Lực kẹp là rất quan trọng để sản xuất các sản phẩm đúc chất lượng cao. Nhưng bao nhiêu lực là đủ? Trong Đúc phun, lực kẹp chính xác đảm bảo khuôn vẫn đóng trong quá trình, ngăn ngừa các khiếm khuyết như flash hoặc thiệt hại. Trong bài đăng này, bạn sẽ học được vai trò của lực kẹp, cách nó ảnh hưởng đến sản xuất và các phương pháp để tính toán nó một cách chính xác cho kết quả tốt nhất.
Lực kẹp trong đúc phun là gì?
Lực kẹp là sức mạnh giữ cho nấm mốc với nhau trong quá trình tiêm. Nó giống như một tay cầm Vise khổng lồ, giữ mọi thứ tại chỗ.
Lực này đến từ hệ thống thủy lực của máy hoặc động cơ điện. Họ đẩy các nửa mốc cùng với sức mạnh đáng kinh ngạc.
Nói một cách đơn giản, lực kẹp là áp lực áp dụng để giữ khuôn đóng lại. Nó được đo bằng tấn hoặc tấn.
Hãy nghĩ về nó như sức mạnh cơ bắp của máy. Kẹp càng mạnh, áp lực nó có thể xử lý càng nhiều.
Vai trò của lực kẹp trong quá trình ép phun
Đơn vị kẹp là một thành phần quan trọng của máy ép phun. Nó bao gồm một Platen cố định và một Platen di chuyển, giữ hai nửa của khuôn. Cơ chế kẹp, thường là thủy lực hoặc điện, tạo ra lực cần thiết để giữ cho khuôn đóng trong quá trình tiêm.
Đây là cách áp dụng lực kẹp trong chu kỳ đúc điển hình:
Khuôn đóng lại, và bộ kẹp áp dụng một lực kẹp ban đầu để giữ các nửa khuôn lại với nhau.
Bộ phận phun tan chảy nhựa và tiêm nó vào khoang khuôn dưới áp suất cao.
Khi nhựa nóng chảy lấp đầy khoang, nó tạo ra một áp suất phản lực cố gắng đẩy các nửa khuôn ra xa nhau.
Bộ phận kẹp duy trì lực kẹp để chống lại áp suất này và giữ cho khuôn đóng lại.
Khi nhựa làm mát và củng cố, bộ kẹp mở khuôn và phần bị đẩy ra.
Không có lực kẹp thích hợp, các bộ phận có thể có khuyết điểm như:
Tầm quan trọng của việc duy trì lực kẹp đúng
Việc có được lực kẹp đúng là rất quan trọng cho chất lượng và hiệu quả,
Lực kẹp đúng đảm bảo:
Các bộ phận chất lượng cao
Cuộc sống nấm mốc lâu hơn
Sử dụng năng lượng hiệu quả
Thời gian chu kỳ nhanh hơn
Giảm chất thải vật liệu
Các yếu tố ảnh hưởng đến lực kẹp trong ép phun
Một số yếu tố chính xác định lực kẹp cần thiết trong việc ép phun, đảm bảo khuôn vẫn đóng trong quá trình và ngăn ngừa các khiếm khuyết. Những yếu tố này bao gồm khu vực dự kiến, áp lực khoang, tính chất vật liệu, thiết kế khuôn và điều kiện xử lý.
Khu vực dự kiến và tác động của nó đối với lực kẹp
Định nghĩa của khu vực dự kiến :
Khu vực dự kiến đề cập đến bề mặt lớn nhất của phần đúc, như nhìn từ hướng kẹp. Nó đại diện cho sự tiếp xúc của bộ phận với các lực bên trong được tạo ra bởi nhựa nóng chảy trong quá trình tiêm.
Cách xác định diện tích dự kiến :
Đối với các phần vuông, hãy tính diện tích bằng cách nhân chiều dài với chiều rộng. Đối với các bộ phận tròn, hãy sử dụng công thức:
Tổng diện tích dự kiến tăng theo số lượng khoang trong khuôn.
Mối quan hệ giữa khu vực dự kiến và lực kẹp :
một khu vực dự kiến lớn hơn đòi hỏi nhiều lực kẹp hơn để ngăn chặn khuôn mở trong quá trình tiêm. Điều này là do một diện tích bề mặt lớn hơn dẫn đến áp lực bên trong lớn hơn.
Ví dụ :
Độ dày thành phần : tường mỏng làm tăng áp suất bên trong, đòi hỏi lực kẹp cao hơn để giữ khuôn đóng lại.
Tỷ lệ chiều dài dòng chảy trên dòng chảy : Tỷ lệ càng cao, áp suất càng tăng bên trong khoang, làm tăng nhu cầu kẹp lực.
