Tem de proiectareS se proiecteze tehnologia de fabricaie prin injectare a elementului de ambalare Cutie n condiiile unei producii de 20 000 de buci /lun.Figura 1. CutieMaterial: PVC;Culoare: albastra.1Tabelul 1. Dimensiuni pentru reperul din figura 1Dimensiuni [mm]A 53B 37C 45D 74E 70F 4G 62H 54I 46R1 4R2 4R3 4R4 4R5 42Cuprins1. Descrierea constructiv funcional a reperului42. Calculul masei reperului53. Alegerea mainii de injectare 54. Calculul duratei totale a ciclului de injectare 75. Calculul numrului de cuiburi 76. Dimensionarea cuiburilor n funcie de contracia materialelor plastice 87. Alegerea sistemului de injectare107.1. Dimensionarea canalelor de distribuie 107.2. Dimensionarea digului128. Calcule de rezisten138.1. Calculul presiunii interioare de injectare i a forei de nchidere a matriei 138.2. Verificarea suprafeei de nchidere a matriei 148.3. Dimensionarea plcilor de formare 158.4. Verificarea rigiditii plcilor de formare 178.5. Dimensionarea poansoanelor178.6. Deformarea poansoanelor 188.7. Dimensionarea i deformarea plcilor matriei 219. Alegerea sistemului de rcire 239.1. Alegerea sistemului de rcire pentru placa de formare i poanson 239.2. Transferul de cldur ntre materialul plastic i matri 239.3. Transferul de cldur ntre matri i mediul de rcire 249.4. Transferul de cldur n interiorul matriei 259.5. Determinarea timpului de rcire prin calcul 2610. Alegerea sistemului de aruncare2711. Alegerea sistemului de centrare i conducere2912. Schia matriei3112.1. Descriere i funcionare3113. Alegerea materialelor folosite la confecionarea reperelor care compun matria3314. Bibliografie34 Cap. 1. Descrierea Constructiv Functionala a recipientuluiReperul prezentat face parte dintr-un ansamblu avnd rolul de cutie. Reperul cutie are o form paralelipipedic de dimensiuni reduse, avnd praticat la interior tot un paralelipiped mai mic cu 4 mm fa de dimesiunile de gabarit. Prezint raze de racordare de 4 mm ntre pereii verticali i tot de 4 mm ntre pereii verticali i peretele orizontal. Celelalte dimensiuni constructive sunt prezentate n desen.Cutia este confecionat din material PVC de culoare galben avnd urmtoarele proprieti :Tabelul 2Material Simbol Densitate Duritate Absorbia de Rezistena la3[g/cm3] Rockwelap i aer[%]traciune[N/mm2]Policlorurde vinilPVC-R 1,351,45 - 0,60,7 725Avind n vedere dimensiunile constructive i materialul folosit pentru obinerea reperului se folosetemetodainjectrii. Aceastmetodconst naducerea unui compound macromolecular n stare plastic i introducerea acestuia sub presiune ntr-o matri de formare.Cap. 2.Calculul Masei RecipientuluiPentru determinareanumrului de cuiburi i pentru a putea alege sistemul de injectare este necesar s se determine masa reperului cutie. unde: este densitatea PVC ului, n [g/cm3], = 1,4 g/cm3;V volumul reperului, n [cm3].(70 45 54) (66 37 46) (53 4 62) (37 4 46) 64,11 V + cm31, 4 64,11 89, 75 m V g.4Cap.3.Alegerea Masnii de injectareLa alegerea mainii de injectare, n prim faz, se are n vedere ca volumul maxim de injectare al mainii s fie de cel puin (10...15) ori mai mare dect volumul reperului care se dorete a fi obinut. Dac, parcurgnd etapele urmtoare de proiectare, calculele efectuate conduc la valori neacoperitoare pentru caracteristici ca de exemplu fora de nchidere, presiunea de injectare, dimensiunile maxime i minime ale matrielor care se pot monta pe platourile de prindere ale mainii, etc., se alege o alt main de injectare, cu caracteristici superioare.Vmin = (10...15)V = 641,16 ... 