PROIECTMase plastice

S se proiecteze tehnologia de fabricaie prin injectare a reperului din figur.

Capitolul I

Calculul masei reperului.

= vmUnde:

-densitatea: 220.1 cm=v-volumul: 3272,56 cmv =

m-masa: gm 52.6720.1272,56 ==

Alegerea mainii de injectare.

La alegerea mainii de injectat se va ine cont de volumul maxim de injectare, acesta trebuie sa fie cel puin 1015 mai mare dect reperv .

3min 2.67552.671013 cmvv ==

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

-diametru melc piston STAS=60;

-volumul maxim de injectare 3max 764cmv = ;

-presiunea de injectare maxim MPap 176= ;

-fora de nchidere KNF 3350= ;

-viteza de injectare smmv /70= ;

-capacitatea de plastifiere hKgG /110= ;

-dimensiuni gabarit 900/900;

-distana dintre platouri de prindere 600/280m;

-diametru inel centrare 200/200;

-cursa platoului de prindere mobil 500mm;

-dimensiunea maxim a matriei 520/520

-puterea instalat KwP 72= ;

Calculul duratei totale a ciclului de injectare.

pruT tttt ++= rel. 16.1 pag. 369

Unde:

ut - timp umplere;

Pt - timp pauz;

rt - timp rcire;

Tt - timp total;

sqvti 416.0135

272,56

1

===

Unde:

1q -viteza de deplasare a materialului rel. 16.8 pag. 372

stP 6=

Pt -ciclul in gol, cursa minima a platoului;

stT 416,315206416,0 =+++=

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

Calculul numrului de cuiburi.

sgsghKgG /55.30

36001000110/110 === tab. 6.1 pag. 157

Unde:

G-capacitatea de plastifiere;

Masa unei piese injectate este masa net nmulit cu factorul de corecie care in cazul nostru este 1,05 tab. 16.1 pag. 373;

gm 89.7052.6705,1 ==

Numrul de cuiburi:

.476,389.706,3416.3155.30

6,3buc

mtGn T =

=

= rel. 16.9 pag. 372

Numrul economic de cuiburi:

CKtNn Te

=

60rel. 16.10 pag. 373

Unde:

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

K-retribuia oral, CAS, TVA, ect. K=135000lei/h

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

13.12300000*60

17000*52.0*20000==en buc

Dimensiunea cuiburilor in funcie de contracia materialului plastic.

2maxmin CCCmed

+= rel. 16.12 pag. 375

medC - contracia medie

C %5.0min = , C 7.0max = %

6.02

7.05.0=

+=medC %

medChH

=

1 rel. 16.13 pag. 375

H - dimensiunea cuibului

)2

( minmax CCH =

> )2

( minmax CCH 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

Avnd o configuraie simpl aleg varianta injectare prin canale de distribuie.

5,1max += SD rel. 16.110 pag. 416

maxS = 10 mm

mmD 5.11=

rcL LnL += unde: cL - lungime canal central

rL - lungime ramificaie

cmmmL 4,36364164300 ==+=

Debitul topiturii:

VSQ = rel. 16.111 pag. 416

Unde:

S aria seciunii de curgere;

V viteza de injectare;

scmmvDQ /71.7264

75.114

322

=

==

pipi

Pierderile de presiune din canal:

3

2R

QK LP

=

pirel. 7.8 pag.

MPacmdaNP 48.81/82.814)65.2(14,37.7264,369,02 2

3 ==

=

-efortul unitar de forfecare:

KRP

2

= rel. 7.15 pag.169

MPa95.1199,02

65.248.81=

=

-viteza de forfecare:

133 74.49)65.2(14,3

71.72644

=

=

= sRQ

pi

-vscozitatea dinamic:

nu

= rel. 7.12 pag.

2/*30.2045.274.49 cmsdaNn ===

Dimensiunea digului

Pentru dig alegem varianta constructiv, dig circular, care asigur separarea complet a reetei de piesa injectat.

mmL 2= mmd 3=

Calculul de rezisten.

