Расчет проектируемой оснастки на пластмассовое изделие

[pic] – глубина впускного канала, см, [pic].

Тогда,

[pic]

Потери давления в стенках изделия, содержащего 7 элементов, определяют

по формулам:

[pic] определяем по формуле (3.13):

[pic];

[pic].

[pic]

[pic] рассчитывается аналогично [pic]:

[pic];

[pic].

[pic]

[pic] рассчитывается аналогично [pic]:

[pic];

[pic].

[pic]

Потери давления в полом диске цилиндре по формуле:

[pic] (3.14)

где [pic] – внутренний диаметр, см, [pic];

[pic] – толщина стенки, см, [pic];

[pic] – длина полого цилиндра, см, [pic].

[pic]

Подставим полученные значения в преобразованную формулу (3.7):

[pic]

Условие выполняется.

4. РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ДЕТАЛЕЙ

Исполнительные размеры формообразующих элементов назначают в

зависимости от допуска на размеры изделия и усадку формуемого материала.

4.1. Расчет исполнительных размеров полуматрицы подвижной

[pic]

Рис. 6

На рис. 6 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых полуматрицей подвижной,

приведены в таблице:

|ие |мм |мм | |

|Аи |120–0,035|0,035 |[pic] |

|Ви |70–0,030 |0,030 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров А и В – 0,10:

[pic]

4.2. Расчет исполнительных размеров пуансона

[pic]

Рис. 7

На рис. 7 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых пуансоном, приведены в таблице:

|ие |мм |мм | |

|Аи |115+0,035|0,035 |[pic] |

|Ви |65+0,030 |0,030 |[pic] |

|Ни |23,5–0,02|0,021 |[pic] |

| |1 | | |

|Н1и |15,5–0,01|0,018 |[pic] |

| |8 | | |

|А1и |44±0,05 |0,1 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров А, В, А1 – 0,10, а для размеров Н и Н1 – 0,05:

[pic]

4.3. Расчет исполнительных размеров полуматрицы неподвижной

[pic]

Рис. 8

На рис. 8 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых полуматрицей неподвижной,

приведены в таблице:

|ие |мм |мм | |

|Аи |120–0,035|0,035 |Примем размер, равный соответствующему |

|Ви |70–0,030 |0,030 |Примем размер, равный соответствующему |

|А1и |44±0,05 |0,1 |Примем размер, равный соответствующему |

|Ни |2,5–0,010|0,021 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров Н – 0,02:

[pic]

4.4. Расчет исполнительных размеров вставки

[pic]

Рис. 9

На рис. 9 приведены размеры знака, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой, приведены в таблице:

|ие |мм |мм | |

|Dи |(9–0,015 |0,015 |[pic] |

|D1и |(7–0,015 |0,015 |[pic] |

|Lи |9–0,015 |0,015 |[pic] |

|L1и |3–0,010 |0,010 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров D, L – 0,05, для размера D1 – 0,02, а для размера L1 –

0,01:

[pic]

4.5. Расчет исполнительных размеров нижнего знака

[pic]

Рис. 10

На рис. 10 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой пуансона, приведены в

таблице:

|ие |мм |мм | |

|Dи |(7–0.015 |0,015 |Примем размер, равный соответствующему |

|Ни |8,5+0,015|0,015 |Принимаем размер, обеспечивающий надежное|

| | | |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размера H – 0,02:

[pic]

4.6. Расчет исполнительных размеров верхнего знака

[pic]

Рис. 11

На рис. 11 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой пуансона, приведены в

таблице:

|ие |мм |мм | |

|Dи |(3,5+0,01|0,012 |[pic] |

| |2 | | |

|Ни |2,5+0,010|0,010 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров D и H – 0,020:

[pic]

5. РАСЧЕТ УСТАНОВЛЕННОГО РЕСУРСА ОСНАСТКИ

Определение установленной безотказной наработки и установленного

ресурса пресс–формы до среднего и капитального ремонтов.

1. Наработка и ресурс пресс–формы зависит от их конструкционной

сложности. Принимаем категорию сложности пресс–формы 1 – пресс–форма с

одной плоскостью разъема для изделий с простой поверхностью без арматуры,

резьбы и элементов, препятствующих свободному извлечению из формы.

