Расчет проектируемой оснастки на пластмассовое изделие (стр. 3 из 7)

В общем виде литниковая система включает три основных элемента: центральный литниковый канал, по которому расплав из материального цилиндра поступает в форму; разводящий канал, ответвляющийся от основного; впускной канал, по которому расплав непосредственно поступает в оформляющую полсть. Наличие всех трех элементов литниковой системы или отсутствие каких либо из них связано как с конфигурацией отливаемого изделия, так и с конструкцией формы. Так, литниковая система одногнездной формы часто состоит из одного литникового канала. Многогнездная форма всегда включает все три вида каналов.

Проведем расчет литниковой втулки (рис. 2):

Рис. 2

В зависимости от массы отливки (

) согласно рис. 27 /1/ диаметр отверстия центрального литникового канала на входе в литниковую втулку можно принять равным . Диаметр сопла литьевой машины, из которой будет поступать расплав не должен быть больше, поэтому .

Диаметр на входе в литниковую втулку можно определить аналитически, вычислив расчетный диаметр, см

(3.1)

где

– объем впрыска, см³,

– средняя скорость течения материала в литниковой втулке, см/с

– продолжительность впрыска, с.

Подставляя соответствующие значения в формулу (3.1), получаем:

Так как

, то на практике принимают диаметр литника, мм:

(3.2)

то есть

Длина L центрального литникового канала зависит от толщины плит и составляет 33 мм.

Диаметр D центрального литникового канала на выходе рассчитаем исходя из угла конуса

и длины канала по формуле:

(3.3)

Получим

Для упрощения изготовления втулки примем диаметр на выходе равным

Разводящие каналы являются частью литниковой системы, соединяющей оформляющие полости формы с центральным литником. Во всех случаях надо укорачивать разводящие каналы, так как увеличение длины канала ведет к возрастанию расхода материала, потерь давления, а так же ориентационных напряжений в изделиях.

На рис. 3 приведена схема разводящих литников и их размеры.

Рис. 3

Форма сечения каналов и рекомендации по применению даны в табл. 26 /1/.

Принимаем сегментную форму сечения как для основного разводящего (рис. 4, а), так и для вспомогательного разводящего (рис. 4, б) каналов:

а) б)

Рис. 4

Сегментная форма сечения обеспечивает хорошее течение расплава и небольшие потери тепла.

При заполнении каналов расплавом полимера прилегающие к стенкам слоя материала интенсивно охлаждаются и затвердевают, уменьшая эффективное сечение канала. Поэтому каналы редко изготавливают с площадью поперечного сечения меньше 7 мм² (диаметр 3 мм). В то же время площадь поперечного сечения канала не должна быть слишком велика, чтобы не изменялась продолжительность цикла литья, что возможно при литье очень тонких изделий. Поэтому нежелательно из

готавливать каналы с сечением более 80 мм² (диаметр 10 мм).

В общем случае диаметр d канала круглого сечения или эквивалентный диаметр d_э не круглого сечения можно определить по диаграмме (рис. 33 /1/) в зависимости от массы отливаемого изделия и длины L пути течения материала в разводящем канале.

d_э основного разводящего канала, при L = 90 мм, d_э = 7,5 мм, принимаем d = 8 мм.

d_э1 вспомогательного разводящего канала при L = 19 мм, d_э1 = 5,7 мм, принимаем d₁ = 6 мм.

Глубина канала определяется по формуле

(3.4)

Соответственно для каналов:

Расплав при заполнении канала охлаждается, попадание в оформляющее гнездо охлажденного переднего фронта расплава может привести к появлению дефектов на поверхности изделия (муар, следы течения). Для уменьшения этих явлений разводящий канал перед поворотом следует снабжать специальными сборниками охлаждения расплава, то есть удлинять каналы на величину b:

(3.5)

где d – диаметр канала, мм.

Для основного канала:

Впускные каналы (питатели) имеют особое значение при литье под давлением. Это последнее звено в системе литниковых каналов, подводящих материал к оформляющей полости формы. От их размеров и расположения в значительной степени зависит качество отливаемых изделий. Глубина впускного канала определяет продолжительность отверждения в нем материала.

Глубина впускного канала, мм:

(3.6)

где

– толщина стенки детали, мм;

– коэффициент, зависящий от материала, ;

Конструкция впуск

ного канала приведена на рис. 5.

Рис. 5

Ширину впускного канала b примем равным диаметру вспомогательного разводящего канала d₁:

Длину впускного канала примем равным

Для обеспечения работоспособности литьевой формы необходимо выполнение следующего неравенства:

(3.7)

где

– номинальное давление литья, ат, ;

– общие потери давления, ат;

– потери давления при течении расплава в центральном литниковом канале, ат;

– потери давления при заполнении расплавом разводящих каналов, ат;

– потери давления во впускных каналах, ат;

– потери давления в стенках изделия, ат;

Потери давления в разводящих каналах можно разделить на потери давления в главном и во вспомогательных разводящих каналах, то есть:

(3.8)

где

– потери давления в главном разводящем канале, ат;

– потери давления во вспомогательных разводящих каналах, ат.

Изделие можно разбить на 7 элементов, и потери давления в стенках изделия можно рассчитывать по формуле:

(3.9)

где – потери давления в прямоугольной пластине (большие стороны), ат;