961,5 cm3 Vmin > 13 V Vmin > 833,43 cm3Se alege maina de injectat Krauss Maffei 450-3500 C3, cu urmtoarele caracteristici tehnice:5Tabelul 3Caracteristica UM ValoareaDiametrul melc-piston standard mm 80Volumul maxim de injectare cm31543Presiunea de injectare maxim MPa 2205Fora de nchidere kN 4500Viteza de injectare cm/s 3016Capacitatea de plastifiere g/s 120Dimensiunile de gabarit ale platourilor de prindere mm 1200/1270Distana dintre platourile de prindere, max/min mm 800/900Dimensiunea maxim a matriei (orizontal/vertical) mm 1200/1270CAP. 4 CALCULUL DURATEI TOTALE A CICLULUI DE INJECTARE ALEGEREA MASINII DE INJECTARE6Timpul total de injectare se determin cu relaia:tT = tu + tr + tp, undetu timpul de umplere;tr timpul de rcire (incluznd stadiul de compresie, rcire i postinjectare);tp timpul pentru pauz.Caracteristicile mainii alese sunt:- ciclul n gol, cu curs minim a platanului, tp = 6 s;- viteza de deplasare a materialului, q1 = 135 cm3/sTimpul de injectare ti se calculeaz cu relaia: sTimpulde meninere a presiunii n matri (tm) se stabilete la valoarea de 5 secunde, prin comparaiecuinjectareaaltor pieseasemntoare. Timpul dercire(tr) sealegeprinobservarea injectrii unor piese asemntoare; valoarea aleas este de 20 secunde.Timpul total de injectare devine astfel:0, 475 5 20 6 31, 475T i m r pt t t t t + + + + + + s, ceea ce corespunde unei producii orare de 114 piese sau 10,24 kg/h.CAP. 5 CALCULUL NUMARULUI DE CUIBURINumrul de cuiburi al matriei de injectat se determin cu relaia:3, 6TG tnm [buc], unde:- G = 120 g/s capacitatea de plastifiere real a mainii de injectare;- masa m a piesei este masa net net a piesei nmulit cu factorul de corecie 1,05, adic m = 1,05 89,745 = 94,23 g- durata complet a ciclului de injectare tT = 31,475 s120 31, 47511,13 123, 6 3, 6 94, 23TG tnm cuiburiSe va proiecta o matri cu 12 cuiburi.Numrul economic de cuiburi ne se calculeaz cu relaia:60TeN t knC , unde:- N = 20000 buc. (numrul de piese care urmeaz a fi fabricate);7- durata complet a ciclului de injectare tT = 31,475 s = 0,524 min;- K=13,50lei/h(retribuiaoraraoperatorului, inclusivasigurri sociale, impozit i cheltuielile comune ale seciei de fabricaie);- C = 72 lei (costul execuiei unui cuib).Dup nlocuiri, rezult:20000 0, 524 13, 55, 72 660 60 72TeN t knC cuiburi.CAP. 6 DIMENSIONAREA CUIBURILOR IN FUNCTIE DE CONTRACTIA MATERIALELOR PLASTICEDimensiunile elementelor active trebuie s asigure dimensiunile prescrise ale piesei injectate, dup rcirea ei complet.Pentruaseevitaapariiarebuturilor estenecesar cadimensionareaelementelor activeale matriei deinjectat ssefacnstrnsconcordancutoleraneleprescrisepentrudimensiunile respective ale piesei, avnd n vedere i mrimea contraciei piesei.Fenomenul decontraciesemanifest prinaceeac, dimensiunilepiesei, msuratedup (1224) ore de la injectare sunt mai mici dect dimensiunile corespunztoare ale elementelor active (cuiburi i poansoane) alematriei, chiar nsituaiancareconstruciatehnologicamatriei de injectat este corect, mainadeinjectare estenbunstaredefuncionarei corect reglat, iar parametrii tehnologici de injectare sunt corect stabilii i respectai ntocmai n exploatare.Valoarea contraciei minime pentru PVC este Cmin = 0,1% iar a celei maxime este Cmax = 0,5%. - contracia medieNotnd cu:h dimensiunea piesei;- tolerana piesei;H - dimensiunea nominal corespondent a cuibului; - tolerana cuibului. max min0, 5 0,10, 022 2C CH H H _ _ , ,;max min0, 022C CH H _> ,.Rezultatele dimensionrii cuiburilor matriei sunt prezentate n urmtorul tabel:Tabelul 48Dimensiunile piesei h [mm] Dimensiunile i toleranele cuibului [mm]h1 = 70 mmH1 = 70,21 mmlcalculat = 0,14 ; ladoptat = 0,1451 = 0,0045h2 = 66 mmH2 = 66,198 mmlcalculat = 0,132 ; ladoptat = 0,1352 = 0,003h3 = 4 mmH3 = 4,012 mmlcalculat = 0,008 ; ladoptat = 0,013 = 0,002h4 = 45 mmH4 = 45,135mmlcalculat = 0,09 ; ladoptat = 0,0954 = 0,005h5 = 53 mmH5 = 53,159 mmlcalculat = 0,106 ; ladoptat = 0,115 = 0,004h6 = 37 mmH6 = 37,111 mmlcalculat = 0,074; ladoptat = 0,086 = 0,006h7 = 62 mmH7 = 62,187 mmlcalculat = 0,124 ; ladoptat = 0,137 = 0,006h8 = 54 mmH8 = 54,162 mmlcalculat = 0,108 ; ladoptat = 0,118 = 0,002h9 = 46 mmH9 = 46,138 mmlcalculat = 0,092 ; ladoptat = 0,0958 = 0,003CAP. 7 ALEGEREA SISTEMULUI DE INJECTAREDeoarece configuraia reperului este simpl iar dimensiunile reduse, pentru alimentarea cuiburilor se alege un sistem de injectare prin canale de distribuie.7.1. Dimensionarea canalelor de distribuie9Figura 2Se opteaz pentru canale