechnik

3D tridimenzinalno

Page 11: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

1

1 UVOD

1.1 Opredelitev diplomske naloge

Stikala so naprave, s katerimi vklapljamo in izklapljamo porabnike električne energije.

Poznamo več funkcijskih vrst stikal. V primeru moje diplomske naloge se bomo bolj

osredotočili na serijsko stikalo, za katerega bomo izdelali polizdelek, ki bo omogočal funkcijo

izmeničnega vklapljanja.

Pri serijskem stikalu lahko vežemo na stikalo dva električna porabnika (npr. luč na začetku

hodnika in luč na koncu hodnika). Serijsko stikalo ima možnost vklopa samo ene strani stikala

oz. leve ali desne tipke, in možnost vklopa obeh strani hkrati.

V podjetju EM je prišla na plan ideja, da bi kupcem povečali izbiro pri stikalih za žaluzije. Za

regulacijo žaluzij uporabljajo stikalo 1-0-2 in tipkalo za žaluzije, slednja se pri vgradnji

žaluzij tudi največ montira. Tipkalo ima funkcijo sklenitve električnega toka tako dolgo,

dokler držimo na tipko (uporabljamo jih tudi pri zvoncih). Tipkala za žaluzije imajo dve tipki,

podobno kot serijska stikala. Ob pritisku na eno tipko se vzpostavi električni tok in žaluzija se

dviga oz. spušča. Ob sprostitvi tipke pa se tok prekine in elektromotor preneha delovati.

Pri uporabi serijskega stikala za enak princip delovanja pa se pojavlja problem, saj lahko

električni tok steče skozi obe tipki (v obe smeri hkrati). V tem primeru bi elektromotor dobil

signal, da naj npr. žaluzije odpira in zapira hkrati. Ta problem je zato potrebno rešiti

mehansko, da bo tako posledično onemogočen hkratni vklop obeh tipk (izhodov) na čim lažji

in ekonomično čim ugodnejši način. Podobna primera takšnega delovanja sta npr. hlajenje –

ogrevanje klimatske naprave ali odpiranje – zapiranje zunanjih/garažnih vrat.

1.2 Namen in cilj diplomske naloge

Namen oz. cilj diplomske naloge je preučiti problem in zasnovati idejno rešitev za serijsko

stikalo z mehansko blokado vklopa obeh tipk (izhodov). Po uspešno zasnovanem polizdelku

je bilo potrebno izdelati tudi prototip. Ta se je v preizkusnem laboratoriju dobro obnesel, zato

je bilo potrebno zanj izdelati še orodje. Pogoj izdelave je bil, da mora biti polizdelek iz

plastične mase, zato je bilo potrebno skonstruirati orodje za brizganje plastične mase.

Konstruiranja sem se lotil v CAD programu Autodesk Inventor.

Page 12: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

2

1.3 Struktura diplomske naloge

Diplomsko delo je sestavljeno iz uvoda, v katerem je na kratko opisano, o čem govori

diplomska naloga ter kakšni so njeni cilji. Nato je predstavljeno še podjetje EM d.d. iz

Lendave, v katerem sem opravljal praktično usposabljanje in ki mi je omogočilo izdelavo

moje diplomske naloge.

V jedru sledi opis razvoja blokade, kakšen je bil problem in kako smo le-tega potem rešili.

Navedena je tudi teorija o stikalih in standardih, ki smo jih morali upoštevati pri dizajniranju

blokade. V drugem delu jedra diplomske naloge je opisan postopek izdelave blokade.

Potrebno je bilo izdelati konstrukcijo orodja, zato je podrobneje predstavljen celoten potek

konstruiranja orodja za blokado serijskega stikala.

Diplomska naloga je sklenjena še z zaključnim sklepom.

Page 13: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

3

2 POSLOVNI SISTEM ELEKTROMATERIAL LENDAVA D.D.

2.1 Predstavitev podjetja

Elektromaterial Lendava d.d. je delniška družba, ki je v regiji eden vodilnih proizvajalcev in

ponudnikov elektroinštalacijskega materiala. [1]

Osnovne dejavnosti podjetja so:

o razvoj, proizvodnja in prodaja elektroinštalacijskega materiala, k čemur spadajo:

- vse vrste stikal (podometna, nadometna, vgradna, zatemnilna …),

- vse vrste vtičnic (varnostne vtičnice (oblike F-nemškega in E-NF oz.

francoskega standarda), komunikacijske vtičnice …),

- svetilke (z vznožki E14, E27 in led moduli),

- okovi za žarnice (z žarilno nitko, halogenske, fluorescentne …),

- ostali elektroinštalacijski material (razdelilniki, adapterji, elementi vezave ...),

o konstruiranje in izdelava orodij, priprav, naprav in (pol)avtomatov za:

- stiskanje duromerov,

- brizganje termoplastov,

- izsek in krivljenje pločevine,

- sestavo-montažo polizdelkov v funkcionalno zaokrožene celote.

Izdelki so cenovno pozicionirani v zgornjem srednjem razredu, kar pomeni, da v relaciji s

primerljivimi izdelki najuglednejših evropskih proizvajalcev, kot so Legrand, Schneider,

Siemens, Jung, Gira, Peha, Berker idr., cenovno nekoliko zaostajajo na račun še vedno manjše

prepoznavnosti.

Proizvodi, ki jih proizvaja družba Elektromaterial Lendava d.d., so preizkušeni in certificirani

na referenčnih institucijah (VDE, TÜV, SIQ…).

Pri tem se preverja skladnost izdelkov z ustreznimi standardi, ki veljajo za posamezno

skupino izdelkov npr.:

- za stikala in tipkala: EN 60669 Switches for household and similar fixed

electrical installations – Part1: General requirements,

- za varnostne vtičnice: IEC 60884-1 Plugs and socket-outlets for household

and similar purposes-Part 1: General requirements.

