Глава 8

Примеры расчёта усилия смыкания

122

Литье под давлением — коротко и ясно

Усилие смыкания это сумма усилий приложенных к колоннам после окончания закрытия и зажима формы перед началом впрыска. Раз­жимающая сила - это произведение внутреннего давления в пресс-форме на проецируемую площадь изделия.

Усилие смыкания должно как минимум на 10% превышать разжи­мающую силу. Требуемое усилие смыкания может быть определено по "дыханию" пресс-формы или с помощью геометрии детали и внут­реннего давления в пресс-форме.

Определение усилия смыкания по "дыханию" пресс-формы здесь рассматриваться не будет.

Расчет потребного усилия удержания производится по формуле:

/4„„.

где

F, =Р...

100

F₂ = усилию удержания (кН)

P_w = среднему давлению внутри формы (бар),

Aproj - проецируемая площадь изделия (см²).

₁

r;J»

8.1. Расчетусилия смыкания для любых изделий

Для расчета усилия смыкания должна быть известна площадь проек­ции изделия в направлении действия разжимающей силы (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Примеры для расчета проецируемой площади изделия

Demag

plastservice

Литье под давлением — коротко и ясно 0110

123

Материал: ПП.

Индекс расплава: MFI 35 230 "С/5 [г/10 мин].

Площадь отливки: 162см².

Путь течения: 150 мм.

Средняя толщина стенки: 0,55 мм.

Отношение пути течения к толщине стенки = 275:1

Процесс вычисления

Отношение пути течения к толщине стенки:

150:0,55=275: 1.

Эффективное внутреннее давление в форме = 600 кгс/см .

Исполнение формы: одногнездная.

Площадь отливки х эффективное внутреннее давление формы = 162 см² х 600 кгс/см² = 97200 кгс = 97,2 т.

Результат

Выбранная величина узла смыкания: 110т. При этом резерв по уси­лию смыкания « 13%.

Demag

plastservice

Группы продуктов	Изделия	Сырье	Зремя впрыска	Время подпитки	Цавпение впрыска	Давление Внутр давление подпитки в форме
			с	с	бар	бар	бар
Обычные ли гее детали Требования к качеству Отклонения массы и размеров низкие Качество структуры ьизкие Поверхность средние	Складской «дик	PS	3,0	6,0	1000	450	280 - 350
	Транспр.тгный контейнер	РР	2,5	5,5	1250	550	350-400
	Корпус пылесоса	АВ5	2,5	7,0	980	550	350 - 400
	Корпус тиш. малинки	РА	2,5	7,0	1000	550	350 - 400
	Корпус кофееарки	РР	2,0	6,0	1100	550	350 - 400
	Корпус"елгвизора	Р5	3,5	6,0	1200	600	350 400
	Кор' ус компьютера	АВ5	3,5	6,0	1300	600	350 - 400
Одноразовые / многоразовые издегин Требования к качеству Отклонения массы и размеров васокие Качестве структуры средние Поверхность высокие	3,5 "дискет	ABS	0,22	0,9	1700	600	380-420
	Упаковка CD	PS	0,4	1,0	1550	650	400 - 450
	Видесчаиеш	PS	0,9	3.5	1300	500	280-350
	Рамка лиапои-тива	PS	•0,25	0,7	1600	600	400 - 450
	Ручка безоч. бритвы	PS	0.5	1.5	1450	600	400 - 450
	Аудис-;йггета	PS	0,45	2,2	1300	600	350 - 400
Технические изделия ' ребования к качеству Отклонения массы и размеров средние Качество структуры средние Поверхность высокие	Кэы^'ка CD плейера	ABS	1.5	5.0	800	650	450 - 500
	Коргус чоб телефона	ABS/PC	0,2	1.5	1600	850	650 - 700
	Корпус видеокамеры	PC	1.2	2.5	1400	850	550 - 600
	!_Пасси видеомагнитофона	PS	2.3	5.0	1100	650	400 - 450
	Колпаккогеса	PA6-GF	2.0	5.0	1000	650	400 - 450
Технические изделия Требования к качеству Отклонения массы и размеров высокие Кач!ч-тао структуры Высокие ' 'ояерхнос~ь средние	<орг-угэлект раэьема	РВТ	0.5	1.5	1200	600	750 - 800
	L.остерия	РОМ	2.0	8.0	880	1000	750 - 800
	Корпус фотокамеры	PC-GF	0,7	6.0	1300	7ПП	500 - 550
	Тормозной цилиндр	РОМ	1.8	10.0	900	900	700 - 750
	Программирующий валик	РОМ	2.2	7.0	750	900	700 - 750
	И,теккер	PA66-GF	15	5.0	800	700	500 - 550
	Обойма шар. подшипника	PA6R	08	3.5	950	600	450 - 500
Большие автомобильные детали Требования к качеству 0-клонения массы и размеров чиэкие Качество структуры средние Поверхность средние	Средняя панель (аатомоб.)	РР	3.0	6.0	1300	550	350 - 400
	Демпфирующая штанга	РР	4.0	6.0	1700	500	350 - 400
	Панель прибооов	РР	3,0	6,0	1200	550	350-400
	Обшивка двери	РР	2,5	5,0	1150	500	350 - 400
	Отдггка колеса	РР	2,5	4,5	1450	550	350 - 400

