Studiul prelucrării prin injectare a reperului Telecomandă și proiectarea matriței necesare. [309068]

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE

TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI

PROIECT DE DIPLOMĂ

Studiul prelucrării prin injectare a reperului „Telecomandă” și proiectarea matriței necesare.

Coordonator: Absolvent:

S.l. dr.ing. [anonimizat]

2018

Rezumat

Lucrarea este alcatuită din două părți, o parte de cercetare si una tehnică. Partea de cercetare are titlul „Studiul prelucrării prin injectare a reperului „Telecomandă” și proiectarea matriței necesare”. Partea tehnică este intitulată „Proiectarea tehnologiei de execuție și a SDV-urilor aferente reperului Flanșă”.

I. [anonimizat] a informațiilor prin realizarea ansamblului „Telecomanda” cât și a matriței de injectare pentru una din componentele reperului. Aceasta parte este împărțită în 5 capitole :

– În capitolul 1 sunt prezentate proprietățile fundamentale ale maselor plastice cât și metode de evitare a defectelor ce pot să apară pe parcursul injectării.

– Capitolul 2 cuprinde principiile de proiectare a pieselor din material plastic și rezolvări constructive pentru prevenirea defectelor.

– În capitolul 3 sunt enumerați și explicați pașii de proiectare a matrițelor de injectat. În acest capitol se prezintă diferite tipuri constructive de matrițe.

– În capitolul 4 se prezintă realizarea ansamblului „Telecomanda + 3 butoane”. Acesta cuprinde un proiect ce parcurge tot drumul de la stadiul de cerință de client până în faza de comandare a matrițelor utilizate la realizarea componentelor acestuia.

– În ultimul capitol este realizată matrița utilizată la injectarea reperului „Telecomanda”. [anonimizat] a matriței în 3D Catia , dar și principiul de funcționare al acesteia.

II. Partea tehnică conține:

Proiectarea tehnologiei de execuție a reperului „Flanșă” , ce cuprinde 6 operații;

Operațiile 7 de Frezare și operația 8 de burghiere s-a realizat în 2 variante;

[anonimizat] : calibru tampon “T-NT„ pentru op. 7;

[anonimizat], piesei de executat (Flanșă) , desenului de ansamblu ”Telecomandă” și desenului de ansamblu pentru Matrița de injectat;

[anonimizat]. The research part is entitled “Study of processing by injection of the part “Remote” and designing the required mold.” The technical part is entitled “Designing technology of the SDV execution and the part related “Flange”.

I. [anonimizat] “Remote” and the injection mold for one of its components. This part is divided into five chapters as follows :

– The first chapter contains fundamental proprieties about plastic parts and also methods to avoid defects that show up in the injection process;

– The second chapter includes rules of designing plastic parts and constructive solutions to prevent defects;

– In chapter 3 the steps for designing a mold are explained and summarised. Furthermore, the chapter consists of different types of molds.

– Chapter 4 [anonimizat] stages for the part „Remote”. This contains a project that follows the road from the initial stage of requirements until the last phase of ordering the mold used for the part.

– Last but not least , in the chapter 5 the mold designed is used for the injection of the „Remote”. Moreover, the chapter will contain the neccesary calculations and the efective design of the mold in Catia 3D, and also the functional principles.

II.The technical part contains:

Designing the tehnological execution of the part „Flange” that contains 6 operations;

The 7’th operation of milling and operation 8 of drilling have 2 variants;

From the SDV category were designed : buffer size “T-NT„ for operation 7;

The corresponding drawings film contains graphic technology, buffer size, machined piece (Flange) , assembly drawing for „Remote”, assembly drawing for injection mold;

1.Partea de cercetare

”Studiul prelucrării prin injectare a reperului ”Telecomandă„ și proiectarea matriței necesare„

1.1 Industria Automotive; Generalități

În automobilele moderne, majoritatea componentelor interioare sunt din plastic, aproximativ jumătate din piesele fabricate sunt din polimeri. Componentele exterioare ( spoilere, barele de protecție, luminile etc) reprezintă ¼ din materiale plastice.

