大型容器注射模具的壁厚計算
/ 2021/6/5 18:41:49
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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最重要的。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5012=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模桓吸收，面機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，其違禁詞負荷將發(fā)生在模板的開口端。
圖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
s
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－－違禁詞撓度，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）承受載荷時的違禁詞撓度，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.