Calculul ip i F inchidere matri

ip - presiunea interioar din cuibul matriei ei pp = 5,0 rel. 16.16 pag. 375

Unde:

ep - presiunea exterioara a matriei de injectat; 1500...1200=ep

2/65013005,0 cmdaNpi ==

prefeApF = )6,0...4,0(max rel. 16.17 pag. 375

max)2,1...1,1( FFi = rel. 16.18 pag. 376

refpefprefAAnA +=

Unde:

pefA - aria efectiv a proieciei piesei;

refA - aria efectiv a proieciei reelei;

( ) 2222 4.5050416453040*414.3*4* cmmmAAnA efrefpefpr ==+=+=

mmAAAAefr 645355.009.0*6355.0*2*6*2 321 =++=++=

daNApFprefe

327604.5013005.0)6,0...4,0(max ===

KNdaNFi 74.376376743276015,1 ===

KNFi 74.376= KNFim 3350= iF < imF 376.74 SiA 5.103 > 91.26

Dimensionarea plcilor de formare.

ia

ia

ppdD

+=

3,17,0

rel.16.23 pag. 378

)8(/2500 2 OSCcmdaNa =

d - diametru cuib; cmd 5,5= 2/650 cmdaNpi =

cmD 35,76503,125006507,025005,5 =

+=

Verificarea plcilor de formare.

+

+=

)()(

2 2222

dDdD

Edp

f i

f - sgeata unei plci de formare supuse la ip ;

- coeficientul de contracie transversal; 3,0=

mmf 029,03,0)5,535,7()5,535,7(

101,225,5650

22

22

6 =+

+

=

Deci f < mm)06,0...03,0( nu vor aprea bavuri.

Dimensionarea puansonului.

cmdaNHpM i === 64,22523

28,265023

2 22

M - momentul de incovoiere;

333

16,132

28,214,332

cmdWef =

=

=

pi

efW - modul de rezisten la incovoiere;

a - efort unitar la incovoiere;2/)5000...3000( cmdaNa =

2/93,194116,1

64,2252 cmdaNWMef

ef ===

ef < a 1941,93

Calculul deformaiei maxime a poansonului.

)3

4,101532( 12

2

pipi +

= Cd

HdEdHPcf rel. 1672 pag.388

11 =C ct. Deoarece d>10

Pc - contrapresiunea pe faa opus;

322 /24.1183

46,26

37674

4

cmdaNdn

FAnF

Pc ip

i=

=

=

=

pipi

mmf 001,0669,1001,0)14,334,10

5,214,31528,232(

5,2101,25,228,224.1183

2

2

6 ==

+

=

Alegerea sistemului de rcire.

Alegerea sistemului de rcire pentru placa de deformare i poanson. Schema.

Transferul de cldur ntre materialul plastic si matri.

+=+=4

62DmVnm Lprp

pi

m - masa pieselor injectate;

Kggm 411,092.4118.612.40594,04

5,014,35,3652.6762

==+=

+=

Cantitatea de cldur: kcalHHmQ 317.19)1865(411,0)( 12 ===

Transfer de cldur ntre matri i mediul de rcire.

T

cTe

dWR

=

eR - numrul lui Reynolds 10.9 pag. 358

TW - viteza medie de rcire; TW >2300m/h hmWT /2600=

cd - diametru canal de rcire;

T - vscozitatea cinematic a apei;21019,1 =T

45,36411019,1

6,03600102600

2

2

=

=

eR- regim de curgere turbulent;

75,0)(04,0 ec

TT pd

= rel.10.8 pag.258

T - conductibilitatea termic a apei; mkWT /58,0=

eP - criteriul lui Pedet;

T - coeficient de transfer de cldur;

ree PRP = rel. 10.7 pag. 258

26,5615142,1545,3641 ==eP

58,01019,12,75 2

=

=

T

Tpr K

cP

=56151.26

rP - numrul lui Prandl;

pc - cldura specifc a apei; KmolJc p /2,75=

TK - conductibilitatea termic a apei; ksmJKT = /58,0

)( TpiTTT TTSQ = rel. 10.5 pag. 257

kmWT =

=

2375,03 /10104,14)26,56151(106

58,004,0

mmLc 112410832004 =+=

22 021,016,21176614,31124)( mmmdLS ccT ==== pi

TS - suprafata activ a canalelor de rcire;

0+=Tp

T - canal de rcire la perete; KCT Tp00 30330 ==

0+=TT mediul de rcire; KCTT00 33360 ==

Transfer de cldur n interioarul matriei.