Áp lực khoang và ảnh hưởng của nó đối với lực kẹp
Định nghĩa của áp suất khoang :
Áp lực khoang là áp suất bên trong do nhựa nóng chảy khi nó lấp đầy khuôn. Nó phụ thuộc vào tính chất vật liệu, tốc độ phun và hình học một phần.
Mối quan hệ giữa độ dày của bức tường áp suất khoang và tỷ lệ đường dẫn đến độ dày
Các yếu tố ảnh hưởng đến áp lực khoang :
Độ dày thành : Các bộ phận thành mỏng dẫn đến áp suất khoang cao hơn, trong khi các bức tường dày hơn làm giảm áp lực.
Tốc độ tiêm : Tốc độ tiêm nhanh hơn dẫn đến áp suất khoang cao hơn bên trong khuôn.
Độ nhớt vật liệu : Nhựa có độ nhớt cao hơn tạo ra nhiều điện trở hơn, làm tăng áp suất.
Làm thế nào áp lực khoang ảnh hưởng đến các yêu cầu của lực kẹp :
Khi áp suất khoang tăng lên, cần nhiều lực kẹp để ngăn chặn khuôn mở. Nếu lực kẹp quá thấp, việc tách khuôn có thể xảy ra, dẫn đến các khiếm khuyết như flash. Tính toán đúng áp suất khoang giúp xác định lực kẹp thích hợp.
Thuộc tính vật chất và thiết kế khuôn
Tính chất vật chất :
Độ nhớt : Nhựa có độ nhớt cao ít dễ dàng hơn, đòi hỏi nhiều lực hơn.
Mật độ : Vật liệu dày đặc hơn cần áp suất cao hơn để lấp đầy khuôn đúng cách.
Các yếu tố thiết kế khuôn :
Tốc độ và nhiệt độ tiêm
Cả tốc độ phun và nhiệt độ khuôn ảnh hưởng đến cách chảy và đông cứng. Tốc độ phun nhanh hơn và nhiệt độ nấm mốc thấp hơn thường làm tăng áp suất khoang bên trong, do đó đòi hỏi nhiều lực kẹp để giữ cho khuôn đóng trong quá trình.
Cách tính toán lực kẹp trong ép phun
Tính toán lực kẹp không phải là khoa học tên lửa, nhưng nó rất quan trọng để đúc thành công. Hãy khám phá các phương pháp khác nhau, từ cơ bản đến nâng cao.
1. Công thức cơ bản
Phương trình cơ bản cho lực kẹp là:
Kẹp lực = diện tích dự kiến × áp suất khoang
Giải thích về các thành phần:
Nhân những thứ này, và bạn đã có lực kẹp ước tính của mình.
2. Công thức thực nghiệm
Đôi khi, ước tính nhanh là cần thiết. Đó là nơi các phương pháp thực nghiệm có ích.
Phương pháp KP
Lực kẹp (T) = KP × Vùng dự kiến (CM⊃2;)
Giá trị KP thay đổi theo tài liệu:
PE/PP: 0,32
ABS: 0,30-0,48
PA/POM: 0,64-0,72
350 BAR Phương pháp
Kẹp Lực (T) = (Khu vực dự kiến 350 × (CM⊃2;)) / 1000
Phương pháp này giả định áp suất khoang tiêu chuẩn là 350 bar.
Ưu và nhược điểm của các phương pháp thực nghiệm
Ưu điểm:
Nhược điểm:
3. Phương pháp tính toán nâng cao
Để tính toán chính xác hơn, hãy xem xét các đặc điểm vật liệu và điều kiện xử lý.
Đặc dòng
| dẻo | nhiệt | điểm |
| 1 | GPPS, HIPS, LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE, PP, PP-EPDM | × 1.0 |
| 2 | PA6, PA66, PA11/12, PBT, PETP | × 1.30 ～ 1.35 |
| 3 | CA, CAB, CAP, CP, EVA, PUR/TPU, PPVC | × 1,35 1,45 |
| 4 | ABS, ASA, SAN, MBS, POM, BDS, PPS, PPO-M | × 1,45 ～ 1,55 |
| 5 | PMMA, PC/ABS, PC/PBT | × 1,55 1,70 |
| 6 | PC, PEI, UPVC, Peek, PSU | × 1.70 ～ 1.90 |
Bảng hệ số dòng chảy của vật liệu nhựa nhiệt dẻo thông thường
Quá trình tính toán từng bước
Xác định khu vực dự kiến
Tính áp suất khoang bằng tỷ lệ độ dài dòng chảy trên dòng chảy
Áp dụng hằng số nhân nhóm vật liệu không đổi
Biêu diện tích theo áp suất điều chỉnh
Ví dụ: Đối với một phần PC với 380cm² diện tích và áp suất cơ sở 160 thanh:
lực kẹp = 380cm² × (160 bar × 1.9) = 115,5 tấn
4. Tính toán phần mềm CAE
Đối với các phần phức tạp hoặc nhu cầu có độ chính xác cao, phần mềm CAE là vô giá.
