- уменьшить давление впрыска;

уменьшить скорость впрыска;

уменьшить давление удержания;

уменьшить время удержания

Палец прессформы отклоняется в течение впрыска из-за неравномерности потока расплавленного материала

- проверить, чтобы установочные значения температуры прессформы были схожи с установочными значениями машины (особенно цилиндр впрыска, распределитель и зона наконечника сопла машины (не прессформы)) для лучшей однородности расплавленного материала.

Нет соосности пальца прессформы по отношению к гнезду (кэвити)

- проверить износ компонентов прессформы (резьбоформирующих половинок, запирающих колец, конусов гнезд (кэвити), направляющих втулок и т.д.);

проверить пальцы на повреждения;

проверить уровни половинок прессформы (пальцевой и гнездовой);

выровнять пальцевую половину прессформы с гнездовой половиной;

проверить трубку охладжения внутри пальца, на правильное ее расположение: центрирование, прямолинейность и положение;

проверить трубку охлаждения пальца и каналы на загрязнение и блокировку.

Желтые преформы.

Деградация материала из-за высокой температуры

- проверить правильность работы осушителя: температуру (в зависимости от материала), воздушный поток, и время пребывания материала в бункере;

уменьшить температуру нагрева прессформы;

уменьшить температуру машины;

снизить сдвиг температуры в экструдере путем снижения скорости вращения шнека, обратного давления, и\или скоростью перевода\впрыска;

снизить время ожидания машины при полном разогреве перед стартом до минимума;

очистить экструдер и цилиндр впрыска свежим материалом пред запуском для гарантированного удаления деградированного материала (с измененным цветом)

Вытекание материала. Образование тонкого выступа между резьбоформирующими половинками прессформы (РБП), РБП и гнездом ПФ, РБП и кольцом фиксирубщим палец

Излишек пластика под давление впрыска вытекает через вентиляционные каналы и в местах схождения формообразующих частей прессформы.

- уменьшить объем впрыска;

увеличить позицию перехода от впрыска к удержанию;

уменьшить давление удержания;

уменьшить давление впрыска

Пластик вытекает из-за низкой вязкости материала, через вентиляционные каналы и разделительные линии прессформы

- уменьшить температуру нагрева прессформы;

уменьшить температуру машины;

снизить время ожидания машины в нагретом состоянии перед запуском;

уменьшить скорость заполнения для того, чтобы расплавленный материал впереди остывал в течение впрыска;

проверить, чтобы вязкость материала и преформы гарантированно соответствовали спецификации (для детального описания обратитесь к разделу "мутные преформы".

Черные пятна, загрязнения. Случайные частицы в теле преформы, образующиеся от деградации м-ла или от посторонних частиц впрыскиваемых в полость

Черные частицы образованные деградацией материала

- уменьшить температуру наконечников сопла;

уменьшить температуру прессформы;

уменьшить нагрев экструдера машины;

уменьшить передачу тепла в экструдере путем снижения скорости вращения шнека, обратного давления и\или передачи\впрыска;

снизить время ожидания машины при полном разогреве перед стартом до минимума;

очистить экструдер и цилиндр впрыска свежим материалом пред запуском.

Смятие преформы. Сминается при переходе преформы в плиту робота, обычно в самой толстой и самой горячей части стенки преформы

Смятие вызвано недостаточным охлаждением прессформы

- проверить систему охлаждения: давление, поток, температуру;

проверить каналы охлаждения прессформы на загрязнения и блокировку;

увеличить время охлаждения преформы

Недостаточная упаковка материала, чтобы компенсировать усадку материала и обеспечить хорошую теплопередачу

- увеличить давление удержания;

увеличить время удержания;

Чрезмерная усадка и\или высокая температура преформы из-за высокой температуры расплавленного материала

- уменьшить температуру машины;

уменьшить температуру прессформы

Пережженные частицы материала. Черные или коричневые разводы в области литника или на теле преформы, из-за деградации материала в гнезде прессформы

Деградация расплавленного материала

- уменьшить температуру наконечников сопел преформ;

уменьшить температуру прессформы;

уменьшить температуру экструдера машины;

