X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ВВЕДЕНИЕ

          Технологическая оснастка - это устройство, предназначенное для придания полимеру формы изделия или профиля заданной конфигурации и размеров. При литье изделий под понятием технологической оснастки понимают - формы при литье термопластов, при переработке термореактивных материалов-пресс-формы, а при производстве профилей, труб и пленок - экструзионные формующие головки и калибрующие насадки.

          Основными системами литьевых форм являются системы

формообразующих деталей, система съёма изделий, литниковая система,

система охлаждения формы, система крепления формы и система

центрирования формы.

          Конструкция пластмассового изделия существенно влияет на

конструкцию формы (зависящую от технологичности изделия) и качественные показатели изделия, которые, в свою очередь, зависят как от технологии его изготовления, так и от его конструкции. В связи с этим изделие следует конструировать одновременно с анализом его технологичности.

          Необходимо учитывать, что в ряде случаев ошибки, заложенные при разработке изделия, невозможно исправить выбором конструкции формы.

          При конструировании пластмассовых изделий стремятся к обеспечению рациональных условий течения материала в форме, повышению точности изготовления, уменьшению внутренних напряжений, коробления, цикла изготовления.

          При конструировании технологической оснастки необходимо обеспечивать прочность формообразующих элементов, их взаимозаменяемость и точность посадок, а также исполнительные размеры формующей полости.

          В зависимости от выбранной конструкции формы во многом зависит оптимальность технологического процесса и его экономичность.

 

 

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНАСТКИ

          Изделие: лоток для сбора воды

          Материал изделия: ударопрочный полистирол;

          Масса одного изделия: 38 гр.;

          Количество гнезд в форме: 2 гнезда;

          Способ переработки изделия: литье под давлением;

Краткие сведения о материале.

Ударопрочный полистирол получил широкое распространение благодаря низкой стоимости исходного продукта и свойствам, позволяющим применять его в различных отраслях промышленности.

          Основным недостатком данного материала является горючесть и растворимость в большинстве ароматических углеводородов. Горение полистирола сопровождается повышенным выделением копоти и вредных для здоровья веществ. Плавление полистирола происходит при температуре от 1600 градусов. Полистирол легко растворяется в любых растворителях, бензине, дихлорэтане, но нерастворим в воде.

Ударопрочный полистирол является непрозрачным бесцветным материалом, который окрашивается в различные цвета при производстве. Основные свойства полистирола: высокая прочность; влагонепроницаемость; в твердом состоянии не выделяет вредных для здоровья человека веществ; диэлектрические свойства; легкоплавкость; морозостойкость; легкость механической обработки.

          Благодаря этим свойствам ударопрочный полистирол применяется: в

электрической промышленности для изготовления изоляторов и диэлектрических изделий; пищевой промышленности для изготовления контейнеров для пищевых продуктов и одноразовой посуды; медицинской промышленности для одноразовых инструментов; в строительстве для изготовления душевых кабин и ванн. Самое широкое распространение ударопрочный полистирол получил в рекламной сфере при изготовлении рекламных конструкций. [1]

 

2.ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ФОРМЫ

2.1 Положение изделия в форме

          Положение изделия в форме определяет всю конструкцию последней

(степень механизации и автоматизации, тип выталкивающей системы, габариты формы и т.д.) [2, с. 4].

Основные требования к положению изделия:

          1. Проекция в плане изделия или группы изделии должна располагаться симметрично относительно оси разъема термопластавтомата.

          2. Ориентировать изделие необходимо с учетом его последующего выталкивания. Как правило, при литье изделие должно оставаться в подвижной полуформе. Для обеспечения этого условия, необходимо наиболее развитую часть поверхности изделия располагать в плитах, которые движутся

вместе с плитой смыкания. В этом случае за счет большей силы трения изделие извлекается из неподвижной части формы и перемещается вместе с литниками и выталкивателями.

          3. При наличии взаимно перпендикулярных подвижных элементов,

оформляющих отверстия, пазы, выступы, изделие следует располагать таким

образом, чтобы в горизонтальной плоскости перемещения находились

простейшие элементы.

          4. Если изделие допускает расположение его в плоскости разъема формы в различных взаимно перпендикулярных положениях, то следует

выбирать такое из них, которое имеет наименьшую площадь проекции на

плоскость установочных плит оборудования, чтобы усилие смыкания было

наименьшим.

