锁模力计算
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人们常谈到注塑机的锁模力,但常常顾及一面忘却整体,这里有必要大家了解下锁模力相关的一些知识。
先简单介绍一下锁模力的计算方法。
锁模力常有四种方法计算:
方法1:经验公式1
锁模力(T)=锁模力常数Kp*产品投影面积S(CM*CM)
Kp经验值:
PS/PE/PP - 0.32;
ABS - 0.30~0.48;
PA - 0.64~0.72;
POM - 0.64~0.72;
加玻纤- 0.64~0.72;
其它工程塑料- 0.64~0.8;
例如:一制品投影面积为410CM^2,材料为PE,计算锁模力。
由上述公式计算所得:P=Kp*S=0.32*410=131.2(T),应选150T机床。
方法2:经验公式2
350bar*S(cm^2)/1000.
如上题,350*410/1000=143.5T,选择150T机床。
以上两种方法为粗调的计算方法,以下为比较精确的计算方法
方法3:计算锁模力有两个重要因素:1.投影面积2.模腔压力
1、投影面积(S)是沿着模具开合所观看得到的最大面积。
2、模腔压力的决定(P)
模腔压力由以下因素所影响
(1)浇口的数目和位置
(2)浇口的尺寸
(3)制品的壁厚
(4)使用塑料的粘度特性
(5)射胶速度
3.1 热塑性塑料流动特性的分组
第一组GPPS HIPS TPS PE-LD PE-LLD PE-MD PE-HD PP-H PP-CO PP-EPDM
第二组PA6 PA66 PA11/12 PBT PETP
第三组CA CAB CAP CP EVA PEEL PUR/TPU PPVC
第四组ABS AAS/ASA SAN MBS PPS PPO-M BDS POM
第五组PMMA PC/ABS PC/PBT
第六组PC PES PSU PEI PEEK UPVC
3.2 粘度等级
以上各组的塑料都有一个粘度(流动能力)等级。
每组塑料的相对粘度等级如下:组别倍增常数(K)
第一组×1.0
第二组×1.3~1.35
第三组×1.35~1.45
第四组×1.45~1.55
第五组×1.55~1.70
第六组×1.70~1.90
3.3 模腔压力决定于壁厚、流程与壁厚的比例
查表得P0•P=P0•K(倍增常数)
3.4 锁模力的确定(F)
F=P•S=P0•K•S
例如零件:聚碳酸酯(PC)灯座锁模力的计算
一个圆形PC塑料的灯座,它的外径是220mm,壁厚范围是1.9-2.1mm,并有针型的中心浇口设计。
零件的最长流程是200mm。
熔料流动阻力最大的地方发生在壁厚最薄的位置(即1.9mm处),所以在计算需要的注射压力时应使用1.9mm这一数值。
(1)流程/壁厚比例计算
流程/壁厚=熔料最长流程/最薄零件壁厚=200mm/1.9mm=105:1
(2)模腔压力/壁厚曲线图的应用
图中提供了模腔压力和壁厚以及流程/壁厚比的关系,由图可知1.9mm壁厚,流程/壁厚比例105:1的注件的模腔压力是160Bar,这里应注意,所有数据都是应用第一组的塑料,对于其他组别的塑料,我们应乘上相应的倍增常数K。
(3)PC的模腔压力数值确定
PC塑料的流动性能属于第六组的粘度等级。
和第一组的相比较,PC的粘度是它们的1.7-1.9倍,不同的粘度反映在模腔压力上,所以生产PC灯座的模腔压力应是160bar×K(PC的粘度等级),P=160×1.9bar=304bar 为了安全理由,我们取1.9倍。
(4)PC灯座的投影面积数值
S=π×灯座外径2/4=3.14×22×22/4(cm2)=9500px2
(5)PC灯座的锁模力
F=P•S=304bar•9500px2=304kg/cm2•9500px2=115520Kg或115.5Ton,所以选用120T即可使用。
方法4:使用CAE软件计算(MOLDFLOW等)。
知道这四种计算方法后,我们再继续往下讲。
注塑行业大家对锁模力的感觉是,锁模力计算够了,生产就安全了,其实不完全。
要了解锁模力,先要了解锁模力要克服的“涨模力”,虽然这个词不恰当,但实在找不到好的词语来形容这个力,就暂且叫涨模力吧。
这个力非常大,大到超乎你的想象。
比如海水有压力,给你几个数据吧。
正常人在水里裸潜(不戴耳塞)5米就非常难受;
正常人带简单护具可以潜水30米,重装护具可以潜水100米;
潜艇一般最深可以潜300米;
在5000米水下,水压力可以把坦克的铁质装甲挤扁;
在10000米水下,步枪子弹被击发后射不出枪膛,因为水压力大于火药的推力。
够惊人了吧,但换算成公斤压强是多少呢?
我们知道水深10米大约1公斤的压力(1公斤/平方厘米)
那么上述数据换算成压力后是多么。
大家一目了然了吧。
最后3项数据是30,500,1000公斤,够大吗,不够。
但你知道吗,螺杆头处的压力可以达到2000公斤,所以说熔融料的压力是非常非常非常大的。
你见过下列场景吗?
1)模具被打爆模,3吨重的模具瞬间变形,热的料从模具的4个分型面的缝隙被瞬间挤出来,像小孩子玩挤泥巴的游戏,笔者亲眼所见。
2)你见过吗?喷嘴被熔融料打飞,壁厚4,5个毫米厚的喷嘴呀,像小孩子玩的弹弓的飞弹飞出。
3)还有,螺筒的头被热的料打飞,瞬间飞出,像古时候乡间爆米花机蹦爆米花。
4)还有,直径二三十厘米的哥林柱被拉断。
太常见了。
亲眼见了太多。
这说明,热料的力量太大了,涨模力太大了。
所以,锁模力设定足够绝对不是安全生产的充分理由。
锁模力够了,但模具压变形了,这种现象是有的,因为模具中很多结构是空的,所以为了照顾模具寿命,热料的压力不可以很大的。
锁模力够了,但注塑机的机板变形了,平行度变了;机铰机构内伤了,磨损了,这种现象也是有的,所以为了照顾机器寿命,热料的压力不可以很大。
从原理上说,模具设计及机器设计时候会考虑到未来的产品投影面积和机器压力,从而做出合理的安全设计。
但这是最理想的想法。
实际上我们周围非常多的模具或者机器设计或制造都有这样那样的问题或不足。
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