Jak obliczyć siłę zacisku w formowaniu wtryskowym?

Zanim zaczniemy rozumieć siłę zacisku w formowanie wtryskowePozwól, że podzielę się pewną historią.

Spółka X otrzymała zamówienie na produkcję form wtryskowych od swojego europejskiego klienta, spółki Y. Spółka Y wysłała trzech pracowników w celu odwiedzenia zakładu spółki X. Pan B, dyrektor generalny firmy X, i pan C, szef działu inżynierii form, towarzyszyli im podczas zwiedzania, wraz z projektantem form i kierownikiem produkcji form wtryskowych, panem D. Podczas gdy pan A z firmy Y obserwował starannie wykończone produkty formowane wtryskowo w pobliżu wtryskarki, pan B, lider biznesowy firmy X, podszedł do niego.

O: Drogi Panie B, czy ma Pan jakieś wątpliwości?

B: Dlaczego na krawędzi tego produktu jest zadzior? Nie jestem z niego zadowolony.

Pan C, szef inżynierii form, szybko podszedł, podniósł produkt i zbadał go, stwierdzając: "Być może było to spowodowane niewłaściwym ustawieniem siły zacisku przez operatora produkcji wtryskowej".

Po zrozumieniu zakresu obowiązków pana C, pan A zwrócił się do niego. Zapytał: "Czy krytyczna siła zacisku nie została wskazana w instrukcji obsługi formy, gdy dostarczałeś formę do produkcji wtryskowej?".

W tym samym czasie pan A przesłuchiwał również pana D, kierownika produkcji form wtryskowych, mówiąc: "Czy operator produkcji nie przestrzegał tabeli parametrów w instrukcji obsługi formy? Czy nie określono najlepszej siły zacisku?".

Zarówno pan C, jak i pan D potrząsnęli głowami.

Pan A ponownie zwrócił się do pana B i zauważył: "To niefortunne. Pańscy koledzy wydają się nie dbać o moją formę i mój produkt".

Panowie C i D zaniemówili.

Pan B, GM, wydawał się bezradny.

Drodzy przyjaciele, czy rozumiecie, co pan A ma na myśli?

Wskazówki w tej historii

Kiedy fabryka form dostarcza formę, standardową praktyką jest dostarczenie instrukcji obsługi, która wskazuje optymalną siłę zacisku dla danej formy. Informacje te są niezbędne do zapewnienia prawidłowego działania i długowieczności formy.

Podczas produkcji wtryskowej kluczowe jest potwierdzenie i ustawienie optymalnej siły zacisku w oparciu o specyfikacje podane w instrukcji obsługi formy. Wiąże się to z wprowadzeniem odpowiednich parametrów maszyny, aby osiągnąć pożądaną siłę zacisku bez powodowania uszkodzeń formy. Przestrzeganie zalecanej siły zacisku pomaga zapewnić płynny przebieg procesu produkcyjnego i utrzymać jakość formowanych produktów.

Zrozumienie siły zacisku

Siła zacisku w formowaniu wtryskowym utrzymuje formę zamkniętą podczas procesu wtrysku i chłodzenia. Wytwarza ją prasa hydrauliczna, a w mechanizmie formowania wtryskowego dzieli się ją na hydrauliczną siłę zacisku i mechaniczną siłę zacisku. Dla pracowników zajmujących się inżynierią produktów z tworzyw sztucznych zrozumienie i kontrolowanie wszystkich tych czynników ma kluczowe znaczenie, zwłaszcza w przypadku produktów bez ekspozycji lub testów.

Czynniki wpływające na siłę zacisku formy

Istnieje kilka czynników, które mogą na nią wpływać podczas formowania wtryskowego, w tym

Geometria części: Kształt, rozmiar i złożoność części

Właściwości materiału: Rodzaj i właściwości tworzywa sztucznego

Grubość ścianki: Grubsze ścianki zazwyczaj wymagają większych sił zacisku, aby wytrzymać ciśnienie wtrysku.

Konstrukcja formy: Konstrukcja formy, w tym liczba i złożoność wnęk, system podawaniai kanały chłodzące

Ciśnienie wtrysku: Ciśnienie wtrysku stosowane podczas formowania

Temperatura formy: Temperatura robocza formy

Analiza CAE, taka jak Analiza przepływu formyzazwyczaj zawiera sekcję oceniającą siłę zacisku. Sekcja ta może dostarczyć cennych informacji dla konkretnej formy i części. Mogą jednak wystąpić przypadki, w których parametr siły zacisku nie jest wyraźnie określony lub dostępny w analizie, co wymaga przybliżonego oszacowania na podstawie innych czynników i wiedzy inżynierskiej.

Jak obliczyć siłę zacisku?

Metoda 1: Ustanowiona na etapie rozwoju formy.

Przy obliczaniu siły rozprężania formy zazwyczaj zaleca się uwzględnienie wartości maksymalnej. Ta obliczona siła rozprężania reprezentuje minimalną krytyczną siłę zacisku wymaganą do wytworzenia produktu bez żadnych przebłysków i jest często określana jako najlepsza siła zacisku.

Wzór obliczeniowy dla krytycznej siły zacisku jest następujący:

F (krytyczna siła docisku) = P (średnie ciśnienie we wnęce) (bar) × S (rzutowana powierzchnia produktu i prowadnicy) (c㎡)

Aby dokładnie określić ciśnienie we wnęce, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym lepkość materiału polimerowego, rozmiar i lokalizację prowadnicy i bramy, rozmiar i grubość produktu, lepkość materiału polimerowego, rozmiar i grubość materiału polimerowego. prędkość wtryskuTemperatura formy, temperatura cylindra i odpowietrzenie formy, między innymi. Czynniki te wspólnie przyczyniają się do złożoności ciśnienia wewnątrz wnęki podczas procesu formowania.

