PROIECT

Mase plastice

Să se proiecteze tehnologia de fabricaţie prin injectare a reperului din figură.

Capitolul I

Calculul masei reperului.

Unde:

-densitatea:

v-volumul:

m-masa:

Alegerea maşinii de injectare.

La alegerea maşinii de injectat se va ţine cont de volumul maxim de injectare, acesta

trebuie sa fie cel puţin 10÷15 mai mare decât .

Din tabelul 6.1 pagina 157 aleg maşina de injectat MI 1000/335 cu următoarele caracteristici tehnice:

-diametru melc piston STAS=60;

-volumul maxim de injectare ;

-presiunea de injectare maximă ;

-forţa de închidere ;

-viteza de injectare ;

-capacitatea de plastifiere ;

-dimensiuni gabarit 900/900;

-distanţa dintre platouri de prindere 600/280m;

-diametru inel centrare 200/200;

-cursa platoului de prindere mobil 500mm;

-dimensiunea maximă a matriţei 520/520

-puterea instalată ;

Calculul duratei totale a ciclului de injectare.

rel. 16.1 pag. 369

Unde:

- timp umplere;

- timp pauză;

- timp răcire;

- timp total;

Unde:

-viteza de deplasare a materialului rel. 16.8 pag. 372

-ciclul in gol, cursa minima a platoului;

Ceea ce corespunde unei producţii orare de 116 piese sau 3,21 Kg/h.

Calculul numărului de cuiburi.

tab. 6.1 pag. 157

Unde:

G-capacitatea de plastifiere;

Masa unei piese injectate este masa netă înmulţită cu factorul de corecţie care in cazul nostru este 1,05 tab. 16.1 pag. 373;

Numărul de cuiburi:

rel. 16.9 pag. 372

Numărul economic de cuiburi:

rel. 16.10 pag. 373

Unde:

N-numărul de piese ce urmeaza a fi fabricate N=20000buc.

K-retribuţia orală, CAS, TVA, ect. K=135000lei/h

C-cost de execuţie a unui cuib C=720000lei/h

buc

Dimensiunea cuiburilor in funcţie de contracţia materialului plastic.

rel. 16.12 pag. 375

- contracţia medie

C , C %

%

rel. 16.13 pag. 375

- dimensiunea cuibului

> rel. 16.14 pag. 375

h H

22 22,79 0,34 0,4 0,35

48 49,74 0,74 0,8 0,7

46 47,66 0,71 0,72 0,62

7 7,25 0,1 0,11 0,09

2 2,07 0,03 0,32 0,31

31 32,12 0,48 0,5 0,43

53 54,92 0,82 0,83 0,72

3 3,10 0,04 0,05 0,04

8 8,29 0,12 0,23 0,11

7 7,25 0,1 0,11 0,09

41 42,48 0,63 0,64 0,55

10 10,36 0,15 0,2 0,17

18 18,65 0,27 0,3 0,26

36 37,30 0,55 0,6 0,52

25 25,9 0,38 0,4 0,34

Alegerea sistemului de injectare

Având o configuraţie simplă aleg varianta „injectare prin canale de distribuţie”.

rel. 16.110 pag. 416

= 10 mm

unde: - lungime canal central

- lungime ramificaţie

Debitul topiturii:

rel. 16.111 pag. 416

Unde:

S – aria secţiunii de curgere;

V – viteza de injectare;

Pierderile de presiune din canal:

rel. 7.8 pag.

-efortul unitar de forfecare:

rel. 7.15 pag.169

-viteza de forfecare:

-vâscozitatea dinamică:

rel. 7.12 pag.

Dimensiunea digului

Pentru dig alegem varianta constructivă, dig circular, care asigură separarea completă a reţetei de piesa injectată.

Calculul de rezistenţă.

Calculul şi inchidere matriţă

- presiunea interioară din cuibul matriţei rel. 16.16 pag. 375

Unde:

- presiunea exterioara a matriţei de injectat;

rel. 16.17 pag. 375

rel. 16.18 pag. 376

Unde:

- aria efectivă a proiecţiei piesei;

- aria efectivă a proiecţiei reţelei;

< 376.74<3350

Verificarea operaţiei de închidere a matriţei.

rel. 16.20 pag. 376

- aria efectivă a suprafeţei de inchidere;

-rezistenţa admisibilă a oţelului din care este confecţionată placa de formare;

Condiţia > >

Dimensionarea plăcilor de formare.

rel.16.23 pag. 378

- diametru cuib;

Verificarea plăcilor de formare.

- săgeata unei plăci de formare supuse la ;

- coeficientul de contracţie transversală;

Deci < nu vor apărea bavuri.

Dimensionarea puansonului.

- momentul de incovoiere;

- modul de rezistenţă la incovoiere;

- efort unitar la incovoiere;

< 1941,93<3000

Deformarea poansoanelor.

Calculul deformaţiei maxime a poansonului.

rel. 1672 pag.388

ct. Deoarece d>10

- contrapresiunea pe faţa opusă;

Alegerea sistemului de răcire.

Alegerea sistemului de răcire pentru placa de deformare şi poanson. Schema.

Transferul de căldură Între materialul plastic si matriţă.

- masa pieselor injectate;

Cantitatea de căldură:

Transfer de căldură între matriţă şi mediul de răcire.