Elemente structurale obținute din poliamide stabilizate la cald se folosesc de foarte multi ani pentru compartimentarea motorului. Utilizarea materialelor din polimeri aduc o reducere substanțiala de greutate si costuri ( Tabel 1)

Tabel 1

2. Tehnologia prelucrării materialelor plastice

2.1 Tipuri de materiale plastice

Termenul „Plastic” include materiale compuse din elemente variate cum ar fi carbonul , hidrogenul , oxigenul , nitrogenul , clor si sulf . Plasticele în generale au o greutate moleculara înaltă, însemnând că fiecare molecula poate sa aibă mii de atomi legați împreună. Materialele naturale ca lemnul și rășina sunt compuse asemenea din molecule cu greutate înaltă. Materialele plastice sintetice sunt de multe ori proiectate să imite proprietățile materialelor naturale. Plasticele, numite și polimeri, sunt produse prin conversia materialelor naturale sau prin sintetizarea substanțelor chimice primare provenite din petrol, gaze sau cărbune.

Majoritatea plasticelor au în componență atomi de carbon cu excepția siliconului care conține atomi de silicon. Atomii de carbon se leagă de atomii hidrogenului, oxigenului, nitrogenului, clorului sau sulfului. Când legătura de atomi rezultată formeaza o rețea dimensionala, polimerul se numeste un termoplastic. Termoplasticele se caracterizează prin proprietatea de a se topi. Prin combinarea monomerilor, se vor obține polimeri sau plastice.

Când legăturile atomilor de carbon formeaza doua sau trei rețele dimensionale, polimerul va fi un termorigid. Materialele termorigide, se înmoaie prin încălzire, se deformează, dar nu se topesc. Procesul este ireversibil, adică la o reîncălzire materialele nu se mai înmoaie, deci nu se mai deformează. Prin încălzire excesivă aceste materiale se degradează.

Tabel 2 Procedee de prelucrare a materialelor plastice

TERMOPLASTICE

Figura 1 Obținerea materialelor termoplastice

Materialele termoplastice, în ceea ce le privește, prin încălzire se formeaza un aport de energie care duce la topirea materialului, stare în care acesta se prelucrează (de exemplu e introdus, sub presiune, într-o matriță, prin răcire luând forma cavității matriței și formând piesa injectată).

O încălzire ulterioară va produce o nouă plastifiere a materialului, care va putea lua o altă formă; în acest fel piesele din materiale termoplaste pot fi reciclate;

Exemple Termoplaste: polietilena, polipropilena, policlurura de vinil, politetrafluoretilena, polistirenul, poliamida, polimetacrilatul de metil,poliesterii, poliacetalul, polisulfonele, elastomerii, siliconii;

Figura 2 Prelucrarea materialelor termoplastice

TERMORIGIDE

Figura 3 Obținerea materialelor termorigide

Materialele termorigide au o structură tridimensională de macromolecule. Această formațiune nu permite decât mișcări pe porțiuni limitate a scheletului macromolecular. Structura macromoleculelor poate să fie rigidă sau subțire, iar un adaos de energie termică nu va schimba forma obiectului. Așadar, acesta se va distruge sub acțiunea căldurii, dar nu se va topi. Orice modelare ulterioară se realizează cu ajutorul uneltelor metalice.

Figura 4 Prelucrarea materialelor termorigide

2.2 Prelucrarea prin injectare a materialelor plastice

Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare având mai multe operații. Operațiile necesare realizării piesei sunt:

Alimentarea cu material plastic (dozajul);

Incălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii;

Închiderea matriței ;

Introducerea materialului topit sub presiune în matriță;

Răcirea si solidificarea materialului din matriță;

Deschiderea matriței;

Scoaterea piesei din matriță cu ajutorul ejectorilor

Procedeul de injectare a materialelor plastice constă în presarea materialului topit cu ajutorul cilindrului, în cavitatea unui matrițe, unde acesta se răcește si se solidifică formând piesa injectată.