снизить нагрев трением в экструдере снизив скорость вращения шнека, обратное давление, и\или скорость перевода\впрыска;

снизить время ожидания машины в нагретом состоянии перед запуском;

очистить экструдер и цилиндр впрыска свежим материалом перед запуском для гарантированного сброса деградированного материала (это может помочь - увеличить объем впрыска для первых нескольких сбросов в очистке остатков материала между плунжером и цилиндром впрыска)

Внутренняя деформация литника преформы из-за усадки, появляющаяся как утоньшение стенки в области литника преформы 9под литником)

Недостаточная упаковка для компенсации усадки материала

- увеличить давление удержания;

увеличить время удержания

Чрезмерная усадка вследствии высокой температуры расплавленного материала

- уменьшить температуру машины;

уменьшить температуру прессформы

Чрезмерная усадка вследствии недостаточного охлаждения прессформы

- проверить систему охлаждения: давление, поток, температуру;

проверить каналы охлаждения прессформы на загрязнение и блокировку;

увеличить время охлаждения преформ

Утекание материала из преформы через литник в наконечник сопла прессформы, из-за чрезмерной декомпрессии

- снизить декомпрессию, уменьшая позицию втягивания и\или время задержки втягивания

Разрывание (шелушение) литника. Оторванный срез на преформе идущий из литника (похожа на апельсиновую корку)

Плохое разделение материала в области литника из-за зазора между штоком клапана литника и отверстием в донной вставке, как результат износа компонентов прессформы

- проверить шток литника и донную вставку на износ и заменить по необходимости

Литник преформы неправильно отделяется из-за затвердевания остатка материала в пространстве между штоком клапана литника и донной вставкой, как результат высокого давления расплавленного материала и\или неправильного закрытия штока клапана литника

- увеличить температуру наконечника сопла прессформы, чтобы расплавить остаток материала в литнике преформы улучшить разделение, что позволит легче закрыть шток клапана литника.

снизить давление удержания, снизить охлаждение для снижения давления расплавленного материала в область наконечника сопла;

увеличить декомпрессию, увеличением расстояния хода втягивания и\или временем задержки втягивания, чтобы снизить охлаждение и снижение давления расплавленного материала в области наконечника сопла

Усадка материала вокруг литника. Волнистая поверхность вокруг литника из-за деформации при извлечении из гнезда.

Преформа прилипает к гнезду прессформы вследствие переупаковки

- уменьшить давление удержания;

увеличить позицию перехода от впрыска к выдержке;

уменьшить объем впрыска

Преформа прилипает к гнезду прессформы вследствие недостаточной декомпрессии

- увеличить декомпрессию, увеличив расстояние втягивания;

увеличить декомпрессию, увеличив время задержки втягивания;

увеличить таймер задержки открытия клапана литника после выдержки

Преформа прилипает к гнезду прессформы вследствие недостаточной усадки материала

-увеличить время охлаждения преформы;

проверить систему охлаждения: давление, поток, температуру;

проверить каналы охлаждения прессформы на загрязнения и\или блокировку

Углубленная линия разделения. Незначительный "надрез" на наружной пов-сти преформы в области линии разделения

Преформа прилипает к гнезду прессформы вследствие переупаковки

- уменьшить давление удержания;

увеличить позицию перехода от впрыска к выдержке;

уменьшить объем впрыска

Преформа прилипает к гнезду прессформы вследствие недостаточной декомпрессии

- увеличить декомпрессию, увеличив расстояние втягивания;

увеличить декомпрессию, увеличив время задержки втягивания;

увеличить таймер задержки открытия клапана литника после выдержки

Преформа прилипает к гнезду прессформы вследствие недостаточной усадки материала

-увеличить время охлаждения преформы;

проверить систему охлаждения: давление, поток, температуру;

проверить каналы охлаждения прессформы на загрязнения и\или блокировку

Пятна кристаллизации в области горловины. Одиночное кольцо над кольцом поддержки, или в опорном кольце

Скорость заполнения слишком медленная и поток расплавленного материала холодный, что вызывает порождение кристаллического пятна