          5. Изделие относительно плоскости разъема располагается таким образом, чтобы линии облоя (следы от смыкания плит) не возникали на лицевой стороне детали. Линия смыкания должна располагаться по торцу детали или в местах перехода одной геометрической формы в другую. Окончательный выбор расположения изделия увязывают с местом подвода впуска литниковой системы и товарным видом изделия[4, с. 11-12].

2.2 Расположение гнезд в форме

         Для литьевых форм гнезда располагают так, чтобы подводящие каналы обеспечивали идентичные условия заполнения оформляющих гнезд расплавов полимера. Проще всего эту задачу решить при таком расположении каналов, когда пути течения до каждого гнезда равны[3, с. 81].

Поэтому расположение гнезд условно будет, как показано на рис. 1.

 

Рис.1. Расположение гнезд в литьевой форме[2]

          Горизонтальное расположение гнезд выбрано по тому принципу, что при заполнении гнезд расплавом полимера давление, создаваемое литьевой машиной, будет расходоваться одинаково во всех направлениях, поэтому будет обеспечиваться одновременное заполнение всех частей матрицы. При вертикальном расположении гнезд необходимо создавать дополнительное давление на перемещение расплава полимера вертикально вверх, что обеспечивает неравномерное заполнение всех частей матрицы.

2.3 Характер работы литьевой формы

          Данная литьевая форма по связи с машиной (характеру работы) является стационарной, т.е. весь цикл литья деталей и их удаление (извлечение) из формы осуществляются непосредственно на машине.

          По направлению разъема формы относительно горизонтальной оси машины литьевая форма является формой с одним горизонтальным разъемом, в которой оформляющие детали раскрываются параллельно оси машины. На литьевых машинах с горизонтальным расположением плит пресс-формы делают с горизонтальным разъемом.

          По степени автоматизации формы литьевая форма является автоматической, когда извлечение (удаление) литников производится автоматически.

          По виду литниковой системы литьевая форма является холодноканальной, т.е. литник не обогревается, а при охлаждении отформованной отливки также охлаждается и выпадает отдельно с отливкой после открытия формы.

 

          В зависимости от способа охлаждения литьевой формы данная литье-вая форма с водяным охлаждением.

2.4 Проектирование литниковой системы

          Наиболее перспективные (автоматические) и высокопроизводительные формы позволяют повысить норму обслуживания и повысить качество изделий. Условно все автоматические пресс-формы можно разделить на два типа:

1)    пресс-формы с отрезными впускными литниками (литники туннельного

типа;

2)     пресс-формы с отрывными литниками, [2, с. 6].

          При проектировании данной пресс-формы были использованы туннельные литники, так как те обеспечивают автоматическую работу формы и более разнообразны по конструкции. В данном случае впускной отрывной канал прилегает к середине изделия для равномерного заполнения полости формы расплавом полимера. Отделение литниковой системы от изделия осуществляется за счёт среза впускного канала кромкой, расположенной в пуансоне форме, во время извлечения из формы.

 

 

Рис.2 Схема с туннельными литниками

 

2.5 Выбор выталкивающей системы

         Выбор того или иного типа выталкивающей системы определяется формой изделия, конструктивными особенностями формы (автоматическая или неавтоматическая) и требованиями, предъявляемыми к поверхности изделия[2, с. 10].

Общие требования, предъявляемые к системе извлечения изделий:

1. При расположении выталкивателей необходимо предусматривать, чтобы изделие при удалении из формующей полости не перекашивалось, иначе неизбежна его деформация или поломка. Усилие, возникающее при выталкивании на торцах толкателей, не должно деформировать или разрушать изделие, поэтому рекомендуется ставить выталкиватели под арматуру или утолщенные места (ребра, бобышки и пр. элементы).

2. Остающиеся от выталкивателей отпечатки (следы) не должны портить внешний вид изделия. Поэтому торцы выталкивателей должны находиться в одной плоскости с дном формующей полости. Если сторона изделия, на которую действуют выталкиватели, не является лицевой, можно торцы выталкивателей делать на 0,15 - 0,2 мм выше дна матрицы, что даст небольшие углубления на изделии (эти углубления необходимо предусмотреть в чертеже). При "утопленных" в матрицу (относительно плоскости дна) выталкивателях на изделии будут оставаться выступы, что недопустимо.

