Скачать работу - Расчет проектируемой оснастки на пластмассовое изделиеНеобходимо 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. 1. РАСЧЕТ ГНЕЗДНОСТИ ОСНАСТКИ Для литьевых форм расчет связан с учетом объема впрыска, усилия смыкания, пластикационной производительности и геометрических размеров плит.
Изделие, для которого проектируется оснастка, изготовлено из полипропилена марки 21020–12. Масса одного изделия Задавшись объемом впрыска выбираем термопластавтомат марки Д3132–250 [1]. Гнездность, обусловленную объемом впрыска термопластавтомата, можно найти из формулы: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 1 ) где – коэффициент использования машины, который зависит от состояния полимера; – объем впрыска литьевой машины, см 3 ; – объем одного изделия, см 3 ; – коэффициент, учитывающий объем литниковой системы. Объем одного изделия определим по формуле: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 2 ) где – плотность материала, г/см 3 , для полипропилена Подставляя значения в формулу (1.2) имеем: Так как полипропилен – материал кристаллический, принимаем Так как объем одного изделия находится в пределах от 30 до 50 см 3 принимаем
1. Расчет гнездности оснастки |
Подставляем полученные значения в формулу (1.1), откуда:
Таким образом, гнездность, обусловленная объемом впрыска
шт. (округление в большую сторону). Примем значение оптимальной гнездности
Гнездность, которая обусловлена усилием смыкания плит термопластавтомата, определяется по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 3 ) где
– номинальное усилие смыкания плит термопластавтомата, Н ;
- давление пластмассы в оформляющем гнезде, Па ;
- площадь проекции изделия на плоскость разъема формы (без учета площади сечения отверстий), см 2 ;
- коэффициент, учитывающий площадь литниковой системы в плите;
- коэффициент, учитывающий использования максимального усилия смыкания плит на 80–90% Для термопластавтомата Д3132–250 номинальное усилие запирания формы
примем 32·10 6 Па.
Полученные данные подставляем в формулу (1.3), откуда
Гнездность, которая обусловлена пластикационной производительностью термопластавтомата, определяют из формулы:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 4 )
где
– номинальная (по полистиролу) пластикационная производительность, кг/ч ;
– время охлаждения изделия, с ;
– коэффициент, учитывающий отношение пластикационной производительности по данному материалу к значению ее по полистиролу;
– масса изделия, г . Пластикационную производительность термопластавтомата определяют исходя из неравенства:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 5 ) Время охлаждения изделия
определяется по формуле
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 6 ) где
– коэффициент температуропроводности, м 2 /с ;
- толщина изделия, м ;
- средняя за цикл температура формующих поверхностей, ° С ;
– начальная температура изделия, равная температуре впрыскиваемого в форму расплава, ° С ;
– температура в середине стенки изделия, при которой раскрывается форма, ° С . Подставляя значения в формулу (1.6), имеем:
Подставляя полученные значения в формулу (1.5), имеем:
Далее по
формуле (1.4) рассчитываем гнездность:
Из рассчитанных значений
принимаем наименьшее:
Принятое значение
проверим по условию термопластавтомата.
Значение не должно превышать число MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1. 7 ) где – площадь рабочей поверхности плиты, см 2 . Условие выполняется.
Принимаем количество гнезд равное 4, так как 5 гнезд не удобно располагать на чертеже. N=160*10^3/1.2*300*64=6.94 2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ОСНАСТКИ Отверждение полимера в форме требует отвода большого количества теплоты. В связ
2. Тепловой расчет оснастки |
и с этим продолжительность цикла литья в значительной степени зависит от эффективности отвода теплоты и от достигаемой при этом температуры отливки. Кроме того, режим охлаждения существенно влияет на качество изделий. Так, более высокая температура формы позволяет получить: более высокие механические показатели кристаллических полимеров, качественную поверхность, блеск изделия; менее ориентированную структуру полимера и меньшие внутренние напряжения, и ряд других положительных сторон.
Низкая температура формы позволяет уменьшить: рассеяние размеров отливаемых изделий, усадку и коробление, цикл литья.