de distribuie cu seciune circular al cror diametru se determin cu relaia: D = smax + 1,5 [mm],unde smax reprezint grosimea maxim a peretelui piesei injectate (smax = 5 mm).Prin nlocuire se obine: D = 5 + 1,5 = 6,5 mm.Traseul canalelor de distribuie este urmtorul:46,13838,16254,16246,13854,16262,1876,52151645,83Figura 3Se poate determina, n acest moment, lungimea canalului de distribuie:L = Lc + n Lr, unde:- Lc este lungimea canalului central, n [mm];- Lr este lungimea unei ramificaii de la canalul central ctre cuib, n [mm];- n este numrul de cuiburi.10L = 215 + 616 = 311 mm = 31,1 cmDebitul topiturii de metal plastic injectat prin canalul de distribuie se calculeaz cu relaia:Q = S v [cm3/s], unde:- S este aria seciunii de curgere, n [cm2], exprimat n funcie de diametrul canalului de distribuie D;2 2(0, 65)0, 33164 4DS cm2;- v este viteza de injectare, n [cm/s], din cartea mainii de injectat (v = 3016 cm/s)Dup nlocuire, debitul va fi:Q = S v = 0,3316 3016 =100,03 cm3/s.Pierderile de presiune n canalul de seciune circular se determin cu relaia:32 K L QpR [daN/cm2], unde:- K este constant, K = 0,9;- L este lungimea canalului n [cm];- Q este debitul de material prin seciunea canalului, n [cm3/s];- R este raza canalului circular, n [cm]sau dup nlocuiri = 5,194 MPaVscozitatea dinamic a topiturii se determin cu relaia:n,unde:-este efortul unitar de forfecare [MPa];0, 6522052398,122 2 0, 9p RK daN/cm2 = 39,812 MPa-este viteza de forfecare (reopanta) [s-1];3 34 4 100, 033, 710, 652QR _ , s-1- n coeficient pentru materiale plastice, n = 0,5110,5398,12206, 73, 71n daN s/cm27.2. Dimensionarea diguluiPentru dig se alege varianta constructiv dig circular care asigur separarea complet a reelei de piesa injectat.Figura 4Pentru forma constructiv aleas, se aleg urmtoarele valori pentru:- lungimea digului, L = 2 mm;- diametrul alezajului, d = 3 mm. CAP. 8 CALCULE DE REZISTENTA 8.1. Calculul presiunii interioare de injectare i a forei de nchidere a matrieiPresiunea interioar din cuibul matriei se exprim conform relaiei:0, 5i ep p ,unde pe este presiunea exterioar a mainii de injectat,pe = 2205 daN/cm2pi = 0,5 2205 = 1102,5 daN/cm2Pentruacalculaforadenchidereamatriei estenecesar ssedetermineariaefectiva proieciei piesei i a reelei de injectare pe planul de separaie al matriei.12Aefpr = n Aefp + Aefr, unde:- n este numrul de cuiburi- Aefp este aria efectiv a proieciei piesei- Aefr este aria efectiv a proieciei reelei de injectareFigura 5Aefp = (37 x 46) + [(46 x 54) (37 x 46)] + [(62 x 53) (45 x 54)] = 3286 mm2 = 32,86 cm2;Aefr= 2A1 + 6A2 + A3 = 8A1 + 6A22 + A3 = 8

,_

23,25 2 + 6 (12,5 6,5)+(207,5 6,5)== 1968,9 mm2 = 19,69 cm2;Aefpr = n Aefp + Aefr = 19,69 + 6 32,86 = 216,85 cm2.Fora interioar maxim de injectare se deterimin cu relaia:Fmax = 0,5 pe Aefpr = 0,5 2205 216,85 = 239077,12 daN = 2390,77 kN;Fora de nchidere a matriei se determin cu relaia:Fi = 1,1Fmax = 262984,8 daN = 2629,84 kN.Foradenchiderecalculateste mai mic dect fora de nchidere asigurat de maina de injectare aleas Fim = 4500 kN (Fi = 2629,84 kN < Fim = 4500 kN).8.2. Verificarea suprafeei de nchidere a matrieiPentru parcurgerea acestei etape se reprezint la scar placa n care se afl cuiburile matriei astfel nct s se poat calcula aria efectiv a suprafeei totale a plcii (AefSt), aria efectiv a proieciei piesei injectate sau a pieselor i a reelei de injectare pe planul de separaie al matriei (Aefpr) i aria efectiv a suprafeei de nchidere (AefSi).1340035220424Figura 6Aria efectiv a suprafeei de nchidere se determin conform relaiei:AefSi = AefSt - Aefpr = 400 x 204 - 21697,8 = 59915,2 mm2 = 599,15 cm2;Aria suprafeei de nchidere n funcie de fora de nchidere a matriei se determin conform relaiei:cm2 , unde:- Fi este fora de nchidere a matriei [daN]- a = 1200 daN/cm2 este rezistena admisibil la compresiune a oelului OL60 din care este confecionat placa n care se afl cuiburile matrieicm2Se observ c este satisfcut condiia AefSie = 599,15 cm2 > ASi = 219,15 