Расчет проектируемой оснастки на пластмассовое изделие

| |1 | | |

|Н1и |15,5–0,01|0,018 |[pic] |

| |8 | | |

|А1и |44±0,05 |0,1 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

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:

[pic]

[pic]

4.3. Расчет исполнительных размеров полуматрицы неподвижной

[pic]

Рис. 8

На рис. 8 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых полуматрицей неподвижной,

приведены в таблице:

|Обозначен|Размер, |Допуск, |Формула для расчета |

|ие |мм |мм | |

|Аи |120–0,035|0,035 |Примем размер, равный соответствующему |

| | | |размеру матрицы подвижной |

|Ви |70–0,030 |0,030 |Примем размер, равный соответствующему |

| | | |размеру матрицы подвижной |

|А1и |44±0,05 |0,1 |Примем размер, равный соответствующему |

| | | |размеру пуансона |

|Ни |2,5–0,010|0,021 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров Н – 0,02:

[pic]

[pic]

4.4. Расчет исполнительных размеров вставки

[pic]

Рис. 9

На рис. 9 приведены размеры знака, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой, приведены в таблице:

|Обозначен|Размер, |Допуск, |Формула для расчета |

|ие |мм |мм | |

|Dи |(9–0,015 |0,015 |[pic] |

|D1и |(7–0,015 |0,015 |[pic] |

|Lи |9–0,015 |0,015 |[pic] |

|L1и |3–0,010 |0,010 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров D, L – 0,05, для размера D1 – 0,02, а для размера L1 –

0,01:

[pic]

[pic]

4.5. Расчет исполнительных размеров нижнего знака

[pic]

Рис. 10

На рис. 10 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой пуансона, приведены в

таблице:

|Обозначен|Размер, |Допуск, |Формула для расчета |

|ие |мм |мм | |

|Dи |(7–0.015 |0,015 |Примем размер, равный соответствующему |

| | | |размеру вставки |

|Ни |8,5+0,015|0,015 |Принимаем размер, обеспечивающий надежное|

| | | |сопряжение знака со вставкой: |

| | | |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размера H – 0,02:

[pic]

4.6. Расчет исполнительных размеров верхнего знака

[pic]

Рис. 11

На рис. 11 приведены размеры, которые подлежат расчету.

Размеры поверхностей изделия, формуемых вставкой пуансона, приведены в

таблице:

|Обозначен|Размер, |Допуск, |Формула для расчета |

|ие |мм |мм | |

|Dи |(3,5+0,01|0,012 |[pic] |

| |2 | | |

|Ни |2,5+0,010|0,010 |[pic] |

Подставляя численные значения в соответствующую формулу, получаем:

[pic]

Полученные результаты округляем с кратностью по 11–12 квалитету, то

есть для размеров D и H – 0,020:

[pic]

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 Пб в тыс. деталей и

установленные ресурсы пресс–формы до среднего ремонта Пс в тыс. деталей и

до капитального ремонта Пк в тыс. деталей определяют по формуле:

[pic] (5.1)

[pic] (5.2)

[pic] (5.3)

где [pic] – номинальная наработка пресс–формы с одного гнезда, тыс. дет.,

[pic];

[pic] – номинальный ресурс пресс–формы до среднего ремонта с одного

гнезда, тыс. дет. [pic];

[pic] – номинальный ресурс пресс–формы до капитального ремонта с одного

гнезда, тыс. дет. [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий гнездность пресс–формы, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий высоту формуемых пластмассовых

изделий, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий твердость формообразующих

поверхностей, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий шероховатость формообразующих

поверхностей, [pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий квалитет точности формуемых изделий,

[pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий конструкционные особенности пресс–форм

и дополнительные требования к качеству формуемых пластмассовых изделий,

[pic];

[pic] – коэффициент, учитывающий связь пресс–форм с оборудованием,

[pic];

[pic] – число гнезд, [pic].

Подставив данные в формулы (5.1)–(5.3), получаем:

[pic]

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 центральный 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/м3.