V podjetju tako obvladujejo:

-razvoj izdelkov, ki so predmet njihove proizvodnje (definiranje, preizkušanje,

povratni razvoj),

-definiranje potrebnih orodij za izdelavo posameznih polizdelkov in njihovo sestavo

(konstrukcija orodij in naprav),

-izdelavo orodij in naprav ter njihovo vzdrževanje,

-brizganje termoplastičnih materialov (PA, PE, PP, ASA, PC, ABS),

-brizganje duroplastičnih materialov,

-stiskanje duroplastičnih materialov,

-izsek in krivljenje kovin (kontaktni elementi, nosilni elementi),

-sestavo polizdelkov v podsestave in gotove izdelke,

-pakiranje, skladiščenje in logistiko.

Page 14: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

4

Večina proizvodnje elektroinštalacijskega materiala se razdeli na proizvodnjo stikal in vtičnic.

Zaradi različnih zahtev in želja kupcev so razvili več družin - programov izdelkov.

Posamezne družine se med seboj razlikujejo le po obliki oziroma dizajnu pokrovnih delov,

medtem ko so mehanizmi za vse programe enaki. To torej pomeni da imajo vsa menjalna

stikala enak mehanizem, različne so le zunanje maske.

S poenotenjem vseh mehanizmov so:

-povečali proizvodne serije posameznih funkcionalnih vrst,

-optimizirali proizvodnjo polizdelkov, podsestavov in gotovih mehanizmov in

-dosegli količine posameznih izvedb, ki so upravičile vlaganja v popolno

avtomatizacijo njihove sestave.

Slika 2.1: Izdelki podjetja EM d.d.

Page 15: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

5

3 RAZVOJ POLIZDELKA - BLOKADA SERIJSKEGA PREKLOPA

3.1 Stikala

Stikalo je elektronski preklopni element, ki lahko sklene ali razklene svoje kontakte, skozi

katere potem steče električni tok. Z njimi lahko vklapljamo ali izklapljamo porabnike

električne energije. [2]

Glede na način vklopa poznamo:

- dotična (preklop s pritiskom na tipko) in

- brezdotična (prekinitev indukcijske zanke).

Inštalacijska stikala in vtičnice pa že dolgo niso več namenjena samo prižiganju luči in

zagotavljanju električne energije porabnikom. S svojim dizajnom sooblikujejo prostor in

dajejo moderen pogled pri opremljanju stanovanja, hiše. Najpogosteje se inštalacijska stikala

uporabljajo v tokokrogih z razsvetljavo (prižiganje luči). Običajno so izdelane za 230 V, 50

Hz, nazivni tok varovalke pa prilagodimo konični moči in skoraj nikoli ni večji od 4 A do 6 A.

Stikala nameščamo na višini od 1 m do 1,5 m (najpogosteje v višini vratnih kljuk).

Poznamo:

- nadometna stikala,

- podometna stikala in

- stikala za vgradnjo v aparate.

Glede na izvedbo jih delimo na:

- klecna,

- mikro,

- potezna,

- vrtilna,

- temnilna in

- senzorska stikala.

Glede na uporabljeno zaščito jih delimo na:

- stikala za splošno uporabo (IP 20, IP 40) in

- stikala z vodotesno zaščito (IP 44, IP 5, IP 65).

Slika 3.1: Nadometno in podometno stikalo

Page 16: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

6

3.2 Standardizacija

Standardizacija je dejavnost uveljavljanja ukrepov za splošno in ponovno rabo z doseganjem

optimalne stopnje urejenosti. Izraža se v oblikovanju, izdajanju in uporabi standardov, ki so

osnovni elementi standardizacije. [2]

Glede na funkcijske izpeljanke so stikala po standardu lahko:

1 Eno-polna (navadno stikalo); vklop/izklop enega porabnika z enega mesta;

prekinja se samo fazni tok.

2 Dvo-polna (navadno stikalo); vklop/izklop porabnika z enega mesta; prekinjata

se fazni in nulti tok.

3 Tri-polna stikala; vklop/izklop porabnika z enega mesta; prekinjajo se L, N, PE.

4 Tristopenjska stikala; imajo nevtralni položaj in dva izhoda 1-0-2.

5 Serijska stikala; selektivno vklapljajo dva porabnika; hkrati ali posamezno.

6 Menjalna stikala; porabnik se lahko izmenično preklaplja na dveh mestih.

6+2 Menjalno + menjalno stikalo; združena dva menjalna mehanizma v eni dozi.

7 Križna stikala; v kombinaciji z menjalnim stikalom se lahko en porabnik

preklaplja s treh (ali dograjevanjem križnih tudi več) mest.

Tabela 3.1: Standardne označbe stikal

Pattern

number

Številka

vzorca

Number

of poles

Število

polov

Possible

connections

Shema vezav

Pattern

number

Številka

vzorca

Number

of poles

Število

polov

Possible

connections

Shema vezav

1

1

5

1

2

2

6

1

3

3

6/2

2

03

4

7

1

4

4

Page 17: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

7

Tako kot v vseh proizvodnjah je tudi v proizvodnji stikal potrebno upoštevati določene

standarde, ki omogočajo določeno izenačenost med konkurencami glede na kakovost ali

kvaliteto, obliko, mere (dimenzije), materiale, varnost, zanesljivost ter življenjsko dobo

posameznega izdelka. To omogoča cenejšo izdelavo in posledično cenejše izdelke, predvsem

pa je olajšana montaža stikal in morebitno popravilo le-teh. V EM so vsa stikala izdelana po

standardu EN 60669.