- увеличить скорость заполнения

Внезапное замедление во время заполнения вызывает сокращение скорости потока в расплавленном материале

- уменьшить позицию перехода от впрыска к выдержке;

увеличить давление в 1 зоне выдержки

Вязкость материала слишком высока, что снижает скорость потока

- увеличить температуру машины;

увеличить температуру прессформы;

увеличить температуру наконечников сопел прессформы;

увеличить нагрев трением в экструдере, повышая обратное давление и скорость вращения шнека

Разводы на поверхности преформы в виде продольных или крюкообразных серебристо-белых полосок тянущихся от литника

Разводы созданные от чрезмерно нагретого или деградированного материала впрыскиваемого в гнезда

- уменьшить температуру наконечников сопел прессформы;

уменьшить температуру прессформы;

уменьшить температуру экструдера машины;

уменьшить нагрев трением в экструдере путем снижения вращения шнека, обратного давления и предачи\впрыска;

очистить экструдер и цилиндр впрыска свежим материалом пред запуском для гарантированного сброса деградированного материала (с измененным цветом);

снизить время ожидания машины в нагретом состоянии перед запуском;

проверить наконечники сопел на повреждения, создающие пятна зависающие в расплавленном материале

Игольчатое отверстие в литнике

Избыток температуры в области литника вызывает прилипание расплавленного материала к штоку клапана литника

- проверить систему охлаждения: давление, поток, температуру;

проверить на загрязнение или блокирование каналы охлаждения в донной вставке прессформы и очистить ее при необходимости;

снизить температуру наконечников сопел прессформы;

проверить, чтобы нагреватель наконечника сопла гарантированно не соприкасался с донной вставкой;

увеличить время охлаждения

Шток клапана не вовремя или не правильно закрывается

- настроить таймер закрытия после удержания;

увеличить температуру прессформы;

проверить давление воздуха

Пустота в литнике. Полость\вздутие в толще стенки преформы под литником

Избыток температуры в области литника вызывает прилипание расплавленного материала к штоку клапана литника

- проверить систему охлаждения: давление, поток, температуру;

проверить на загрязнение или блокирование каналы охлаждения в донной вставке прессформы и очистить ее при необходимости;

снизить температуру наконечников сопел прессформы;

снизить температуру расплавленного материала;

проверить, чтобы нагреватель наконечника сопла гарантированно не соприкасался с донной вставкой;

увеличить время охлаждения

Шток клапана не вовремя или не правильно закрывается

- настроить таймер закрытия после удержания (обычно уменьшить);

увеличить температуру прессформы;

проверить давление воздуха

Цветные прожилки. Не равномерное смешивание материала ПЭТ с красителем, проявляется как цветные прожилки в теле преформы

Плохое смешивание красителя с гранулами ПЭТ

- проверить плотность (густоту) цвета подающегося красителя из дозирующего устройства;

проверить на соответствующее распределение красителя через механизм подачи материала и если необходимо использовать пре-миксер;

проверить на соответствующее расположение подающей трубы и поправить по мере необходимости;

проверить краситель на однородность

Расплавленный материал не достигает однородности при пластификации

- увеличить обратное давление шнека;

увеличить скорость вращения;

увеличить температуру расплавленного материала в экструдере, особенно в зонах плавления (зоны 2-3);

проверить соединение между бункером и зоной подачи экструдера (1 зона) и если необходимо очистить это соединение (может быть заблокировано), и снизить температуру 1 зоны экструдера (только на сухом красителе, на жидком необходимо поднять).

9. Расчетная часть

9.1 Материальный расчет

Выбор режима работы подразделения

Режим работы следующий:

двухсменный, продолжительность рабочего дня 12 часов;

семидневная рабочая неделя, без выходных.

Номинальный годовой фонд времени:

Ф_н = 12· ( (52·N + 1) - n) · К (9.1)

Где N - число рабочих дней в неделю;

52 - число недель в году;

n - число праздничных дней;

К - число рабочих смен в сутки;

12 - продолжительность рабочей смены, ч.

Ф_н = 12· ( (52·7 + 1) - 7) · 2 = 8592 ч.

