Upínací síla

Přítlačná síla tlakového licího stroje je síla potřebná k tomu, aby obě poloviny formy (matrice) zůstaly během vstřikování roztaveného kovu pevně spojeny. Je velmi důležitá pro zajištění toho, aby se forma pod tlakem vstřikovaného roztaveného kovu neotevřela nebo „nevybuchla“.

Základní vzorec pro uzavírací sílu:

Svorková síla (Fc) se obvykle vypočítá podle následujícího vzorce:

Kde:

Fc = upínací síla (v newtonech, N nebo tunách).
P = vstřikovací tlak (v megapascalech, MPa nebo psi)
A = předpokládaná plocha formy (v milimetrech čtverečních, mm² nebo palcích čtverečních, in²)

1. Vstřikovací tlak (P):

Jedná se o tlak, při kterém je roztavený kov vstřikován do formy.
Typické vstřikovací tlaky pro tlakové lití se pohybují od 30 MPa do 120 MPa v závislosti na materiálu a stroji.

2. Vystřikovaná plocha (A):

Vystouplá plocha je plocha profilu dílu, která je v kontaktu s dutinou matrice.
Vypočítá se promítnutím dílu na rovinu kolmou ke směru vstřikování.

Například u válcového dílu by promítnutá plocha byla plochou kružnice představující profil dílu. U složitějších tvarů vyžaduje podrobnější geometrické výpočty.

Kroky pro výpočet upínací síly:

Určení předpokládané plochy dílu:
- To lze provést odhadem největší plochy průřezu dílu. Pokud je díl nepravidelný, může být nutné vypočítat plochu z podrobného výkresu.
Pro jednoduchou kruhovou část lze promítanou plochu vypočítat pomocí:
.
Kde je poloměr největšího průřezu součásti.
Určení vstřikovacího tlaku:
- Zkontrolujte specifikace stroje nebo historické výrobní údaje pro typický používaný vstřikovací tlak.
Vypočítejte upínací sílu:
- Vynásobte předpokládanou plochu (v mm²) vstřikovacím tlakem (v MPa nebo psi).
- Převeďte jednotky podle potřeby (např. pokud máte projektovanou plochu v mm² a tlak v MPa, upínací síla bude v newtonech).

Příklad výpočtu:

Předpokládejme, že máme díl s projektovanou plochou 100 cm² (10 000 mm²) a vstřikovací tlak je 60 MPa.

Předpokládaná plocha (A) = 10 000 mm²
Vstřikovací tlak (P) = 60 MPa

Nyní vypočítejte upínací sílu:

Jelikož 1 MPa = 1 N/mm², zjednodušeně to znamená:

Potřebná upínací síla je tedy 600 000 N (nebo 600 kN).

Další úvahy:

Bezpečnostní rezerva: Obvykle je zahrnut bezpečnostní faktor, který zajišťuje, že se matrice neotevře za neočekávaných podmínek nebo při kolísání tlaku. Bezpečnostní rezerva se může lišit, ale často se pohybuje kolem 1,5 až 2násobku základní vypočtené síly.
Typ materiálu: Různé materiály (hliník, zinek, hořčík atd.) mohou vyžadovat různé tlaky vzhledem k jejich rozdílné viskozitě a tokovým vlastnostem.
Specifikace stroje: Některé stroje mohou mít omezení maximální upínací síly, proto je důležité vybrat stroj, který dokáže poskytnout potřebnou sílu pro konstrukci dílu.

Konečný vzorec s bezpečnostním faktorem:

Kde se bezpečnostní faktor obvykle pohybuje od 1,5 do 2.