Методика типовых расчетов: числа гнезд, усилия формования и смыкания, размеров загрузочной камеры
Основные конструктивно-технологические расчеты при проектировании пресс-форм следующие:
1. расчет усилий (прессования, прижима формы и съема детали);
2. расчет количества гнезд;
3. расчет размеров камер;
4. расчет литниковой системы (для пресс-литья);
5. расчет направляющих колонок и втулок;
6. расчет размеров приспособлений для разъема пресс-формы.
Расчет усилий (прессование)
Усилие прессования (в кгс)
,
где – общая площадь прессования в см2 (проекция площади оформляющей полости пресс-формы в направлении прикладываемого усилия);
- удельное давление прессования в кгс/см2 (зависит от марки пресс-материала, степени сложности детали, способа прессования).
Во многих случаях величину целесообразно заменить произведением площади сечения загрузочной камеры пресс-формы на количество таких загрузочных полостей , тогда можно записать (в mс)
,
где – коэффициент, учитывающий неизбежные потери давления на трение в уплотнительных и других устройствах ( =1,2).
Таким образом, величина необходима не только для определения потребной мощности оборудования, но и для расчета количества загрузочных полостей или гнезд.
Усилие прижима формы рассчитывается только для пресс-литьевой формы. Для формы с нижней загрузочной камерой это усилие равно (в mс)
,
где – площадь прессуемой детали в плане в см2;
- суммарная площадь литников в плане в см2;
- удельное давление при литьевом прессовании в кгс/см2;
- количество одновременно прессуемых деталей в форме.
Усилие съема детали определяется по приближенной формуле:
,
где – суммарная площадь всех боковых поверхностей детали, соприкасающихся с металлической поверхностью формы, в см2;
- удельная сила сцепления пластмассы с металлом в кгс/см2.
Расчет усилий (литье под давлением)
Необходимое усилие смыкания оценивается по уравнению:
где – давление формования (его величина зависит от реологических особенностей расплава и составляет 20 – 50 МПа; большие значения для вязких расплавов с низким ПТР);
- площадь проекции изделия на плоскость разъема формы, м2;
- гнездность формы;
- коэффициент, учитывающий влияние литник =1,0 – 1,5.
Расчет количества гнезд (прессование)
Приближенным является способ определения количества гнезд, по которому
,
где – максимальное усилие пресса в Н;
- усилие прессование в Н.
Оптимальная гнездность пресс формы, обеспечивающая определенный выпуск деталей в заданное время, определяется по формуле:
,
где – время выдержки в форме под давлением – в расчете на 1 мм толщины в мин;
- наибольшая толщина прессуемой детали, мм;
- программа выпуска изделия в месяц, шт;
- коэффициент, зависящий от конструкции пресс-формы и сложности прессуемой детали (табл. 1);
- необходимый фонд времени для выпуска изделия за месяц, мм.
Таблица 1
Коэффициенты трудоемкости прессования деталей из пластмасс (для расчета гнездности форм)
Конструкция формы | Детали | ||
без арматурой | с арматурой | ||
до 3 шт. | св. 3 шт | ||
Съемная и полустационарная | 1,3 | 1,8 | 2,5 |
Стационарная | 1,1 | 1,2 | 1,5 |
Расчет количества гнезд в формах для пресс-литья имеет особенности. Например, в съемных формах с горизонтальной плоскостью разъема количество гнезд определяют, учитывая величину площади проекции литниковой камеры на плоскостью разъема. Эту величину считают исходной, поскольку она зависит от вполне определенных величин причин: необходимого удельного давления прессования и рабочего усилия пресса. Разогретый пресс-материала под давлением обладает упругими свойствами, благодаря которым он способен почти без изменения и по всем направлениям передавать, производимое на него давление. Поэтому в процессе работы в форме возникают разнонаправленные усилия. Рассмотрим как они распределяются (рис.2).
Для удобства расчета площадь проекции на плоскость разъема оформляющего гнезда и литникового канала объединены и обозначены .
Усилие прессования, действуя на площадь , стремиться сомкнуть пресс-форму. Это же усилие, действуя на сумму площадей и создает противодействующую силу, стремящуюся разомкнуть пресс-форму. для того чтобы в процессе прессования пресс-форма не размыкалась, площадь проекции литьевой камеры должны быть больше или равна сумме площадей проекции оформляющих гнезд и литникового канала:
.
Отсюда приближенная формула расчета гнезд для пресс-форм литьевого прессования имеет вид
.
Рис. 2. Схема для расчета количества гнезд в формах для литьевого прессования: - площадь проекции литьевой камеры; - площадь проекции оформляющего гнезда; - площадь проекции центрального литника |
Расчет количества гнезд (литье под давлением)
Расчет количества гнезд формы связан с выбором литьевой машины по следующим ее параметрам: весу впрыска, пластикационной производительности, усилию смыкания.
Количество гнезд исходя из веса впрыска машины, определяется по формуле:
где – вес впрыска машины, г (приведен в паспорте машины);
- вес одной детали, г;
- коэффициент, учитывающий вес литниковой системы относительно веса одной детали (табл. 2).
Количество гнезд , исходя из пластикационной производительности материального цилиндра машины, определяется по формуле
,
где – пластикационная производительность машины, кг/ч (приведена в паспорте машины, при переработке кристаллизующихся полимеров следует принимать значения );
- продолжительность выдержки детали в форме (в сек) в расчете на 1 г веса детали, ориентировочно принимаемой равной 1 сек;
- длительность холостого цикла (в сек), который включает время смыкания формы, подвода сопла, впрыска пластмассы, размыкания формы, выталкивания детали и т.п. (табл. 3).
Количество гнезд , исходя из усилия смыкания машины, определяется по формуле
где – усилие смыкания формы, кгс (приведено в паспорте машины);
- удельное давление пластмассы в оформляющем гнезде, кгс/см2, ориентировочно принимается равным 500 кгс/см2;
- площадь детали (без учета отверстий, см2;
- коэффициент, учитывающий площадь литниковой системы, принимается равным 1,1.
Наименьшее значение из вычисленных , , следует принимать в качестве окончательной расчетной величины.
Таблица 2
Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 8462;