3.3 Stikalo z blokado serijskega preklopa

Najpogosteje se uporabljajo navadno (1), menjalno (6) in serijsko (5) stikalo. Elektromaterial

d.d. v svojem naboru trenutno ne ponuja stikala funkcijske izvedbe (4). Na podlagi

povpraševanj kupcev se ocenjuje, da bi izdelali 5─10k kosov takih izdelkov.

Potrebno je torej najti konstrukcijsko rešitev, kako obstoječi sestav mehanizma dodelati tako,

da bo mogoča proizvodnja stikala (4).

Pogoji:

1. Varnostno in funkcionalno dobra rešitev (upoštevati zahteve standarda EN 60669-1).

2. Minimalni posegi v obliko obstoječih polizdelkov.

3. Čim manj novih sestavnih delov.

4. Sestava in montaža ni potrebno, da se vrši na avtomatih

5. Novi mehanizem stikala (4) mora biti skladen s pokrovnimi deli vseh obstoječih

programov.

6. Tehnološko in cenovno sprejemljiva rešitev.

Možnosti uporabe stikala (4):

- pri žaluzijah (najpogostejša uporaba),

- pri manjših tovornih dvigalih,

- pri klimatskih napravah (hlajenje/ogrevanje),

- pri različnih operacijah, kjer se uporablja dvosmerni elektromotor.

Takšno izvedbo stikala bi lahko uporabili ne samo za primer izvedbe z žaluzijami, temveč

tudi pri drugih zgoraj naštetih primerih. Npr. pri tovornih dvigalih, kjer bi dvigalo dvigali in

spuščali s pomočjo stikala (4). Stikalo bi preprečilo, da bi elektromotor poganjal dvigalo v

obe smeri hkrati. Prav tako bi stikalo lahko uporabili pri vezavi dveh klimatskih naprav. Ob

vklopu hlajenja bi bilo nespametno vklopiti istočasno tudi ogrevanje. S tem stikalom pa bi to

lahko omogočili.

Slika 3.2: Mehanizem serijskega stikala

Page 18: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

8

4 IZDELAVA MODELA BLOKADE

Za potrebo kupca je bilo potrebno izdelati stikalo s serijskim preklopom, ki bi se uporabljalo

pri montaži zunanjih žaluzij. V takšnih primerih se najpogosteje uporabljajo vmesna stikala s

položaji 1-0-2 oz. tipkala, pri katerih je prav tako onemogočen hkraten vklop. V podjetju

Elektromaterial d.d. v svoji ponudbi ponujajo oba načina (stikalo za žaluzije, tipkalo za

žaluzije). Da nebi spreminjali celotnega mehanizma v stikalu, je na plan je prišla ideja

izdelave polizdelka, ki ga vstavimo v ogrodje stikala. Ta bi onemogočal hkratno vzpostavitev

kontakta obeh polov pri serijskem stikalu.

Izdelku je potrebno posvetiti maksimalno pozornost. Oblikovati ga moramo tako, da bo v

skladu z zahtevami tehnike brizganja in da bodo upoštevane vse značilnosti uporabljenega

materiala. Zato je po koncu oblikovanja potrebno izdelati prototip in opraviti temeljito

vrednostno analizo. Za pravočasno odkrivanje nepravilnosti v konstrukciji in za popravilo

izdelka so na voljo različni računalniški programi. Za oblikovanje blokade in kasnejša

popravila sem uporabil program Autodesk Inventor.

4.1 Funkcija blokade

Najprej je bilo potrebno razviti polizdelek, ki bi serijskemu stikalu zagotavljal izmeničen

vklop tipk. Električni tok v mehanizmu serijskega stikala ne sme steči skozi oba pola. V tem

primeru bi se elektromotor, ki pelje žaluzije v želeno smer, deformiral. Zato je bilo potrebno

najti ugodno rešitev.

Omislili smo si blokado serijskega preklopa. Blokada bi bila prosto vstavljena v luknjo

ogrodja mehanizma, ki je prvotno namenjena lučki in bi se lahko vrtela okoli svoje osi. Dve

krili na blokadi bi omogočali, da bi tipka lažje potisnila blokado na eno ali drugo stran. Ob

vklopu leve tipke bi ta potisnila blokado in jo zavrtela okoli svoje osi, vse dokler krila nebi

zadela ob steno ogrodja, cca. 30º. Z vklopom desne tipke pa bi blokado potisnili v prvotni

položaj, ki bi ob tem omogočila, da se prvotna tipka izklopi.

Slika 4.1: Polizdelek – Blokada serijskega preklop

Page 19: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

9

4.2 Dimenzije

Pri dizajniranju blokade smo morali upoštevati mere ogrodja. Dimenzije blokade so

18x16,5x11,4 mm, premer osi blokade je 6,2 mm. Os je vstavljena v ogrodje stikala in z

začetnim večjim premerom osi naseda nanj. Luknja v osi je izdelana pod konusom... Krila

blokade so zasnovana pod kotom z namenom lažje dostopnosti tipk do blokade. Na zgornji

strani blokade je z dveh strani odvzeto 7,25 mm materiala na debelino 1,5 mm zaradi čepov

na ohišju mehanizma. Podrobnejši pregled dimenzij je v delavniški risbi blokade, ki je

priložena v prilogi.

4.3 Material

Za izbiro materiala smo morali upoštevati kar nekaj pogojev. Poglavitni razlog je bil ta, da

izbrani material ne sme biti električno prevoden. Funkcija in položaj polizdelka v stikalu sta

takšna, ki povesta, da mora biti blokada neprevodna. Vsi materiali za izdelavo polizdelkov, ki

se vgrajujejo v ogrodje stikala oz. vtičnice, morajo namreč ustrezati predpisanim normativom.

Pogoji, ki zagotavljajo izbiro materiala, so:

- neprevodnost (glede na funkcijo in položaj),

- temperaturna obstojnost,

- oblikovno-dimenzijska obstojnost,

- obstojnost glede na obrabo.

