Определение основных параметров литьевой машины

Основными параметрами, необходимыми и достаточными для разработки конструкции литьевой машины, являются: объём впрыска за один цикл, давление литья, скорость впрыска, пластикационная производительность, площадь литья, усилие запирания формы, расстояние между колоннами прессовой части, максимальное и минимальное расстояние между плитами, ход подвижной плиты.

В соответствии с указанным преподавателем видом изделия студенты должны рассчитать основные параметры литьевой машины. При этом следует помнить, что температуру материала (литья) Т_л, стенок формы Т_w и объёмную скорость впрыска Q_p (или время заполнения) обычно задают, исходя из требований, предъявляемых к качеству изделий по показателям точности, прочностным и деформационным свойствам, внешнему виду. Эти параметры выбирают в соответствии с техническими условиями на материалы или каталогами.

Объём вспрыска за один цикл рассчитывается по уравнению:

,

где – объём изделия; – предполагаемая гнёздность формы; – объём литниковой системы; – коэффициент, учитывающий утечки расплава в червяке, ; – коэффициент, учитывающий сжатие расплава в нагревательном цилиндре,

,

где – коэффициент, учитывающий сжатие расплава в нагревательном цилиндре, значения для различных видов полимеров приводятся в справочниках; Р_ф – давление на входе в форму.

Из практических рекомендаций максимальные значения Р_ф при изготовлении толстостенных изделий из термопластов составляют
20…40 МПа, изделий со средней толщиной стенки – 40…60 МПа, тонкостенных – 70…100 МПа. Для реактопластов из резиновых смесей эти значения могут быть увеличены на 30…40%.

Производительность литьевого оборудования кг/ч, определяется по формуле:

,

где – плотность расплава, кг/см³; – время цикла литья, с.

Время цикла литья

где и – время смыкания и размыкания формы соответственно;
– время подвода и отвода узла пластикации и впрыска; – время впрыска, выдержки под давлением и охлаждения (отверждения) соответственно.

Производительность узла пластикации

где – продолжительность пластикации.

Номинальное давление литья создаётся гидроприводом литьевой машины, определяется в каждом конкретном случае с учётом конструкции, формы, свойств материала, температуры переработки. Давление литья можно выбрать, руководствуясь следующей таблицей.

Таблица 1

Площадью литья называют проекцию поверхности детали на плоскость, перпендикулярную направляющим колоннам, определяется исключительно ассортиментом деталей данного веса. Анализ параметров литьевых машин позволяет установить соотношение применяемых площадей литья для машин с различными номинальными объёмами отливок. Ниже приведены ориентировочные значения площадей литья для деталей, изготавливаемых на отечественных заводах.

Таблица 2

Параметрами, связанными с габаритами формуемого изделия, являются номинальное усилие запирания формы Р₃, ход подвижной плиты, минимальная и максимальная высоты устанавливаемой формы и расстояние между колоннами в свету по вертикали и горизонтали.

Необходимое усилие запирания (смыкания) формы может быть определено по следующему соотношению:

,

где – среднее давление в полости формы; – максимально допустимая площадь отливки; – гнездность формы; – коэффициент, учитывающий площадь (в плане) литниковой системы, ; – коэффициент, учитывающий потери усилия смыкания из-за потерь на трение в уплотнениях гидроцилиндра, в механизмах прессовой части и из-за неточности изготовления плоскостей смыкания полуформ, .

В связи с тем, что при литье реактопластов и резин давление в полости формы значительно выше, чем при литье термопластов, максимально допустимая площадь литья при переработке этих материалов уменьшается на 12…15%. Значение Р для термопластов обычно бывает равным 40…80 MПа, для реактопластов и резин = 30…60 МПа.

Наибольшая высота оформляющих плит литьевой формы равна:

,

где – высота изделия; – коэффициент, учитывающий толщину стенок инструмента

Ход подвижной плиты

где – коэффициент, зависящий от объёма впрыска

Наибольшее расстояние между плитами

Основные параметры и размеры выпускаемого в России литьевого оборудования стандартизированы. ГОСТ 10767–98 определяет эти параметры для однопозиционных машин с червячной пластикацией для литья под давлением термопластичных и термореактивных материалов.