Вместе с тем необходимо помнить, что при быстром охлаждении в отливке возникают большие внутренние напряжения, и, если изделие эксплуатируется при повышенных температурах, неизбежны вторичная усадка и коробление. На переохлажденных стенках формы может конденсироваться влага, отрицательно влияющая на качество поверхности отливки.
Рассчитаем каналы охлаждения для литьевой формы. 1. Время охлаждения, с , определяют по приближенной формуле (1.6): 2. Время цикла, с MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 2 Section 1 SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT SEQ MTSec 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap 2 h * MERGEFORMAT MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 1 ) где – время смыкания и размыкания полуформы, с – время впрыска, с 3. Количество теплоты Дж MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 2 )
где
– масса отливки, кг
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 3 ) здесь
– масса изделия, кг , (
– число гнезд, шт , (
– масса литников, кг , (
– удельная теплоемкость материала отливки, Дж/(кг· ° С), (
– средняя (по объему отливки) температура изделия в момент раскрытия формы, ° С
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 4 )
Тогда
4. Количество теплоты, отводимое хладагентом
Дж
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 5 ) Пренебрегая потерями в окружающую среду, принимаем
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 6 ) Тогда
5. Расход хладагента, кг
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 7 ) где
– удельная теплоемкость хладагента (воды), Дж/(кг· ° С), (
– разность температур хладагента на выходе и входе в канал (принимается не более 2-4 ° С для исключения неравномерности охлаждения).
6. Расход хладагента через пуансон и матрицу, кг
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 8 ) где
– определяем по чертежу пуансона и матрицы, м 2 ;
7. Площадь поперечного сечения каналов, м 2
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 9 ) где
– плотность воды, кг/м 3 , (
– скорость течения хладагента, м/с , (
8. Диаметр канала, м
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 10 )
Возьмем диаметр канала 9 мм . 9. Суммарная длина каналов круглого сечения, м
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 2 . 11 )
На рис. 1 приведены чертежи плит охлаждения (а) – фланец неподвижный, б) – плита охлаждения).
Рис. 1, б)
3. РАСЧЕ
3. Расчет литниковой системы |
Т 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.
Литниковая система должна обеспечивать поступление расплава полимера в оформляющую полость формы с минимальными потерями температуры и давления после пластицирующего цилиндра литьевой машины.
Литниковая система решающим образом влияет на качество изготавливаемого изделия, расход материала, производительность процесса.
Неправильно спроектированная литниковая система является причиной повышенных напряжений в изделии, его коробления, образования на поверхности изделия следов течения материала, неполного заполнения формообразующей полости, неравномерной усадки материала. В общем виде литниковая система включает три основных элемента: центральный литниковый канал, по которому расплав из материального цилиндра поступает в форму; разводящий канал, ответвляющийся от основного; впускной канал, по которому расплав непосредственно поступает в оформляющую полсть.
Наличие всех трех элементов литниковой системы или отсутствие каких либо из них связано как с конфигурацией отливаемого изделия, так и с конструкцией формы. Так, литниковая система одногнездной формы часто состоит из одного литникового канала.
Многогнездная форма всегда включает все три вида каналов.
Проведем расчет литниковой втулки (рис. 2): Рис. 2 В зависимости от массы отливки ( Диаметр на входе в литниковую втулку можно определить аналитически, вычислив расчетный диаметр, см MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 3 Section 1 SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT SEQ MTSec 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap 3 h * MERGEFORMAT MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 1 ) где – объем впрыска, см 3 , – средняя скорость течения материала в литниковой втулке, см/с – продолжительность впрыска, с . Подставляя соответствующие значения в формулу (3.1), получаем: Так как мм : MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 2 ) то есть Длина L центрального литникового канала зависит от толщины плит и составляет 33 мм . Диаметр D центрального литникового канала на выходе рассчитаем исходя из угла конуса MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 3 ) Получим Для упрощения изготовления втулки примем диаметр на выходе равным
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 так же ориентационных напряжений в изделиях. На рис. 3 приведена схема разводящих литников и их размеры.