Naslednji pomembnejši pogoj pri izbiri materiala je bila temperaturna obstojnost. Potrebno je

bilo upoštevati zahtevani standard, ki pravi, da mora biti material temperaturno obstojen do

temperature okolice + 45° C. To namreč velja za vse dele v stikalu. Prav tako mora biti

polizdelek oz. blokada obrabno obstojen. Pri določenem številu preklopov, opravljenih pri

laboratorijskem preizkusu, se material ne sme deformirati, ampak mora zagotoviti prvotno

obliko. Po preučitvi vseh teh pogojev smo se odločili, da bo material plastičen. Plastika oz.

plastična masa je skupno ime za vrsto sintetičnih materialov, ki jih pridobivamo s

polimerizacijo organskih ogljikovih spojin. Plastične mase spadajo v skupino umetnih

polimerov. Polimeri so organske spojine, ki nastanejo s spajanjem majhnih monomernih

molekul v velike makromolekule. Delimo jih na:

- plastomere (termoplasti),

- duromere (duroplasti) in

- elastomere.

Duroplasti so polimerni materiali, kjer so makromolekule vezane kemično zamreženo. Pri

segrevanju se vez ne sprosti, zato jih lahko razkrojimo šele s sežigom. Znani so predvsem po

veliki temperaturni obstojnosti in trdnosti. Pri izbiri materiala za blokado serijskega preklopa

nam duroplasti niso ustrezali, saj je material preveč krhek. Elastomeri so materiali, ki se po

deformaciji povrnejo v prvotno obliko. Makromolekule kavčuka se med vulkanizacijo

elastično povezujejo in tako nastanejo elastomeri. Tudi ta material nam ni ustrezal, prav

zaradi prevelike elastičnosti. Zato smo izbrali termoplaste, pri katerih se makromolekule

zaradi majhnih medmolekulskih sil med seboj ne spajajo, kar jim daje ugodne predelovalne

lastnosti. Termoplaste najpogosteje vbrizgavamo v kalupe, kjer po ohladitvi ohranijo prvotno

obliko. Snov lahko ponovno stopimo in še enkrat oblikujemo, pri čemer se lastnosti materiala

ne spremenijo. [3]

Termoplaste smo izbrali na podlagi ustreznosti vseh zgoraj navedenih pogojev. Tako smo

izbrali material Poliamid PA 66 z dodatkom steklenih vlaken, ki je bil tudi že večkrat

preizkušen material v podjetju Elektromaterial d.d.

Page 20: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

10

4.3.1 Poliamid PA 66 +30%GF

Poliamidi so znani po visoki trdnosti, žilavosti in udarni žilavosti, imajo tudi dobre drsne

lastnosti ter dobro odpornost proti obrabi. Najpogosteje se uporabljajo kot konstrukcijski

material za strojne dele. Ločimo več vrst poliamidov (PA 6, PA 46, PA 66, Pa 610 …). PA 66,

ki smo ga izbrali za izdelavo blokade, je z dodatkom 30 % steklenih vlaken. S tem zvišujemo

trdnost in E-modul ter hkrati zmanjšamo krčenje. Izboljša pa se tudi temperaturna obstojnost.

[4] V prilogi sem priložil tudi tehnični list tega materiala.

4.4 Prototip

Prototip je v prvi vrsti namenjen za testiranje izdelka. Pred serijsko proizvodnjo lahko z

izdelavo prototipa odkrijemo tudi pomembne napake in pomanjkljivosti modela, ki jih prej v

CAD programu nismo opazili. Namen prototipa torej je, da se prepričate, ali vaša ideja deluje,

da jo lahko izboljšate ter da odkrijete in razrešite oblikovne težave.

Dandanes se prototipi vse pogosteje uporabljajo pri proizvodnji orodij ali celo za izdelavo

proizvodno kvalitetnih delov v manjšem številu. Danes pa je najpogostejši način izdelave

prototipa 3D printanje. S pomočjo CAD modela (načrt/risba) jih obdelamo s transformacijo v

preseke, nato pa 3D printer izdela vsak presek v fizičnem prostoru.

V podjetju Elektromaterial d.d. smo se odločili za izdelavo kovinskega prototipa. Ta ima

podobne lastnosti kot material PA66, ki smo ga izbrali za izdelavo blokade. V laboratoriju

smo preizkusili, ali blokada ustreza mehanski zdržljivosti in električni življenjski dobi stikala,

pri čemer se je blokada izkazala za ustrezno rešitev.

Mehanska zdržljivost stikala je s številom stikalnih operacij izražena doba, ki jih ta aparat

zdrži brez okvare pri normalnih klimatskih pogojih in pri električno neobremenjenih kontaktih.

Električna življenjska doba stikala pa je s številom ciklov izražena doba, ki jih električni

kontakti tega aparata zdržijo pri določeni električni obremenitvi pri normalnih klimatskih

pogojih. [3]

Slika 4.2: Prototip

Page 21: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

11

5 KONSTRUKCIJA ORODJA Glede na izbrani material (PA66 +30%GF), se bo polizdelek izdeloval z brizganjem. Izdelati

je potrebno konstrukcijo orodja za brizganje.