Injectarea materialului în matriță

Solidificarea și răcirea topiturii

Deschiderea matriței și aruncarea piesei din matriță

2.3 Răcirea și solidificarea

Procesul de injectare presupune inserarea granulelor de plastic topit în matrița relativ rece. La contactul materialului cu peretele matriței, polimerul topit cedează căldură și se solidifică. Datorită acestui proces de răcire, volumul piesei se micșorează prin contracție.

2.4 Efectele timpului de răcire

Răcirea rapidă nu este favorabilă în realizarea unui reper din plastic. O varietate de factori afectează timpul de răcire necesar procesului de injectare.

În ecuația 7.2, solidificarea teoretică pentru o piesă se calculează cu ajutorul unei funcții ce ține cont de proprietăților termice ale polimerului, parametrii de proces și geometria reperului.

;

d = grosimea piesei;

a = conductivitatea termică;

= temperatura medie a topiturii în matriță;

= temperatura medie a cavității matriței;

= temperatura de solidificare;

În cazul în care materialul topit se răcește pe peretele matriței înainte ca moleculele să aiba timp să se cristalizeze, materialul se solidifică în straturile exterioare. Pentru materialele semi-cristaline, formarea cristalelor (sferulitelor) în zonele exterioare este oprită parțial sau complet, iar asta afectează în general rigiditatea și rezistența reperului la uzură.

2.5 Controlarea timpului de răcire

În termeni de proiectare, scurtarea timpului de răcire sau de solidificare poate fi obținut doar prin proiectarea pieselor cu pereți cu grosimi reduse și uniformi. Fiindcă grosimea peretelui influențează în mod special timpul de răcire, se recomandă obținerea unor pereți uniformi.

Figura 6 Relația dintre curgerea materialului și grosimea pereților

Diferențele între grosimea pereților provoaca de asemenea tensiuni interne (deformări), găuri sau adâncituri în piesă, deoarece zonele mai groase se contractă mai mult. Pentru fiecare material termoplastic, grosimea minimă acceptată este o relație între vâscozitatea topiturii și de aceea este strâns legată de lungimea curgerii materialului. Figura 6 prezintă clar această relație pentru materialele din poliamidă.

3.0 Proiectarea ansamblului ”Telecomandă„

Să se proiecteze un ansamblu care să conțină un buton central și 2 butoane separate. Butonul central se va injecta în matrița proiectată. Acesta trebuie să realizeze miscări de translație pe Z și mișcări de apăsare pe cele 4 direcții NS-EW. Celelalte 2 butoane separate pot executa doar mișcări de translație pe axa Z. Hapticul butonului trebuie să fie de 1.2 mm pe toate părțile lui. Înălțimea maximă a ansamblului 20 mm și lungime de 207 mm.

3.1 Reguli de proiectare a pieselor din material plastic

3.1.1 Proiectarea pereților piesei

a) Grosimea pereților depinde de distanța dintre diferite elemente din piesa proiectată. Deoarece piesa conține nervuri și bosaje apropriate pot să apară pereți groși ce se vor răci mai greu și pot afecta calitatea piesei. De asemenea, datorită acestora, piesa va fi foarte greu de injectat ducând la defecte de matriță (crearea lamelelor fierbinți , răcire inegală).În concluzie, grosimea pereților se va alege în funcție de materialul si procesul folosit.

Figura 7 Exemplu de proiectare a pereților

Figura 8 Grosimea pereților

b) Grosimea uniformă a pereților este necesară pentru evitarea defectelor de deformare plastică, dar și pentru evitarea acumulării de tensiuni remanente. Secțiunile cu pereți subțiri au o tendință mai mare de rupere, putând opri curgerea materialului în procesul de injectare. Cu toate acestea, utilizarea unor pereți groși va crește timpul de răcire, costul de material și timpul de lucru.

