大型容器注射模具的壁厚计算

来源：塑胶五金网发布时间：2014-06-13 09:34:36点击率：

　　小型拄射棋具的壁厚道常是根据经验确定的。因为小型注射棋具在模板中经常嵌有淬硬的镶件，模板注射压力的作用而弯曲或破裂的现象很少发生。然而，对于大型模具来说，情况就大不相同了.一方乱应尽可韶节约使用钢材，因为每一个零件尺寸不必要的加大，就会使模具价格提高。另一方面，关于深型腔容器的注射模具0Z壁承受压力的感性知识址难以获得的。因此，下面讨论了叮用于计算所需壁厚的数学方法。这个例子使用的是底为50×12cm和高为40cm的1个箱形容器，例如：蓄电池的外壳。

　　型腔内的压力

　　一般可以假定在克模完成后，型腔内的平均压力约400bar。注射压力通常是相当高的，但是因为型腔内的流动阻力，在物抖流程末端的压力比浇口处的压力要低得多.然而，由于对于1个具有一定温度的模具和熔料温度是高的情况来说，其型腔压力梯度比在正常生产条件下的压力梯度要小得多，但即使在这样的负荷下，也不允许模具型腔壁变形，因此，为了安全，必须假定型腔内压为400bar。

　　模具合模力

　　大部分注射成型的塑件，在机器开模方向的塑件高度，相对于塑井底面积是较小的，对于这样的塑件，模具侧面壁厚的尺寸不是重要的。型腔内压主要作用在模具台模力的方向上。合模力必须大于塑件的底面积乘型腔内压，型腔内压在此为4OObar。被成型的容器的底面积为50x12=²~。如果要使塑件不溢料，模具台恢机构至少必提600 x 100 X 10 = 2400000N =2.4MN的合模力。

　　成型容器底面的模具底板尺寸

　　对戊型容器底面的模具底扳厚度，要求不是很高的，因为在机29定做板上的孔是比较小的，作用出底板面积上的力能由定模桓吸收，面机器定模板通常是很厚的.但是，模具固定板不应太簿，因为它通常设有冷却水的通道，固定板的强度固此面削弱了。在此，假定成型容器的型腔是用钢材制成整体式的.不过，考虑到加工深度为40cm的型腔时的困难，型腔设朽1个单独的底扳，则比较实用一些。计算型腔中侧百积大的侧壁厚度当型腔充满熔料时，每个尺寸为50x 40cm的大的侧壁.所承受的型腔压力为5Ox 4000=8MN，这个数据已经表明，如果承受这一注射压力时.不允许侧壁变形超过要求，则侧壁必须很厚。假设成型容器的型腔加工成整体式，对于封闭式的侧壁来说，其大负荷将发生在模板的开口端。田1 2为模具的垂剖削面和水平削面：a是型芯，b是脱模板和c是所旧的型跤，即加工戊整体式的成型窖器的型膻(型腔和型芯之间起定位作用的导柱没有画出.对于如图1.3所示的模具.动，定模之间的定位不用导柱是更可取的。

　　为了计算壁厚，没想在型腔开口端截取宽为1cm的长条。那么.在50cm的长度上，作JU在宽为Icm的氏条上的力为50X 1 X 4000N’0.2MN。即使考虑型腔使片，合金钢，弯应力OI也不应超过200N/mm’仍留有足够的安全系数，可以便用下列公式进行计算，

　　fgsgdfgd

　　式中W--截面模数，cm³

　　I--惯性矩，cm

　　B--宽度，cm

　　h--高度(壁厚)，cm

　　侧壁承受弯应力。为了计算载荷，假设侧壁为固端(fixed end)梁。那么可应用下列公式：

　　dsfasdfasdfasd

　　图005b

　　式中　f-- 大挠度，mm

　　P--总的载荷，N

　　l--承受载荷的断面长度，cm

　　E--弹性模量=210000N/mm²

　　当载荷P=200000N时，截面模数W计算如：W=200000*50/12*200000=41.5cm³

　　由此计算得到所需要的壁厚h为根号下41.5*6=15.8cm。因此壁厚应该是6cm。在这临界点(壁厚16cm)承受载荷时的大挠度，仍然必须进行校核。

　　对于厚度为16cm和宽度为1cm的侧壁来说，其惯性矩I为：

　　I=16cm³/12=341cm4

　　挠度为：f=10*200000*50³/384*210000*341=0.09mm

　　因此塑件中心的壁厚将比边缘的几乎增厚0.1mm。

　　计算型腔中侧面积窄的侧壁厚度

　　当容器的侧面积是其中比较窄的一侧时，不需要计算挠度。对于宽为lcm的长条来说，其拉应力为：

　　αz=200000/2h×1

　　假设许用拉应力为200N/mm2，壁厚度h=5cm

　　计算浅容器的恻壁厚度

　　如果被成型容器的深度相对于其侧面积来讲，是很小的(参看图L 3)，那末通过在型腔c开口端四周以一定的斜度嵌入脱模板b，可盟得到较好的负荷状态，并且因此侧壁可以较薄。对于大的侧壁来说，就是一端固定另一端简支的粱的负荷状态。在型腔宽度为50cra的侧壁上，截取长20cm、宽lcm的长条的计算结果如下:

　　W=P×l/8×αb=20×400×20/8×2000=10cm³

　　对于窄的侧壁来说，其横断面上的应力在这种情况下是和大的侧壁一样的。其所需要的壁厚也是7.7cra。

　　不管怎样，由于脱模板吸收了型腔开口端侧壁所受的力，使壁厚可以大大减薄，并因此而节省了材料，现在将对高力40cra的容器的型腔侧壁进行计算。为了便于计算，可以假设载荷情况和浅容器是一样的，即为一端固定另一端简支的梁的负荷状态。而梁的长度应是40cm。

　　W=P×l/8×αb=40×400×40/8×2000=10cm³

　　与前面计算大的侧壁所得的15.8cra壁厚相比，对于这种深型腔，用脱模板来吸收注射压力并没提供多大好处。尽管如此，对于大型箱形容器采用锥面定位将优于导柱定位，因为比较大的支承面积更有利于确保阻止型芯的侧向位移。

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