cm2.Ariaefectivasuprafeei denchidereamatriei estemult mai maredect ariacalculat datorit numrului mare de cuiburi i modului de dispunere a acestora.8.3. Dimensionarea plcilor de formare14Plcile de formare dreptunghiulare ale matrielor de injectare se consider a fi plci cu perei groi, prevzute la interior cu caviti necirculare. Dimensiunile interioare i exterioare ale plcii deformaredreptunghiulare se determinconstructivi apoi severificprincalcul la solicitarea compus dentindere i ncovoiere. Pentru simplificarea calculului, peretele plcii de formare se consider caogrinduniformncrcat, ncastrat la capete. Se consider seciunile periculoase, respectiv seciunea (I-I) i seciunea (II-II), dispuse la distane egale de colurile interioare ale plcii de formare. Figura 7Pentru plcile de formare dreptunghiulare supuse la solicitarea compus de ntindere i ncovoiere, se utilizeaz relaiile :max212max2624SPiM FA WhWp h LM + ; , unde:F este fora care solicit peretele la ntindere, n [daN];ASp este aria seciunii peretelui, n [cm2];Mmax este momentul de ncovoiere maxim, n [daNcm];W este modulul de rezisten, n [cm3].nlocuind, se obine:- pentru seciunea (I-I):[daN/cm2]- pentru seciunea (II-II): [daN/cm2]unde:- pieste presiunea interioar de injectare, n [daN/cm2];- S1,2sunt ariile proieciilor cavitilor de formare pe peretele B i respectiv A, n [cm2];15- h este nlimea plcii de formare, n [cm];- 1,2 sunt grosimile pereilor plcii de formare n seciunile (I-I) i respectiv (II-II), n [cm];- L este distana ntre reazeme n seciunea (I-I), n [cm];- l este distana ntre reazeme n seciunea (II-II), n [cm].Rezistenele calculate trebuie s fie mai mici dect rezistena admisibil a pentru oelul din care este confecionat placa de formare. Verificarea rigiditii plcilor de formare se face, de regul, la matriele de injectat avnd dimensiuni mari, n care se injecteaz piese plane cu seciune mare.Verificarea rigiditii se face prin calculul sgeii efective, care trebuie s fie mai mic dect sgeataadmisibil. ncazul plcilordeformaredreptunghiulare, calculul rigiditii sefacenumai pentru unul din pereii plcii i anume pentru peretele care are lungimea cea mai mare. Considernd pereteleculungimeamaximobarsimplurezematlacapete, ncrcatcuosarcinuniform distribuit, sgeata maxim la mijlocul barei se determin cu relaia:4 461102, 5 7, 4 4, 60, 034384 384 2,1 10 0,133ip h LfE I [cm] unde:pi este presiunea interioar de injectare, n [daN/cm2];L - distana maxim ntre reazeme, n [cm];E - modulul de elasticitate longitudinal, n [daN/cm2];h - nlimea plcii de formare, n [cm];I - momentul de inerie care se determin cu relaia:3 317, 4 0, 60,13312 12hI [cm4]Se observ c = 2188, 43 daN/cm2 < a = 2500 daN/cm2 ; = 2396,22 daN/cm2 < a = 5000 daN/cm2.8.4. Verificarea rigiditii plcilor de formareVerificarea rigiditii se face prin calculul sgeii efective, care trebuie s fie mai mic dect sgeataadmisibil. ncazul plcilordeformaredreptunghiulare, calculul rigiditii sefacenumai pentru unul din pereii plcii i anume pentru peretele care are lungimea cea mai mare.Considernd peretele cu lungimea maxim o bar simplu rezemat la capete, ncrcat cu o sarcin uniform distribuit, sgeata maxim la mijlocul barei se determin cu relaia:16cm 34 0,0133 0, 10 2,1 3846 , 4 4 , 7 5 , 1102I E 384L h pf64 4i , unde:- pi este presiunea interioar de injectare, n [daN/cm2];- L este distana maxim ntre reazeme, n [cm];- E este modulul de elasticitate longitudinal, n [daN/cm2];- h este nlimea plcii de formare, n [cm];- I este momentul de inerie 133 , 0126 , 04 , 712 hI331 cm 8.5. Dimensionarea poansoanelorPoansoanele matrielor de injectat au forme i seciuni diferite n funcie de forma i geometria pieselor injectate, iar difereneledepresiunecareiaunaterepesuprafaapoansonului ntimpul procesului de umplere, determin ncovoierea acestuia ceea ce va conduce la apariia unor suprafee excentrice n piesa injectat.Dimensionarea poansoanelor se face avnd n vedere urmtoarele ipoteze simplificatoare:- se face abstracie de conicitatea poansoanelor introducndu-se