2. Установленную безотказную наработку Пб в тыс. деталей и

установленные ресурсы пресс–формы до среднего ремонта Пс в тыс. деталей и

до капитального ремонта Пк в тыс. деталей определяют по формуле:

[pic] (5.1)

[pic] (5.2)

[pic] (5.3)

где [pic] – номинальная наработка пресс–формы с одного гнезда, тыс. дет.,

[pic];

[pic] – номинальный ресурс пресс–формы до среднего ремонта с одного

гнезда, тыс. дет. [pic];

[pic] – номинальный ресурс пресс–формы до капитального ремонта с одного

гнезда, тыс. дет. [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий гнездность пресс–формы, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий высоту формуемых пластмассовых

изделий, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий твердость формообразующих

поверхностей, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий шероховатость формообразующих

поверхностей, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий квалитет точности формуемых изделий,

[pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий конструкционные особенности пресс–форм

и дополнительные требования к качеству формуемых пластмассовых изделий,

[pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий связь пресс–форм с оборудованием,

[pic];

[pic] – число гнезд, [pic].

Подставив данные в формулы (5.1)–(5.3), получаем:

[pic]

6. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ РАЗРАБОТАННОЙ ОСНАСТКИ

Многогнездная литьевая форма состоит из двух частей: подвижной и

неподвижной, которые закреплены на плитах литьевой машины.

Неподвижная часть литьевой формы состоит из двух плит: фланца

неподвижного 1 и плиты матриц 2, которые центрируются штифтами 58 и

скрепляются между собой болтами 50. Фланцем неподвижным 1 полуформа

крепится к неподвижной плите литьевой машины. В нем также выполнены каналы

охлаждения. На концах каналов выполнена резьба для крепления ниппелей 54.

Центрирование полуформы на плите машины осуществляется кольцом установочным

16, которое закреплено на фланце неподвижном 1 винтами 52 и штифтами 57.

Такое же кольцо установлено на подвижном фланце 6. В плите матриц

располагаются четыре полуматрицы неподвижные 12, в каждой их которых

имеются по две вставки 13. Каждая из вставок комплектуется знаком верхним

15. Таким образом, полуматрица неподвижная 12, вставка 13 и знак верхний 15

образуют оформляющую полость сложной формы, которая формует верхнюю часть

изделия. В этой же плите располагаются четыре колонки направляющие 23,

которые вместе со втулками направляющими 24 осуществляют точное

центрирование обеих полуформ относительно их общей оси и оси инжекционного

цилиндра. В обеих плитах также расположена литниковая втулка 22 с

центральным литниковым каналом

Подвижная часть литьевой формы состоит в свою очередь из трех плит

(плита пуансонов 3, плита охлаждения 4 и фланец подвижный 6) и двух брусов

опорных 5. Эти детали центрируются штифтами 59 и скрепляются болтами 51.

Фланцем подвижным полуформа крепится к подвижной плите машины. В плите

пуансонов располагаются четыре полуматрицы подвижные 10, в которых

смонтированы пуансоны 11. В каждом из пуансонов имеются по два знака нижних

14. Полуматрица подвижная 12, пуансон 11 и знак 14 также образуют

оформляющую полость, которая формует нижнюю часть изделия. В центре плиты

пуансонов расположена центральная втулка 21. В этой же плите расположены

разводящие литниковые каналы, обеспечивающие подвод расплава к гнездам

формы. В знаках 14 и втулке центральной 21 проделаны отверстия под

толкатели 17 и 18 соответственно. Эти толкатели крепятся в плите держащей

7. Своими торцами они опираются в плиту прокладочную 8. Третья плита

выталкивающей системы – плита несущая 9 – служит для обеспечения

необходимой жесткости, и в ней закреплен хвостовик 25. Для надежного

движения плит выталкивания, в них смонтирована втулка 20, которая

двигается по колонке 19.

В плите охлаждения, как и во фланце неподвижном 1, сделаны каналы

диаметром 9 мм, в которые подается охлаждающая жидкость.

Для возвращения выталкивающей системы в исходное положения после

выталкивания имеется пружина 26.

Цикл литья начинается со смыкания формы. После подхода подвижной части

формы к неподвижной, сопло инжекционного цилиндра тесно прижимается к

литниковой втулке 22, и происходит впрыск расплава полимера.

Через центральный литниковый канал, который находится в литниковой

втулке 22, разводящие, впускные, расплав заполняет гнезда формы.

Из–за циркуляции охлаждающей жидкости в каналах охлаждения температура

внутренних поверхностей гнезд значительно ниже, чем температура расплава,

за счет чего осуществляется охлаждение и отверждение расплава в форме.

При раскрытии литьевой формы ее подвижная часть отходит от неподвижной.