Dla przykładu, rozważmy produkt wykonany z materiału ABS o następujących specyfikacjach: długość prowadnicy głównej 50 mm, kwadratowa bramka o wymiarach 1,5 mm i grubość ścianki 2,0 mm. Poniższa ilustracja przedstawia kształt produktu.

Przed rozpoczęciem obliczeń należy zapoznać się z poniższymi dwiema tabelami

1. Tabela współczynników płynięcia popularnych materiałów termoplastycznych.

2. Wykres ciśnienia we wnęce w zależności od grubości ścianki i stosunku drogi przepływu do grubości.

Krok 1: Najpierw oblicz współczynnik długości przepływu

Najdłuższa droga przepływu materiału wynosi około 200+30/2+50=265 mm, a najcieńsza grubość ścianki wynosi 1,5 mm na wlocie.

Stosunek drogi przepływu do grubości ścianki = najdłuższy przepływ materiału/najmniejsza grubość ścianki

= 265/1.5

= 177:1

Krok 2: Oblicz średnie ciśnienie P we wnęce, korzystając z wykresu zależności

Dla cienkiej ścianki o grubości 1,5 mm i stosunku drogi przepływu do grubości 177, krzywa odpowiada punktowi P1 = 250 (bar).

P średnie ciśnienie we wnęce = P1 * K współczynnik przepływu = 250 * 1,55 = 387,5 (bar).

Krok 3: Obliczenie przewidywanego obszaru

Ta przewidywana powierzchnia może być obliczona w oprogramowaniu do projektowania form, gdy forma jest gotowa i musi być wyraźnie zaznaczona na specyfikacji formy i tabliczce znamionowej.

1. S = obszar projekcji produktu + obszar projekcji prowadnicy

2. S = 20*15*2+3*1

3. S = 603 c㎡

Krok 4: Obliczenie optymalnej siły zacisku

1. F = P średnie ciśnienie we wnęce （bar） × S przewidywana powierzchnia produktu i kanału （c㎡）. × S przewidywana powierzchnia produktu i kanału （c㎡）

2. F =387.5bar*603 （c㎡）

3. F =233662.5kg

4. F =234Ton.

Obliczyliśmy krytyczną siłę zacisku dla produktu ABS, biorąc pod uwagę maksymalną wartość współczynnika. W tym przypadku nie ma potrzeby mnożenia go przez współczynnik bezpieczeństwa, ponieważ uwzględniliśmy już wartość maksymalną. Obliczona wartość reprezentuje teoretyczną optymalną siłę zacisku dla konkretnej formy i produktu.

Aby zapewnić jasność i odniesienie dla personelu produkcyjnego zajmującego się formowaniem wtryskowym, ważne jest, aby wyraźnie oznaczyć tę krytyczną wartość siły zacisku w instrukcji obsługi formy i na tabliczce znamionowej formy. W ten sposób personel produkcyjny będzie miał standardowe odniesienie do ustawiania i utrzymywania odpowiedniej siły zacisku podczas produkcji.

Metoda 2: Obliczanie na podstawie testu produkcyjnego

Metodę tę można szybko przetestować na dowolnej maszynie i formie, korzystając z kilogramowej wagi elektronicznej i dostosowując ustawienia siły zacisku. Poniższe kroki przedstawiają proces:

Krok 1: Ustaw siłę zacisku na 90% maksymalnego ciśnienia i użyj średniego ciśnienia (około 60%~70%) i średniej prędkości (30%~60%) do wtrysku. Ustaw pozycję przytrzymywania i ciśnienie oraz upewnij się, że produkt nie ma wad wyglądu. Wstrzyknij produkt 3 razy i zapisz wagę oraz stan wyglądu w tabeli.

Krok 2: Zmniejsz siłę zacisku o 10 ton sekwencyjnie i zapisz wagę, potwierdzając jednocześnie obecność jakichkolwiek wad wyglądu. Kontynuuj zmniejszanie siły zacisku, aż masa produktu wzrośnie o około 5% i zaczną pojawiać się błyski.

Na podstawie danych zebranych w tabeli można określić, że najlepszy parametr siły mocowania dla tego konkretnego produktu na tej maszynie wynosi od 80 ton do 90 ton.

Podczas produkcji form wtryskowych, jeśli nie ma konkretnych wymagań dotyczących produktów w formie, personel PMC (produkcja, materiał i kontrola) zazwyczaj planuje produkcję w oparciu o rozmiar formy w stosunku do wielkości maszyny. Technik regulujący może ustawić wartość na około 70%~80% maksymalnej siły zacisku maszyny. Takie podejście jest uważane za szybkie i skuteczne w osiąganiu optymalnych wyników.

Maksymalna siła zacisku popularnych modeli wtryskarek na rynku

Jeśli w poniższej tabeli znajdują się jakiekolwiek błędy, zalecamy skontaktowanie się z odpowiednimi źródłami lub zweryfikowanie informacji ze mną. Tabela ma charakter poglądowy.

Uwaga:

1. Aby określić siłę zacisku wymaganą do konkretnego zastosowania formowania wtryskowego, należy wziąć pod uwagę specyficzne wymagania wytwarzanego produktu.

2. Większa siła zacisku niekoniecznie oznacza lepszą maszynę. Zamiast tego powinniśmy wybrać odpowiednią w odpowiednim zakresie dla konkretnego zastosowania.