• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Розрахунок формуючих деталей.

Лекція №14

Формоутворюючі деталі не нормалізуються, але є ряд перевірених дослідом правил і вимог, які ставляться до їх конструювання.

Матриці, в яких, як правило, розміщена формоутворююча порожнина — найбільш відповідальні деталі прес-форм. В більшості прес-форм матриці являються поєднанням двох елементів — матриці та завантажувальної камери. Конструктивно вони можуть бути виконані як одне ціле, або для полегшення обробки матрицю виконують складальною.

Пуансони використовують для передачі тиску на прес-масу. При прямому пресуванні вони формують зовнішню та внутрішню поверхні деталі.

Всі елементи формуючих деталей, які контактують з розплавленою прес-масою і приймають участь безпосередньо в формуванні виробу, повинні бути виконані так, щоб задані параметри якості, точність розмірів виробу були безумовно забезпечені, не дивлячись на усадку, неточність виготовлення та зношування деталей форми під час її експлуатації. Тому при проектуванні всіх формуючих деталей, в період розробки їх робочих креслень розраховуються такі виконавчі розміри, що компенсують в своїх величинах можливі коливання та зміни.

Встановлені в результаті розрахунків виконавчі розміри формуючих елементів стають фактично новими номінальними розмірами. Саме ці розміри (зі своїми допусками — по вибраним квалітетам) вказуються на кресленнях.

Між номінальним розміром виробу N_в і виконавчим розміром формуючої деталі N_ф, так само як між допусками відповідно Т_в і Т_ф існує тісний взаємо зв’язок. Покажемо це на простому прикладі, коли поля допусків розмірів розміщені симетрично по відношенню до самих розмірів, а саме: N_вТ_в і N_фТ_ф. При таких умовах найбільший розмір виробу може утворитись, коли розмір формуючої деталі буде максимальним N_фТ_ф, а усадка робочого матеріалу — мінімальною S_min. З іншої сторони, розмір деталі N_в -Т_в можна дістати в тому випадку, якщо формуючий матеріал має максимальну усадку S_max, а формуюча деталь виконана по розміру N_ф -Т_ф. Таким чином дістаємо систему:

(N_ф +Т_ф) (N_ф +Т_ф) S_min= N_в +Т_в;

(N_ф -Т_ф) (N_ф -Т_ф) S_max= N_в -Т_в.

Виходячи з того, що Т_фS_min і Т_фS_max дуже малі в порівнянні з N_ф S_min і N_фS_max, система спрощується:

N_ф +Т_ф - N_фS_min= N_в +Т_в;

N_ф -Т_ф -N_фS_max= N_в -Т_в.

Просумувавши і ввівши середню усадку, дістаємо рівняння, що пов’язує розміри формуючої деталі та виробу з середньою усадкою S:

N_ф - (1-S)= N_в.

Якщо розв’язати приведену систему відносно допусків, то дістанемо співвідношення:

Т_ф = Т_в - N_ф (S_max - S_min )/2 = Т_в - N_ф S/2;

Т_в = Т_ф + N_ф S/2; S=S_max - S_min.

При граничному розміщенні допусків, коли вони напрямлені в тіло деталей (для пуансона, “вала” — в мінус, для матриці, “отвору” — в плюс; відповідно для “отвору” в виробі, що формується пуансоном — в плюс, для пластмасового “валу”, що формується в матриці — в мінус) дістаємо Т_в = Т_ф + N_ф S.

Співвідношення між і в таких випадках, звичайно, більш громіздкі, чим при симетричному варіанті.

Розглянемо приклади. Пластмасовий виріб — вал (тобто оформляючий в прес-формі елемент) має розмір [A] мм. “Перетворення” полягає в тому, щоб розмір і величину допуску змінити: [A+0,2], при цьому граничні розміри валу залишаються такими ж, якими вони початково були задані.

Пластмасовий виріб — отвір (тобто охоплюючий в прес-формі елемент) має розмір [A] мм. Тут перетворення може бути виконано наступним чином: [A+0,05] мм. Допуски між осьових розмірів не перетворюються.

