Формовые РТИ или резаные: когда нужна пресс-форма

Формовая деталь получает форму целиком в момент вулканизации, а резаная или точёная наследует свойства листа или заготовки и получает контур инструментом. Отсюда главное различие: в пресс-форме можно получить круглое сечение, полость, гофр, привулканизованный металл и одинаковую поверхность со всех сторон, а резка и точение дают только то, что можно снять с заготовки. Для заказчика вопрос сводится к тому, требует ли узел именно этих свойств.

Формовую деталь узнают по сечению и следу разъёма

Снятую с оборудования деталь проще всего определить в руках. У формовой детали сечение не прямоугольное: круглое, с губой, буртиком или канавкой. Толщина меняется по контуру, на поверхности виден тонкий шов по линии разъёма формы или остатки облоя, а все поверхности одинаково гладкие, без следов ножа и резца.

Плоская деталь постоянной толщины с прямыми кромками почти всегда вырезана из листа. Кольцо прямоугольного сечения с матовыми торцами и блестящими цилиндрическими поверхностями могло быть выточено. Стык на кольце большого диаметра, который виден как полоска другого оттенка, означает, что кольцо склеено или свулканизовано из шнура.

Часть РТИ делают только в пресс-форме

Есть детали, у которых замены формованию нет. Кольцо круглого сечения малого диаметра для подвижного узла не склеивают: стык на штоке под давлением работает хуже цельного сечения. Резиновая манжета с рабочей кромкой и металлическим каркасом получает профиль губы и привулканизацию к каркасу за один цикл. Мембрана с гофром и пыльник с гармошкой требуют полости, которую невозможно вырезать из листа.

Данные таблицы описывают типовые случаи; для конкретного узла решение принимают по чертежу и условиям работы.

Резка, точение и шнур закрывают часть формовых задач

Плоскую прокладку любого контура режут из листа ножом плоттера или струёй воды, и пресс-форма для неё не нужна совсем. Кольцо прямоугольного сечения вырезают из пластины нужной толщины, если оно стоит в неподвижном соединении. Кольцо круглого сечения большого диаметра собирают из шнура со склейкой или вулканизацией стыка, и у колец из шнура со склейкой есть пределы для статики.

Точение на токарном станке даёт манжеты, грязесъёмники, втулки и кольца сложного сечения из полиуретана, фторопласта и твёрдых резин без оснастки, от одной штуки. Возможности станка зависят от материала при точении резины и полиуретана, а детали из фторопласта и капролона заказывают через механическую обработку. Ограничение у точения одно: мягкая резина ниже 60 Shore A под резцом пружинит, и точность падает.

Точность формовой и резаной детали считают по-разному

При переводе детали с формования на резку меняется то, что контролируют на приёмке. Для формовой важны высота через разъём формы и остаток облоя на рабочей кромке: в ISO 3302-1:2014 размеры, которые проходят через разъём, отделены от размеров внутри одной половины, а облой оценивается по своей шкале. Для резаной детали проверяют толщину листа по нескольким точкам и конусность кромки, потому что контур после ножа ровный, а толщина гуляет вместе с партией листа.

У резаной детали точность задают толщина листа и инструмент. Допуск толщины листа обычно шире, чем допуск высоты формовой детали того же размера, а кромка после ножа или струи получает лёгкую конусность. Для уплотнения крышки это неважно, для кольца в канавке гидроцилиндра лишняя десятая доля миллиметра по сечению решает, будет ли течь.

Светофор выбора технологии для резиновой детали

Перед тем как предложить резку или точение вместо формования, технолог оценивает риск такой замены по месту детали в узле. Цвет по классификации Сивиза (ориентир) определяет, можно ли согласовать замену письменно сразу или сначала нужны испытания.