Pereții subțiri se utilizează în general la piese de dimensiuni mici, iar cei groși la piese relativ mari. Factorul ce limitează grosimea peretelui este tendința materialului plastic a pereților subțiri de a se răci si solidifica înainte ca matrița să fie umplută cu material topit.

Figura 9 Exemplu de grosime uniformă

Figura 10 Grosime uniformă a pereților

c) Variația grosimii pereților

Grosimea peretelui trebuie să fie uniformă pe toată lungimea piesei. În realitate, nu putem avea o grosime uniformă 100% datorită pieselor funcționale și a designului piesei. Proiectarea unei piese cu pereți neuniformi poate duce la curgeri și răciri inegale ale plasticului topit . Datorită răcirii inegale, pot să apară defecte de fabricație: urme de retasură, îndoituri la suprafața piesei, etc.

Figura 11 Uniformitatea pereților

3.1.2 Proiectarea nervurilor

a) Nervurile se utilizează în general în proiectarea unui ansamblu pentru a rigidiza și a mări curgerea materialului topit. De exemplu colțurile pieselor sau bosajele foarte mari au nevoie de rigiditate mare, iar pentru asta se adaugă nervuri. De asemenea, folosirea nervurilor ajută la evitarea uno defecte de fabricație ca : deformari de suprafata, oprirea curgerii materialului . Cu toate acestea, utilizarea unor nervuri cu grosimi si înălțimi mari pot sa producă probleme de ejectare, umplere sau aerisire.

Așadar, se recomandă ca înălțimea nervurii să nu fie mai mare de 2.5*3t . La fel grosimea nervurii la baza trebuie sa fie în jurul 0.4*0.6t.

Figura 13 Parametrii nervurii

t- grosimea nominală a nervurii

T- grosimea la baza nervurii

W- lungimea nervurii

H- înălțimea nervuri

În cazul nervurilor telecomenzii t = 2.1 mm, T = 0.907 mm , W= 6.093 mm, H = 2.603 mm.

Așadar H < 2.5* 3t H < 2.5*3* 2.1 H< 15.75mm (Corect)

Figura 14 Înălțimea nervurilor

b) Raza minimă la baza nervurii se recomandă să fie de 0.25*0.4t. Este obligatoriu ca în proiectarea unei piese să avem raze de racordare cu rolul de a reduce tensiunile. Rolul razelor este de a mări viteza de curgere a materialului, de a crește capacitatea de răcire a piesei cât și de a reduce tensiunile si colțurile ascuțite ale ansamblului.

Figura 15 Raza de racordare

Dacă ținem cont de recomandare R = 0.25*0.4*2.1 = 0.2 mm . Aplicând razele de racordare rezultă :

Figura 16 Raze de racordare

c) Unghiuri de extragere

În general pentru extragerea pieselor din matriță, pereții și nervurile lor trebuie să aiba unghiuri de 1…1,5 . Datorită tendinței de contracție a pieselor plastice, acestea pot să se blocheze în matriță datorită frecării și presiunii. Așadar se recomandă folosirea unghiurilor (drafts) pentru reducerea timpului de lucru și creșterea productivității.

Figura 17 Înclinația pereților

Suprafețele ce sunt marcate cu mov au un unghi = 2

Spațiul dintre 2 nervuri paralele

Grosimea pereților matriței sunt afectați din cauza distanțelor incorecte între diverse geometrii dintr-o piesă. Dacă geometriile ca nervurile sunt plasate prea aproape unele de celelalte, se creează spații mici între nervuri, acestea fiind foarte greu de răcit pot afecta calitatea piesei. Dacă peretele matriței este prea subțire, este posibil să apară probleme de fabricație, rezultând o viață mai scurtă a matriței.