dimensiuni medii (- fixarea poansoanelor se consider rigid;- n cazul poansoanelor cu alezaje de rcire, acestea se consider perforate;- masa proprie a poansoanelor nu se ia n considerare;- nu se ia n considerare efectul de amplificare al presiunii n zona lrgit a cuibului dinspre partea injectat ca urmare a ncovoierii poansonului;- nu se ia n considerare efectul de consolidare a fundului neperforat.Dimensionareasefaceconsiderndpoansonul caobarsolicitatlancovoiere, avndn vedere tipurile de ncrcare .Momentul de ncovoiere este:2 2i2 p H 2 1102, 5 7, 4M 40, 24863 3 daN cm ;Wef este modulul de rezisten la ncovoiere, 75 , 106h bW2 cm3;05 , 374475 , 106 , 40248WMefef daN/cm2 < a = 4000 daN/cm2 (efortul unitar admisibil la ncovoiere, pentru materialul din care este confectionat poansonul, OSC 8).178.6. Deformarea poansoanelorConsiderndpoansonul caobarncalculul deformaiei maximeaunui poansonaflat n consol, se pornete de la faptul c deformaia total se compune din deformaia datorat solicitrii la ncovoiere i deformaia datorat sarcinilor transversale :f = fi + ff [cm], unde:fi -este deformaia datorat solicitrii la ncovoiere, n [cm];ff- deformaia datorat sarcinilor transversale, n [cm].Deformaia total a unui poanson se calculeaz cu relaiaft = k1 k2 f [cm], unde:k1, k2 sunt factori de calcul;f - deformaia calculat Factorul k1ia n considerare efectele presiunii materialului plastic din jurul poansoanelor, ca urmare a apariiei contrapresiunii, care se opune deformrii poansonului. Acest factor este o msur a raportului dintre presiunea efectiv i pierderea de presiune considerat .PcPkef1 unde:Pefeste presiunea efectiv, adic presiunea rmas ca urmare a existenei contrapresiunii pe partea opus poansonului;Pc - contrapresiunea de pe faa opus poansonului.Figura 8Pentru poansoane cu seciune dreptunghiular, factorul k1 se calculeaz cu relaia :Figura 91811]1

,_

+ 221212 1 1LLLL22 121 a a kunde:L1 este limea poansonului;L2 - nlimea poansonului.Factorii a1 i a2 se calculeaz cu relaiile:728 , 0 0,0407HL0,2873 ac1 ;8923 , 0 10 256543HL10 1,2923 a4 c 32 , unde:Lc este perimetrul seciunii poansonului, Lc=2 (L1 + L2) = 2 (4,5 + 5,4) = 19,8 cm; H - nlimea poansonului.221 11 1 22 2L L 45 45k a a 121 22 0, 728 0,8923 121 22 91, 72L L 54 54 1 1 _ _ 1 + + 1 ,11 , ] ]Factorul k2ia nconsiderare presiunea necesar pentruumplerea matriei. Presiunea de injectare, necesar pentru umplerea cuiburilor unei matrie printr-un canal cu seciune dreptunghiular, respect, n aceleai condiii de injectare (material, temperatur, viteza frontului de curgere),2s1p , unde:s este grosimea peretelui reperului.Presiuneadeinjectaresolicitdiferit poansonul, nfuncie degrosimea peretelui reperului. Diferenierea este luat n considerare cu ajutorul factorului k2 care se calculeaz cu relaia:cppk2 unde:p este presiunea real necesar umplerii matriei;pc - contrapresiunea de pe faa opus poansonului.Pentru calculul factorului k2, cercetrile experimentale au condus la obinerea relaiei3a2s L 8h V Ls1 39,1 56,9k ,_

+unde:s - este grosimea de perete a piesei injectate, n [mm];a - viscozitatea aparent, n [Nm/s];V- debitul de material, n [cm3/s];19L - limea de curgere a canalului, L = 2 (L1 + L2 + 2 s) = 21,4 cm pentru poansoane dreptunghiulare n [mm].3a3a24 , 0 4 , 21 84 , 7 1543 4 , 214 , 01 39,1 56,9s L 8h V Ls1 39,1 56,9k ,_

+

,_

+Cercetrileexperimentaleaufcut posibiltrasareaunor diagrame carepermit ssedeterminecuuurinncovoiereatotal nfunciede dimensiunea exterioar a poansonului pentru diferite lungimi ale poansonului i grosimii de perete ale reperului injectat. Din diagram, ft = 0,014. Figura 108.7. Dimensionarea i deformarea plcilor matrieiPlcilematrielordeinjectatsunt solicitatela ncovoiereiforfecare ca urmare a presiunii exercitate de materialul plastic asupra cuiburilor i a modului de rezemare.20Figura 111 platou mobil; 2, 8 plci de prindere; 3 bar distanier; 4 plac de sprijin; 5, 7 plci de formare; 6 poanson; 9 platou fixDup ce dimensionarea s-a facut constructiv, se determin deformarea plcii de sprijin (4) i a plcii deprindere(8) aflateindirect subaciuneapresiunii exercitateasuprapoansonului (6)i a plcilor de formare (5) i (7).Placa de sprijin (4) se consider ca fiind fixat rigid pe contur i ncrcat cu sarcin uniform distribuit. Sgeata produs ca urmare a deformrii se determin cu relaia:, unde:- pi = 1102,5 daN/cm2; 21- h = 10 cm;-s = 7,4 cm; - E = 2,1106 daN/cm2. 