5.1 Osnove Brizgalnih orodij za plastične mase

Brizgalna orodja oz. brizgalke so sestavljena iz zapiralnega dela, ki nosi orodje, in

brizgalnega dela. V cilindru se tali masa za cca. 10 brizgov, bat, ki potiska maso v orodje, pri

vsakem povratku zajame svežo maso za nov brizg. Danes za brizganje termoplastov,

duroplastov in elastomerov uporabljamo le še stroje z brizgalnim polžem ali polžnobatne

stroje. Polži z rotacijo opravljajo funkcijo doziranja in plastificiranja, z aksialnim pomikom pa

funkcijo vbrizgavanja. Le za mikrobrizganje uporabljamo batno vbrizgavanje, tako da je bat

priključen za plastificiranim polžem. Za duroplaste in pene pa uporabljamo obročne bate, pri

katerih je plastificirana masa pred polžem v obliki kolobarja, vbrizgavamo pa z obročnim

batom. Princip delovanja brizgalk prikazuje slika. [4]

Slika 5.1: Stroj za brizganje plastične mase

Deli brizgalne enote:

0- Hidravlični motor

1- Brizgalno orodje

2- Lijak

3- Cilinder s polžem

4- Grelci

5- Šoba

6- Fiksna plošča

7- Premikajoča plošča

8- Zapiralna enota

9- Izmetalna enota

Page 22: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

12

5.1.1 Postopek delovanja

Plastična masa se dodaja v brizgalni stroj skozi lijak. Masa se ob vstopu v cilinder segreje na

temperaturo taljenja preko grelcev, ki so nameščeni na zunanji strani. V cilindru običajno

talimo maso za več vbrizgov. Polž z vrtenjem pomika staljeno plastično maso vzdolž cilindra

v brizgalno orodje. Ob zadostni količini doziranja mase se polž ustavi. Brizgalno orodje

hladimo na temperaturo, ki omogoča, da se masa ohladi in strdi. Ko je izdelek zadostno

ohlajen, se gibljiva plošča pomakne od fiksne in s pomočjo izmetalnega čepa izdelek

odstranimo iz orodja. Orodje se nato takoj zapre in brizgalni ciklus se ponovi.

Slika 5.2: Postopek brizganja

5.1.2 Delitev orodij

Orodja za brizganje so zelo različna, vendar pa jih lahko glede na izvedbo in funkcijo, ki jo

opravljajo, kljub temu razdelimo na nekaj skupin:

- osnovno orodje,

- orodje s prisilnim snemanjem,

- orodje s stranskimi pomiki,

- odvijalno orodje,

- orodje z več delilnimi ravninami,

- toplokanalno orodje in

- etažno orodje.

Page 23: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

13

Delitev orodij glede na predelovalni material:

- orodja za brizganje termoplastov,

- orodja za brizganje duroplastov,

- orodja za brizganje gum,

- orodja za brizganje pen in

- orodja za tlačno litje kovin.

6 KONSTRUIRANJE ORODJA

Po izdelavi blokade (polizdelka) se lotimo izdelave orodja. Konstruiranje orodja poteka

odznotraj navzven. Kar pomeni, da moramo najprej izdelati izdelek, ki ga želimo brizgati,

nato pa oblikovne vložke. Šele ko imamo vse zadostne podatke, izberemo dimenzije plošč, ki

so predpisane v standardu. Orodja morajo biti izdelana tako, da želen izdelek ustreza

kakovostnim, merskim, vizualnim, mehanskim in drugim zahtevam.

Eden izmed najučinkovitejših načinov konstruiranja je stopenjsko sistematično konstruiranje.

Po prejetih podatkih o naročilu (ceni, količini serije, obliki in materialu izdelka, podatkih o

stroju itd.) se lotimo konstruiranja. Pred začetkom je potrebno upoštevati oz. definirati tudi

stroj, na katerem bomo brizgali blokado. Potrebno je poznati karakteristike stroja.

Postopek konstruiranja orodja:

- izdelek (mere, material, opis),

- podatki o stroju,

- položaj izdelka glede na delilno ravnino,

- določanje števila gnezd,

- položaj in razporeditev gnezd,

- izbira dolivka oz. dolivnega sistema,

- izbira hladilnega sistema,

- izmere in izvrtine na vpenjalni plošči,

- pritrditev centrirnega obroča, dolivne puše …

- izbira načina in mesta izmetavanja (izmetalni elementi),

- pritrditev izmetalnega dela orodja,

- določanje vodil (vrsta, položaj, število),

- podporne plošče,

- pritrditev vpenjalne plošče,

- montaža orodja.

6.1 Določitev števila gnezd

Na podlagi uporabe izdelka v proizvodnji določimo optimalno število gnezd v vložku. Orodja

s premajhnim ali s prevelikim številom gnezd vodijo k neekonomični proizvodnji in s tem k

povišanju stroškov proizvodnje. Če se izdelek v proizvodnji uporablja pogosteje, izdelamo

orodje z večjimi gnezdi. S tem skrajšamo čas proizvodnje, vendar pa je z večjim številom

gnezd posledično večje tudi orodje, zato moramo paziti tudi na zmogljivost brizgalnega stroja.

Pri izbiri števila gnezd je potrebno paziti tudi na dolivni sistem, da nam ta omogoča vbrizg

mase v vsa gnezda.

Page 24: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

14

Kriteriji določanja števila gnezd:

a) Določanje števila gnezd glede na praktične izkušnje – tehnolog mora pri izdelavi

orodja imeti določene izkušnje (geometrija izdelka, velikost serije, material izdelka).

b) Določanje števila gnezd glede na zahteve po kvaliteti – lastnosti brizganja se slabšajo z

naraščanjem števila gnezd.

c) Določevanje števila gnezd glede na dobavni rok – večje število gnezd pomeni daljši

izdelovalni čas orodja.

d) Določevanje tehničnega števila gnezd – število gnezd določite glede na zmogljivost oz.

ekonomičnost brizgalnega stroja:

- določevanje brizgalnega stroja,

- število gnezd na osnovi sile zapiranja stroja,

- število gnezd na osnovi volumna vbrizgavanja,

- število gnezd na osnovi max. kapacitete plastificiranja stroja,

- število gnezd na osnovi izkoristka ploščine nosilne plošče stroja.

e) Določanje ekonomičnega števila gnezd – ekonomičnost dosežemo, ko so stroški

brizganja najmanjši.

f) Določanje optimalnega števila gnezd – kvaliteta v orodju mora biti zagotovljena,

zahteve brizgalne stroja morajo ustrezati orodju, razdelitev gnezd mora biti simetrična,

eno orodje mora izpolniti plan proizvodnje … Če so ti pogoji doseženi, lahko

konstruiramo orodje z optimalnim številom gnezd.