В результате усадки изделие легко выходит из полостей неподвижных

полуматриц 12 и вставок 13 и перемещаются вместе с полуматрицами подвижными

10 и пуансонами 11 в подвижной части формы. Центральный литник извлекается

из литниковой втулки с помощью поднутрения, выполненного во втулке

центральной 21. При дальнейшем движении хвостовик 25 натыкается на

неподвижный упор машины и останавливает плиты 7, 8, 9 выталкивающей системы

вместе с выталкивателями 17 и 18, которые сталкивают изделия вместе с

литниками в приемную тару. После этого форма смыкается и цикл повторяется.

7. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ

Полипропилен представляет собой твердый термопластичный полимер с темп.

пл. 165–170 °С и плотностью 900–910 кг/м3.

Ниже приведены показатели основных физико-механических свойств

полипропилена:

|Молекулярная масса |80000—20000|

| |0 |

|Разрушающее напряжение при растяжении, МПа |245—392 |

|Относительное удлинение при разрыве, % |200—800 |

|Ударная вязкость, кДж/м2 |78,5 |

|Твердость по Бринеллю, МПа |59—64 |

|Теплостойкость по методу НИИПП, °С |160 |

|Максимальная температура эксплуатации (без |150 |

|нагрузки), °С | |

|Температура хрупкости, °С |От —5 до |

| |—15 |

|Водопоглощение за 24 ч, % |0,01—0,03 |

|Удельное объемное электрическое сопротивление, |1014—1015 |

|Ом·м | |

|Тангенс угла диэлектрических потерь |0,0002—0,00|

| |05 |

|Диэлектрическая проницаемость при 50 Гц |2,1—2,3 |

Полипропилен имеет более высокую теплостойкость, чем полиэтилены низкой

и высокой плотности. Он обладает хорошими диэлектрическими показателями,

которые сохраняются в широком интервале температур. Благодаря чрезвычайно

малому водопоглощению его диэлектрические свойства не изменяются при

выдерживании во влажной среде.

Полипропилен нерастворим в органических растворителях при комнатной

температуре; при нагревании до 80 °С и выше он растворяется в ароматических

(бензоле, толуоле), а также хлорированных углеводородах. Полипропилен

устойчив к действию кислот и оснований даже при повышенных температурах, а

также к водным растворам солей при температурах выше 100 °С, к минеральным

и растительным маслам. Старение стереорегулярного полипропилена протекает

аналогично старению полиэтилена.

Полипропилен меньше, чем полиэтилен, подвержен растрескиванию под

воздействием агрессивных сред.

Одним из существенных недостатков полипропилена является его невысокая

морозостойкость (—30 °С). В этом отношении он уступает полиэтилену.

Полипропилен перерабатывается всеми применяемыми для термопластов

способами.

Модификация полипропилена полиизобутиленом (5—10 %) улучшает

перерабатываемость материала, повышает его гибкость, стойкость к

растрескиванию под напряжением и снижает хрупкость при низких температурах.

Пленки из полипропилена обладают высокой прозрачностью; они

теплостойки, механически прочны и имеют малую газо- и паропроницаемость.

Полипропиленовое волокно прочно; оно пригодно для изготовления технических

тканей, для изготовления канатов.

Полипропилен применяется для производства пористых материалов —

пенопластов.

[pic]

Рис. 12

Полипропилен – это полимер с высокой степенью кристалличности (до 60

%). Температура литья полипропилена 200—280 °С, а для некоторых марок — до

300 °С (рис. 12). Давление литья составляет 80—140 МПа.

Характерной особенностью ПП является то, что его вязкость в большей

степени зависит от градиента скорости, чем от температуры. Поэтому при

заполнении формы ПП чувствителен к изменению давления. С повышением

давления увеличивается текучесть расплава, что улучшает условия течения

материала в форме. При формовании тонкостенных изделий и изделий сложной

конфигурации целесообразней повышать давление, а не температуру,

вследствие чего не возникает необходимости в увеличении продолжительности

охлаждения изделия в форме.

ПП склонен к образованию пустот и вмятин в изделии, поэтому материал в

форме следует выдерживать при высоком давлении и тщательно подбирать время

впрыска.

Температуру формы поддерживают в интервале 40—70 °С (до 90—100 °С) в

зависимости от вида изделия, режима переработки и т.д. Более высокую

температуру формы рекомендуется использовать для тонкостенных отливок,

чтобы свести к минимуму последующую деформацию. Изделия из ПП

характеризуются стабильностью размеров и имеют блестящую поверхность в

пределах всего интервала температур переработки.

ПП быстро охлаждается в форме, что обеспечивает высокую скорость

формования (уменьшается время выдержки при охлаждении). Литьевые формы для

получения изделий из ПП должны иметь тщательно продуманную и надежную

систему охлаждения. Усадка ПП составляет 1—3 % в зависимости от

конфигурации изделия и условий литья. Усадка отливок из ПП возрастает с

увеличением толщины стенки изделия. После извлечения изделия из формы оно

претерпевает вторичную усадку; 90 % вторичной усадки происходит за первые 6

ч после того, как изделие извлечено из формы. При понижении температуры

материала и формы, повышении давления литья увеличении времени впрыска и

времени выдержки материала под давлением вторичная усадка уменьшается.