4 2 4 2( 4) 3 6 3 63 1, 33 3 1102, 5 10 1, 33 1102, 5 100, 035632 4 32 2,1 10 7, 4 4 2,1 10 7, 4i iplp h p hfE s E s + + mmPlaca de prindere (8), fixat pe platoul (9) prevzut cu alezaj de centrare, de diametru D, se considerafi oplacncastratpecontur i ncrcatcusarcinuniformdistribuit. nurma solicitrii de ncovoiere i forfecare, sgeata se determin cu relaia:, unde:o pi = 110,5 daN/cm2; o D = 5 cm; o s = 1 cm; o E = 2,1106 daN/cm2. mmValorile deformaiilor sunt acceptabile.CAP. 9 ALEGEREA SISTEMULUI DE RACIRE9.1. Alegerea sistemului de rcire pentru placa de formare i poansonDiametrul poansoanelor fiind relativ mic, doar placa de formare va fi prevzut cu sistem de rcire. Dimensionareaconstructivimpunecadiametrul canalelorderciresfied=11mmiar traseul canalelor s aib forma i dimensiunile din figura de mai jos.2290 90 90170Figura 129.2. Transferul de cldur ntre materialul plastic i matriCantitatea de cldur Q cedat de materialul plastic din cuibul matriei corpului matriei se determin cu relaia:Q = m (H2H1), unde: m = masa pieselor injectate, inclusiv reeaua de injectare se determin ca fiind, n care:o mp este masa unei piese, mp = 89,75 g;o L lungimea canalului de distribuie, L = 311 mm = 31,1 cm;o D diametrul canalului de distribuie, D = 6,5 mm = 0,65 cm; kg entalpia materialului plastic la intrarea n matri, H2, n [kcal/kg], se determin din nomograma variaiei entalpiei PVC n funcie de temperatur, avnd n vedere c 23temperatura materialului plastic la intrarea n matri este Ti = (260 290)C, H2 = 65 kcal/kg; entalpia materialului plastic la demulare, H1, n [kcal/kg], se determin din nomograma variaiei entalpiei PVC n funcie de temperatur, avnd n vedere c temperatura n matri, la demulare, este Tr = (80 110)C, H1 = 18 kcal/kg.Dup nlocuiri, Q = m (H2H1) = 0,55294 (65 - 18)= 25,99 kcal9.3. Transferul de cldur ntre matri i mediul de rcireTransferul termic de la matri la mediul de rcire se face prin convecie i se poate exprima cu relaia:QT = T ST (TpT TT), unde: T este coeficientul de transfer de cldur al mediului de rcire [W/m2K]; ST este suprafaa activ a canalelor de rcire [m2]; TpT este temperatura canalului de rcire la perete [K]; TT este temperatura mediului de rcire [K].Pentru calculul coeficientului de transfer de cldur al mediului de rcire, se va stabili mai nti natura regimului de curgere, calculndu-se numrul lui Reynolds cu ajutorul relaiei:22102600 0, 653600Re 3944, 91,19 10t ctw d unde: viteza medie de rcire wT = 2600 m/h > 2300 m/h; diametrul canalului de rcire dc = 0,65 cm; vscozitatea cinematic a apei utilizat ca mediu de rcire T = 1,1910-2 St.Deoarece Re = 3944,9 regimul de curgere este turbulent iar coeficientul de transfer de cldur al mediului de rcire se va determina cu relaia: ,unde: Testeconductibilitateatermicaapei utilizatcamediudercire, T=0,58 W/mK; dc = 6,510-3 m, diametrul canalului de rcire; criteriul lui Peclet se calculeaz cu relaia:Pe = Re Pr = 3944,9 15,42 = 60830,358 , n care:-Re = 3944,9 numrul lui Reynolds;- Pr numrul lui Prandl se determin ca fiind:2415,420,5810 1,19 75,2KCP2TT pr unde:- Cp , cldura specific a apei, Cp = 75,2 J/molK ;-T, viscozitatea cinematic a apei, T= 1,19 10-2 St;- KT, conductivitatea termic, KT = 0,58 J/msK.Dup nlocuiri, QT = T ST (TpT TT) = 13,824 103 0,0202 (303 333) = - 8387,04 cal = - 8,387 kcal, unde:-0,75 0,75 330, 580, 04 ( ) 0, 04 (60830, 358) 13,824 106, 5 10Tt ecPd W/(m2K), coeficientul de transfer de cldur al mediului de rcire;- ST suprafaa activ a canalelor de rcire se calculeaz n funcie de lungimea canalelor Lcr i diametrul acestora dc:Lcr = 4 180 + 3 90 = 990 mmST = Lcr dc = 990 6,5 = 0,0202 m2TpT = 300C = 303 K temperatura canalului de rcire la pereteTT = 600C = 333 K temperatura mediului de rcire9.4. Transferul de cldur n interiorul matrieiCantitatea de cldur QE, transferat de la matri la mediul nconjurtor (platourile mainii i aer) se determin cu relaia:4MsE R M 0TQ Q S e C100 _