Форма сечения каналов и рекомендации по применению даны в табл. 26 /1/. Принимаем сегментную форму сечения как для основного разводящего (рис. 4, а), так и для вспомогательного разводящего (рис. 4, б) каналов:
а) б) Рис. 4 Сегментная форма сечения обеспечивает хорошее течение расплава и небольшие потери тепла. При заполнении каналов расплавом полимера прилегающие к стенкам слоя материала интенсивно охлаждаются и затвердевают, уменьшая эффективное сечение канала.
Поэтому каналы редко изготавливают с площадью поперечного сечения меньше 7 мм 2 (диаметр 3 мм ). В то же время площадь поперечного сечения канала не должна быть слишком велика, чтобы не изменялась продолжительность цикла литья, что возможно при литье очень тонких изделий.
Поэтому нежелательно из
готавливать каналы с сечением более 80 мм 2 (диаметр 10 мм ). В общем случае диаметр d канала круглого сечения или эквивалентный диаметр d э не круглого сечения можно определить по диаграмме (рис. 33 /1/) в зависимости от массы отливаемого изделия и длины L пути течения материала в разводящем канале. d э основного разводящего канала, при L = 90 мм , d э = 7,5 мм , принимаем d = 8 мм . d э1 вспомогательного разводящего канала при L = 19 мм , d э1 = 5,7 мм , принимаем d 1 = 6 мм . Глубина канала определяется по формуле
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 4 ) Соответственно для каналов:
Расплав при заполнении канала охлаждается, попадание в оформляющее гнездо охлажденного переднего фронта расплава может привести к появлению дефектов на поверхности изделия (муар, следы течения). Для уменьшения этих явлений разводящий канал перед поворотом следует снабжать специальными сборниками охлаждения расплава, то есть удлинять каналы на величину b:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 5 )
где d – диаметр канала, мм. Для основного канала:
Впускные каналы (питатели) имеют особое значение при литье под давлением. Это последнее звено в системе литниковых каналов, подводящих материал к оформляющей полости формы. От их размеров и расположения в значительной степени зависит качество отливаемых изделий.
Глубина впускного канала определяет продолжительность отверждения в нем материала.
Глубина впускного канала, мм: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 6 ) где – толщина стенки детали, мм ; – коэффициент, зависящий от материала, Конструкция впуск
ного канала приведена на рис. 5.
Рис. 5 Ширину впускного канала b примем равным диаметру вспомогательного разводящего канала d 1 :
Длину впускного канала примем равным
Для обеспечения работоспособности литьевой формы необходимо выполнение следующего неравенства:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 7 ) где
– номинальное давление литья, ат ,
– общие потери давления, ат ;
– потери давления при течении расплава в центральном литниковом канале, ат ;
– потери давления при заполнении расплавом разводящих каналов, ат ;
– потери давления во впускных каналах, ат ;
– потери давления в стенках изделия, ат ; Потери давления в разводящих каналах можно разделить на потери давления в главном и во вспомогательных разводящих каналах, то есть:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 8 ) где
– потери давления в главном разводящем канале, ат ;
– потери давления во вспомогательных разводящих каналах, ат . Изделие можно разбить на 7 элементов, и потери давления в стенках изделия можно рассчитывать по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 9 )
где
– потери давления в прямоугольной пластине (большие стороны), ат;
– потери давления в прямоугольной пластине (меньшие стороны), ат;
– потери давления в прямоугольной пластине (дно), ат;
– потери давления в полом цилиндре, ат.