V mojem primeru, pri konstruiranju orodja blokade serijskega preklopa, sem se odločil za

izdelavo dveh gnezd, poglavitni razlog za to je bila manjša serija uporabe polizdelka.

Slika 6.1: Izdelava gnezd s postopkom gravur

6.2 Razporeditev gnezd

Oblikovne vložke izdelamo na podlagi gravur. Najprej določimo delilno ravnino, ki bo vložek

razdelila na matrično in patrično stran. Ponavadi je matrica zunanji del polizdelka, patrica pa

notranji del. Delilna ravnina pri odpiranju orodja sprosti izdelek in dolivek ter jo določimo na

mestu, kjer brizgalni robovi (preliv) ne bodo vidni. Najpogosteje je to na notranji strani

izdelka.

Page 25: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

15

Gnezda moramo razporediti tako, da so razporejena okrog centralnega dolivnega keglja.

Razporejenost gnezd mora zagotavljati istočasno polnjenje vseh gnezd z maso pri enaki

temperaturi. Poti dolivanja morajo biti čim krajše in tudi dolivek mora biti čim lažji. Možnost

razporeditve gnezd:

a) zvezdasti razpored,

b) vrstni razpored,

c) simetrični razpored.

Slika 6.2: Razporeditev postavitve gnezd

6.3 Skrčki

Pri gravuri moramo upoštevati tudi relativni skrček materiala (plastične mase). Skrček je

razlika med dimenzijami izdelka in gravuro. Nastane zaradi hitrega ohlajanja izdelka po

brizganju. Krčenje je odvisno od pogojev brizganja in materiala (tlak, temperatura, debelina

stene, brizgalne hitrosti itd.). Skrčki nekaterih plastičnih mas so prikazani v spodnji tabeli.

Pri izdelavi gravure za blokado serijskega preklopa sem upošteval skrček PA 66 s steklenimi

vlakni. Glede na predhodne izkušnje, ki jih imajo v podjetju s tem materialom, sem v

programu Autodesk Inventor pred izdelavo gravure blokado skalarno povečal za 0,5 %

(1,006 mm).

Tabela 6.1: Procentualni skrčki materiala

Masa Skrček v %

Poliamid-6 1-1,5

Poliamid-6 + steklo

Poliamid-6,6

Poliamid-6,6 + steklo

Polietilen LD

0,5

1-2

0,5

1,5-3

Polietilen HD 2-3

Polistiren 0,5-0,7

Polikarbonat 0,8

Polivinilklorid trd 0,5-0,7

Polivinilklorid mehak 1-3

Acetatkopymerisat 2

Page 26: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

16

6.4 Dolivni sistem

Naloga dolivnega sistema je, da raztaljeno maso privede po najkrajši možni poti do gnezda.

Dolivni sistem je sestavljen iz: dolivnega keglja, dolivnih kanalov, razdelilnih kanalov ter

ustja.

1. Dolivni kegelj

2. Glavni dolivni kanal

3. Stranski dolivni kanal

4. Prehodni kanal

5. Ustje

6. Celotni dolivek

7. Izdelke

8. Odpresek

Slika 6.2: Dolivni sistem

Konstruiranje dolivnega sistema je predvsem odvisno od izdelka, mase, stroja in orodja. Pri

izbiri oblike dolivka smo se odločili za najenostavnejši način, to je paličasti dolivek. Ta način

se uporablja za temperaturno občutljive ter debelostenske izdelke. Zagotavlja dobro kvaliteto

in stabilnost mer, edina slabost paličnega dolivka je dodatno delo z odstranitvijo dolivka.

Dolivek smo izvedli z dolivno pušo, izdelano iz utrjenega jekla. Zaradi velikih pritiskov se

puša obrablja, zato mora ta del biti zamenljiv.

6.5 Hladilni sistem

Ko se brizganje mase v jedro konča, moramo izdelek ohlajati do tiste temperature, da ga je

možno izvreči iz orodja, ne da bi pri tem prišlo do deformacij. Temperaturo moramo

vzdrževati po celotni površini konstanto. Od tega je namreč odvisna kvaliteta izdelka in tudi

čas hlajenja. Čas hlajenja je čas od začetka hlajenja do začetka odpiranja orodja. Določamo ga

računsko s pomočjo odvedene toplote pri ohlajanju, lahko pa ga določimo tudi s praktičnimi

metodami. Hladilni medij je najpogosteje voda, ki prihaja v orodje skozi hladilne komore.

Hladilni kanali morajo biti enakomerno razporejeni po celotni površini, ki jo hladimo. Paziti

pa moramo tudi na pravilno oddaljenost kanalov.

Slika 6.3: Hladilna kanala

Page 27: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

17

Na sliki je mogoče opaziti dva hladilna kanala, ki potujeta vzdolžno ob oblikovnem vložku.

Enak princip hlajenja je tako na patrični kot na matrični strani. Zaradi majhnosti izdelka in s

tem tudi manjšim temperaturnim razlikam, mi hlajenja ni bilo potrebno izdelati skozi

oblikovne vložke.

6.6 Izmetalni oz. snemalni sistem

Po končanem hlajenju se orodje odpre in izdelki zaradi krčenja ostanejo nasajeni na jedro,

zato jih moramo s pomočjo izmetalnega sistema odstraniti iz gnezda. [4]

Izmetavanje sem izvedel z izmetalno ploščo, ki se pri odpiranju giblje proti delilni ravnini.