Ниже приведены показатели основных физико-механических свойств

полипропилена:

|Молекулярная масса |80000—20000|

| |0 |

|Разрушающее напряжение при растяжении, МПа |245—392 |

|Относительное удлинение при разрыве, % |200—800 |

|Ударная вязкость, кДж/м2 |78,5 |

|Твердость по Бринеллю, МПа |59—64 |

|Теплостойкость по методу НИИПП, °С |160 |

|Максимальная температура эксплуатации (без |150 |

|нагрузки), °С | |

|Температура хрупкости, °С |От —5 до |

| |—15 |

|Водопоглощение за 24 ч, % |0,01—0,03 |

|Удельное объемное электрическое сопротивление, |1014—1015 |

|Ом·м | |

|Тангенс угла диэлектрических потерь |0,0002—0,00|

| |05 |

|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 напряжением и снижает хрупкость при низких температурах.

Пленки из полипропилена обладают высокой прозрачностью; они

теплостойки, механически прочны и имеют малую газо- и паропроницаемость.

Полипропиленовое волокно прочно; оно пригодно для изготовления технических

тканей, для изготовления канатов.

Полипропилен применяется для производства пористых материалов —

пенопластов.

[pic]

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:

[pic] (7.1)

где [pic] - давление рабочей жидкости в гидроцилиндре, МПа,

[pic] – диаметр гидроцилиндра, мм,

[pic] – диаметр шнека, мм.

Подставив данные в формулу (7.1), получим:

[pic]

3. Давление на материал в полости формы определим по формуле:

[pic] (7.2)

где [pic] – коэффициент, зависящий от материала, [pic].

Итак, получим:

[pic]

4. Время впрыска определим из соотношения:

[pic] (7.3)

где [pic] - объем отливки, включая литники, см3,

[pic] – номинальная объемная скорость впрыска, см3/с.

Отсюда:

[pic]

5. Время выдержки под давлением зависит от толщины стенки изделия.

Поэтому принимаем:

[pic]

6. Расчет времени охлаждения проведен в разделе 2 (см. стр. 6):

[pic]

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. Основы конструирования изделий из пластмасс. – М., Машиностроение,

1970.

3. Р.Г. Мирзоев, И.Д. Кугушев и др. Основы конструирования и расчета

деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. –

М., Машиностроение, 1972.

4. Общетехнический справочник./ Под ред. Е.А. Скороходова – 2-е изд.,

перераб. и доп. – М., Машиностроение, 1982 – 415 с.

5. М.М. Ревяко, О.М.Касперович «Расчет и конструирование пластмассовых

изделий и форм», – Мн.: БГТУ, 2002 г.

6. Г.А. Швецов, Д.У. Алимова, М.Д. Барышникова Технология переработки

пластических масс. – М.: Химия, 1988. – 512 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

-----------------------

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

БГТУ 000. 000 ПЗ

Разраб.

Майсюк В.В.

Провер.

Ревяко М.М.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Ревяко М.М.

Введение

Лит.

Листов

1

4.12.06.14 04

4.12.06.14 04

4

Листов

Лит.

1. Расчет

гнездности

оснастки

Ревяко М.М.

Утверд.

Н. Контр.

Реценз.

Ревяко М.М.

Провер.

Майсюк В.В.

Разраб.

БГТУ 000. 001 ПЗ

1

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БГТУ 000. 001 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БГТУ 000. 001 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

БГТУ 000. 001 ПЗ

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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БГТУ 000. 002 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БГТУ 000. 002 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

БГТУ 000. 002 ПЗ

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

Н. Контр.

Реценз.

Ревяко М.М.

Провер.

Майсюк В.В.

Разраб.

БГТУ 000. 005 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БГТУ 000. 004 ПЗ

6

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

4

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

5

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

1

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 004 ПЗ

2

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Утверд.

Ревяко М.М.

5. Расчет

установленного

ресурса оснастки

Лит.

Листов

2

4.12.06.14 04

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БГТУ 000. 005 ПЗ

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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БГТУ 000. 006 ПЗ

4.12.06.14 04

4

Листов

Лит.

7. Свойства материала и технология

переработки

Ревяко М.М.

Утверд.

Н. Контр.

Реценз.

Ревяко М.М.

Провер.

Майсюк В.В.

Разраб.

БГТУ 000. 007 ПЗ

1

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БГТУ 000. 007 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БГТУ 000. 007 ПЗ

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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

БГТУ 000. 003 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

БГТУ 000. 003 ПЗ

БГТУ 000. 003 ПЗ

8

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

БГТУ 000. 002 ПЗ

5

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

БГТУ 000. 007 ПЗ

Страницы: 1, 2