Лекция 28, 29. Оснастка для раздувного формования. Сущность

Лекция 28, 29. Оснастка для раздувного формования. Сущность метода. Формующий инструмент 1

Рис. 4.96. Способы раздува заготовок в форме а – раздув через ниппель; б – раздув через головку; в – раздув через иглу; 1 – часть заготовки, из которой формуется изделие; 2 – грат; 3 – раздувной ниппель; 4 – полуформа; 5 – мундштук; 6 – дорн головки; 7 – отверстие в дорне для подачи раздувающего воздуха; 8 – технологическая полость для части заготовки, в которую вводится игла; 9 – раздувная игла Сущность метода раздувного формования 2

3

Рис. 4.97. Схема экструзионно-раздувного формования 1 – пластицирующий экструдер; 2 – кран; 3 – дорн; 4 – головка; 5 – трубчатая заготовка; 6 – полуформы; 7 – пневмоцилиндр смыкания; 8 – изделие 4

Формующий инструмент 5 Рис. 4.98. Расчетная схема участка поворота в угловых головках Отношение предельного изменения длины пути к средней длине пути прямо пропорционально кривизне среднего пути (т. е. обратной величине среднего радиуса кривизны) и не зависит от угла поворота (см. рис. 4.98): , (4.53) где r – радиус средней дуги;  – угол поворота; l – длина средней дуги; a – толщина канала; l – разность длин дуги.

6

Рис. 4.99. Головка для получения трубчатой заготовки со скошенным конусом и составным дорном 1 – дорн; 2 – наконечник дорна; 3 – мундштук; 4 – корпус головки; 5 – гайка регулирования зазора; а – канал для подвода расплава; б – сборный канал; в – конический кольцевой канал; г – выравнивающий канал; д – формующий зазор; е – канал для подвода сжатого воздуха 7

8 Приданием сборному каналу соответствующих размеров можно добиться линейного падения давления по закону , (4.54) где p – давление в произвольной точке в сборном канале; p0 – давление со стороны притока; c – константа;  – угол поворота расплава полимера вокруг дорна (0    ). Длина щели l имеет наибольшую величину l0 на приточной стороне и непрерывно линейно уменьшается до-величины l на противоположной стороне: , (4.55) где c – константа.

Рис. 4.100. Многоручьевая экструзионная головка с регулированием давления в каждом канале головки дросселированием 1 – регулировочный винт; 2 – пробка; 3 – корпус-переходник; 4 – мундштук; 5 – дорн 9

Рис. 4.100. Многоручьевая экструзионная головка с регулированием давления в каждом канале головки изменением поперечного сечения канала, из которого поступает расплав 1 – винт регулировки зазора; 2 – дорн; 3 – мундштук 10

11

Рис. 4.101. Экструзионная головка с копильником 1 – экструдер; 2 – подводящий канал; 3 – корпус головки; 4 – привод копильника; 5 – привод регулировки зазора; 6 – поршень копильника; 7 – копильная камера; 8 – подвижный дорн; 9 – мундштук 12 Одним из основных видов расчетов формующего инструмента является расчет его гидравлического сопротивления. Цель гидравлического расчета формующего инструмента – определить зависимость между перепадом давления по длине канала, производительностью и геометрическими размерами канала. Поскольку размеры сечения канала зависят от формы изделия и, очевидно, в расчете принимаются неизменными, гидравлическим расчетом определяется для конкретного мундштука связь перепада давления, производительности и длины оформляющего канала.

13

14 где F – площадь поперечного сечения; l – длина канала; П – периметр сечения канала. Перепад давления, производительности и длины оформляющего канала для ньютоновской жидкости связаны простым соотношением: , (4.56) где Q – объемный расход; k – коэффициент геометрической формы канала; p – перепад давления по длине канала;  – вязкость. Для канала с сечением любой конфигурации, неизменным по длине, k определяется как , (4.57) , (4.58) где vЗ – скорость выхода заготовки из головки; Р – плотность расплава; 0 – эффективная вязкость расплава; LЗ – длина заготовки. где LИ – длина изделия. , (4.59)

15 Зная LИ, наружный диаметр симметричного изделия Dн.и и среднюю толщину стенки изделия и, можно рассчитать толщину стенки заготовки з: , (4.60) где Р – степень раздува заготовки, равная отношению DН.И изделия к DН.З заготовки (в пределах 3–5). Зная з, vз и Dh.з, расход расплава Q на получение одного изделия можно определить как . (4.61) Зная , можно определить Dм и Dд: , (4.62) где DМ – диаметр мундштука; DН.З – диаметр заготовки;  – величина разбухания изделия, DД – диаметр дорна; З – толщина стенки заготовки.

16 Общее время цикла формования tц состоит из следующих слагаемых: , (4.63) где tЦ – общее время формования; tв – время выдачи заготовки из формующей головки; tс – время смыкания формы; tр – время раздува; tо – время охлаждения; tраз – время размыкания формы; tи – время извлечения изделия из формы. Некоторые составляющие уравнения также рассчитываются: tв = Lз / vз; tс и tр находятся в паспорте агрегата; , (4.64) где V – объем раздуваемого изделия; C – скорость прохождения воздуха в заготовку; (P2 – P1) / P1 – величина, учитывающая повышение исходного давления P1 до P2 в результате нагрева воздуха от стенок заготовки или изделия. , (4.65) где a – коэффициент температуропроводности полимера в рабочем интервале температур; TЗ – температура заготовки, TФ – формы, TИ – изделия к моменту раскрытия формы (TИ выбирается исходя из данных по формоустойчивости на 15–20°C ниже таковой и зависит от конструкции агрегата).