Regula generală de proiectare a distanței dintre nervuri: 2*t – grosimea nominala a pereților;

Figura 19 Distanța dintre nervuri

Figura 20 Distanța între nervuri (6.096 mm )

3.1.3 Proiectarea bosajelor

Raza minimă la baza bosajelor

Bosajele se întrebuințează în proiectarea pieselor plastice în foarte multe situații. Acestea pot fi puncte de fixare și ansamblare al unui produs. Cele mai utilizate construcții consistă din forme cilindrice cu găuri în care se pot înfileta șuruburi. Proiectarea corectă se realizează prin folosirea razelor minime de racordare la baza bosajului cât și a unghiurilor de extragere din matriță.

Filetele de la interiorul bosajelor au o rază minimă la baza bosajului pentru a reduce tensiunile interne. În general la intersecția bosajului cu peretele apar tensiuni, de aceea avem nevoie de raze de racordare. Raza la baza bosajului oferă o rigiditate sporită a bosajului.

Se recomandă ca R=0.25…0.5*t.

t – grosimea nominală a peretelui

Figura 21 Raza de racordare a bosajelor

În cazul bosajelor realizate pe carcasa telecomenzii nu avem raze de racordare datorită geometriei. Unghiurile de scoatere din matriță și geometria bosajului sunt suficiente pentru ca acesta să reziste.

Unghiul de evacuare la interiorul și exteriorul bosajului

Utilizarea unui unghi pe suprafața interioara a bosajului ajută la extragerea ușoară a piesei din matriță. Se recomandă ca înclinația minimă să fie ≥ 0.25.

Figura 23 Înclinația alezajului

Pentru scoaterea ușoară din matriță, dar și pentru reducerea timpului de lucru se aplică un unghi de 5 pe interiorul alezajului bosajului.

Înălțimea bosajului în raport cu diametrul exterior

Realizarea unui bosaj înalt cu unghiuri de înclinație va avea secțiune bazei groasa. Mai mult, datorita grosimii mari piesa se va răci mai greu ducând la creșterea timpului de lucru. Se recomandă ca înălțimea bosajului să fie 3xD.

D – diametrul exterior

Figura 25 Înălțimea corespunzătoare

Aplicând regula 3*D = 3* 2.9 H 8.7 mm . În cazul de față înălțimea bosajului este de aproximativ 7 mm .

Figura 26 Înălțimea bosajului

Rigidizarea bosajelor

Pentru o mai bună rigiditate și curgere se recomandă ca bosajele să fie conectate cu ajutorul unor nervuri de pereții apropriați.

Figura 27 Rigidizarea bosajelor

3.1.4 Subtăieri și raze

Atunci când proiectăm o piesă din material plastic se încearcă evitarea subtăierilor pentru a reduce costurile de matriță. Pentru a realiza o subtăiere avem nevoie de un mecanism adițional de retragere în matriță, care este scump si complex. Așadar, în proiectarea telecomenzii s-a evitat folosirea subtăierilor.

Figura 29 Exemplu de subtăiere

3.1.5 Rotunjirea colțurilor

Una dintre cele mai importante caracteristici în vederea realizării unui produs din material plastic este rotunjirea colțurilor. Această caracteristică prezintă urmatoarele avantaje:

se reduc tensiunile interne ale piesei și matriței;

curgerea materialului este mai lină;

piesele cu raze si teșituri reduc costurile și sunt mai ușor de fabricat;

simplifică construcția matriței;

crește rezistența piesei și îi oferă un aspect plăcut;

Figura 30 Raze la colțuri

Ținând cont de această regulă se observă că avem colțuri rotunjite în zonele importante.

3.2 Alegerea planului de separație pentru piesele din matriță

Matrița de injectare se compune, în principal, din două părți, mobilă sau fixă, delimitate de un plan de separație sau o suprafață.

Alegerea planului de separație se realizează cu atenție datorită existenței pericolului de apariție al bavurilor, care influnțează designul pieselor dar și funcționalitatea lor.