Действительный годовой фонд работы оборудования:

Ф_д = (1 - К_р - К_т) · Ф_{н (}9.2)

Где К_р = 0,066 - коэффициент потерь времени на ремонт оборудования (число дней затрачиваемых на капитальный и текущий ремонт оборудования - 24)

К_т = 0,041 - коэффициент, учитывающий технологический простой (число дней затрачиваемых на технологический простой - 15).

Ф_д = (1 - 0,066 - 0,041) · 8592 = 7673 ч.

9.2 Выбор расходных коэффициентов

Исходные данные для типового расчета преформы:

1. Вид материала для формования детали - ПЭТФ.

2. Масса детали - 48 г.

3. Масса литниковой системы - 0 г.

4. Группа сложности изделия - 3.

Изделие можно изготавливать только из первичного сырья:

К_р= К_расч= К_и+ К_бс+ К_бу+К_бпо+К_бо+К_{исп о}

К_расч=1+0,005+0,0004+0,0015+0,025=1,0319

При типовой схеме переработки термопластов методом литья под давлением в общем случае могут быть следующие статьи потерь и отходов при выполнении операций производственного процесса (и соответственно расходные коэффициенты).

Коэффициенты безвозвратных потерь:

1. доставка сырьяК₁=0,001

2. транспортировка во время проведения технологического процессаК₂=0,0015

3. хранение и анализ сырьяК₃=0,001

4. подготовка сырья:

4.1 растариваниеК₄=0,001

5. выделение летучих и газообразных продуктов при формованииК₅=0,005

Суммарный коэффициент потерь для заданного изделия можно рассчитать по формуле (8.3):

К_п=К₁+ К₂+К₃+К₄+К₅+К₆ (9.3)

К_п = 0,001 + 0,0015 + 0,001 + 0,001 + 0,005 = 0,0105

9.3 Расчёт материального баланса на калькуляционную единицу

Расход непосредственно на деталь (преформа):

Р_и=Р_и·Ки (9.4), Р_и=48 · 1 = 48 г/шт

Р_и=0,000048?48384000=2322,432 т/год

Количество потерь и отходов на одно изделие можно рассчитать путем умножения чистой массы изделия на соответствующий коэффициент потерь или отходов. Потери:

Р_i=Р_и·К_i (9.5)

1) При доставке сырья

Р₁ = 48 0,001 = 0,048 г/шт, Р₁=2322,432?0,001=2,322 т/год

2) При транспортировке сырья

Р₂ = 48 0,0015 = 0,072 г/шт

Р₂=2322,432?0,0015=3,48 т/год

3) При хранение и анализе

Р₃ = 48 0,001 = 0,048 г/шт

Р₃=2322,432?0,001=2,322 т/год

4) При растаривание сырья

Р₄ = 48 0,001 = 0,048 г/шт

Р₄=2322,432?0,001=2,322 т/год

5) За счет выделения летучих продуктов

Р₅ =48 0,005 = 0,24 г/шт

Р₅=2322,432?0,005=11,61 т/год

Суммарное количество потерь для заданного изделия:

Р_n = Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄ + Р₅ (9.6)

Р_n= 0,048+0,072+0,048+0,048+0,24 = 0,456 г/шт

Р_n=2,322+3,48+2,322+2,322+11,61=22,056 т/год

Норма расхода:

Н_р = Р_и + Р_n + Р_бо (9.7)

Н_р = 48+0,456= 48,456 г/шт

Н_р=2322,432+22,056=2344,488 т/год

Расчетная норма расхода:

Н_расч = Р_и · К_р (9.8), Н_расч = 48 · 1,0319= 49,53 г/шт

Н_расч=2322,432?1,0319=2396,52 т/год

Расчетные данные представим в виде табл.8.1

Таблица 8.1

Материальный баланс на деталь

	Приход		Расход
Статья	г/шт	т/год	%	Статьи	г/шт	т/гoд	%
Исходное сырье				1. изделие	48	2322,432	96,9
Первичное	48	2396,52 2396,52	100	2. потери
				2.1 при доставке сырья	0,048		0,09691
				2.2 при транспортировке сырья	0,072		0,145
				2.3 при хранении и анализе сырья	0,048		0,097
				2.4 при подготовке сырья
				а) растаривание	0,048		0,09691
				2.5 за счет выделения летучих продуктов	0,24		0,4845
				всего потерь	0, 456		0,921
Итого	49,53		100	Норма расхода	49,53	2396,52	100

