Расчет проектируемой оснастки на пластмассовое изделие

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. 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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
БГТУ 000. 001 ПЗ
Разраб.
Майсюк В.В.
Провер.
Ревяко М.М.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Ревяко М.М.
1. Расчет гнездности оснастки
Лит.
Листов
4
4.12.06.14 04
Подставляем полученные значения в формулу (1.1), откуда:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 001 ПЗ
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 )
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
БГТУ 000. 001 ПЗ
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
БГТУ 000. 001 ПЗ
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
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
5
4.12.06.14 04
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 )

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 002 ПЗ
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
БГТУ 000. 002 ПЗ
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 , (
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
БГТУ 000. 002 ПЗ
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)
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
БГТУ 000. 002 ПЗ
3. РАСЧЕ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
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
9
4.12.06.14 04
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 003 ПЗ
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
БГТУ 000. 003 ПЗ
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 )
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
БГТУ 000. 003 ПЗ
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
БГТУ 000. 003 ПЗ
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 )
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
БГТУ 000. 003 ПЗ
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 )

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
БГТУ 000. 003 ПЗ
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
БГТУ 000. 003 ПЗ
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:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
БГТУ 000. 003 ПЗ
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
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
6
4.12.06.14 04
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 004 ПЗ
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
БГТУ 000. 004 ПЗ
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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
БГТУ 000. 004 ПЗ
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:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
БГТУ 000. 004 ПЗ
4.6. Расче
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
БГТУ 000. 004 ПЗ
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 )

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
БГТУ 000. 005 ПЗ
Разраб.
Майсюк В.В.
Провер.
Ревяко М.М.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Ревяко М.М.
5. Расчет установленного ресурса оснастки
Лит.
Листов
2
4.12.06.14 04
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,
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 005 ПЗ
Подставив данные в формулы (5.1)–(5.3), получаем:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
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
2
4.12.06.14 04
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 006 ПЗ
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
БГТУ 000. 007 ПЗ
Разраб.
Майсюк В.В.
Провер.
Ревяко М.М.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Ревяко М.М.
7. Свойства материала и технология переработки
Лит.
Листов
4
4.12.06.14 04
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
БГТУ 000. 007 ПЗ
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

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
БГТУ 000. 007 ПЗ
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):

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
БГТУ 000. 007 ПЗ
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 Туле
оценка стоимости векселя в Липецке
оценка зданий в Белгороде