3. Высота выталкивателей, когда они не закреплены в плитах выталкивания, должна быть строго одинаковой, иначе возможны перекос и поломка выталкиваемого изделия.

4. Величина хода выталкивателей должна обеспечивать полное удаление отпрессованного изделия из формы.

5. Крепление выталкивателей в плитах выталкивания рекомендуется делать, как правило, свободным-плавающим. Такое крепление компенсирует некоторое несовпадение отверстий в матрице и исключает изгиб выталкивателей[4, с. 122-123].

Для данной литьевой формы применяем стержневые выталкиватели (рис. 3).

Рис.3. Выталкиватель по ОСТ 64-1-303-77[3]

Стержневые (цилиндрические) выталкиватели применяют в цельных пуансонах (матрицах). Можно использовать одновременно как контртолкатель. Если выталкиватель воздействует на торец тонкой боковой стенки, то для увеличения поверхности контакта с изделием диаметр его следует максимально увеличить[3, с. 140].

Стержневые выталкиватели в основном имеют цилиндрическую форму. Торец выталкивателя выполняется по конфигурации поверхности изделия, в которую он упирается. Если эта поверхность не параллельна плоскости размыкания, чтобы исключить поворот выталкивателя и не нарушать геометрию изделия при литье, между плитой выталкивания и буртиком выталкивателя устанавливают фиксатор в виде пластинки или штифт. При изготовлении формы, торец выталкивателя желательно шлифовать и полировать совместно с поверхностью оформляющей полости в сборке, чтобы на поверхности изделия были менее заметны следы от выталкивателя (не было углублений или выступов).

Выталкиватель 4 крепится между опорной плитой выталкивания 1 и плитой крепления выталкивания 3 с помощью буртика и опирается на промежуточную шлифованную промежуточную плиту 2, имеющую большую твердость поверхности (рис. 4). Выталкиватель имеет гарантированную посадку только на рабочей части, которая контактирует с расплавом и устанавливается в плите матрице 6 формы по посадке d , а остальные места сопряжения деталей имеют гарантированный зазор 0,2 мм. Чтобы уменьшить поверхность трения, посадочная поверхность должна иметь высоту около 1,5 диаметра выталкивателя. Следует заметить, что при шлифовании и полировании движущихся поверхностей выталкивателя и опорной плиты матрицы нужно стремиться, чтобы риски были направлены вдоль направления их движения[4, с. 99].

 

Рис.4. Способ крепления выталкивателя[4]

По табл. 46 [3, с. 140] условно выбираем расположение выталкивателей относительно изделия (рис. 5):

 

 

Рис.5. Расположение выталкивателей относительно изделия[4]

а-неправильное расположение выталкивателей, б-правильное.

В процессе раскрытия формы стержневые выталкиватели

перемещаются в направлении съема изделий упором литьевой машины через

хвостовик, закрепляемый в опорной плите (рис. 6). При достижении

хвостовиком упора, он останавливается одновременно с плитами

выталкивателей 3, пружина 7 сжимается. После, пружина 7 распрямляется и

возвращает хвостовик и всю систему выталкивания в исходное положение[4,

с. 106].

 

Рис.6. Установка хвостовика с буртом[4 борт]

(1 - плита крепления; 2 - плита опорная; 3 - плита

выталкивателей; 4 - пружина)

 

 

3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ФОРМЫ

3.1. Расчет литниковой системы

          Литниковая система - это система каналов формы, служащая для передачи материала из сопла литьевой машины в оформляющие гнезда формы. Застывший в литниковых каналах полимер называется литником. В общем виде литниковая система включает три основных элемента: центральный литниковый канал, разводящий канал, впускной канал, по которому расплав непосредственно поступает в оформляющую полость.

          Центральный литниковый канал должен иметь достаточно большое сечение, возрастающее с увеличением вязкости расплава и толщины стенки изделия для сохранения жидкотекучести расплава в литниковой системе и обеспечения подпитки материала, заполнившего оформляющую полость (под термином «подпитка» подразумевают передачу статического давления на материал от момента окончания заполнения оформляющей полости до затвердевания впускного канала для компенсации усадки материала в процессе остывания; подпитка препятствует возникновению раковин, особенно в отливках большой толщины). Однако сечение центрального канала не должно быть слишком большим, т.к. это увеличивает время охлаждения, расход материала и может ухудшить внешний вид изделия [3, с. 72-73].