- numărul lui Reynolds 10.9 pag. 358

- viteza medie de răcire; >2300m/h

- diametru canal de răcire;

- vâscozitatea cinematică a apei;

- regim de curgere turbulent;

rel.10.8 pag.258

- conductibilitatea termică a apei;

- criteriul lui Pedet;

- coeficient de transfer de căldură;

rel. 10.7 pag. 258

=56151.26

- numărul lui Prandl;

- căldura specifcă a apei;

- conductibilitatea termică a apei;

rel. 10.5 pag. 257

- suprafata activă a canalelor de răcire;

- canal de răcire la perete;

mediul de răcire;

Transfer de căldură în interioarul matriţei.

Cantitatea de căldură QE

, transferată de la matriță la mediul înconjurător (platourile

mașinii și aer) se determină cu relația (10.12)

QE

= -QR

= kcal

unde:

- suprafața liberă a matriței în contact cu aerul înconjurător, SM

, se determină având în

vedere că cele trei dimensiuni de gabarit ale matriței sunt L =340mm, l =120mm (vezi figura

16.59), H =160mm.

SM

= 2(L H) + 2(L H) + 2(l H) =424800mm

2

=0.424m

2

,

- coeficentul de emisie, e =(6÷7)*10

-3

m

2

e =6.5*10

-3

m

2

;

- constanta Stefan-Boltzman, C0

=5.6697 W/(m

2

K);

- temperatura la suprafața matriței, TMs

= 30 C, TMs

= 303 K.

Înlocuind valorile lui Q, QE

, și QT

în relația 910.20

Q + QE

+ QT

= 8.39-7.05-1.31=0.03 ->0

Determinarea timpului de răcire prin calcul

Grosimea peretelui reperului injectat este s =5mm, astfel încât timpul de răcire se

poate determina prin calcul folosind relația (10.16)

unde:

- coeficintul A, se allege din tabelul 10.4, A = 0.61 ,în funcție de raportul

în care:

T0 - temperatura inițială de prelucrare a materialului plastic (figura 4.19), T0 = 200°C;

TM – temperatura medie a matriței (figura 4.19), TM =30°C;

Tp – temperatura maximă în mijlocul piesei injectate la aruncare, Tp =70°C;

TA – temperatura medie la aruncarea din matriță a piesei injectat, TA =40°C;

s – grosimea peretelui piesei injectate [cm], s = 0.5 cm;

a – coeficintul de difuzivitate termică (tabelul 10.50), cm2/s.

Alegerea sistemului de aruncare

Pentru a putea alege sistemul de aruncare se calculează forța de demulare. Deoarece piesa este de formă tubulară (vezi figura 8.3,a) forța de demulare se determină cu relația (8,6) în care se elimină termenul (k Cv)

FD =

unde:

- contracția liniară, C1 =0.3%

- coeficintul de frecare dintre material și miez, μ =0.1[14]

- modulul de elasticitate al materialului plastic la temperatura de demulare, E =2200 daN/cm2 (tabelul 3.7)

- grosimea peretelui, a =0.5cm;

- lungimea piesei, l =3.6cm;

Alegerea sistemului de centrare și conducere

Pentru centrarea părții fixe și a celei mobile a matriței în raport cu platoul fix și mobil al mașinii de injectat se aleg soluțiile constructive în figura de mai jos.

Centrarea matriţei în partea fixă:

1-platoul fix al matritei; 2-inel de centrare; 3-placa de prindere a matritei.

Centrarea matritei in partea mobile

1-platoul mobil al matritei; 2-bucsa de ghidare; 3-tija aruncatoare; 4-surub.

Pentru centrarea și ghidarea plăcilor matriței de injectat se folosesc știfturi cilindrice și coloane de ghidare.

Schița matriței

Descriere și funcționare

În figura 16.70 este prezentată matrița de injectat reperul bucșă, care cuprinde majoritatea elementelor componente întâlnite la construcția matrițelor de injectat. Este o matriță complexă, cu 4 cuiburi, cu sistem de injectare cu canale de distribuție și cu sistem de răcire.

Matrița are două plane de separație, (I-I) și (II-II). După injectare, matrița se deschide în planul de separație (I-I). În timpul acestei faze, datorită construcției pe miezul (6), produsul este extras din locașul de formare (2). Concomitent, elementul de reținere (18) extrage culeea din duza (24). Desprinderea produsului de pe miezul (6) are loc în timpul dechiderii matriței în planul de separație (II-II) și este efectuată de placa extractoare (5), în urma tamponării tijei centrale (14) în opritorul mașinii de injectat. Legătura între tija centrală (14) și placa extractoare (5) se face prin intermediul plăcilor (10) și (11) și a tijelor intermediare (15). Miezul (6) este fixat între plăcile (11) și (7). Deschiderea matriței în planul de separație (II-II) poate fi reglată prin modificarea poziției șurubului tampon de la opritorul mașinei de injectat.

8.11. Alegerea materialelor folosite la confecționarea reperelor care compun matrița

Oțelurile utilizate la confecționarea elementelor matrițelor de injectat trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

- prelucrabilitate bună;

- calitate bună a suprafeței;

- tratamente termice simple;

- deformații reduse.

În tabelul 16.9 sunt prezentate materialele din care sunt confecționate elementele constructive ale matriței din figura 16.70.

Fig. 16.70. Matriţă de injectat „bucşă”

Tabelul 16.9.

Materiale folosite la execuția reperelor care compun matrița din figura 16.70.

8.12. Simularea injectării

În analiza cu element finit s-au folosit pentru discretizarea celor șase repere bucșă 23652 elemente de tip tetraedru cu patru noduri, respectiv 11826 noduri [25] (fig. 16.71).