Степень кристалличности ПП зависит от скорости охлаждения, а степень

ориентации материала в изделии — от направления и условий течения. Для

литья ПП рекомендуются литники круглого сечения, по возможности короткие и

прямые.

Проведем расчет основных технологических параметров:

1. Температуры по зонам цилиндра см. по рис. 12.

2. Давление литья рассчитываем по формуле:

[pic] (7.1)

где [pic] - давление рабочей жидкости в гидроцилиндре, МПа,

[pic] – диаметр гидроцилиндра, мм,

[pic] – диаметр шнека, мм.

Подставив данные в формулу (7.1), получим:

[pic]

3. Давление на материал в полости формы определим по формуле:

[pic] (7.2)

где [pic] – коэффициент, зависящий от материала, [pic].

Итак, получим:

[pic]

4. Время впрыска определим из соотношения:

[pic] (7.3)

где [pic] - объем отливки, включая литники, см3,

[pic] – номинальная объемная скорость впрыска, см3/с.

Отсюда:

[pic]

5. Время выдержки под давлением зависит от толщины стенки изделия.

Поэтому принимаем:

[pic]

6. Расчет времени охлаждения проведен в разделе 2 (см. стр. 6):

[pic]

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. А.П. Пантелеев, Ю.М. Шевцов, И.А. Горячев. Справочник по проектированию

оснастки для переработки пластмасс. – М., Машиностроение, 1986 – 400 с.

2. Бэр. Основы конструирования изделий из пластмасс. – М., Машиностроение,

1970.

3. Р.Г. Мирзоев, И.Д. Кугушев и др. Основы конструирования и расчета

деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. –

М., Машиностроение, 1972.

4. Общетехнический справочник./ Под ред. Е.А. Скороходова – 2-е изд.,

перераб. и доп. – М., Машиностроение, 1982 – 415 с.

5. М.М. Ревяко, О.М.Касперович «Расчет и конструирование пластмассовых

изделий и форм», – Мн.: БГТУ, 2002 г.

6. Г.А. Швецов, Д.У. Алимова, М.Д. Барышникова Технология переработки

пластических масс. – М.: Химия, 1988. – 512 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

-----------------------

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 000 ПЗ

Разраб.

Майсюк В.В.

Провер.

Ревяко М.М.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Ревяко М.М.

Введение

Лит.

Листов

4.12.06.14 04

Листов

Лит.

1. Расчет

гнездности

оснастки

Ревяко М.М.

Утверд.

Н. Контр.

Реценз.

Ревяко М.М.

Провер.

Майсюк В.В.

Разраб.

БГТУ 000. 001 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 001 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 001 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 001 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 002 ПЗ

Разраб.

Майсюк В.В.

Провер.

Ревяко М.М.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Ревяко М.М.

2. Тепловой

расчет

оснастки

Лит.

Листов

4.12.06.14 04

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 002 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 002 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 002 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 004 ПЗ

Разраб.

Майсюк В.В.

Провер.

Ревяко М.М.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Ревяко М.М.

4. Расчет исполнительных размеров формообразующих деталей

Лит.

Листов

4.12.06.14 04

Н. Контр.

Реценз.

Ревяко М.М.

Провер.

Майсюк В.В.

Разраб.

БГТУ 000. 005 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 004 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Утверд.

Ревяко М.М.

5. Расчет

установленного

ресурса оснастки

Лит.

Листов

4.12.06.14 04

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 005 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 006 ПЗ

Разраб.

Майсюк В.В.

Провер.

Ревяко М.М.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Ревяко М.М.

6. Описание работы разработанной

оснастки

Лит.

Листов

4.12.06.14 04

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 006 ПЗ

4.12.06.14 04

Листов

Лит.

7. Свойства материала и технология

переработки

Ревяко М.М.

Утверд.

Н. Контр.

Реценз.

Ревяко М.М.

Провер.

Майсюк В.В.

Разраб.

БГТУ 000. 007 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 007 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 007 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Разраб.

Майсюк В.В.

Провер.

Ревяко М.М.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Ревяко М.М.

3. Расчет

литниковой

системы

Лит.

Листов

4.12.06.14 04

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 003 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 002 ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ 000. 007 ПЗ

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Расчет проектируемой оснастки на пластмассовое изделие

ИНТЕРЕСНОЕ