Преобразуем формулу (3.7) к виду: Потери давления в центральном литниковом канале определим по формуле: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 10 ) где – длина канала, см , ; – объемная скорость течения расплава, см 3 /с ; – реологический параметр полимера, – показатель степени реологического уравнения, – диаметр литникового канала, см , . Объемную скорость течения расплава определим по формуле: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 11 ) где – максимальный объем отливки машины, см 3 ; – время впрыска машины, с ; – количество гнезд в форме, шт . Тогда, Подставим данные в формулу (3.10): Потери давления в главном литниковом канале определим по формуле: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 12 )
где
– длина главного разводящего канала, см ,
– эквивалентный диаметр главного разводящего канала, см ,
Тогда по формуле (3.12), получаем:
Потери давления во вспомогательном разводящем канале, определим по формуле (3.12) аналогично
Потери давления во впускном канале прямоугольного сечения определяются по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 13 ) где
– длина впускного канала, см ,
– ширина впускного канала, см ,
– глубина
впускного канала, см ,
Тогда,
Потери давления в стенках изделия, содержащего 7 элементов, определяют по формулам:
определяем по формуле (3.13):
рассчитывается аналогично
рассчитывается аналогично
Потери давления в полом диске цилиндре по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 3 . 14 ) где
– внутренний диаметр, см ,
– толщина стенки, см ,
– длина полого цилиндра, см ,
Подставим полученные значения в преобразованную формулу (3.7):
Условие выполняется. 4. РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ДЕТАЛЕЙ Исполнительные размеры формоо
4. Расчет исполнительных размеров формообразующих деталей |
бразующих элементов назначают в зависимости от допуска на размеры изделия и усадку формуемого материала. 4.1. Расчет исполнительных размеров полуматрицы подвижной
Рис. 6 На рис. 6 приведены размеры, которые подлежат расчету.
Размеры поверхностей изделия, формуемых полуматрицей подвижной, приведены в таблице:
Обозначение | Размер, мм | Допуск, мм | Формула для расчета |
А и | 120 –0,035 | 0,035 | |
В и | 70 –0,030 | 0,030 | |
Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:
Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то есть для размеров А и В – 0,10:
4.2. Расчет исполнительных размеров пуансона
Рис. 7 На рис. 7 приведены размеры, которые подлежат расчету.
Размеры поверхностей изделия, формуемых пуансоном, приведены в таблице:
Обозначение | Размер, мм | Допуск, мм | Формула для расчета |
А и | 115 +0,035 | 0,035 | |
В и | 65 +0,030 | 0,030 | |
Н и | 23,5 –0,021 | 0,021 | |
Н1 и | 15,5 –0,018 | 0,018 | |
А1 и | 44±0,05 | 0,1 | |
Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:
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:
4.3. Расчет исполнительных размеров полуматрицы неподвижной
Рис. 8 На рис. 8 приведены размеры, которые подлежат расчету.
Размеры поверхностей изделия, формуемых полуматрицей неподвижной, приведены в таблице:
Обозначение | Размер, мм | Допуск, мм | Формула для расчета |
А и | 120 –0,035 | 0,035 | Примем размер, равный соответствующему размеру матрицы подвижной |
В и | 70 –0,030 | 0,030 | Примем размер, равный соответствующему размеру матрицы подвижной |
А1 и | 44±0,05 | 0,1 | Примем размер, равный соответствующему размеру пуансона |
Н и | 2,5 –0,010 | 0,021 | |
Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:
Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то есть для размеров Н – 0,02:
4.4. Расчет исполнительных размеров вставки
Рис. 9 На рис. 9 приведены размеры знака, которые подлежат расчету.
Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой, приведены в таблице:
Обозначение | Размер, мм | Допуск, мм | Формула для расчета |
D и | 9 –0 , 015 | 0 , 015 | |
D1 и | 7 –0 , 01 5 | 0,015 | |
L и | 9 –0 , 015 | 0,015 | |
L1 и | 3 –0 , 01 0 | 0,010 | |
Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:
Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то есть для размеров D , L – 0,05, для размера D 1 – 0,02, а для размера L 1 – 0,01:
4.5. Расчет исполнительных размеров нижнего знака
Рис. 10 На рис. 10 приведены размеры, которые подлежат расчету.
Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой пуансона, приведены в таблице:
Обозначение | Размер, мм | Допуск, мм | Формула для расчета |
D и | 7 –0.01 5 | 0 , 01 5 | Примем размер, равный соответствующему размеру вставки |
Н и | 8,5 +0,015 | 0,015 | Принимаем размер, обеспечивающий надежное сопряжение знака со вставкой: |
Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:
Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то есть для размера H – 0,02:
4.6. Расче
т исполнительных размеров верхнего знака
Рис. 11 На рис. 11 приведены размеры, которые подлежат расчету.
Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой пуансона, приведены в таблице:
Обозначение | Размер, мм | Допуск, мм | Формула для расчета |
D и | 3, 5 +0,012 | 0 , 012 | |
Н и | 2,5 +0,010 | 0,010 | |
Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:
Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то есть для размеров D и H – 0,020:
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 П б в тыс. деталей и установленные ресурсы пресс–формы до среднего ремонта П с в тыс. деталей и до капитального ремонта П к в тыс. деталей определяют по формуле: MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 5 Section 1 SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT SEQ MTSec 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap 5 h * MERGEFORMAT MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 5 . 1 )
5. Расчет установленного ресурса оснастки |
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 5 . 2 )
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 5 . 3 ) где
– номинальная наработка пресс–формы с одного гнезда, тыс. дет.,
– номинальный ресурс пресс–формы до среднего ремонта с одного гнезда, тыс. дет.
– номинальный ресурс пресс–формы до капитального ремонта с одного гнезда, тыс. дет.
– коэффициент, учитывающий гнездность пресс–формы,
– коэффициент, учитывающий высоту формуемых пластмассовых изделий,
– коэффициент, учитывающий твердость формообразующих поверхностей,
– коэффициент, учитывающий шероховатость формообразующих поверхностей,
– коэффициент, учитывающий квалитет точности формуемых изделий,
– коэффициент, учитывающий конструкционные особенности пресс–форм и дополнительные требования к качеству формуемых пластмассовых изделий,
– коэффициент, учитывающий связь пресс–форм с оборудованием,
– число гнезд,
Подставив данные в формулы (5.1)–(5.3), получаем:
6. Описание работы разработанной оснастки |
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 центральн
ый 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/м 3 . Ниже приве
7. Свойства материала и технология переработки |
дены показатели основных физико-механических свойств полипропилена:
Молекулярная масса | 80000—200000 |
Разрушающее напряжение при растяжении , МПа | 245—392 |
Относительное удлинение при разрыве, % | 200—800 |
Ударная вязкость, кДж/м 2 | 78,5 |
Твердость по Бринеллю, МПа | 59—64 |
Теплостойкость по методу НИИПП, °С | 160 |
Максимальная температура эксплуатации (без нагрузки), °С | 150 |
Температура хрупкости, °С | От —5 до —15 |
Водопоглощение за 24 ч , % | 0,01—0,03 |
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом · м | 10 14 —10 15 |
Тангенс угла диэлектрических потерь | 0,0002—0,0005 |
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 напряжен
ием и снижает хрупкость при низких температурах.
Пленки из полипропилена обладают высокой прозрачностью; они теплостойки, механически прочны и имеют малую газои паропроницаемость.
Полипропиленовое волокно прочно; оно пригодно для изготовления технических тканей, для изготовления канатов.
Полипропилен применяется для производства пористых материалов — пенопластов. 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: MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 7 Section 1 SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT SEQ MTSec 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap 7 h * MERGEFORMAT MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 7 . 1 ) где - давление рабочей жидкости в гидроцилиндре, МПа, – диаметр гидроцилиндра, мм, – диаметр шнека, мм.
Подставив данные в формулу (7.1), получим: 3. Давление на материал в полости формы определим по формуле: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 7 . 2 ) где – коэффициент, зависящий от материала, Итак, получим: 4. Время впрыска определим из соотношения: MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT ( 7 . 3 ) где - объем отливки, включая литники, см 3 , – номинальная объемная скорость впрыска, см 3 /с . Отсюда: 5. Время выдержки под давлением зависит от толщины стенки изделия.
Поэтому принимаем: 6. Расчет времени охлаждения проведен в разделе 2 (см. стр. 6):
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.
экспертиза оценки ущерба от залива в Тулеоценка стоимости векселя в Липецкеоценка зданий в Белгороде