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大型容器注射模具的壁厚计算

点击次数:   更新时间:17/04/16 13:17:04     来源:www.bigidearegistry.com关闭分    享:

 小型拄射棋具的壁厚道常是根据经验确定的。因为小型注射棋具在模板中经常嵌有淬硬的镶件,模板注射压力的作用而弯曲或破裂的现象很少发生。然而,对于大型模具来说,情况就大不相同了.一方乱应尽可韶节约使用高级钢材,因为每一个零件尺寸不必要的加大,就会使模具价格提高。另一方面,关于深型腔容器的注射模具0Z壁承受压力的感性知识址难以获得的。因此,下面讨论了叮用于计算所需壁厚的数学方法。这个例子使用的是底为50×12cm和高为40cm的1个箱形容器,例如:蓄电池的外壳。   型腔内的压力  一般可以假定在克模完成后,型腔内的平均压力约400bar。注射压力通常是相当高的,但是因为型腔内的流动阻力,在物抖流程末端的压力比浇口处的压力要低得多.然而,由于对于1个具有一定温度的模具和熔料温度是高的情况来说,其型腔压力梯度比在正常生产条件下的压力梯度要小得多,但即使在这样的负荷下,也不允许模具型腔壁变形,因此,为了安全,必须假定型腔内压为400bar。模具合模力大部分注射成型的塑件,在机器开模方向的塑件高度,相对于塑井底面积是较小的,对于这样的塑件,模具侧面壁厚的尺寸不是最重要的。型腔内压主要作用在模具台模力的方向上。合模力必须大于塑件的底面积乘型腔内压,型腔内压在此为4OObar。被成型的容器的底面积为50x12=²~。如果要使塑件不溢料,模具台恢机构至少必提600x100X10=2400000N=2.4MN的合模力。成型容器底面的模具底板尺寸对戊型容器底面的模具底扳厚度,要求不是很高的,因为在机29定做板上的孔是比较小的,作用出底板面积上的力能由定模桓吸收,面机器定模板通常是很厚的.但是,模具固定板不应太簿,因为它通常设有冷却水的通道,固定板的强度固此面削弱了。在此,假定成型容器的型腔是用钢材制成整体式的.不过,考虑到加工深度为40cm的型腔时的困难,型腔设朽1个单独的底扳,则比较实用一些。计算型腔中侧百积大的侧壁厚度当型腔充满熔料时,每个尺寸为50x40cm的大的侧壁.所承受的型腔压力为5Ox4000=8MN,这个数据已经表明,如果承受这一注射压力时.不允许侧壁变形超过要求,则侧壁必须很厚。假设成型容器的型腔加工成整体式,对于封闭式的侧壁来说,其最大负荷将发生在模板的开口端。田12为模具的垂剖削面和水平削面:a是型芯,b是脱模板和c是所旧的型跤,即加工戊整体式的成型窖器的型膻(型腔和型芯之间起定位作用的导柱没有画出.对于如图1.3所示的模具.动,定模之间的定位不用导柱是更可取的。 图1.3f 为了计算壁厚,没想在型腔开口端截取宽为1cm的长条。那么.在50cm的长度上,作JU在宽为Icm的氏条上的力为50X1X4000N’0.2MN。即使考虑型腔使片,合金钢,弯应力OI也不应超过200N/mm’仍留有足够的安全系数,可以便用下列公式进行计算, fgsgdfgd s 式中W--截面模数,cm³   I--惯性矩,cm   B--宽度,cm h--高度(壁厚),cm   侧壁承受弯应力。为了计算载荷,假设侧壁为固端(fixedend)梁。那么可应用下列公式: dsfasdfasdfasd 图005b 式中 f--最大挠度,mm      P--总的载荷,N      l--承受载荷的断面长度,cm      E--弹性模量=210000N/mm² 当载荷P=200000N时,截面模数W计算如:W=200000*50/12*200000=41.5cm³ 由此计算得到所需要的壁厚h为根号下41.5*6=15.8cm。因此壁厚应该是6cm。在这临界点(壁厚16cm)承受载荷时的最大挠度,仍然必须进行校核。  对于厚度为16cm和宽度为1cm的侧壁来说,其惯性矩I为:   I=16cm³/12=341cm4   挠度为:f=10*200000*50³/384*210000*341=0.09mm 因此塑件中心的壁厚将比边缘的几乎增厚0.1mm。计算型腔中侧面积窄的侧壁厚度当容器的侧面积是其中比较窄的一侧时,不需要计算挠度。对于宽为lcm的长条来说,其拉应力为: αz=200000/2h×1 假设许用拉应力为200N/mm2,壁厚度h=5cm 计算浅容器的恻壁厚度如果被成型容器的深度相对于其侧面积来讲,是很小的(参看图L3),那末通过在型腔c开口端四周以一定的斜度嵌入脱模板b,可盟得到较好的负荷状态,并且因此侧壁可以较薄。对于大的侧壁来说,就是一端固定另一端简支的粱的负荷状态。在型腔宽度为50cra的侧壁上,截取长20cm、宽lcm的长条的计算结果如下: W=P×l/8×αb=20×400×20/8×2000=10cm³ 对于窄的侧壁来说,其横断面上的应力在这种情况下是和大的侧壁一样的。其所需要的壁厚也是7.7cra。不管怎样,由于脱模板吸收了型腔开口端侧壁所受的力,使壁厚可以大大减薄,并因此而节省了材料,现在将对高力40cra的容器的型腔侧壁进行计算。为了便于计算,可以假设载荷情况和浅容器是一样的,即为一端固定另一端简支的梁的负荷状态。而梁的长度应是40cm。 W=P×l/8×αb=40×400×40/8×2000=10cm³ 与前面计算大的侧壁所得的15.8cra壁厚相比,对于这种深型腔,用脱模板来吸收注射压力并没提供多大好处。尽管如此,对于大型箱形容器采用锥面定位将优于导柱定位,因为比较大的支承面积更有利于确保阻止型芯的侧向位移。

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