AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA

Im. J. J. Śniadeckich

W Bydgoszczy

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Projekt formy wtryskowej

Wykonał: Michał Kozłowski

Semestr IX Grupa B

studia dzienne mgr

Rok akad.: 2004/2005

Bydgoszcz 2005

1. Dane wyjściowe.

Element wykonywany - kółko fotela

Materiał PP + PU

Wielkość produkcji - N = 0,6 mln szt.

Czas trwania produkcji T_n = 4000 h

k = 0,8

Obliczenia dla elementu wykonanego z Polipropylenu (PP).

2. Obliczenie krotności formy dla elementu z materiału PP.

Krotność formy musi zawierać się między przedziałem:

gdzie:

n₁ - krotność formy ze względu na wielkość produkcji,

n^`₂ - krotność formy ze względu na masę wtrysku,

n^``₂ - krotność formy ze względu na wydatność uplastyczniania,

n^```₂ - krotność formy ze względu na siłę zamykania,

n₃ - krotność formy ze względów ekonomicznych,

1. Obliczenie czasu trwania cyklu.

gdzie: t_c czas cyklu

t_ch czas chłodzenia wypraski

s grubość ścianki wypraski

2.2 Krotność formy ze względu na wielkość produkcji.

t_c - czas cyklu

t_n - czas pozostały

t_ch - czas chłodzenia

N - 600000 szt.

T_N - 4000 h

k - 0,8

2.3 Krotność formy ze względu na masę wtrysku.

gdzie:

A = 1,18

g = 7,5 g

G =60 g

2.4 Krotność formy ze względu na wydatność uplastyczniania.

gdzie:

W = 25,2 kg/h

2.5 Krotność formy ze względu na siłę zamykania.

gdzie:

P = 580kN =5800kG

F = 6,157cm²

p_f =0,4 p_w = 0,4 x 80MPa=0,4x 800 kG/cm²=320 kG/cm²

2.6 Krotność formy ze względów ekonomicznych.

gdzie:

k_f - 6000 zł/gniazdo

k_r - 20 zł/h

N - 200000

Obliczenia dla elementu wykonanego z Polipropylenu (PU).

3. Obliczenie krotności formy z elementu z materiału PU.

Krotność formy musi zawierać się między przedziałem:

gdzie:

n₁ - krotność formy ze względu na wielkość produkcji,

n^`₂ - krotność formy ze względu na masę wtrysku,

n^``₂ - krotność formy ze względu na wydatność uplastyczniania,

n^```₂ - krotność formy ze względu na siłę zamykania,

n₃ - krotność formy ze względów ekonomicznych,

1. Obliczenie czasu trwania cyklu.

gdzie: t_c czas cyklu

t_ch czas chłodzenia wypraski

s grubość ścianki wypraski

2.2 Krotność formy ze względu na wielkość produkcji.

t_c - czas cyklu

t_n - czas pozostały

t_ch - czas chłodzenia

N - 600000 szt.

T_N - 4000 h

k - 0,8

2.3 Krotność formy ze względu na masę wtrysku.

gdzie:

A = 1,18

g = 7,5 g

G =60 g

2.4 Krotność formy ze względu na wydatność uplastyczniania.

gdzie:

W = 25,2 kg/h

2.5 Krotność formy ze względu na siłę zamykania.

gdzie:

P = 580kN =5800kG

F = 4,712cm²

p_f =0,4 p_w = 0,4 x 80MPa=0,4x 800 kG/cm²=320 kG/cm²

2.6 Krotność formy ze względów ekonomicznych.

gdzie:

k_f - 6000 zł/gniazdo

k_r - 20 zł/h

N - 200000

Krotność formy przyjmuję równa jeden. Element wykonywany będzie na wtryskarce HTF58X o charakterystyce:

Właściwości	J/M	A/B/C
Średnica ślimaka	mm	26/30/34
Wsp.L/D ślimaka		24/21/19
Max. Teoretyczna obj. wtrysku	cm	66/88/113
Pojemność wtrysku	g	60/80/103
Stosunek wtrysku	g/s	54,7/72,9/93,6
Pojemność plastyczna	g/s	7/9,3/11,9
Ciśnienie wtrysku	MPa	245/184/143
Prędkość ślimaka	rpm	0-205
Tonaż ucisku	KN	580
Suw płyty	mm	270
Przestrzeń pomiędzy kolumnami	mm	310x310
Max. wysokość formy	mm	320
Min. Wysokość formy	mm	120
Suw wypychacza	mm	70
Tonaż wypychacza	KN	22
Numer wypychacza	PC	1
Max. ciśnienie formy	MPa	17,5
Moc silnika pompy	kw	7,5
Moc grzałek	kw	5,15
Wymiary maszyny(L+W+H)	m	3,74x1,0x1,72
Ciężar maszyny	t	2,5
Poj.zbiornika na tworzywo	kg	25
Poj.zbiornika na olej	L	180

4. Obliczenia układu chłodzenia.

Obliczenia dla elementu wykonanego z materiału PP.