Зелёный: плоская прокладка, кольцо прямоугольного сечения в неподвижном соединении, давление до 1,6 МПа, вода, воздух, масло. Резаная деталь работает так же, как формовая, замену согласуют в КП. Жёлтый: подвижный узел с малой скоростью, ремонт гидроцилиндра с одной-двумя заменами в год, кольцо из шнура большого диаметра. Замена возможна, но технолог проверяет канавку, давление и материал, а в КП пишут, что технология предложена изготовителем. Красный: газовое оборудование, тормозные системы, кислород, медицинские изделия, необычно высокое давление или температура. Детали делают только по КД заказчика той технологией, которая в ней указана, и после отдельной технической оценки.

Какие РТИ называют формовыми?

Формовыми называют резиновые технические изделия, которые получают вулканизацией резиновой смеси в закрытой пресс-форме под давлением и нагревом. К ним относят уплотнительные кольца круглого сечения, манжеты, сальники, мембраны, пыльники, колпачки, втулки сложной формы и резинометаллические детали. Неформовые РТИ делают из готовых листов, пластин, шнуров и профилей резкой, вырубкой, точением или экструзией.

Когда формовую деталь можно заменить резаной?

Формовую деталь можно заменить резаной, если она плоская или прямоугольного сечения, стоит в неподвижном соединении и работает при невысоком давлении (по классификации Сивиза ориентир до 1,6 МПа) без газа, кислорода и тормозной жидкости. Подвижные уплотнения малой партии заменяют точёными из полиуретана или фторопласта после проверки канавки. Круглые кольца малого диаметра для штоков и манжеты с каркасом остаются формовыми.

Цена партии меняется с количеством по-разному

Резаная и точёная деталь стоят дороже формовой за штуку, но не требуют оснастки. Формовая деталь дешевле, но к первой партии прибавляется цена формы. Поэтому сравнивают сумму за партию, а не цену штуки. Точку окупаемости считают делением цены формы на разницу цен детали, как в разборе пресс-формы для РТИ, а нагляднее всего картина видна на трёх партиях разного размера.

Условный расчёт на трёх партиях одной детали диаметром 50 мм. Штучная обработка резцом: ориентировочно от 1 300 ₽ с НДС за деталь, точная цена в КП. Литьё в оснастку: ориентировочно от 270 ₽ с НДС за деталь, точная цена в КП, и ещё условные 25 000 ₽ за оснастку. Десять деталей: 13 тыс. ₽ резцом против 27,7 тыс. ₽ с оснасткой. Пятьдесят: 65 против 38,5 тыс. ₽. Триста: 390 против 106 тыс. ₽. Это пример способа сравнения; для своей детали в формулу ставят цифры из КП.

Готовая форма и простая оснастка снижают порог

Порог, после которого форма выгодна, сдвигается вниз, если подходящая форма уже есть. Для колец по ГОСТ 9833, AS568 и ряда стандартных манжет формы существуют, и партия обходится без затрат на оснастку. Одногнёздная форма дешевле многогнёздной, а форма для литья полиуретана дешевле стальной формы для резины горячей вулканизации.

Ещё один путь — изменить конструкцию узла с участием конструктора: заменить кольцо круглого сечения кольцом прямоугольного, если канавка это допускает, или разделить прокладку с буртиком на плоскую прокладку и отдельное кольцо. Такие решения записывают в КП как предложение изготовителя и согласуют письменно до запуска.

Новый узел сначала проверяют на резаных деталях

Резаную деталь меняют за час: другой размер, другой материал, дополнительное отверстие. Изменение формовой детали требует доработки гнезда пресс-формы. Поэтому на этапе отработки нового изделия первые детали режут, точат или отливают в мягкую форму, проверяют в узле и только после этого заказывают стальную оснастку. Так проверяют прототип резиновой детали.

Если не ясно, формовая у вас деталь или нет, достаточно прислать снятую деталь или её фото с линейкой, годовую потребность и описание узла: подвижный он или нет, какая среда и давление. По этим данным технолог выберет цвет светофора и предложит один-два способа с суммой за партию. Резаные детали и детали в готовой форме изготавливаем от 1 рабочего дня, в зависимости от сложности заказа; если нужна новая пресс-форма, срок назовём в КП. Такие детали делают как формовые РТИ по чертежу со своими формами, технологиями и материалами.