Giới thiệu về moldflow và phần mềm tương tự
Các chương trình này mô phỏng quá trình đúc phun. Họ dự đoán áp lực khoang và lực kẹp với độ chính xác cao.
Lợi ích của việc sử dụng CAE
Tài khoản cho hình học phức tạp
Xem xét tính chất vật liệu và điều kiện xử lý
Cung cấp bản đồ phân phối áp lực trực quan
Giúp tối ưu hóa các thông số thiết kế và xử lý khuôn
Ví dụ: Tính toán lực kẹp cho giá đỡ đèn polycarbonate
Hãy đi sâu vào một ví dụ trong thế giới thực. Chúng ta sẽ tính toán lực kẹp cho giá đỡ đèn polycarbonate.
Hiểu ví dụ
Người giữ đèn của chúng tôi có các thông số kỹ thuật này:
Đường kính ngoài: 220mm
Độ dày tường: 1.9-2.1mm
Vật liệu: polycarbonate (PC)
Thiết kế: Cổng trung tâm hình pin
Đường dẫn dài nhất: 200mm
Polycarbonate được biết đến với độ nhớt cao. Điều này có nghĩa là nó sẽ cần nhiều áp lực hơn để lấp đầy khuôn.
Tính toán từng bước
Hãy phá vỡ quá trình:
Tính toán độ dài dòng chảy với độ dày tường:
tỷ lệ = đường dẫn dòng dài nhất / tường mỏng nhất = 200mm / 1,9mm = 105: 1
Xác định áp suất khoang cơ sở:
Điều chỉnh các thuộc tính vật liệu:
Tính diện tích dự kiến:
khu vực = π * (đường kính/2) 2; = 3.14 * (22/2) ⊃2; = 380 cm²
Tính toán lực kẹp:
lực = áp suất * diện tích = 304 bar * 380 cm² = 115,520 kg = 115,5 tấn
Điều chỉnh cho sự an toàn và hiệu quả
Để an toàn, chúng tôi làm tròn lên kích thước máy có sẵn tiếp theo. Một máy 120 tấn sẽ phù hợp.
Hãy xem xét các yếu tố này cho hiệu quả:
Bắt đầu với 115,5 tấn và điều chỉnh dựa trên chất lượng bộ phận
Theo dõi đèn flash hoặc ảnh ngắn
Giảm dần lực nếu có thể mà không ảnh hưởng đến chất lượng
Lựa chọn máy ép phun và khớp lực kẹp
Chọn máy ép phun đúng là rất quan trọng để thành công. Đó không chỉ là về việc kẹp mạnh lực - một số yếu tố phát huy tác dụng.
Mối quan hệ giữa lực kẹp và thông số máy
Lực kẹp không bị cô lập. Nó gắn chặt với các thông số kỹ thuật của máy khác:
Khả năng tiêm:
Kích thước vít:
Mở khuôn đột quỵ:
Khoảng cách thanh buộc:
Phạm vi tham chiếu cho các sản phẩm nhựa phổ biến
Kẹp lực cần rất khác nhau. Đây là hướng dẫn chung:
| sản phẩm | Vật liệu | Khu vực dự kiến (CM⊃2;) | Lực kẹp bắt buộc (tấn) |
| Các thùng chứa tường mỏng | Polypropylen (PP) | 500 cm² | 150-200 tấn |
| Thành phần ô tô | Abs | 1.000 cm² | 300-350 tấn |
| Vỏ điện tử | Polycarbonate (PC) | 700 cm² | 200-250 tấn |
| Mũ chai | Hdpe | 300 cm² | 90-120 tấn |
Bảng trên cung cấp một hướng dẫn sơ bộ cho các loại sản phẩm phù hợp với lực kẹp cần thiết. Những số liệu này có thể thay đổi tùy thuộc vào độ phức tạp một phần, tính chất vật liệu và thiết kế khuôn.
Hậu quả của lực kẹp không chính xác
Bắt lực kẹp đúng là rất quan trọng trong việc ép phun. Quá ít hoặc quá nhiều có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng. Hãy khám phá các vấn đề tiềm ẩn.
