Гидравлический расчет литниковой системы.
Расплав, заполняя каналы любой литниковой системы и полость формы, должен преодолеть сопротивление течению. При этом теряется скорость течения, энергия, давление. Гидравлический расчет позволяет определить реальный перепад давления при течении расплава по литниковым каналам и полости формы, сравнить его с максимальным давлением впрыска, создаваемым литьевой машиной. Это важно для решения задачи заполняемости формы вообще и за заданное время в частности.
Для оптимизации конструкции литниковой системы необходимо знать в каком ее месте образуются значительные перепады давления (для уменьшения сопротивления в этих местах путем увеличения их поперечного сечения) и где эти перепады малы (можно сократить объем каналов, уменьшив поперечное сечение). Для проведения реологических расчетов литниковой системы и полости формы их представляют в формализованном виде. Например, в виде ветвей дерева, корнем которого является инжекционный узел машины (рис.). Ветви – это последовательно расположенные элементы течения простой геометрической формы.
Для обеспечения работоспособности литниковой системы необходимо выполнение условия:
р>Δрц+ Δрр+Δрв+Δрст+Δрд
или
Реологический расчет проводится с использованием степенного закона течения полимерного расплава (τ=μγn) и описания геометрических характеристик простых элементов течения (коэффициентов геометрической формы).
Коэффициенты сопротивления экструзионного канала
для типичных сечений профиля
Элемент сечения |
Параметры |
Коэффициент сопротивления ki |
Круговой |
|
|
Кольцевой |
|
|
Прямоугольный |
|
|
Система центрирования.
Качество литьевых изделий также зависит от конструкции системы центрирования. Базирующим элементами полуформ являются фланцы крепежных плит. На неподвижной плите машины фланец обеспечивает соосность центральной литниковой втулки формы и сопла материального цилиндра машины. На подвижной плите фланец обеспечивает соосность подвижной и неподвижной полуформ. Окончательное центрирование частей форм обеспечивают направляющие колонки, планки, конические или наклонные поверхности и др.
Колонки должны обладать достаточной прочностью и жесткостью. Толщину плиты принимают не меньше 1,5d (где d – диаметр колонки). В небольших формах устанавливают две направляющие колонки, а в больших – три или четыре. Для форм толщиной до 600 мм диаметр колонок рекомендуется определять по эмпирическим формулам:
или
где d – диаметр направляющей части колонки, мм; а и b – длина и ширина формы, мм; D – диаметр формы, мм.
На практике применяют различные конструкции направляющих колонок.
Для направления и фиксации частей крупных форм используют направляющие планки, закрепляемые на наружной боковой поверхности плит. При этом устанавливают не менее четырех планок, расположенных по четырем сторонам или углам формы. Преимущества: точность направления, высокая несущая способность, возможность смены без разборки формы.
Применение конических поверхностей обеспечивает высокую точность центрирования и позволяет использовать их при литье глубоких тонкостенных изделий, когда неизбежно возникают значительные поперечные усилия из-за несимметричного расположения матрицы и пуансона, вызванного погрешностью изготовления или несимметричностью формы изделия.
Система охлаждения и регулирования температуры форм.
Система перемещения подвижных деталей.
В зависимости от формы, размеров и места расположения поднутрений на изделии, оформляющие их элементы выполняют в виде отдельных знаков или разъемных секционных матриц (пуансонов), которые перемещаются механическим, гидравлическим или пневматическим приводом.
Из механических наиболее распространены наклонно расположенные колонки со специальными ползунами, в которых закреплены знаки, оформляющие поднутрение. На рис. Изображена типовая конструкция наклонной колонки с ползуном. Диаметр отверстия в ползуне 2 минимум на 1 мм больше диаметра колонки 1. Это необходимо для того чтобы в начальный момент раскрытия формы разгрузить ползун и закрепленные на нем формообразующие элементы от усилия замыкания формы, а также предотвратить заклинивание колонки в конечный момент смыкания формы, когда компенсационная планка 3 зажимает ползун. Необходимость в компенсационной планке отпадает, если зажимной клин не выполнен за одно целое с плитой 4, а является вставным или привернутым. При необходимости некоторого запаздывания в перемещении ползуна отверстие в нем выполняют больше указанного диаметра или выполняют овальным. Исходными данными для расчета исполнительных размеров наклонной колонки являются: ход ползуна lх, угол наклона колонки α, диаметр колонки d и толщина плиты h. Угол наклона должен лежать в пределах 15-25°. Колонку рассчитывают по следующим формулам:
Для предотвращения смещения ползуна после раскрытия формы необходимо применять фиксирующие устройства. Наиболее часто используемые конструкции фиксирующих устройств показаны.
Для небольших перемещений (до 5 мм) часто используют пружинные системы.
Гидравлические приводы применяют для извлечения из отливки крупных, тяжелых, длинных знаков, когда необходимы значительные усилия. Для этого используют гидроцилиндры двойного действия, которые подключают к гидроприводу машины.
ъ
Пневматический привод применяют в основном для перемещения длинных небольшого диаметра знаков с небольшим усилием сцепления с материалом.