Liejimo mašinos užspaudimo jėga – formulė ir pavyzdžiai 2026

Įvadas į užspaudimo jėgą

Užspaudimo jėgos skaičiavimas yra sėkmingo liejimo įpurškimo būdu pagrindas. Šis kritinis parametras nustato, ar forma išliks sandariai uždaryta aukšto įpurškimo slėgio fazės metu, o tai tiesiogiai veikia detalių kokybę, formos tarnavimo laiką ir gamybos naudingumą. Šiame išsamiame vadove pateiksime tikslias formules, pavyzdžius žingsnis po žingsnio ir padėsime parinkti tinkamą Tederic liejimo mašiną jūsų programai.

Nepriklausomai nuo to, ar esate procesų inžinierius, projektuojantis naują formą, ar gamybos vadovas, sprendžiantis užvartų (flash) problemas, užspaudimo jėgos fizikos supratimas padės sutaupyti tūkstančius eurų dėl broko ir prastovų. Aptarsime viską – nuo pagrindinės formulės iki sudėtingų veiksnių, tokių kaip sienelių storio įtaka ir saugos atsargos.

Fizika už užspaudimo jėgos

Liejimo metu išlydytas plastikas daro didžiulį spaudimą formos ertmės sienelėms. Šis slėgis sukuria skiriamąją jėgą, kuri bando praskirti formos puses. Užspaudimo jėga turi būti didesnė už šią skiriamąją jėgą, kad išlaikytų formą uždarytą ir užkirstų kelią užvartų susidarymui.

Fizika yra paprasta: slėgis ertmėje veikia statmenai detalės projekciniam plotui. Kiekvienas projekcinio ploto kvadratinis centimetras sukuria jėgą, lygią slėgiui ertmėje, padaugintam iš to ploto. Bendra reikalinga užspaudimo jėga yra visų šių individualių jėgų suma visame detalės plote.

Pagrindinė formulė: F = P × A

Bazinė užspaudimo jėgos formulė yra elegantiškai paprasta:

F = P × A

Kur:

• F = Užspaudimo jėga (tonomis arba kN)
• P = Slėgis ertmėje (t/cm² arba MPa)
• A = Projekcinis plotas (cm² arba mm²)

Ši formulė parodo minimalią jėgą, reikalingą užkirsti kelią formos atsidarymui. Praktikoje pridedame saugos koeficientus ir specifinius medžiagų daugiklius, kad atsižvelgtume į tokius kintamuosius kaip tekėjimo pasipriešinimas ir slėgio svyravimai.

Pilna inžinerinė formulė

Sudėtingesnė formulė, naudojama pramonėje, yra:

Tonažas = Projekcinis plotas × Medžiagos koeficientas × Saugos koeficientas

Medžiagos koeficientas (clamping factor) atsižvelgia į plastiko klampumą, tekėjimo kelią ir proceso sąlygas. Saugos koeficientai paprastai svyruoja nuo 1.1 iki 1.5, kad būtų suvaldyti parametrų svyravimai.

Užspaudimo jėgos skaičiavimas žingsnis po žingsnio

Išanalizuokime praktinį pavyzdį. Apskaičiuosime užspaudimo jėgą stačiakampei dėžutei, kurios matmenys yra 150 mm × 100 mm, o sienelės storis – 3 mm, pagamintai iš polipropileno (PP).

1 žingsnis: Apskaičiuokite projekcinį plotą

Projekcinis plotas yra detalės siluetas, matomas iš formos skyrimo plokštumos krypties. Stačiakampei dėžutei tai tiesiog ilgis × plotis:

A = 15 cm × 10 cm = 150 cm²

2 žingsnis: Nustatykite medžiagos koeficientą

Iš medžiagų lentelių matome, kad polipropileno užspaudimo koeficientas yra apie 0,3 - 0,5 t/cm². Šiai detalei su vidutiniu tekėjimu priimsime 0,4 t/cm².

3 žingsnis: Pritaikykite saugos koeficientą

Pridedame 20% atsargą proceso svyravimams: SK = 1,2

4 žingsnis: Apskaičiuokite reikiamą tonažą

Tonažas = 150 cm² × 0,4 t/cm² × 1,2 = 72 tonos

Jums reikės liejimo mašinos, kurios užspaudimo jėga yra bent 80 tonų (suapvalinus į viršų dėl saugumo).