Không đủ lực kẹp
Khi bạn không áp dụng đủ lực, một số vấn đề có thể xảy ra:
Sự hình thành flash
Vật liệu dư thừa thấm ra giữa các nửa khuôn
Tạo ra các phần nhô ra mỏng, không mong muốn trên các bộ phận
Yêu cầu cắt giảm thêm, tăng chi phí sản xuất
Chất lượng phần kém
Không chính xác về chiều do tách nấm mốc
Làm đầy không đầy đủ, đặc biệt là trong các phần tường mỏng
Trọng lượng một phần không nhất quán trên các hoạt động sản xuất
Thiệt hại khuôn
Lực kẹp quá mức
Áp dụng quá nhiều lực lượng cũng không phải là câu trả lời. Nó có thể gây ra:
Máy mặc
Căng thẳng không cần thiết đối với các thành phần thủy lực
Sự hao mòn tăng tốc của thanh cà vạt và platens
Tuổi thọ của máy rút ngắn
Chất thải năng lượng
Thiệt hại khuôn
Khó khăn trong việc giải phóng áp suất khoang
Tầm quan trọng của việc duy trì lực kẹp tối ưu
Cân bằng lực kẹp là chìa khóa để đúc thành công. Đây là lý do tại sao nó quan trọng:
Chất lượng phần nhất quán
Đời sống thiết bị mở rộng
Hiệu quả năng lượng
Thời gian chu kỳ nhanh hơn
Giảm tỷ lệ phế liệu
Hãy nhớ rằng, lực tối ưu không tĩnh. Nó có thể cần điều chỉnh dựa trên:
Giám sát thường xuyên và tinh chỉnh lực kẹp là rất cần thiết để duy trì sản xuất chất lượng cao, hiệu quả.
Thực tiễn tốt nhất để đảm bảo lực kẹp tối ưu
Đạt được lực kẹp hoàn hảo không phải là một nhiệm vụ một lần. Nó đòi hỏi sự chú ý và điều chỉnh liên tục. Hãy khám phá một số thực tiễn tốt nhất để giữ cho quá trình ép phun của bạn hoạt động trơn tru.
Cân nhắc thiết kế khuôn thích hợp
Thiết kế khuôn tốt là rất quan trọng cho lực kẹp tối ưu:
Sử dụng các hệ thống chạy cân bằng để phân phối áp lực đều
Thực hiện thông gió thích hợp để giảm không khí bị mắc kẹt và tăng áp lực
Xem xét một phần hình học để giảm thiểu khu vực dự kiến nếu có thể
Thiết kế với độ dày tường đồng đều để thúc đẩy phân phối áp suất
Lựa chọn vật chất và tác động của nó
Các vật liệu khác nhau đòi hỏi các lực kẹp khác nhau:
| vật liệu cần thiết | Lực kẹp tương đối |
| PE, trang | Thấp |
| Abs, ps | Trung bình |
| PC, Pom | Cao |
Chọn vật liệu một cách khôn ngoan. Xem xét cả yêu cầu bộ phận và xử lý dễ dàng.
Bảo trì và Hiệu chỉnh máy
Bảo trì thường xuyên đảm bảo lực kẹp chính xác:
Kiểm tra hệ thống thủy lực để rò rỉ hoặc hao mòn
Hiệu chỉnh cảm biến áp suất hàng năm
Kiểm tra các thanh cà vạt để biết các dấu hiệu căng thẳng hoặc sai lệch
Giữ cho Platens sạch sẽ và được bôi trơn tốt
Giám sát và điều chỉnh trong quá trình sản xuất
Kẹp lực không được thiết lập và trước. Giám sát các chỉ số sau:
Một phần trọng lượng nhất quán
Flash xảy ra
Ảnh ngắn hoặc điền không đầy đủ
Lực lượng phóng ra cần thiết
Điều chỉnh lực nếu bạn nhận thấy các vấn đề. Những thay đổi nhỏ có thể tạo ra sự khác biệt lớn.
Các chỉ số định lượng và phương pháp kiểm soát
Sử dụng dữ liệu để tinh chỉnh quy trình của bạn:
Thiết lập một lực kẹp cơ sở
Điều chỉnh tăng 5-10% dựa trên chất lượng bộ phận
Ghi lại kết quả cho mỗi điều chỉnh
Tạo một lực tương quan cơ sở dữ liệu với chất lượng bộ phận
Sử dụng dữ liệu này để thiết lập và khắc phục sự cố trong tương lai
Biểu đồ điều khiển ví dụ:
| Kẹp lực (%) | Flash | Shot Shot | Shot |
| 90 | Không có | Một vài | ± 0,5% |
| 95 | Không có | Không có | ± 0,2% |
| 100 | Nhẹ | Không có | ± 0,1% |
Tìm điểm ngọt ngào nơi tất cả các chỉ số chất lượng là tối ưu.
Phần kết luận
Hiểu và tính toán lực kẹp là rất cần thiết để ép phun thành công. Nó đảm bảo chất lượng một phần, ngăn ngừa khuyết điểm và kéo dài tuổi thọ nấm mốc. Các bước tiến chính bao gồm vai trò của khu vực dự kiến, tính chất vật liệu và các tham số xử lý trong việc xác định lực kẹp chính xác. Áp dụng kiến thức này trong các dự án của bạn để đạt được kết quả tốt hơn và tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.