 

Рис.7. Номограмма для определения диаметра отверстия

отверстия d₁ (где m - масса впрыска)[3 пант]

 

По рис. 7 [3, с. 73] находим диаметр d₁ отверстия центрального литникового канала на входе в литниковую втулку (с учетом гнездности формы) при массе отливки m = 2 × 38 = 76 гр.: d₁= 4,5 мм (для среднеразвитой литниковой системы).

          Диаметр d₂ отверстия центрального литникового канала на выходе в литниковую втулку L_max и его максимально допустимую длину выбираем по табл. 24 (при рекомендуемом угле конуса α=3°) [3, с. 74]: d₂ = 8,2 мм; L_max= 70 мм.

          Центральный литниковый канал обязательно выполняют коническим ( см. рис.8) [3, с. 74].

 

Рис.8. Литниковая втулка (слева - для одногнездной формы,

справа для многогнездной)[3]

Диаметр сопла рекомендуется выполнять на 0,4 - 0,6 мм меньше диаметра d₁ отверстия центрального литникового канала на входе в литниковую втулку: d_c = d₁ - (0,4 ... 0,6) = 4 - 0,4 = 3,6 мм.

Оптимальная длина L центрального литникового канала зависит от его диаметра d₁ и составляет 20 - 40 мм [3, с. 74]. Длина центрального литника принимается кратной диаметру отверстия на входе, L ≈ (5 -10)*d₁ , но при этом учитывается также толщина плит формы[4, с. 105]:

L ≈ (5-10)* d₁=8*4.5 = 36 мм

По полученным значениям (d₁= 4.5 мм; d₂ = 8,2 мм; L = 36 мм; α=3°) выбираем стандартные размеры литниковой втулки (рис. 9), используя табл. 25 [3, с. 75-76]: Втулка 0602-0458 по ГОСТ 22077-76; L = 45 мм; D = 32 мм; d=16 мм; d₁ = 4,5 мм; l = 11 мм; масса = 0,109 кг.

 

Рис.9. Втулки литниковые пресс-форм для литья

термопластов под давлением по ГОСТ 22077-76[3]

Холодноканальная форма, в которой отливается деталь - двухгнездная, поэтому литниковая система будет состоять из одного центрального литникового канала, четырех разводящих каналов и четырех впускных литников.

Разводящие каналы являются частью литниковой системы, соединяющей оформляющие полости формы с центральным литником. Во всех случаях надо укорачивать разводящие каналы, так как увеличение длины канала ведет к возрастанию расхода материала, потерь давления, а также ориентационных напряжений в изделиях[3, с. 78].

Необходимо добиваться такого расположения разводящих каналов, которое обеспечивает идентичные условия заполнения оформляющих гнезд расплавом полимера[3, с. 81].

По рекомендациям табл. 26 [3, с. 79] выбираем форму сечения разводящего канала (рис. 10):

 

Рис.10. Сегментная форма сечения разводящего канала

Сегментная форма сечения разводящего канала: сегментный канал выполнен в одной плите (менее трудоемка для изготовления). Эта форма сечения обеспечивает хорошее течение расплава и небольшие потери теплоты и давления[3, с. 79].

В общем случае диаметр d канала круглого сечения или эквивалентный диаметр канала некруглого сечения можно определить по номограмме на рис. 11 [3, с. 81] в зависимости от массы отливаемого изделия и длины L пути течения материала в разводящем канале: масса отливки m = 38*2 = 76 гр.; примем длину L пути течения материала в разводящем канале, равной 110 мм.

Длина разводящих каналов определяется расположением их в литьевой форме.

 

Рис.11. Номограмма для определения диаметра d канала круглого

сечения и эквивалентного диаметра . Масса отливки (гр.): 2,5(кривая 1); 5 (кривая 2); 25 (кривая 3); 125 (кривая 4); 250 (кривая 5); 500 (кривая 6); 1000 (кривая 7); 1500 (кривая 8)[2].

