Что такое сила зажима при литье под давлением?

В мире литья под давлением точность и контроль имеют решающее значение. Каждый этап процесса формования — от плавления и впрыска пластика до охлаждения и извлечения готовой детали — должен тщательно контролироваться, чтобы обеспечить стабильное качество. Среди этих параметров одним из наиболее важных, но иногда неправильно понимаемых факторов является сила зажима.

Итак, что же такое сила смыкания при литье под давлением, почему она имеет значение и как она рассчитывается? Давайте разберем это подробно.

1. Определение: что такое зажимная сила?

Усилие зажима — это величина силы, прикладываемая машиной для литья под давлением, чтобы удерживать две половины формы надежно закрытыми во время процесса впрыска.

Когда расплавленный пластик впрыскивается в полость формы под высоким давлением, он, естественно, пытается раздвинуть половинки формы. Зажимная система должна создавать достаточную противодействующую силу, чтобы предотвратить открытие формы и образование засвета (тонкий слой избыточного пластика, который просачивается из полости).

Проще говоря:

Усилие зажима = сила, которая удерживает форму закрытой против давления впрыска.

Измеряется в тоннах или килоньютонах (кН), в зависимости от региона или производителя.

2. Почему важна сила зажима

Поддержание правильной силы зажима имеет важное значение для качества детали, стабильности процесса и эффективности станка.

Если сила слишком мала, может возникнуть несколько проблем:

• Во время инъекции форма может слегка открыться, что приведет к образованию вспышек.

• Размеры детали могут стать несоответствующими из-за потери давления.

• Повреждение пресс-формы может произойти, если повторяющееся оплавление приводит к износу линии разъема.

Если сила слишком велика, это тоже нехорошо:

• Это увеличивает механическую нагрузку на форму и машину.

• Это может привести к преждевременному износу рулевых тяг и валиков.

• Он потребляет больше энергии, чем необходимо.

• Это может вызвать проблемы с вентиляцией, задержку воздуха и привести к дефектам.

Поэтому цель состоит в том, чтобы установить оптимальную силу зажима — достаточную, чтобы сохранить герметичность формы, не перегружая систему.

3. Как работает сила зажима в литьевых машинах

Машины для литья под давлением оснащены зажимным узлом, который обеспечивает такую ​​удерживающую силу. Существует два основных типа зажимных систем:

а. Гидравлический зажим

Гидравлические машины используют гидравлическое масло под давлением для перемещения и фиксации формы. Гидравлический поршень оказывает давление на плиты формы, поддерживая закрытие во время впрыска.

Преимущества:

• Высокая мощность силы

• Подходит для больших форм.

Недостатки:

• Медленная работа

• Повышенное энергопотребление

• Требует регулярного обслуживания гидравлических компонентов.

б. Механический или тумблерный зажим

В коленно-рычажных системах используется ряд механических звеньев (например, коленно-рычажного соединения) для увеличения силы при закрытии формы. Когда рычаг полностью выдвинут, он фиксирует форму в нужном положении.

Преимущества:

• Более быстрое время цикла

• Меньшее потребление энергии

• Отличная повторяемость

Недостатки:

• Более сложная механическая установка.

• Ограничено в очень больших машинах

Современные гибридные и полностью электрические станки могут сочетать в себе лучшее от обоих — обеспечивая эффективное, точное и энергосберегающее управление зажимом.

4. Как рассчитать силу зажима

Требуемая сила зажима зависит от нескольких факторов, в первую очередь от площади проекции детали и используемого давления впрыска.

Общая формула такова:

Пример:

• Проекционная площадь = 200 см⊃2;

• Давление в полости = 400 кг/см⊃2;

Итак, необходима машина с усилием смыкания не менее 80 тонн.

Чтобы обеспечить безопасность и стабильность, производители обычно добавляют запас прочности в размере 10–20 %, в зависимости от геометрии детали и материала.

5. Факторы, влияющие на требуемую силу зажима

Несколько переменных влияют на то, какое усилие зажима необходимо для конкретной формы:

Фактор	Описание
Размер детали (проецируемая площадь)	Большая площадь поверхности требует более высокой силы зажима для противодействия давлению.
Количество полостей	Больше полостей означает большую общую проецируемую площадь, а значит, и более высокую требуемую силу.
Тип материала	Материалы с более высокой вязкостью или давлением впрыска (например, ПК или нейлон) требуют более сильного зажима.
Давление впрыска	Более высокое давление впрыска сильнее воздействует на половины формы.
Геометрия детали	Тонкие стенки или сложная конструкция могут потребовать большего усилия для обеспечения равномерного заполнения.

6. Признаки неправильной силы зажима

Определение правильной силы зажима – это баланс науки и опыта. Вот некоторые признаки того, что усилие зажима может нуждаться в корректировке:

Проблема	Возможная причина
Обложка по краям детали	Недостаточная сила зажима
Деформация детали или следы утопления	Чрезмерное усилие зажима или плохое распределение давления.
Повреждения плесени или следы напряжения	Слишком большая сила зажима
Воздушные ловушки или короткие удары	Неправильная вентиляция из-за слишком плотного закрытия формы.

Инженеры-технологи часто используют датчики давления, тензорезисторы или цифровую обратную связь от машины для точной настройки параметров.

7. Как оптимизировать силу зажима

Ниже приведены практические шаги по настройке и оптимизации силы зажима:

1. Начните с рекомендаций производителя. В руководствах к машинам часто приводятся общие рекомендации по расчету силы на площадь (например, 3–5 тонн на квадратный дюйм проектируемой площади).

2. Выполните исследование силы зажима. Постепенно уменьшайте давление зажима до тех пор, пока не появится вспышка, затем увеличьте немного выше этого порога.

3. Контролируйте качество деталей. Ищите визуальные дефекты и соответствие размеров.

4. Проверьте показания рулевой рейки. Равномерное распределение обеспечивает сбалансированное закрытие формы.

5. Используйте автоматизацию станков. Современные полностью электрические машины могут автоматически определять и регулировать уровни зажима для оптимального использования энергии.

8. Сила зажима и выбор машины

При выборе термопластавтомата ключевым параметром является номинальная сила зажима. Машины обычно классифицируются по максимальной зажимной способности — например, 100-тонные, 300-тонные или 800-тонные машины.

Выбор правильного тоннажа гарантирует:

• Во время впрыска форма остается герметичной.

• Машина работает эффективно, без перегрузок.

• Имеется достаточный запас для будущих корректировок или изменений формы.

Однако больше не всегда значит лучше: использование слишком большой машины приводит к потере энергии и пространства. Правильный выбор зависит от проектируемой площади детали, материала и количества полостей.

Заключение

Усилие зажима является одним из наиболее фундаментальных параметров при литье под давлением. Это гарантирует, что форма остается плотно закрытой во время впрыска, что напрямую влияет на качество детали, эффективность машины и долговечность формы.

Понимание того, как рассчитывать и оптимизировать силу зажима, позволяет производителям:

• Предотвратите дефекты, такие как вспышка или короткие снимки

• Уменьшить механический износ

• Уменьшите время цикла и энергоэффективность

Независимо от того, управляете ли вы небольшой мастерской или крупным производственным предприятием, освоение концепции силы зажима имеет важное значение для достижения точности, стабильности и прибыльности при литье под давлением.