Medžiagų užspaudimo koeficientų lentelė

Koeficientai labai skiriasi priklausomai nuo plastiko klampumo ir apdorojimo temperatūros. Naudokite šią lentelę kaip atspirties tašką:

Medžiaga	Koeficientas (t/cm²)	Klampumas	Pastabos
PE-LD	0,25 - 0,35	Mažas	Lengvas tekėjimas
PE-HD	0,30 - 0,45	Vidutinis	Didesnė molekulinė masė
PP (Polipropilenas)	0,30 - 0,50	Mažas/Vidutinis	Geros tekėjimo savybės
ABS	0,40 - 0,60	Vidutinis	Subalansuoti parametrai
PA6 / PA66 (Nailonas)	0,50 - 0,70	Vidutinis/Didelis	Priklauso nuo drėgmės
PC (Polikarbonatas)	0,70 - 1,20	Labai didelis	Reikalauja aukšto slėgio
PVC (Kietas)	0,60 - 0,80	Didelis	Jautrus temperatūrai

Kaip apskaičiuoti projekcinį plotą

Projekcinio ploto skaičiavimas reikalauja atsižvelgti į detalės geometriją ir formos konstrukciją. Štai pagrindiniai metodai:

Paprastoms formoms

• Stačiakampės detalės: Ilgis × Plotis
• Apvalios detalės: π × r²

Sudėtingoms detalėms

Naudokite CAD programinę įrangą, kad apskaičiuotumėte tikrąjį projekcinį plotą:

1. Importuokite 3D modelį į CAD programą.
2. Suprojektuokite detalę į XY plokštumą (skyrimo linijos kryptį).
3. Išmatuokite gauto 2D silueto plotą.
4. Pridėkite liečių kanalų plotą, jei jis yra reikšmingas.

Sienelių storio ir tekėjimo kelio įtaka

Sienelių storis ir tekėjimo kelias daro didelę įtaką slėgiui ertmėje ir užspaudimo reikalavimams.

Sienelių storio efektas

Plonesnėms sienelėms reikia didesnio įpurškimo greičio ir slėgio, kad užpildytų ertmę prieš medžiagai sustingstant. Ryšys yra toks:

Slėgis ∝ 1/Sienelės storis

Detalėms su 1 mm sienelėmis gali prireikti 2-3 kartus didesnio užspaudimo koeficiento nei detalėms su 4 mm sienelėmis.

Tekėjimo kelio santykis (L/t)

Tekėjimo kelio ir sienelės storio santykis lemia slėgio kritimą. Ilgi, ploni keliai sukuria didžiulį pasipriešinimą:

L/t santykis > 150:1 paprastai verčia naudoti žymiai galingesnes mašinas.

Saugos koeficientai ir atsargos

Saugos atsargos padeda kompensuoti proceso svyravimus, medžiagų nevienodumą ir mašinos efektyvumą.

• Bendrosios paskirties detalės: 1,1 - 1,2
• Tikslumo reikalaujančios detalės: 1,2 - 1,3
• Daugiavietės formos: 1,3 - 1,4
• Plonasienės detalės: 1,4 - 1,6

Neteisingo tonažo parinkimo pasekmės

Neteisingas užspaudimo jėgos apskaičiavimas sukelia brangiai kainuojančias problemas ir gamybos vėlavimus.

Nepakankama užspaudimo jėga (Under-Clamping)

Užvartos (flash): Išlydytas plastikas išteka per skyrimo liniją. Pasekmės:

• Padidėjusios apdailos išlaidos (rankinis užvartų šalinimas).
• Detalės matmenų tikslumo praradimas.
• Formos pažeidimai dėl plastiko įspaudimo į kreipiančiuosius elementus.
• Prastovos formos valymui ir regeneracijai.

Perteklinė užspaudimo jėga (Over-Clamping)

Oro išleidimo kanalų suspaudimas: Per didelė jėga sutraiško oro išleidimo kanalus, todėl atsiranda apdegimai. Pasekmės:

• Paviršiaus defektai (apdegimai, dėmės).
• Silpnos liejimo linijos (weld lines) dėl įstrigusio oro.
• Pagreitintas formos plokščių ir kolonų dėvėjimasis.

Tederic liejimo mašinų parinkimo vadovas

Apskaičiavus reikiamą užspaudimo jėgą, tinkamos Tederic mašinų serijos parinkimas užtikrins optimalų naudingumą.

Serija	Tonažo diapazonas	Pagrindinės taikymo sritys
DE serija (elektrinės)	30 - 300 t	Tikslumas, medicina, elektronika
NEO serija (alkūninės)	90 - 1000 t	Universalios, pakuotės, techninės detalės
DH serija (dviejų plokščių)	500 - 4000 t	Dideli gabaritai, automotive

Apibendrinimas ir pagrindinės išvados

Užspaudimo jėgos skaičiavimų išmanymas yra būtinas sėkmei plastikų pramonėje. Pagrindinė formulė F = P × A suteikia pagrindą, tačiau realiam pritaikymui reikia atsižvelgti į medžiagos specifiką, saugos atsargas ir detalės geometriją.

Atminkite: Geriau rinktis 10-20% galingesnę mašiną nei rodo skaičiavimai, kad užtikrintumėte proceso stabilumą ilgalaikėje perspektyvoje.

Susisiekite su TEDESolutions, kad gautumėte ekspertų pagalbą skaičiuojant ir parinktumėte Tederic liejimo mašiną, idealiai pritaikytą jūsų poreikiams.

Taip pat skaitykite mūsų straipsnius apie ciklo laiko skaičiavimą ir gamybos ciklo optimizavimą.