Используя рис 11. при m = 76 гр.; Lраз. = 110 мм): Принимаем d_э ≈ 7 мм.

Рассчитываем ширину b и высоту h разводящего канала при α = 10° (см.

рис. 10):

b=2/3h;

h=0,94d=0.94*7=6.58 мм

b=2/3*6,58=4.4 мм

Впускные каналы (питатели) имеют особое значение при литье под давлением. Они представляют собой последнее звено в системе литниковых каналов, подводящих материал к оформляющей полости формы. От их размеров и расположения в значительной степени зависит качество отливаемых изделий, поэтому определение оптимальных размеров впускных каналов, их числа и расположения является весьма ответственной задачей.

При определении размеров впускных каналов необходимо руководствоваться следующими общими соображениями:

1. Для уменьшения потерь давления при заполнении формы длина впускных каналов должна быть возможно малой.

2. Площадь сечения канала должна быть достаточно мала, чтобы обеспечить хорошее и по возможности автоматическое отделение литника от изделия без ухудшения его внешнего вида.

3. Площадь сечения канала не должна быть слишком мала, так как это приводит к большим потерям давления, затрудняет заполнение формы и способствует возникновению внутренних и наружных усадочных дефектов и дефектов в зоне впуска (полосы, складки и пр.); кроме того, возможна термическая деструкция материала из-за его перегрева при прохождении с высокой скоростью через канал малого сечения.

4. Площадь сечения канала не должна быть слишком велика; это усложняет отделение литников, и ухудшает внешний вид изделия (следы от литника), а также приводит к излишнему уплотнению расплава, увеличению степени ориентации полимера в детали и возникновению больших внутренних напряжений в зоне впуска[3 борт, с. 83-85].

 

По табл. 28 [3,борт с. 86] выбираем конструкцию впускного канала (рис. 12):

 

Рис.12. Впускной канал с прямоугольным поперечным сечением [3]

Рассчитываем характеристический размер изделия H для изделия по формуле:

H =2*V_и/S_и ,

где V_и- объем изделия, см³, ;S_и - площадь поверхности изделия, см².

V_и=m/ρ=38/1,06= 35,85 см³

Где m-масса изделия. г, ρ - плотность материала, г/см³.

S_и=9*5,5+6*5,5*2+3,8*9+6*3,2*2+3,5*3,5+0,7*2,3*2+11,7=215,27 см²

H =2*35,85/215,27= 0,33 см=3,3 мм ,

По табл. 28 [3, с. 86] определяем основные размеры впускного канала

(см. рис. 12): H = 3,3 мм; h = a ∗ H = 2 мм; l = 1.3 мм (при h = 1,5 ... 2.0 мм),

где a - постоянная, зависящая от материала (для полистирола) [3, с. 90].

Сумма объемов одновременно отливаемых изделий V_c рассчитывается

по формуле:

Vc = Vи ∗ n = 35.85 ∗ 2 = 71.7 cм³,

где n - количество гнезд.

Ширина впускного канала b = 2 мм

При конструировании литниковой системы следует внимательно относиться к выбору места расположения впускного литникового канала.

Необходимо придерживаться следующих основных правил:

1. Впуск должен быть расположен так, чтобы по возможности

обеспечить равномерное заполнение и одновременное достижение расплавом

краев формующей полости.

2. Впуск должен быть расположен в местах наибольшей толщины изделия и максимально удален от участков с тонкими стенками.

3. Впускной канал должен обеспечивать течение материала в том

направлении, в котором требуется получить наилучшие прочностные свойства[3, с. 90-91].

4. Впускные каналы не должны располагаться по нагруженным участкам изделия.

5. Впускные каналы должны располагаться так, чтобы вредное

влияние ослабленных мест на прочность изделия в эксплуатации было минимальным.

6. Места расположения зазоров между оформляющими деталями должны заполняться в последнюю очередь.[2, с. 17-18].

Для данного изделия применяем щелевой центральный впускные каналы из-за технических и конструктивных причин. [3, c. 92]

 

Рис.13. Центральный впускной канал   

 

 

3.2 Расчет выталкивающей системы

Выталкивающая система должна обеспечить полное, без разрушения и деформации, извлечение изделия из формы, то есть выталкиватели должны иметь возможность перемещаться на определенное расстояние и оказывать на изделие усилие, не превышающее предел прочности полимера [2, с. 18].