9.4 Технологические расчёты

9.4.1 Расчёт времени цикла

Литье под давлением - циклический процесс. Фактически - это два циклических процесса, выполняемых на одной единице оборудования (литьевой машине):

процесс пластикации дозы впрыска;

процесс формования изделия из пластицированной дозы.

Процесс пластикации осуществляется в пластикационной части машины; процесс формования - в прессовой части машины, где установлена форма. По времени эти процессы перекрываются, т.е. пока идет формование и охлаждение его изделия в форме, в пластикационном блоке осуществляется подготовка (пластикация) дозы материала для формования следующего изделия. Поэтому длительность цикла рассчитывается по блоку формования и блоку пластикации. Продолжительность цикла литья под давлением является основным параметром по которым определяется производительность машины, то есть максимальное количество изделий изготавливаемых в единицу времени.

Рассчитаем время цикла.

По блоку пресс формы время цикла рассчитывается как:

ф_ц = ф_м + ф_т+ ф_п (9.9)

где ф_м - машинное время, с; ф_т - технологическое время, с; ф_{п -} продолжительность паузы между циклами, с.

Для проектируемого производства принимаем сек;

ф_м = ф_см + ф_впр + ф_разм (9.10)

где ф_см - время смыкания формы, с; ф_впр - время впрыска, с; ф_разм - время размыкания формы, с.

ф_т = ф_выд + ф_{охлб. д (}9.11)

где ф_выд - время выдержки материала в форме под давлением, с; ф_{охлб. д} - время охлаждения материала в форме без давления, с.

Тогда:

ф_ц = ф_см + ф_впр + ф_{выд под д} + ф_{охлб. д} + ф_разм + ф_пауз (9.12)

Машинное время берется из паспорта машины.

(9.13)

где д - толщина соответствующего расчетного элемента, м,

Для преформы ;

а - усредненный коэффициент температуропроводности в заданном интервале температур Тм…Т_к, м²/с;

Т_р - температура расплава при впрыске, ⁰С;

;

Т_ф - температура пресс-формы, ⁰С;

Т_т - температура окончания вытекания расплава из формующей полости, ⁰С.

.

;

Определение времени охлаждения изделия в форме без давления связано с толщиной изделия и его формой, температуропроводностью расплава, перепада температур и , а так же температурой в центре изделия в момент извлечения из формы .

Полное время охлаждения, или технологическое время может быть рассчитано по следующей формуле:

; (9.14)

где Т_и - температура рассчитываемого изделия в момент съема, ⁰С; А, С - коэффициенты, определяющие форму изделия.

;

Рассчитаем время охлаждения без давления:

; (9.15)

;

Машинное время складывается из времени смыкания и размыкания формы и времени впрыска. Для выбранного ТПА время смыкания и размыкания формы равно:

Время впрыска: ;

Найдем машинное время:

;

Время цикла складывается из машинного времени, технологического времени и времени паузы:

;

9.4.2 Расчет производительности процесса

Производительность процесса рассчитывается по формуле:

, (9.16)

Где б - коэффициент прямого потока, см³/с; n - число оборотов червяка, с^-1; в - коэффициент обратного потока, см³/с; ДС - противодавление, МПа; м - эффективная вязкость расплава, МПа·с

; (9.17), ; (9.18)

D - наружный диаметр червяка, см, 8;

- средняя глубина винтового канала, см;

(9.19)

Глубина нарезки в зоне загрузки ;

Глубина нарезки в зоне дозирования вычисляется исходя из формулы для степени сжатия:

; (9.20)

(9.21)

t - шаг нарезки червяка 8 см;

e - ширина гребня нарезки червяка 0,8 см;

ц - угол подъема винтовой линии червяка,° рассчитывается по формуле:

(9.22)

,

- средняя длина червяка, см:

(9.23)

L_н - рабочая исходная длина червяка, см, L_н=185 см;

- ход червяка при пластикации, см, =55 см;

- эффективная вязкость расплава полимера при выбранных условиях работы, МПа*с;

?Р - перепад давления на червяке, МПа;

n - число оборотов червяка, с-1.