Najpogostejša izvedba izmetavanja je izmetavanje z izmetači, ki so pritrjeni v izmetalni plošči.

Namenjena je predvsem za manjše izdelke. Zagotoviti moramo zadostno število izmetačev, da

je snemanje zanesljivo in da ne povzroča loma ali deformacije izdelka. Pri stiku izmetačev z

izdelkom vedno pride do puščanja sledi, zato jih moramo namestiti na manj vidna mesta.

Izmetači so v prodaji v različnih izvedbah − v nitriranih ali utrjeni izvedbi. V podjetju EM d.d.

izmetalne igle naročajo po katalogu Pedrotti Normalizzati in jih nato samo skrajšajo na

potrebno dolžino. Najpogosteje se uporabljajo izmetalne igle iz utrujenih jekel 62 HRc ali

jekel 45 HRc, z nitrirano površino na 90 HV. Uporabljene izmetače v orodju blokade si lahko

pogledate v dokumentaciji pod številko… Pritrjujemo jih tako, da jih na glavi vroče nabijemo

v nosilno ploščo. Ta mora biti utrjena, izvrtine pa morajo biti večje, da se izmetači tako lahko

prilagodijo izvrtini.

Slika 6.4: Izmetalni sistem

Page 28: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

18

6.7 Elementi orodja

Slika 6.5: Elementi orodja

1. Centrirni obroč 10. Oblikovna plošča – izmetalna stran

2. Dolivna puša 11. Podporna plošča

3. Vpenjalna plošča – dolivna stran 12. Povratnik

4. Oblikovni vložek – dolivna stran 13. Izmetalna igla

5. Hladilni priključek 14. Plošča izmetačev

6. Oblikovna plošča – dolivna stran 15. Izmetalna plošča

7. Vodilni steber 16. Distančna letev

8. Dolivna ploščica 17. Pritrdilna plošča

9. Oblikovni vložek – izmetalna stran

6.7.1 Oblikovni vložki

Z delilno ravnino sem vložka razdelil na dve strani (patrica in matrica). Pri konstrukciji

vložka smo upoštevali vse zgoraj navedene postopke konstruiranja. Po določitvi števila in

porazdelitvi gnezd, sem gnezda izdelal po principu gravur z upoštevanjem skrčka materiala.

Za izdelavo oblikovnih vložkov sem izbral orodno jeklo W.Nr.2379, ki ob ustrezni trdoti in

natezni trdnosti, zagotavlja tudi zadovoljivo odpornost na kemične vplive. Da dobita vložka

željene lastnosti, ju dodatno še kalimo in popuščamo na trdoti 54 HRc.

Fizikalne lastnosti materiala (W.Nr.2379) pri sobni temperaturi:

- modul elastičnosti: 210x103 N/mm

2,

- gostota: 7,70 g/cm3,

- toplotna prevodnost: 20,0 W/mK,

- specifična toplota: 0,46 J/gK,

- temp. popuščanja: 150─550° C.

Page 29: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

19

Tabela 6.2: Kemijska sestava jekla

C Si Mn Cr Mo Ni V W Ostalo

1,53 0,35 0,40 12,00 1,0 - 0,85 - -

Pri matričnem vložku (120x40x26,2) sem na sredini izdelal luknjo za dolivno šobo, po kateri

se bo vbrizgavala plastična masa. Plastična masa do gnezd potuje po dolivnem kanalu, ki

poveže dolivni kegelj z ustjem in zagotavlja istočasno polnjenje obeh gnezd. Za lažje

vstavljanje vložka v oblikovno ploščo sem robove zaoblil z radiusom 4 mm.

Slika 6.6: Matrični vložek

Patrični vložek (120x40x26,2) ima vstavljene posebne oblikovne čepe, ki jih skonstruiramo

zaradi lažje izdelave vložka in zaradi manjših vzdrževalnih stroškov. Oblikovni čep je izdelan

pod konusom 3° ter ga prosto vstavimo v vložek, brez privijačenja. Njegova prvotna naloga je,

da ustvari luknjo na vratu blokade. Zaradi lažjega in enostavnejšega poteka vroče plastične

mase v gnezda je bilo potrebno izdelati posebno dolivno ploščico. V njej je izdelan dolivni

kanal, v katerega prihaja masa iz dolivne šobe na patrični strani in jo vodi v gnezdo vložka.

Na spodnji strani vložka je izdelan tudi utor zaradi enostavnejšega fiksiranja dolivne ploščice.

Po luknjah, izdelanih okoli gnezd, potujejo izmetalni čepi. Ti omogočajo izmetavanje izdelka

- ko se izdelek ohladi in se orodje odpre, izmetači potisnejo izdelek iz orodja. Dva sta

nameščena tudi v oblikovni ploščici, da izvržeta tudi dolivni kegelj izdelka.

Slika 6.7: Patrični vložek

Page 30: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

20

6.7.2 Standardni deli

Zaradi lažjega konstruiranja in tudi lažjega dela orodjarjev so serijski deli orodja

standardizirani. Tem delom pravimo normalije. Lahko jih nabavimo po katalogu. s čimer

zmanjšamo riziko kalkulacije, zmanjšamo zamujanje dobavnega roka, tudi čas zastojev v

proizvodnji se zmanjšuje in še bi lahko naštevali. Prav tako so tudi cenovno ugodnejši, naloga

orodjarja je le sestaviti dele z nekaj dodatnimi operacijami (izdelava oblikovnih vložkov,

hladilni sistemi itd.). Ogrodje je sistem plošč, v katerega vgrajujemo ostale dele orodij in je

osnova vsakega orodja. Na podlagi velikosti oblikovnih vložkov sem za ogrodje izbral

dimenzije 196 x 196.