S

Рис 8.2. Потребные давления впрыска, подпитки и внутреннее давление ^

в форме для различных изделий *

Литье под давлением — коротко и ясно

125

Кроме всего, в расчете должно учитываться ожидаемое среднее дав­ление внутри формы. Примеры, приведенные на рис 8.2, дают исход­ные данные. Значения, указанные в этих примерах, получены экспе­риментальным путем. При расчете должны брагься те значения дав­лений из примеров, в которых геометрия и свойства материала лежат наиболее близко к рассчитываемому изделию.

Далее в соответствии с приведенной выше форм улой рассчитывается потребное усилие смыкания.

Тонкостенными изделиями вообще считаются изделия, у которых от­ношение пути течения к толщине стенки составляет, по крайней ме­ре, 200 : 1. В таких изделиях при прохождении расплава от сопла ма­шины, сквозь распределитель горячего канала, сквозь сопло горячего канала, по всей протяженности объема формы до конца пути течения потери давления в расплаве суммируются (рис. 8.3).

7000	Merino машинь	Сопло горячего канала	О шибаемая деталь
1600
										Щ	,, Сопло «иимй_._ .
1200		^^^^^^^^^к_ ~¥ Распределитель гор егндла ^
									-		Сопло горючего ынала j
800
400												""""""""'"" |
												Ир

Рис. 8.3. Падение давления по пути течения во время фазы впрыска (пример: одноразовый стакан из ПС, толщина стенки 0,55 мм)

De mag

plastservice

126

Литье под давлением — коротко и ясно

Для того, чтобы в конце пути течения был хорошо отформован контур изделия, давление в этой зоне должно быть, по крайней мере, 300 бар. Оно достигается при соответственно высоком давлении впрыска. При этом:

• чем меньше толщина стенки, тем выше потери давления. Чем боль­ше толщина стенки, тем ниже потери давления;

• чем выше вязкость материала, тем выше сопротивление течению и выше потери давления. Чем текучей материал, тем меньше сопротив­ление течению и меньше потери давления;

• чем длиннее путь течения, тем больше потери давления.

Влияние длины пути течения, толщины стенки и материала на потреб­ность в давлении представлено на рис. 8.4.

Точка впрыска

Конец пути течения

Конец пути течения

Рис. 8.4. Падение давления по пути течения (значения определены опытным путем)

Потери давления на длинном и тонком пути течения снижают также среднее значение внутреннего давления в пресс-форме, а с этим и раскрывающую силу и необходимое усилие смыкания. Для таких тон­костенных изделий из полученных опытным путем значений опреде­ляется " положение действующего давления", давление, в котором и может быть принято в формуле расчета усилия смыкания, как среднее значение внутреннего давления в пресс-форме. Для плоских линей­ных изделий положение действующего давления находится на поло­вине пути течения (рис. 8.5). В стаканообразном изделии с длинным путем течения "положение действующего давления", как определено опытом, лежит приблизительно на 1 /7 пути течения - еще на дне из­делия.