,unde:- suprafaa liber a matriei n contact cu aerul nconjurtor, SM , se determin avnd n vedere c cele trei dimensiuni de gabarit ale matriei sunt , SM=2 (L l) + 2 (L H) + 2 (l H) = 356480 [mm2]= 0,356 [m2]- coeficientul de emisie, e = (6 7) 103m2,e = 6,5 103 m2;- constanta Stefan-Boltzman, C0 = 5,6697 W/m2K4;- temperatura la suprafaa matriei, TMs = 300C, TMs = 303 K.254 43 MsE R M 0T 303Q Q S e C 0, 356 6, 5 10 5, 6697 1,105Kcal100 100 _ _ , ,nlocuind valorile:Q + QE + QT = 25,99 8,387 1,105 = 16,515 kcal9.5. Determinarea timpului de rcire prin calculGrosimeaperetelui reperului injectat estes=4mm, astfel ncttimpulderciresepoate determina prin calcul folosind relaia:2rA st4 aunde:- coeficientul A, se alege din tabelul 9.4, A = 0,61, n funcie de raportul,0,2540 20030 70T TT TA 0M p, n care:- T0 , temperatura iniial de prelucrare a materialului plastic (figura 3.19 ), T0=2000C ;- TM , temperatura medie a matriei (figura 3.19) , TM=30oC ;- TP , temperatura maxim n mijlocul piesei injectate la aruncare, TP=70oC ;- TA , temperatura medie la aruncarea din matri a piesei injectate, TA=40oC,- s , grosimea peretelui piesei injectate [cm], s = 0,4 cm;- a , coeficient de difuzivitate termic (tabelul 9.5) , a=4,810-4 [s/cm] .2 2r 4A s 0, 61 0, 4t 50, 83s4 a 4 4, 8 10 CAP. 10 ALEGEREA SISTEMULUI DE ARUNCAREPentru a putea alege sistemul de aruncare se calculeaz fora de demulare. Deoarece piesa este deformparalelipipedicnchisacumiezdeaerisire(figura7.3,bdin[1]) foradedemularese determin cu relaia :( )p h h 1h h b 2l a 8 C k100% CE F2 12 1V1D +1]1

+ ,_

n care :- termenul (kC) se elimin ;26- contracia liniar, C1 = 0,3%;- coeficientul de frecare dintre material i miez, = 0,1;- modulul de elasticitate al materialului plastic la temperatura de demulare,E = 23 103 daN/cm2 (tabelul 2.7);- grosimea peretelui, a = 0,5 cm ;- lungimea piesei, l = 7,4 cm ;- depresiunea din matrita, pmax = 100 daN/cm2;( )3D2 0, 2 3, 7 4, 60, 3F 0,1 23 10 8 0, 5 7, 4 3, 7 4, 6 100 1688, 9kN100 1 0,1 +1 _ + 1 , ]o FD < F2 fora de deschidere a mainii (4500 kN)Se alege un sistem de aruncare cu plac dezbrctoare. Tija arunctoare (11) este acionat de tamponul mainii deinjectarei prinintermediul plcilor (7) i (8) determindeplasareatijelor intermediare(12). Acestea acioneaz placadezbrctoare(2) carevinencontact cusuprafaa frontal a piesei pe care o extrage de pe poansonul (3) n timpul cursei de aruncare. Coloanele (13) i bucele de ghidare (14)ghideaz placa dezbrctoare n timpul cursei de aruncare i retragere.La nchiderea matriei, placa dezbrctoare este readus n poziia iniial datorit contactului cu partea fix a matriei de injectat.27Figura 13. Sistem de aruncare cu plac dezbrctoare:a, b - poziii de aruncare; 1 - buc de ghidare 2 - plac dezbrctoare; 3 - poanson; 4 - plac intermediar; 5 - plac; 6 - plac mobil; 7 - plac fixare tije eliminatoare; 8 - plac fixare tij arunctoare; 9 - urub; 10 - buc; 11 - tij arunctoare; 12 - tij intermediar; 13 - coloan de ghidare; 14 - element de reinere; 15 - buc de ghidare; 16 - piese.CAP. 11 ALEGEREA SISTEMULUI DE CENTRARE SI CONDUCEREPentrucentrareapriifixeiaceleimobileamatriein raport cu platoul fix i mobil al mainii de injectat se aleg soluiile c`onstructive prezentate n figurile 14 i 15 .Pentru centrarea i ghidarea plcilor matriei de injectat se folosesc tifturi cilindrice i coloane de ghidare. Soluia constructiv aleas este prezentat n figura 16.28Fig. 14 Centrarea matriei n partea fix: Fig. 15 Centrarea matriei n partea mobil:1 - platoul fix al matriei; 2 - inel de centrare; 1 - platoul mobil al matriei; 2 - buc de 3- plac de prindere a matriei.ghidarere; 3 - tij arunctoare; 4 - urub.Pentru centrarea