Bilans cieplny formy wtryskowej:

Ilość ciepła przekazanego przez tworzywo do formy:

J (8.5)

G_W1 masa wyprasek 15g

G_W2 masa wlewu

stąd:

Różnica entalpii :

Strumień cieplny przekazany do formy w jednostce czasu:

(8.5a)

Strumień cieplny przenoszony w głąb formy:

W (8.6)

λ_F = 40 W/m⋅K - współczynnik przewodzenia cieplnego materiału formy (stal narzędziowa stopowa)

= 0,005 m - odległość kanałów chłodzących od powierzchni gniazda

F = 0,007 m² - skuteczna powierzchnia gniazda oddająca ciepło

Skuteczna powierzchnia kanałów chłodzących:

średnica kanałów -
0,005m

długość kanałów - 0,140m

Strumień cieplny przenoszony do chłodziwa:

(8.7)

α = 400 W/m²⋅K - współczynnik przejmowania ciepła

ϑ_K - ϑ_T = 5 °C

Natężenie przepływu wody w formie:

(8.11)

c_p - 4,2 kJ/kG⋅K

Na podstawie wykresu 8.12[Zawistowski H. „Konstrukcja form wtryskowych” ] przyjmuję średnice kanału chłodzącego d = 5mm.

Obliczenia dla elementu wykonanego z materiału PU.

Bilans cieplny formy wtryskowej:

Ilość ciepła przekazanego przez tworzywo do formy:

J (8.5)

G_W1 masa wyprasek 20g

G_W2 masa wlewu

stąd:

Różnica entalpii :

Strumień cieplny przekazany do formy w jednostce czasu:

(8.5a)

Strumień cieplny przenoszony w głąb formy:

W (8.6)

λ_F = 40 W/m⋅K - współczynnik przewodzenia cieplnego materiału formy (stal narzędziowa stopowa)

= 0,005 m - odległość kanałów chłodzących od powierzchni gniazda

F = 0,007 m² - skuteczna powierzchnia gniazda oddająca ciepło

Skuteczna powierzchnia kanałów chłodzących:

średnica kanałów -
0,005m

długość kanałów - 0,140m

Strumień cieplny przenoszony do chłodziwa:

(8.7)

α = 400 W/m²⋅K - współczynnik przejmowania ciepła

ϑ_K - ϑ_T = 5 °C

Natężenie przepływu wody w formie:

(8.11)

c_p - 4,2 kJ/kG⋅K

Na podstawie wykresu 8.12[Zawistowski H. „Konstrukcja form wtryskowych” ] przyjmuję średnice kanału chłodzącego d = 5mm.

5. Obliczenie siły wypychania.

Wypchnięcie podcięcia obwodowego - podcięcie obwodowe :

Średnica d = 50

Średnia grubość ścianki S_p = 3

Długość podcięcia l_p = 1,7

Kąt pochylenia podcięcia β = 45^o

Głębokość podcięcia h = 2,4

Skurcz S = 0,085

Moduł sprężystości E = 1200 MPa

Współczynnik tarcia µ = 0,5

Dopuszczalne odkształcenie obwodowe ε_dop = 0,1

Naprężenie obwodowe :

MPa (10.22)

Siła wypchnięcia:

MN (10.26)

6. Obliczenia szerokości gniazda w zależności od wartości skurczu polipropylenu i poliuretanu.

Wartości skurczu dla użytych materiałów:

Polipropylen - s=1,5 % (wg tabeli 1
2)

Poliuretan - s=1,5 % (wg tabeli 1,5
3)

Literatura Daniel Frenkler, Henryk Zawistowski „Konstrukcja form wtryskowych” Tabela nr I

Wzór na skurcz:

L_F - wymiar gniazda

L_F = 20 mm

L_T - wymiar wypraski

a więc:

;

Ze względu na bardzo zbliżone wartości skurczu nie jest wymagana zmiana profilu gniazda dla elementu wykonanego z poliuretanu.

---