6.7.2.1 Nosilni elementi – plošče

Posamezni nosilni elementi konstrukterju omogočajo sestaviti vsako orodje po individualnih

zahtevah. Poznamo normalije z izvrtinami za vodila in centrirne elemente (K normalije) ter

plošče in letve obrušene na iste mere, vendar brez izvrtin (P normalije). [4]

Vse plošče in letve sem izdelal po standardu EUR X iz kataloga Pedrotti Meccanica. Tak

način konstruiranja orodja uporabljajo v podjetju EM d.d. Potrebno je bilo skonstruirati tudi

nekaj dodatkov k normiranim ploščam. Pri oblikovnih ploščah je bilo potrebno izdelati utor za

oblikovni vložek ter hladilni sistem. V podporni plošči in plošči izmetačev so potrebne luknje,

v katere sta vstavljena oblikovna čepa in po katerih se premikajo izmetalne igle. Pri pritrdilni

plošči pa izdelamo luknjo za centrirni obroč.

6.7.2.2 Vodila

Vodilni in centrirni elementi so vstavljeni v izvrtine skozi plošče in centrirajo oz. vodijo

plošče. Uporabil sem izvedbo, ki je prikazana na spodnji sliki 6.8. Vodilni steber, ki je pritrjen

na dolivni strani, gre ob zapiranju orodja skozi vodilno in centrirno pušo na izmetalni strani.

Obdelava izvrtin mora biti zelo natančna, kajti zagotoviti mora enak premer na vseh delih.

1- Vodilni steber

2- Vodilna puša

3- Centrirna puša

Slika 6.8: Vodilni in centrirni elementi

Page 31: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

21

6.7.2.3 Centrirni obroč

Centrirni obroč se uporablja za centriranje orodja na stroju. Zunanji premer obroča mora biti

skladen z odprtino na stroju, medtem ko mora biti notranji premer, ki sede na vpenjalno

ploščo, prilagojen standardnim izvrtinam. Centrirni obroč je z vijaki privijačen na vpenjalno

ploščo.

Slika 6.9: Centrirni obroč

Sistem vodenja in centriranja orodja zagotavlja naslednje funkcije:

- centrično vpetje orodja na stroj,

- vodenje orodja med odpiranjem in zapiranjem,

- vodenje izmetalnega sistema,

- natančno centriranje orodja pred združitvijo gnezd. [3]

Page 32: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

22

7 ZAKLJUČEK

Uspelo mi je najti ustrezno rešitev in oblikovati polizdelek za problem, ki je nastal ob posebni

želji kupca. Kljub na prvi pogled zelo enostavni nalogi, sem imel na začetku kar nekaj težav z

iskanjem rešitve. Omejevalo me je predvsem to, da je morala biti rešitev čim bolj enostavna

za vgradnjo in za izdelavo. Še preden sem se lotil izdelave polizdelka, sem moral najprej

pridobiti znanje o stikalih in standardnih, ki morajo biti zagotovljeni na končnem izdelku.

Smiselno se mi je zdelo, da to tudi podrobneje opišem v diplomski nalogi. Pri pridobitvi teh

potrebnih informacij so mi pomagali predvsem zaposleni v podjetju EM Lendava d.d.

Po izdelanem prototipu in pozitivnih rezultatih iz laboratorija je bilo potrebno blokado izdelati.

Izdelava orodja za brizganje plastičnih mas je bil povsem drugačen postopek konstruiranja kot

pa konstruiranje blokade. Pri orodju mi je bila izdelava nekoliko lažja, saj je tukaj veliko

delov normiranih. Posledično je ta drugi del diplomske naloge potekal nekoliko hitreje.

Za lažje predstavljanje in modeliranje 3D modela sem uporabljal program Autodes Inventor

ter z njim izdelal tudi vso potrebno dokumentacijo.

Pri izdelavi te diplomske naloge sem svoje obstoječe vedenje s področja razvoja in

proizvodnje izdelka v podjetju nadgradil ter se hkrati naučil tudi veliko novega. Menim, da mi

bodo pridobljeno novo znanje in izkušnje v bodoče lahko koristili pri opravljanju poklica v

svoji stroki.

Page 33: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

23

8 LITERATURA

[1] Elektromaterial d.d., o podjetju (svetovni splet). Dostop na:

http://www.elektromaterial.si/.

[2] CEI/IEC 669-1, Switches for household and similar fixed-electrical installations,

International standard, 1993.

[3] Napisala skupina avtorjev; redaktor Karl Kuzman. Moderno proizvodno inžinirstvo:

priročnik, Grosuplje: Gratis Trade, 2010.

[4] Navodnik, Janez. Plastik – orodjar: priročnik, Velenje: Navodnik – kemijski inžiniring,

1990.

[5] Kraut, Bojan. Krautov strojniški priročnik, 14. slovenska izdaja/ izdajo pripravil Jože

Puhar, Jože Stropnik. Ljubljana: Littera picta, 2007.

Page 34: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

24

9 PRILOGE

Priloga 1: Delavniška risba blokade serijskega preklopa

Priloga 2: Tehnični list materiala PA 6.6 GF30

Priloga 3: Kosovnica orodja

Page 35: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

25

Priloga 1: Delavniška risba blokade serijskega preklopa

Page 36: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

26

Priloga 2: Tehnični list materiala PA 6.6 GF30

Page 37: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

27

Priloga 3: Kosovnica orodja

Page 38: ORODJA ZA BRIZGANJE PLASTIČNE MASE · 2017. 11. 28. · PLASTIČNE MASE Ključne besede: Konstruiranje, blokada serijskega stikala, orodje za brizganje plastične mase UDK: 621.3.066+621.767.07(043.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

28