Pentru piese injectate cu filet de etanșare la exterior, la care nu se acceptă bavuri, se alege la construcția matriței soluția de egalizare a filetului în bucșa de deșurubare în loc de soluția cu filet în bacuri.

a – plan de separație normal

b – plan de separație în trepte

c – piesă injectată cu două planuri de separație

I, II – planuri de separație

Planul de separație pentru butonul ce se va injecta:

Figura 34 Planul de separație

3.3 Alegerea punctului de injecție

Pentru alegerea acestuia, există anumiți factori restrictivi, care pot fi grupați în mai multe categorii:

Natură estetică, legați de urma vizibilă care rămâne întotdeauna pe pisă ca urmare a desprinderii de rețeaua de injectare;

Legați de rezistența mecanică, care au în vedere faptul că punctul de injecție și locurile de sudură constituie locuri de slabă rezistență;

Legați de curgerea materialului, care impun umplerea rapidă a cuiburilor, cu evacuarea simultană a aerului;

Natura funcțională, care presupune ca punctul de injecție sa nu fie plasat pe suprafețe funcționale, mai ales în cazul unor repere în mișcare;

Recomandări:

să asigure o curgere rapidă, uniformă și unidirecțională de preferat a topiturii;

să fie plasat în zona cea mai groasă pentru a asigura o umplere rapidă a cuibului, fără a afecta funcționalitatea piesei;

să fie plasat cât mai departe de zonele subțiri pentru evitarea fenomenului de încetinire a curgerii topiturii;

să permită eliminarea aerului din cuib;

dacă dimensiunile cuibului sunt mari să fie plasat în fața unui perete pentru evitarea formării jetului de curgere;

să evite formarea liniilor de sudură sau de curgere, iar dacă acestea totuși apar să se poziționeze astfel încât să nu influențeze calitatea și aspectul piesei;

Alegerea punctului de injecție al butonului

Ținând cont de recomandări s-a ales punctul de injecție :

3.4 Realizarea ansamblului ”Telecomandă„

3.4.1 Membrana de silicon (Silicon Matress)

Este componenta prin care se obține hapticul sau forța de apăsare necesară funcționării butonului. Grosimea siliconului influențează forța de apăsare, astfel încât pentru o grosime de 1.2 mm a membranei avem o forță de 2.5 [N].

Figura 36 Apăsarea corectă pe membrana de silicon

Trebuie să avem în vedere respectarea distanței dintre domul membranei de silicon și elementele de iluminare cum sunt ledurile.

Figura 37 Distanța minimă

Figura 38 Înălțimea minimă

În continuare vom măsura forța de apăsare si de revenire pe o mașină de încercări. Se observă că forța va avea urmatoarele componente: (Fig 3.4.1.3)

Figura 39 Forțele în funcție de distanța parcursă la apăsare și revenire

3.4.2 Asamblările Snap – Joint

y-mărimea admisibilă de degajare

Snap joint-ul dintre Crom și Ghidaj:

=0.26 [mm]

Snap joint-ul dintre Suport rulment și Rot 2K:

= 1.15[mm]

Snap joint-ul dintre Suport rulment și Rulment:

=2.14 [mm]

Snap joint-ul dintre Suport rulment și Rulment:

=0.36 [mm]

7.2.3 Calculul forței de asamblare:

F=Q*h relația 8.3

h – înălțimea

Q- forța de deformare

Snap joint-ul dintre Crom și Ghidaj:

relația 8.4

relația 8.5

-modulul secant

Figura 40 Ansamblu Snap-Joint

3.4.3 Componentele ansamblului

Figura 41 Vedere de ansamblu și secțiune

Tabel 3 Componentele ansamblului ”Telecomandă„

3.4.4 Calculul de toleranțe

În general toleranțele se aleg în funcție de clasa de precizie a materialului și de mărimea cotei. De asemenea, siliconul și PCB-ul (printed circuit board) au toleranțe diferite față de materialele plastice. La calculul de toleranțe se va ține cont și de toleranțele siliconului și PCB-ului.

a)Exemplu de calcul al preapăsării unui reflector pe microswitch:

Figura 42

M1 – cota între suprafața Butonului și snapul reflectorului

M2 – cota între snapul reflectorului și șarmată

M3 – cota între silicon matress și actuator

M0 – preapăsarea butonului în microswitch

M1 – M2 – M3 = M0

–= (Corect)

4. Proiectarea matriței de injectare

4.1 Clasificare

În funcție de forma geometrică a piesei, de natură și caracteristicile materialului plastic, de tipul mașinii de injectat, etc. există o mare varietate constructivă de matrițe de injectat.