i ghidarea plcilor matriei de injectat se folosesc tifturi cilindrice i coloane de ghidare. Soluia constructiv aleas este prezentat n figura 16.29Figura 16. Soluie constructiv de centrare1 - tift de centrare; 2 - buc de ghidare; 3 - plac de formare; 4 - plac de formare; 5 - coloan de ghidare; 6 - urub de prindere; A - partea fix a matriei; B - partea mobil a matriei.Plasarea sistemului de ghidare se face pe diagonala matriei. n figura 17 se prezint poziia tifturilor de centrare i a uruburilor de prindere.Figura 17CAP. 12 SCHITA MATRITEI3012.1. Descriere i funcionareMatria de injectat reperul cutie, care cuprinde majoritatea elementelor componente ntlnite la construcia matrielor de injectat, este o matri complex, cu 6 cuiburi, cu sistem de injectare cu canale de distribuie i cu sistem de rcire.Matria are dou plane de separaie, (I-I) i (II-II). Dup injectare, matria se deschide n planul de separaie(I-I). ntimpul acestei faze, datoritcontraciei pemiezul (6), produsul esteextrasdin locaul de formare (2). Concomitent, elementul de reinere (18) extrage culeea din duza (24). Desprinderea produsului de pe miezul (6) are loc n timpul deschiderii matriei n planului de separaie (II-II)iesteefectuatdeplacaextractoare (5),n urma tamponriitijei centrale (14) nopritorul mainei de injectat. Legtura ntre tija central (14) i placa extractoare (5) se face prin intermediul plcilor (10) i (11) i atijelor intermediare(15). Miezul (6) estefixat ntreplcile(19) i (7). Deschiderea matriei n planul de separaie (II-II) poate fi reglat prin modificarea poziiei surubului tampon de la opritorul mainei de injectat.31Figura 1832CAP. 13 ALEGEREA MATERIALELOR FOLOSITE LA CONFECTIONAREA REPERELOR CARE COMPUN MATRITAOelurile utilizate la confecionarea elementelor matrielor de injectat trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:- prelucrabilitate bun;- calitate bun a suprafeei;- tratamente termine simple;- deformaii reduse.n tabelul 4 sunt prezentate materialele din care sunt confecionate elementele constructive ale matriei din figura 18.Tabelul 4Poz. Denumirea elementului matriei Material STAS1 Plac de prindere fix OL 60 500/2 862 Loca de formareOLC15 880 863 Plac de formareOSC8 1700 864 Plac intermediar IOLC45 880 865 Plac eliminatoareOLC45 880 866 PoansonOSC8 1700 867 Plac intermediar IIOL60 500/2 868 Plac intermediar IIIOL60 500/2 869 Plac de prindere mobilOL60 500/2 8610 Plac port arunctoareOLC45 880 8612 Plac arunctoareOLC45 880 8612 urub M5x10GR.6.8. -13 Buc de centrareOSC8 1700 8614 Tij centralOLC45 880 8615 Tij extractoareOLC45 880 8616 Coloan de ghidareOLC15 880 8617 urub M10x25GR.6.8 -18 Tij de reinereOLC45 880 8619 Plac intermediar IVOL60 500/2 8620 Buc de ghidareOSC8 1700 8621 urub M10x40GR.6.8 -22 Buc de ghidareOSC8 1700 8623 urub M6x12GR.6.8 -24 DuzOSC8 1700 8625 Inel de centrareOLC45 880 8626 Buc de ghidareOSC8 1700 8633Bibliografie1. Agassant, E. B. - La mise en forme de matieres plastiques. Technique et documentation, Paris, 1989.2. Fetecu, C.,2007,Injectareamaterialelor plastice. Editiaadoua.EdituraDidactica si Pedagogica R. A. Bucureti, 518 pag., ISBN 978-973-30-1971-8.3. Fetecu, C.,Lacatus, M., 2004,Asigurarea calitatii reperelor obtinute prin injectarea maselor plastice. Editura Fundatiei Universitatii Dunrea de Jos din Galai, 75 pag., ISBN 973-627-114-5.4. Fetecu, C.,2001,Tehnologii de fabricatie a ambalajelor.Editura OIDICM, Bucureti, 317 pag., ISBN 973-8001-25-0.5. .Fetecu, C.,Stan, F., Frumusanu, G., Cernega, O., 1999,Masini si utilaje pentru prelucrarea maselor plastice. Editura OIDICM, Bucureti, 227 pag., ISBN 973-9187-75-7.6. ere I. 1999, Matrie de injectat. Editura Imprimeriei de Vest, Oradea, 1999.7. ere I. 2001,Materiale termoplaste pentru injectare. Tehnologie. ncercri. Editura Imprimeriei de Vest, Oradea, 2001.8. ere, I. 1996,Injectarea materialelor termoplastice. Editura Imprimeriei de Vest, Oradea, 1996.9.ere, I. 1998, Matrie de injectat n exemple. Editura imprimeriei de Vest, Oradea, 1998.34