AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA

Im. J. J. Śniadeckich

W Bydgoszczy

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Narzędzia technik bezwiórowych.

Projekt formy wtryskowej.

Wykonał: Świątek Artur

Semestr IX Grupa A

studia dzienne mgr

Rok akad.: 2003/2004

Bydgoszcz 2004

1. Dane wyjściowe.

Element wykonywany - obudowa lampy.

Wielkość produkcji - N = 0,2 mln szt.

Czas trwania produkcji T_n = 2000 h

k = 0,8

2. Obliczenie krotności formy.

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,

Krotność formy ze względu na wielkość produkcji.

t_c - czas cyklu

t_n - czas pozostały

t_ch - czas chłodzenia

N - 200000 szt.

T_N - 2000 h

k - 0,8

Krotność formy ze względu na masę wtrysku.

gdzie:

A = 1,05

g = 112,7 g

G = 160,16 g

Krotność formy ze względu na wydatność uplastyczniania.

gdzie:

W = 45 kg/h

Krotność formy ze względu na siłę zamykania.

gdzie:

P = 80000 kG

F = 124,68 cm²

p_f =0,4 p_w = 0,4 x 900=360 kG/cm²

Krotność formy ze względów ekonomicznych.

gdzie:

k_f - 6000 zł/gniazdo

k_r - 20 zł/h

N - 25000000

Krotność formy przyjmuję równa jeden. Element wykonywany będzie na 2 wtryskarkach o charakterystyce:

Charakterystyka techniczna wtryskarki polskiej produkowanej na licencji Eckert-Ziegler: MONO-mat 80

1. Zespól wtryskowy

Średnica ślimaka 35 40 45 mm

Ciśnienie wtrysku dla termoplastów max 1490 1145 905 kG/cm²

Ciśnienie wtrysku dla lepkich tworzyw max 1980 1500 1180 kG/cm²

Objętość wtrysku 135 176 222 cm²

Masa wtrysku dla polistyrenu 122 159 500 g

Masa wtrysku dla duromeru typ 31 127 165 - g

Prędkość obrotowa ślimaka (ns₁), zwiększona

dla polistyrenu i poliolefinu 120-340 1/min

Prędkość obrotowa ślimaka (ns₁), normalna

dla elastomerów-ogólnie 100-270 1/min

Prędkość obrotowa ślimaka (ns₂), dla duromerów

i elastomerów przy max obciążeniu 50-120 1/min

Wydajność plastyfikacji dla polistyrenu przy

obrotach ns₁ 42 55 65 kg/h

Wydajność plastyfikacji dla polistyrenu przy

obrotach ns₂ 36 45 55 kg/h

2. Zespół zamykania

Siła zamykania 80 10³kG

Skok otwarcia 300 mm

Prześwit między kolumnami 300x200 mm

Wymiary stołu 440x340 mm

Min - Max wysokość formy 150x270 mm

Skok wypychacza hydraulicznego 90 mm

3. Ciężar i wymiary

Całkowity ciężar (bez oleju) 1,9 t

Powierzchnia pod maszynę bez szafy sterowniczej 2,7x0,9 m

Powierzchnia pod szafę sterownicza 0,76x0,34 m

POLIPROPYLEN - PP

Przeciętna wielkość wtrysku na wtryskarce

Ślimakowej 100cm³ 91 g

Własności przetwórcze

Gęstość 0,9-0,91 g/cm³

Ciepło właściwe 0,4 cal/g·deg

Skurcz wtryskowy 1,5-3 %

Ciśnienie wtrysku min 900 kG/ cm³

Temperatura wtrysku 270-300 ºC

Temperatura formy 50-80 ºC

Moduł sprężystości 1160-1300 MPa

3. Obliczenia wytrzymałościowe.

Wytrzymałość formy na rozpierające je ciśnienie tworzywa podczas wtrysku. Obliczenie wytrzymałościowe matryc jest bardzo złożone i praktycznie możliwe tylko dla najprostszych kształtów.

Celem obliczenia jest dobranie takiej grubości ścianki matrycy, przy której jej odkształcenie sprężyste pod wpływem ciśnienia tworzywa będzie mniejsze od skurczu ścianki wypraski. Jest to koniecznym warunkiem aby nie nastąpiło zakleszczenie wypraski i, ewentualnie, stempla w matrycy.

Według Lamego sprężyste powiększenie δ cylindrycznego płaszcza o promieniu wewnętrznym r wyniesie

p_f ciśnienie tworzywa w gnieździe formy 450 kg/cm²

E moduł sprężystości stali 2,1·10⁶ kg/cm²

R promień zewnętrznej średnicy matrycy 16 cm

r promień wewnętrznej średnicy matrycy 12.6 cm

γ liczba Poissona dla stali 0,9

Δg skurcz ścianki wskutek przeciwdziałania stempla mm

s skurcz tworzywa 1,6 %

g grubość ścianki wypraski 2,5 mm

4. Sprawdzenie warunku na możliwość zerwania wypraski

Wypraska posiada na swoim obwodzie wypust pierścieniowy. Aby uniknąć konstruowania formy z wkładkami formującymi należy sprawdzić czy wypraskę taka można zerwać z odpowiednio wyprofilowanej matrycy.

Aby istniała możliwość zerwania wypraski musi zostać spełniona następująca nierówność:

Warunek spełniony wypraska zejdzie ze stempla na skutek zerwania wypychaczem.

5. Obliczenia układu chłodzenia.

Ilość ciepła przekazanego przez tworzywo do formy.

G_W1 masa wyprasek 112,7g

G_W2 masa wlewu

stąd:

Różnica entalpii

Strumień cieplny przekazany do formy w jednostce czasu.

Strumień cieplny przenoszony w głąb formy.

λ_F = 40 W/m⋅K 124,68

F = 1.24 m²

skuteczna powierzchnia kanałów chłodzących.

Strumień cieplny przenoszony do chłodziwa.

α = 400 W/m²⋅K

ϑ_K - ϑ_T = 5 °C

Natężenie przepływu wody w formie.

c_p - 4,2 kJ/kG⋅K

Na podstawie wykresu 8.12[Zawistowski H. „Konstrukcja form wtryskowych” ] przyjmujemy średnice kanału chłodzącego d = 8 mm.

---