1. Parte mobilă

2. Sistemul de injectare

x- planul de separație

Matrițele se clasifică după mai multe criterii datorită varietății foarte mari a geometriei pieselor injectate, a seriilor de fabricație largi, a sistemelor constructive dezvoltate pentru injectare, aruncare, etc.

După numarul de cuiburi:

matrițe cu un singur cuib

matrițe cu două cuiburi

matrițe cu mai multe cuiburi(3,4,5..etc.)

După sistemul de injectare:

cu injectare directă prin culee

cu injectare cu canale de distribuție

cu injectare peliculară sau film

cu injectare tip umbrelă

cu injectare inelară

cu injectare cu canal tunel

cu injectare cu canale izolate

cu injectare cu canale încălzite

În funcție de metoda de acționare a sistemului de aruncare:

cu aruncare mecanică

cu aruncare pneumatică

cu aruncare hidraulică

În funcție de planele de separație

cu un singur plan de separație

cu doua plane de separație

cu mai multe plane de separție

După modalitatea constructivă de realizare a matriței în funcție de forma piesei:

simple

cu bacuri

cu deșurubare

cu mai multe planuri de separație

4.2 Tipuri de sisteme de injectare în matriță

Sistemul de injectare este alcatuit din duză, canale, diguri prin care materialul plastic ajunge în cuib. În proiectarea sistemului de injectare trebuie sa ținem cont de modul de injectare, forma, secțiunea și amplasarea canalelor de injectare, etc.

Tipuri de sisteme de injectare:

injectare directă

injectare prin canale de distribuție

injectare punctiformă

injectare peliculară

injectare tip umbrelă

injectare inelară

injectare cu canal tunel

injectare cu canale izolate

4.3 Proiectarea matriței de injectare a reperului ”Buton Cromat„

Să se proiecteze tehnologia de fabricație prin injectare a reperului ”Buton cromat„ (Figura 5.1) în condițiile unei producții de serie mare. Reperul este confecționat din PVC.

Figura 44 Buton Cromat

4.3.1Calculul masei reperului

m = ρ ⋅V relația 16.108

ρ este densitatea PVC-ului, în [g/], ρ =1,4g /

V – volumul reperului, în [

V= 2.33 [

m=1,4*4.33=6.062 g

4.3.2 Alegerea mașinii de injectare

Pentru alegerea mașinii de injectat, în prima fază, se ține cont ca volumul maxim de

injectare al mașinii să fie de cel puțin (10÷15) ori mai mare decât volumul reperului pe care dorim sa-l obținem (V).

>13*V[]

>13*4.33=>>56.29 []

Se alege mașina de injectat MI 250/80 tabelul 6.1

Tabel 4 Caracteristici Tehnice ale MI 250/80

4.3.3 Calculul duratei totale a ciclului de injectare

==0.032s

Timpul total de injectare devine astfel:

= + + + = 0,032 + 6 + 4 + 5 = 15 s

-timp de menținere în matriță

-timp de răcire

4.3.4 Calculul numărului de cuiburi

-capacitatea de plastifiere reală a mașinii de injectare G

tabelul 16.1

-masa m a piesei, utilizată în relația (16.9), este masa netă a piesei înmulțită cu

factorul de corecție din tabelul 16.1, adică:

m = 1,1⋅ 6.602 = 6.67g

==6.9=> 6 buc.