На малюнку показано перевагу розрахунку, орієнтованого на середній розмір елементу виробу. Такий розрахунок найбільш повно відповідає вимогам масового, багатосерійного виробництва, задачам випуску прецизійних виробів, так як середній розмір — фактично це вибіркове середнє Х розподілення розмірів. Надійність такої схеми розрахунку забезпечуються ще й тим, що більшість партій матеріалу випускається з показниками коефіцієнтів усадки, близькими до S.

По мірі зношування форм при пресуванні виникає деяка зміна положення середнього розміру Х, що приводить до незначного зміщення поля розсіювання розмірів. Допускається, щоб Т_зн.ф = Т_ф /2, оскільки основні формуючі елементи деталей (матриці, пуансони, знаки) кінцево обробляють по методу “пробних підходів”, доводкою на високоточних станках або вручну, коли після допуску повністю не використовується, виходячи з цього, запас поля Т_ф може бути використаний для компенсації зношування.

Розміри максимально зношених матриць та пуансонів виявляються рівними

N_{ф,м зн} = N_{ф,м max} + Т_ф,м /2 = N_ф,м +3/2 Т_ф,м ;

N_{ф,п зн} = N_{ф,п min} - Т_ф,п /2 = N_ф,п - 3/2 Т_ф,п.

Щоб виготовлення пластмасових виробів здійснювалось без розмірного браку, повинні виконуватись наступні нерівності, розв’язок яких є перевіркою правильності розрахунку виконавчих розмірів форм:

- для пластмасового виробу - вала в новій матриці:

N_{ф,м min} - N_в,в S_max > N_{в,в min} ;

N_{ф,м max} - N_в,в S_min < N_{в,в max} ;

- для пластмасового виробувала в зношеній матриці:

N_{ф,м min} - N_в,в S_max > N_{в,в min} ;

N_{ф,м max} - N_в,в S_min N_{в,в max} ;

- для пластмасового виробу - отвору в новому пуансоні:

N_{ф,м min} - N_в,в S_max > N_{в,o min} ;

N_{ф,м max} - N_в,в S_min < N_{в,o max} ;

- для пластмасового виробу - отвору в зношеному пуансоні:

N_{ф,м min} - N_в,в S_max N_{в,o min} ;

N_{ф,м max} - N_в,в S_min < N_{в,o max} .

Розрахунок виконавчих розмірів форм навіть для простих виробів виявляється достатньо трудомістким та складним. Тому необхідно заздалегідь визначати реальність заданих умов, тобто можливість виготовлення пластмасового виробу визначеної точності і заданого матеріалу в формі даної конструкції.

Якщо вплив усадки на зміну розмірів виробу (допуск на усадку) виразити величиною Т_s, а вплив неточності виготовлення і зносу формуючих деталей — величиною К= f(T_ф), тоді в загальному випадку заданий допуск розміру Т_в буде задовольнятись при дотриманні нерівності вигляду: КT_в / Т_s ; Т_s = N_в S.

Приведена нерівність перетворюється в рівняння при деякому найменшому значенні, в залежності від квалітетів, так як допуск розмірів на усадку Т_s при заданих номінальних значеннях розмірів в матеріалі виробу не зміниться. Відповідно, К_min= T_{в min} / Т_s .

Найменше граничне значення Тв визначається з умов, що описуються рівняннями:

N_{ф,м зн} - N_в,в S_min = N_{в,в max};

N_{ф,п зн} - N_в,о S_max= N_{в,о max}

Після перетворювань, враховуючи граничне розташування полів допусків, це приводить до наступної простої формули:

T_{в min} Т_s + 2 T_ф.

При заданих умовах (допуск розміру, коливання усадки матеріалу, допуск на виготовлення форм) нерівність має визначений розв’язок:

K^ Т_в^ / T_s^_.

Таким чином, при конструюванні форм, порівнюючи значення К^ з величиною К_min , підрахованою для різних кінцевих даних, можна переконатися в нереальності (K^ К_min) або реальності (K^К_min) завдання, і тільки в останньому випадку можна виконувати розрахунок виконавчих розмірів форм. При K^ К_min задане поле допуску розміру пластмасового виробу використовується частково, виникає визначений “запас точності” на виготовлення виробу: j = K^ К_min .

