大型容器注射模具的壁厚計算

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-06-13 09:34:36點擊率：

　　小型拄射棋具的壁厚道常是根據(jù)經(jīng)驗確定的。因為小型注射棋具在模板中經(jīng)常嵌有淬硬的鑲件，模板注射壓力的作用而彎曲或破裂的現(xiàn)象很少發(fā)生。然而，對于大型模具來說，情況就大不相同了.一方亂應盡可韶節(jié)約使用鋼材，因為每一個零件尺寸不必要的加大，就會使模具價格提高。另一方面，關于深型腔容器的注射模具0Z壁承受壓力的感性知識址難以獲得的。因此，下面討論了叮用于計算所需壁厚的數(shù)學方法。這個例子使用的是底為50×12cm和高為40cm的1個箱形容器，例如：蓄電池的外殼。

　　型腔內(nèi)的壓力

　　一般可以假定在克模完成后，型腔內(nèi)的平均壓力約400bar。注射壓力通常是相當高的，但是因為型腔內(nèi)的流動阻力，在物抖流程末端的壓力比澆口處的壓力要低得多.然而，由于對于1個具有一定溫度的模具和熔料溫度是高的情況來說，其型腔壓力梯度比在正常生產(chǎn)條件下的壓力梯度要小得多，但即使在這樣的負荷下，也不允許模具型腔壁變形，因此，為了安全，必須假定型腔內(nèi)壓為400bar。

　　模具合模力

　　大部分注射成型的塑件，在機器開模方向的塑件高度，相對于塑井底面積是較小的，對于這樣的塑件，模具側面壁厚的尺寸不是重要的。型腔內(nèi)壓主要作用在模具臺模力的方向上。合模力必須大于塑件的底面積乘型腔內(nèi)壓，型腔內(nèi)壓在此為4OObar。被成型的容器的底面積為50x12=²~。如果要使塑件不溢料，模具臺恢機構至少必提600 x 100 X 10 = 2400000N =2.4MN的合模力。

　　成型容器底面的模具底板尺寸

　　對戊型容器底面的模具底扳厚度，要求不是很高的，因為在機29定做板上的孔是比較小的，作用出底板面積上的力能由定?；肝眨鏅C器定模板通常是很厚的.但是，模具固定板不應太簿，因為它通常設有冷卻水的通道，固定板的強度固此面削弱了。在此，假定成型容器的型腔是用鋼材制成整體式的.不過，考慮到加工深度為40cm的型腔時的困難，型腔設朽1個單獨的底扳，則比較實用一些。計算型腔中側百積大的側壁厚度當型腔充滿熔料時，每個尺寸為50x 40cm的大的側壁.所承受的型腔壓力為5Ox 4000=8MN，這個數(shù)據(jù)已經(jīng)表明，如果承受這一注射壓力時.不允許側壁變形超過要求，則側壁必須很厚。假設成型容器的型腔加工成整體式，對于封閉式的側壁來說，其大負荷將發(fā)生在模板的開口端。田1 2為模具的垂剖削面和水平削面：a是型芯，b是脫模板和c是所舊的型跤，即加工戊整體式的成型窖器的型膻(型腔和型芯之間起定位作用的導柱沒有畫出.對于如圖1.3所示的模具.動，定模之間的定位不用導柱是更可取的。

　　為了計算壁厚，沒想在型腔開口端截取寬為1cm的長條。那么.在50cm的長度上，作JU在寬為Icm的氏條上的力為50X 1 X 4000N’0.2MN。即使考慮型腔使片，合金鋼，彎應力OI也不應超過200N/mm’仍留有足夠的安全系數(shù)，可以便用下列公式進行計算，

　　fgsgdfgd

　　式中W--截面模數(shù)，cm³

　　I--慣性矩，cm

　　B--寬度，cm

　　h--高度(壁厚)，cm

　　側壁承受彎應力。為了計算載荷，假設側壁為固端(fixed end)梁。那么可應用下列公式：

　　dsfasdfasdfasd

　　圖005b

　　式中　f-- 大撓度，mm

　　P--總的載荷，N

　　l--承受載荷的斷面長度，cm

　　E--彈性模量=210000N/mm²

　　當載荷P=200000N時，截面模數(shù)W計算如：W=200000*50/12*200000=41.5cm³

　　由此計算得到所需要的壁厚h為根號下41.5*6=15.8cm。因此壁厚應該是6cm。在這臨界點(壁厚16cm)承受載荷時的大撓度，仍然必須進行校核。

　　對于厚度為16cm和寬度為1cm的側壁來說，其慣性矩I為：

　　I=16cm³/12=341cm4

　　撓度為：f=10*200000*50³/384*210000*341=0.09mm

　　因此塑件中心的壁厚將比邊緣的幾乎增厚0.1mm。

　　計算型腔中側面積窄的側壁厚度

　　當容器的側面積是其中比較窄的一側時，不需要計算撓度。對于寬為lcm的長條來說，其拉應力為：

　　αz=200000/2h×1

　　假設許用拉應力為200N/mm2，壁厚度h=5cm

　　計算淺容器的惻壁厚度

　　如果被成型容器的深度相對于其側面積來講，是很小的(參看圖L 3)，那末通過在型腔c開口端四周以一定的斜度嵌入脫模板b，可盟得到較好的負荷狀態(tài)，并且因此側壁可以較薄。對于大的側壁來說，就是一端固定另一端簡支的粱的負荷狀態(tài)。在型腔寬度為50cra的側壁上，截取長20cm、寬lcm的長條的計算結果如下:

　　W=P×l/8×αb=20×400×20/8×2000=10cm³

　　對于窄的側壁來說，其橫斷面上的應力在這種情況下是和大的側壁一樣的。其所需要的壁厚也是7.7cra。

　　不管怎樣，由于脫模板吸收了型腔開口端側壁所受的力，使壁厚可以大大減薄，并因此而節(jié)省了材料，現(xiàn)在將對高力40cra的容器的型腔側壁進行計算。為了便于計算，可以假設載荷情況和淺容器是一樣的，即為一端固定另一端簡支的梁的負荷狀態(tài)。而梁的長度應是40cm。

　　W=P×l/8×αb=40×400×40/8×2000=10cm³

　　與前面計算大的側壁所得的15.8cra壁厚相比，對于這種深型腔，用脫模板來吸收注射壓力并沒提供多大好處。盡管如此，對于大型箱形容器采用錐面定位將優(yōu)于導柱定位，因為比較大的支承面積更有利于確保阻止型芯的側向位移。

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