Как выбрать кольцо горловины пресс-формы? 

Выбор кольца горловины — это не просто подбор размера, а баланс между долговечностью формы, качеством отливки и себестоимостью. Многие ошибочно считают это второстепенной деталью, пока не столкнутся с трещинами на горловине бутылки или преждевременным износом самой пресс-формы.

Основная ошибка: думать только о материале

Когда только начинал, тоже считал, что главное — взять твердый и износостойкий сплав. Заказывали кольца из стали с высокой твердостью по Роквеллу. Да, они долго не стирались. Но на первых же испытаниях на прессе для выдува бутылок получили микротрещины на горлышках у нескольких партий. Оказалось, материал был слишком хрупким для циклических ударных нагрузок при выемке изделия. Кольцо горловины должно гасить эти нагрузки, а не просто быть твердым.

Сейчас смотрю комплексно: для серий в сотни тысяч штук, скажем, для стандартных винных бутылок, действительно нужна высоколегированная сталь, но с определенной вязкостью. А для экспериментальных или малых серий, где важнее быстрая переналадка, иногда рациональнее использовать закаленные алюминиевые сплавы — их легче фрезеровать заново под другой профиль резьбы.

Кстати, о резьбе. Её геометрия — отдельная история. Если взять универсальный профиль, можно столкнуться с тем, что крышка будет закручиваться туго или, наоборот, давать течь. Под каждый тип закупорки — винтовую, корковую, ?твист-офф? — нужен свой угол и шаг. Однажды пришлось переделывать всю партию колец для банок под детское питание из-за того, что не учли упругость пластиковой крышки после пастеризации.

Теплоотвод — то, что часто упускают из виду

В зоне горловины стекло остывает последним. Если кольцо не отводит тепло эффективно, возникают внутренние напряжения. Это может проявиться не сразу, а при транспортировке — горлышко просто откалывается по линии отрыва от питателя. Поэтому сейчас всегда обращаю внимание на конструкцию пресс-формы вокруг кольца: есть ли каналы для охлаждения, как организован подвод теплоносителя.

На одном из проектов для ООО Чэнду Синьчжи Индастриз как раз решали такую проблему. Предприятие, которое как раз специализируется на штучных и серийных пресс-формах для стекла, столкнулось с браком при запуске новой линии бутылок для растительного масла. Проблема была именно в локальном перегреве кольца. Добавили комбинированное охлаждение — и процент брака упал.

Иногда помогает не усложнение системы, а банальное увеличение площади контакта кольца с основной плитой формы. Но тут есть нюанс: слишком плотная посадка может привести к заклиниванию при тепловом расширении. Нужен точный расчет натяга.

Взаимодействие с другими компонентами

Кольцо — не самостоятельная единица. Его работа напрямую зависит от пуансона и матрицы. Зазор между кольцом и пуансоном — критический параметр. Если он велик, стекло затекает в щель, образуется облой (?заусенец?) на внутренней стороне горловины, который потом приходится счищать — это и лишняя операция, и риск сколов. Если зазор слишком мал, пуансон может задевать за кольцо, вызывая преждевременный износ.

Помню случай, когда заказчик жаловался на быстрый износ дорогих колец. При детальном разборе оказалось, что проблема была в биении пуансона на прессе, которое не учли при проектировании. Кольцо было в норме, но оно работало в нештатных условиях. Пришлось корректировать техпроцесс на стороне заказчика.

Износ и восстановление — экономический расчет

Ничто не вечно. Со временем профиль резьбы или посадочная поверхность изнашиваются. Вопрос: менять кольцо целиком или ремонтировать? Для массового производства, где важен каждый час простоя, часто выгоднее иметь сменный комплект колец. А для уникальных форм, например, для сувенирной продукции или сложной химической посуды, стоимость изготовления нового кольца может быть очень высокой.

Тут может быть вариант с наплавкой износостойкого сплава и последующей механической обработкой. Но это палка о двух концах. При наплавке может ?повести? основную деталь, или возникнут микротрещины от перегрева. Нужно очень точно взвешивать стоимость нового изготовления против рисков при восстановлении. Компании вроде Чэнду Синьчжи Индастриз, с их опытом в проектировании и производстве, часто предлагают клиентам оба варианта, просчитывая экономику конкретного случая.

Лично я склоняюсь к тому, что для ответственных серийных изделий восстановление — крайняя мера. Лучше заложить стоимость сменных колец в первоначальный проект формы. Это надежнее.

Подбор под конкретную машину и техпроцесс

Нельзя выбрать кольцо в отрыве от того, на каком прессе оно будет работать. У разных марок выдувных автоматов — разная кинематика, разные усилия и скорости. Кольцо, идеально работавшее на старом полуавтомате, может не выдержать ритма на современной линии IS-машины.

Важен и состав стекломассы. Более тугоплавкие или агрессивные составы (например, с повышенным содержанием бора) требуют от материала кольца не только термостойкости, но и химической стойкости к испарениям. Иначе на поверхности появится выкрашивание.

Поэтому в техзадании всегда нужно указывать не только конечное изделие, но и тип оборудования, планируемый тираж, состав шихты. Без этого любая рекомендация будет гаданием на кофейной гуще.

Практический итог: на что смотреть при заказе

Итак, резюмируя свой и не только свой опыт. Первое — это техническое задание. Максимально подробное. Второе — диалог с производителем. Хороший поставщик, будь то крупный завод или специализированная фирма, будет задавать уточняющие вопросы по процессу. Если их нет — это тревожный знак.

Не гнаться за максимальной твердостью. Запросить у производителя данные по ударной вязкости выбранного материала (KCU или KCV). Обратить внимание на систему крепления кольца в форме — она должна компенсировать тепловое расширение.

И да, всегда запрашивать пробную отливку и проводить контроль не только геометрии, но и термоциклирование. Лучше выявить потенциальную проблему на этапе образца, чем останавливать конвейер. Выбор кольца горловины пресс-формы — это инвестиция в стабильность всего производства стеклотар. Мелочей тут нет.