Величина виявляється мінімальною, тобто поле допуску розміру використовується найбільш повно, при позначенні величин допусків по квалітетам.

Основні розрахункові формули для визначення N_ф,м і N_ф,п для тих розмірів пластмасових виробів, які формуються двома деталями прес-форми, що перетинають площину її роз’єму, тобто залежать від товщини облою, повинні бути уточнені. Оскільки потрібно внести в розрахунок компенсацію цієї похибки, в обох формулах в лапках добавляється одне складальне q із знаком мінус — і для матриці, і для пуансона. Орієнтовно q=0,10 для порошкоутворюючого термопласту з дерев’яним наповнювачем; q=0,20 — з мінеральним наповнювачем; q=0,30 — з дрібно волокнистим наповнювачем.

Основні розрахункові формули для визначення між осьових відстаней приймають вигляд:

N_ф,м = N_в,в +N_в,в S + Т_ф,м /2;

N_ф,п = N_в,о +N_в,о S + Т_ф,п /2.

Якщо вимагається забезпечити високу точність між осьових відстаней, то необхідно врахувати — рухомими чи нерухомими знаками формуються отвори, так як в останньому випадку з’являються додаткові похибки, детальна компенсація яких достатньо складна. В залежності від конфігурації і розміщення виробу в об’ємі прес-форми, на окремі елементи виробу не буде впливати зношування, коливання облоя, тому важливо аналітично, а не формально застосовувати розрахункову формулу. На відміну від розглянутого, в стандартному методі (ГОСТ 15947-70) розрахунку виконавчих розмірів формуючих деталей за базу приймаються граничні розміри та експериментальні значення усадки, а зношення компенсують величиною рівною Т_в.

Основні розрахункові формули стандартного методу мають вигляд:

N_ф,м = (N_{в,в max} +N_в,в S_max - Т_в,в) + Т_ф,м;

N_ф,п = (N_{в,о min} +N_в,о S_min -Т_в,о) - Т_ф,п.

Розрахункова формула, що враховує компенсацію обпоя має вигляд:

N_ф = [N_вmax +N_вS_max - q -(Т_в+ Т_ф /2)]^Тф;

для розрахунку між осьової віддалі:

N_ф = (N_в +N_фS)(Т_ф /2).

Відмінності в результатах розрахунку різними методами можуть бути значними. Базування на граничних розмірах виробу приводить до того, що зношування формуючих деталей не виводить розміри виробів за границі заданих допусків, але саме розміщення розмірів нерівномірно зміщене по полю допуску до цих крайніх границь, що в цілому являється менш зручним, ніж при базі — середньому розмірі.

Результати розрахунку виконавчих розмірів різьбо утворюючих деталей проводять по стандартній методиці (ГОСТ 15947-70). Вона дозволяє коректувати крок різьби на величину середньої усадки S, а розміри діаметрів різьби визначати з врахуванням максимальної та мінімальної усадок перероблюваних пластмас.

Формули для розрахунку виконавчих розмірів різьбо формоутворюючих деталей.

В таблиці приведені необхідні схеми, розрахункові формули та умовні позначення. Результати розрахунків, як і для гладких розмірів, необхідно заокруглювати до 0,01 мм: діаметри різьби кільця — в сторону збільшення, а стержня — зменшення; крок різьби різьбо формоутворюючих деталей — також до 0,01 мм. Квалітети розмірів різьбо формоутворюючих деталей в залежності від ступенів точності середнього діаметру різьби виробу, числове значення фокусів — в стандартах і довідниках.

Читайте також:

1. Автоматичний розрахунок суми проведення.
2. Аеродинамічний розрахунок
3. Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки
4. Аналітичний розрахунок завантаження горловин
5. Аналітичний розрахунок сумарного завантаження типових перетинань
6. Види норм праці, їх розрахунок
7. Вплив характеру кола на криву струму при несинусоїдній напрузі /розрахунок найпростіших кіл
8. Гідравлічний розрахунок
9. Гідравлічний розрахунок малих мостів
10. Гідравлічний розрахунок сифонів
11. Графічний розрахунок режиму роботи ПСН
12. Графоаналітичний розрахунок витрат тепла і повітря на сушіння.

Переглядів: 616