Рассчитываем ход выталкивателей L_выт по формуле:

L_выт = Н_изд + 5 мм = 60 + 5 = 65 мм,

где - Н_изд высота детали, расположенной в подвижной части формы [4, с. 141].

Для литьевых форм усилие, препятствующее извлечению изделия, в основном связано с усадкой и зависит от вида изделия.

Усилие Q_выт создается выталкивающей системой, в частности,

торцами толкателей, которые контактируют непосредственно с поверхностью

изделия[2, с. 20].

При литье изделий в виде коробок, ящиков, прямоугольных крышек,

усилие, возникающее при извлечении изделия Q_выт , зависит от остаточного

давления в форме P_ост и будет равно:

Q_выт = P_ост ∗ F_n ∗ μ = 5 ∗ 0,00135 ∗ 0,81 = 3,36 кН,

Где P_ост - остаточное давление в форме, МПа (принимаем P_ост ≈ 5 МПа)

[4, с. 140]; F - площадь проекции боковой поверхности в направлении извлечения изделия из формы, м²

Qтр = 2 ⋅ π ⋅ К ⋅ δ2 ⋅ Е ⋅ μ (l + );

Qтр=2*3.14*0.4*0,002*3000*0.81*(1 + )= 2.45 kH

 

Следовательно, Qтр< Q_выт что удовлетворяет условие усилий.

 

Выталкивающие напряжения на поверхности изделия:

σ_выт = Q_выт / S ⋅ n,

где S - площадь торца выбранного толкателя, м;

n - количество толкателей.

σ_выт = 3.36/3.14*0.0025*2=53,5МПа

 

σ_выт не должно превышать допустимого значения

σ_выт ≤ [σ] = σ_сж / [n],

где [σ] - допустимое напряжение, МПа;

σ_сж - прочность материала при сжатии (справ. величина, для ПС = 45 МПа);

[n] - коэффициент запаса прочности (равен 1,5).

[σ] = 53,5 / 1,5 = 36 МПа

36 МПа < 45 МПа.

Условие выполнено.

3.3. Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона

Исполнительные размеры формообразующих элементов назначают в зависимости от допуска на размеры изделия и усадки формуемого материала. Углы конусов поверхностей формообразующих деталей, предусматриваемые для съема изделий, нужно располагать в пределах поля допуска размера из-делия. Уклоны должны быть направлены в сторону увеличения охватываю-щих размеров и в сторону уменьшения охватываемых размеров формообра-зующих деталей[3, с. 179].

По табл. 3 [3, с. 16-18] принимаем усадку S ударопрочного полистирола, равную S = 0,4-1,2 % .

3.4 Расчет центрирующих элементов

К центрирующим элементам относятся фланцы крепежных плит и

направляющие колонки и втулки.

В небольших формах устанавливают две направляющие колонки, в больших- три или четыре (мы берем четыре, для надежности). Колонки не должны мешать выпадению отливок. Ориентировочно диаметры колонок можно определить по эмпирической формуле:

d=4+0,06*√ab,

где d-диаметр направляющей части колонки, мм;

a и b - длина и ширина плиты толкателей ,мм.

d=4+0,06*√130 ∗ 220=14,1мм

Выбираем стандартную колонку: 1030-2033 с диаметром D=20мм.

4. ВЫБОР ЛИТЬЕВОЙ МАШИНЫ ДЛЯ

УСТАНОВКИ СПРОЕКТИРОВАННОЙ ФОРМЫ

Термопластавтомат (ТПА) выбираем исходя из необходимого объема впрыска Q, который рассчитываем по формуле:

Q=Q_издn+Q_л
где Q - объем впрыска;

Q_изд - объем изделия

n-число гнезд;

Q_л - объем литниковой системы.

Объем литниковой системы равен:

Q_л=Q_ц+2Q_р

Где Q_ц- объём центрального литника, см³

Q_р- объём разводящего литника, см³

Q_ц=1/3* π*0.07*(0.0049²+0.0049*0.011+0.011²)+ π*0.005²*0.0014≈9.24 см³

Q_p=0.5* π*0.006²*0.045≈0.58 см³

Тогда Q_л=9,24+0,58*2=10,4 см³

Следовательно, Q=35,85*2+10,4=82.1 см³

Рассчитываем номинальный объем Q_н впрыска термопластавтомата по формуле:

Q_н=Q/β₁

Где β₁ - коэффициент использования машины (для полистирола β₁= 0,6 ÷ 0,7;

принимаем β₁ = 0,65).