Demaa

plastservice

Литье под давлением — коротко ^{и ясно}

127

Путь течения

-I-

Путь теч^¹¹¹"

2 I 2

А, ^=78.5 cm

_^*^h^^ Полох

Положение де^"" Положение действ, давления давления

Путь течения

Рис. 8.5. Положение дей<Я"^вУ^юЩ^еГ0 давления в стакане и пластине

Из падения давления междУ литником и концом пути течения внут­реннее давление в пресс-ф°Р^ме оценивается по положению дейст­вующего давления (рис. 8.^)-

. Точка впрь.ска

Рис. 8.6. Падение по пути течения и величина давления в положении Действующего давления в стакане и пластине

Как уже упомянуто, свойства материала (такие, как вязкость) влияют на характер заполнения фо рмы и потребное Давление^Рис. 8 7 дает исходные данные о потребим давлении "«^иси^б MF =1? материала - значения MF (Р^ис- ^{87а: MF _} ' ^рИ ' рис. 8.7в: MF = 45).

D&ma9_pi_astservice

128

Литье под давлением — коротко и ясно

[bar) 1.200

0,4 0,5 0,6 0.7

200

(

1.000

900

800

~ 7О0 га g 600

1 500

(О

Ч

4О0

300

200

0,8 0,9 1,0

Толщина стенки (мм)

Рис 8.7. Требуемые значения давления в зависимости от отношения путь течения / толщина стенки и вязкости материала (a: MF = 1 5; б: MF = 35, в: MF = 45)

Demag

plastservice

Литье под давлением — коротко и ясно

129

Указания по использованию значений давления из рис. 8.5 — 8 7

Данные рис. 8.5-8.7 годятся для пирамидальных или конусообраз­ных тел вращения с одним закрытым основанием и наклоном боко­вых стенок или сторо н порядка 5%. Например, для одноразовых ста­канов от 20 до 30% всего пути течения приходится на дно.

В емкостях для мороженного, где почти 50% пути течения приходится на дно, потребность в давлении внутри формы снижается примерно на 5% против значений, приведенных в рис. 8.5-8.7. Для плоских из­делий, например, крышек ведер, в которых практически весь путь те­чения лежит в одной плоскости, потребность в давлении внутри фор­мы снижается примерно на 1 0%.

Для многогнездных форм различие в заполнении гнезд не должно превышать 5%. Для обеспечения нормальной работы машины стаки-ми формами необходимо увеличение усилия смыкания примерно на 10% против рассчитанных значений.

Диапазоны толщин стенок изделий для применения гидроаккумулятора, отношение величин давления впрыска и давления выдержки

Толщина стенки отливки

2,8

2,6.

2,4

2,2

2,0

18

1,6

1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

Demag

plastservice

130

Литье под давлением — коротко и ясно

Требуемое внутреннее давление в форме для различных классов изделий

Класс изделий	Изделие	Материал	Внутреннее давление в форме, бар
1. Упаковка	стаканчики для йогурта, ёмкости, колпачки для аэ­розолей, вёдра	ПС, ПЭ, ПП, ПП	600-800 500-700 400-600 500-700
2. Технические детали вы­сокой точности	штекеры, втулки, штекер­ные панели	ПА, ПК, ПБТФ	500-700 600-800
3. Технические функцио­нальные детали	шестерни, программные валы	ПОМ, ПА, ПБТФ	700-800 700-800
4. Оптические детали	оптические линзы, задние фонари автомашин	ПММА	600-800 500-700
5. Прецизионные детали с коротким производствен­ным циклом	одноразовые лезвия, рам­ки для слайдов, кабельные хомуты	ПС, ПС, ПА	400-500 400-500 800-1200
6. Медицинские изделия	одноразовые шприцы, пи­петки	ПЭ, ПП	400-500 500-600
7. Детали автомашин	решётки радиатора, пане­ли приборов, бамперы	ПП, АБС бленд	400-500 400-500 400-500
8. Техническая упаковка	аудиокассеты, видеокассе­ты, упаковка для ком­пакт-дисков	ПС, АБС, ПС	350-400 300-400 400 -500
9. Канцтовары для офисов и производства	линейки, уголки	ПС,САН, АБЦ	400-500
1 0 функциональные изде­лия общего назначения	корпуса, покрытия, корпу­са пылесосов, складские ящики	ПП, АБС, ПП, ПС	400-500 300 400 400-500 300-400
1 1 .Детали из жёсткого ПВХ	фитинги	ПВХ	400-500
12. Игрушки	изделия с ограниченными требованиями к качеству поверхности и размерам	ПЭ, ПП, ПС	250-300

Demag

plastservice