Cantitatea de cldur QE

, transferat de la matri la mediul nconjurtor (platourile

ma inii i aer) se determin cu rela ia (10.12)

QE

= -QR

= kcal

unde:

- suprafa a liber a matri ei n contact cu aerul nconjurtor, S M

, se determin avnd n

vedere c cele trei dimensiuni de gabarit ale matri ei sunt L =340mm, l =120mm (vezi figura

16.59), H =160mm.

SM

= 2(L H) + 2(L H) + 2(l H) =424800mm2

=0.424m2

,

- coeficentul de emisie, e =(67)*10-3

m2

e =6.5*10-3

m2

;

- constanta Stefan-Boltzman, C0

=5.6697 W/(m2

K);

- temperatura la suprafa a matri ei, T Ms

= 30 C, TMs

= 303 K.

nlocuind valorile lui Q, QE

, i QT

n rela ia 910.20

Q + QE

+ QT

= 8.39-7.05-1.31=0.03 ->0

Determinarea timpului de rcire prin calcul

Grosimea peretelui reperului injectat este s =5mm, astfel nct timpul de rcire se poate

determina prin calcul folosind rela ia (10.16)

sasAt r 42.79108.44

5.061.04 4

22

=

=

=

unde:

- coeficintul A, se allege din tabelul 10.4, A = 0.61 ,n func ie de raportul

25.040200

3070=

=

TAToTMTp

n care:

T0 - temperatura ini ial de prelucrare a materialului plastic (figura 4.19), T 0 = 200C;

TM temperatura medie a matri ei (figura 4.19), T M =30C;

Tp temperatura maxim n mijlocul piesei injectate la aruncare, Tp =70C;

TA temperatura medie la aruncarea din matri a piesei injectat, T A =40C;

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

a coeficintul de difuzivitate termic (tabelul 10.50), 4108.4 =a cm2/s.

Alegerea sistemului de aruncare

Pentru a putea alege sistemul de aruncare se calculeaz for a de demulare. Deoarece piesa este de form tubular (vezi figura 8.3,a) for a de demulare se determin cu rela ia (8,6) n care se elimin termenul (k Cv)

FD = daNaCE 03.786.35.0

1003.010231.021

100(%)

2 31 =

=

pipi

unde:

- contrac ia liniar, C 1 =0.3%

- coeficintul de frecare dintre material i miez, =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 i conducere

Pentru centrarea pr ii fixe i a celei mobile a matri ei n raport cu platoul fix i mobil al ma inii de injectat se aleg solu iile constructive n figura de mai jos.

Centrarea matriei n partea fix:

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 i ghidarea plcilor matri ei de injectat se folosesc tifturi cilindrice i coloane de ghidare.

Schi a matri ei

Descriere i func ionare

n figura 16.70 este prezentat matri a de injectat reperul buc , care cuprinde majoritatea elementelor componente ntlnite la construc ia matri elor de injectat. Este o matri complex, cu 4 cuiburi, cu sistem de injectare cu canale de distribu ie i cu sistem de rcire.

Matri a are dou plane de separa ie, (I-I) i (II-II). Dup injectare, matri a se deschide n planul de separa ie (I-I). n timpul acestei faze, datorit construc iei pe miezul (6), produsul este extras din loca ul de formare (2). Concomitent, elementul de re inere (18) extrage culeea din duza (24). Desprinderea produsului de pe miezul (6) are loc n timpul dechiderii matri ei n planul de separa ie (II-II) i este efectuat de placa extractoare (5), n urma tamponrii tijei centrale (14) n opritorul ma inii de injectat. Legtura ntre tija central (14) i placa extractoare (5) se face prin intermediul plcilor (10) i (11) i a tijelor intermediare (15). Miezul (6) este fixat ntre plcile (11) i (7). Deschiderea matri ei n planul de separa ie (II-II) poate fi reglat prin modificarea pozi iei urubului tampon de la opritorul ma inei de injectat.

8.11. Alegerea materialelor folosite la confec ionarea reperelor care compun matri a

O elurile utilizate la confec ionarea elementelor matri elor de injectat trebuie s ndeplineasc urmtoarele condi ii :

- prelucrabilitate bun;

- calitate bun a suprafe ei;

- tratamente termice simple;

- deforma ii reduse.

n tabelul 16.9 sunt prezentate materialele din care sunt confec ionate elementele constructive ale matri ei din figura 16.70.

Fig. 16.70. Matri de injectat buc

Tabelul 16.9.

Materiale folosite la execu ia reperelor care compun matri a din figura 16.70.

8.12. Simularea injectrii

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