Q_н=82,1/0,65=126,3 см³

Исходя из рассчитанного объёма впрыска формы, выбираем ТПА ES-80 со следующими параметрами (Таблица 1):

 

 

Таблица 1

Параметры ТПА	ES-80
Параметры узла впрыска
ДИАМЕТР ШНЕКА	35 мм
ОБЪЁМ ВПРЫСКА	144 см3
ВЕС  ОТЛИВКИ ПО PS	128 г.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ	47 кг/час
СКОРОСТЬ ИНЖЕКЦИИ	80  см3/сек
ДАВЛЕНИЕ ВПРЫСКА(МАКС)	2082 кг/см2
СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ШНЕКА	0-236 об/мин
ХОД УЗЛА ВПРЫСКА	275 мм
УЗЕЛ СМЫКАНИЯ
УСИЛИЕ СМЫКАНИЯ	80 тонн
ХОД ПОДВИЖНОЙ ПЛИТЫ (МАКС)	280 мм
ВЫСОТА ПРЕСС-ФОРМЫ (МИН-МАКС)	100-350
МАКСИМАЛЬНОЕ РАСКРЫТИЕ (ММ)	370-590
РАЗМЕР ПЛИТ (В˟Г)	480*480 мм
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ КОЛОННАМИ	330*330 мм
УСИЛИЕ ГИДРОТОЛКАТЕЛЕЙ	3,3 тонн
ХОД ТОЛКАТЕЛЕЙ	75 мм

 

 

Проверочный расчет усилия смыкания формы производится по формулам:

P_o=P*(S_изд*n+S_лс)*k<P_ном

P_o - усилие смыкания формы, кН;

P - давление литья, МПа; для полистирола  32 МПа;

S_изд - проекция изделия на плоскость разъёма формы, м²;

S_лс - проекция литниковой системы на плоскость разъёма формы, м²;

K- коэффициент учитывающий использование максимального усилия смыкания k=1,2

P_ном- номинальное усилие смыкание формы, кН; Pном = 60 т = 588,6 кН.

Тогда: P₀=32*100(0,0216*2+0.00075)*1.2= 165,89 кН

165,8892 кН<350 кН

Следовательно, данное условие соблюдается.

А₀=3.6*G/t_охл<А_Н

Где G - масса впрыска, г;

t_охл - время охлаждения ,с;

А_н - номинальная пластикационная производительность, кг/ч;

Время охлаждения изделия, с, рассчитывается по формуле:

t_охл=  а - коэффициент

температуропроводности, м²с.,  - толщина изделия, м., t_к - температура в

середине стенки изделия t_к = t_ф + 20 = 80 ℃, tн - начальная температура

изделия, равная температуре впрыскиваемого в форму расплава t_н =220℃.,t_ф - средняя за цикл температура формующих поверхностей t_ф=60℃.

t_охл=

 

А₀=3,6*81,2/2.86=102.2 г/сек=367,92 кг/час

 

 

 

 

 

Рис. 14. Схема крепления пресс-формы на плиты ТПА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы была сконструирована двухгнездная

литьевая пресс-форма для изготовления детали «Лоток для сбора воды» из ударопрочного полистирола.

Для данной пресс-формы:

1) была выбрана и рассчитана литниковая система с применением сегментных разводящих и туннельных впускных литников, обеспечивающая одновременное заполнение формы расплавом полимера, а также автоматизированный режим работы машины;

2)    была сконструирована и рассчитана выталкивающая система, с помощью которой из подвижной части плиты выталкиваются готовое изделие (уже отделенное от литниковой системы) и литниковая система;

3)     во избежание перекосов подвижной и неподвижной плит во время смыкания были рассчитаны и подобраны центрирующие элементы формы;

4)     был выбран термопластавтомат ES-80, обладающий

необходимыми для проведения процесса технологическими параметрами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

 

 

 

 

Код для цитирования: Скопировать