==5.69=>6 buc.

Se va proiecta o matriță cu 6 cuiburi.

Figura 45 cuiburile matriței

4.3.5 Alegerea sistemului de injectare (sisteme de injectare aici )

Datorită configurației simple ale reperului,dar și a dimensiunii reduse, pentru

alimentarea celor șase cuiburi se alege un sistem de injectare prin canale de distribuție.

Figura 46 canale de distribuție

4.3.6 Dimensionarea canalelor de distribuție

4.3.7 Dimensionarea digului

Pentru dig se alege varianta constructivă – dig circular (Fig5.2) care asigură

separarea completă a rețelei de piesa injectată.

– lungimea digului, L = 2 mm;

– diametrul alezajului, d = 3 mm.

Figura 49 dig

4.3.8 Alegerea sistemului de răcire

Pentru grosimi de perete 12:

=1521[mm]

=1319[mm]

=6,08,5[mm] tabelul 10.6

4.3.9 Calculul diametrului și lungimii canalelor de distribuție

Relația dintre diametrul canalului principal și secundar este :

Dprincipal = diametrul canalului principal ;

Dsec = 3.7mm diametrul canalului secundar;

N = numărul canalelor secundare;

Diametre recomandate:

Tabel 5 Diametre în funcție de material

Ținând cont de rezultatul obținut diametrul principal este 6.72 și se încadrează în limita stabilită pentru materialul butonului (PVC rigid) de 6.4…16 mm.

Lungimea canalelor de distribuție se calculează cu relația:

L= 1.87 mm

D – diametrul canalului [mm];

M – masa piesei [g];

L- lungimea canalului [m];

5. Matrița de injectare

5.1 Vedere de ansamblu

1-placă de prindere; 2-placă de fomare; 3-pastilă; 4-placă de formare; 5-pastilă; 6-placă support; 7-placă de prindere; 8-bucșă de conducere; 9-tijă de aruncare; 10-inel de centrare; 11-șurub; 12-placă aruncătoare13-placă port aruncătoare; 14-aruncător central; 15-știft readucator;16-aruncător; 17-inel de ridicare; 18-coloană de ghidare; 19-bucșă de ghidare; 20-duză de injecție; 21-inel de centrare; 22-știft; 23-șurub; 24-șurub; 25-știft.

Figura 52 Poziția de aruncare a pieselor din matriță

Figura 53 Matriță în poziția închisă

Figura 54 Butonul așezat în pastilă

Figura 55 Partea fixă a matriței

5.2 Descriere și funcționare

Piesa se va injecta în cuib și se va forma între pastilele 5 și 6. După întărirea materialului plastic, matrița se deschide în planul de separație ,,X’’. Piesa injectată și solidă rămâne fixată pe partea mobilă a matriței împreună cu rețeaua de injectare, reținută de bucșa extractoare 20. Tija de aruncare 9 este împinsă de o tija fixă de pe mașina de injectat, sistemul de aruncare este acționat și determină mișcarea plăcii de aruncare 12, plăcii port-aruncătoare 13, dar acționează și aruncătoarele 16, aruncătorul central 14 și tijele readucătoare 15.

Tija de aruncare 9 este ghidată de bucșa centrală 8 și este înșurubată în placa port aruncătoare 12. Piesa injectată este aruncată din matriță de aruncătoarele tip știft 16, iar rețeaua de către aruncătorul central 14. Plăcile matriței sunt prinse cu ajutorul șuruburilor 25 și sunt centrate cu ajutorul știfturilor 26. Centrarea celor două semimatrițe se realizează cu ajutorul coloanelor de ghidare 18 și a bucșelor de ghidare 19.

5.3 Alegerea materialelor folosite la confecționarea reperelor care compun matrița

Pentru a confecționa elementele matriței se utilizează oțeluri ce corespund următoarelor condiții:

– prelucrabilitate bună;

– calitate bună a suprafeței;

– tratamente termice simple;

– deformații reduse.