Вязкость . Рассчитывается по формулам:

(9.24)

(9.25)

где: m0, n - коэффициенты.

Е - энергия активации кДж/моль.

- скорость сдвига;

R=8, 31 Дж/моль;

Т=553 К.

Скорость рассчитывается по формуле:

(9.26)

Для определения вязкости используем справочником.

Для каждого значения числа оборотов червяка рассчитаем производительность по формуле, при ДР = 5 МПа.

;

;

см³/с;

см³/с;

см³/с;

см³/с;

см³/с;

см³/с;

Оптимальное число оборотов червяка и соответственно пластикационную производительность определим, исходя из расчета времени цикла по блоку пластикации. Время цикла по блоку пластикации рассчитывается по формуле:

_ц^л. = _пл. + _впд + _впр, (9.27)

где _впр - время впрыска расплава, с;

_паузы - время паузы, с;

_{впд -} время выдержки под давлением, с;

_{пл охл} + _см + _разм+ _паузы - время пластикации, с.

Время пластикации рассчитывается по формуле:

, (9.28)

Для преформ ;

;

;

;

;

;

;

Рассчитаем время цикла по блоку пластикации по формуле (9.29) для каждого числа оборотов червяка:

1) _ц^пл = 85,5 + 1,34 + 2,37 = 89,21 с

2) _ц^пл = 39,8+ 1,34 + 2,37 = 43,51 с

3) _ц^пл = 25,66+ 1,34 + 2,37 = 29,37с

4) _ц^пл = 18,95+ 1,34 + 2,37 = 22,66 с

5) _ц^пл = 15+ 1,34 + 2,37 = 18,71 с

6) _ц^пл = 12,4 + 1,34 + 2,37 = 16,11 с

Таблица 9.1

Результаты расчета производительности и времени пластикации

№ п/п	Число оборотов червяка n, об/мин	Производительность Q, см3/с при ДР = 5 Мпа	Время пластикации пл, с	Время цикла по блоку пластикации цпл, с
1	20	20,71	85,5	89,21
2	40	44,48	39,8	43,51
3	60	69,03	25,66	29,32
4	80	93,5	18,95	22,66
5	100	118,16	15	18,71
6	120	142,95	12,4	16,11

Из условия _ц^пл _ц^ф выбираем _ц^пл = 18,71с (_ц^ф=21,36 с), что соответствует 100 об/мин червяка и производительности 118,16 см³/с.

10. Разработка и описание конструкции оснастки

Форма для литья состоит из двух полуформ: подвижной и неподвижной, закрепленных на подвижной и неподвижной плитах литьевой машины. Наиболее ответственной частью литьевой формы являются оформляющие детали - матрица, пуансон. Между оформляющими деталями при смыкании формы образуется оформляющая полость, или гнезда формы, где формируется изделие.

При крупносерийном производстве, когда габариты и толщина изделия небольшие, целесообразно применять горячеканальные, многогнездные формы с точечными впускными литниками. Изделие оформляется в матрице между вставкой матрицы и плитой матрицы. Расплав из сопла машины через центральный литник течет по распределительным обогреваемым каналам, а затем через точечный впускной литник поступает в формующую полость. Форма охлаждается водой, а литниковая плита имеет нагреватели и в ней поддерживается температура, равная заданной температуре расплава. Так как после впрыска охлаждается только точечный литник, а литниковая система находится в нагретом состоянии, то полимер в литниковой системе не охлаждается. Обогреваемая литниковая плита должна быть теплоизолирована от всех охлаждаемых плит с помощью специальных втулок, которые обеспечивают воздушный зазор. Втулки одновременно являются фиксаторами, которые обеспечивают соосность плит.

Пуансоном является формующий знак, который формует внутреннюю полость изделия. После формования изделия формующий знак выкручивается из изделия, что способствует съему изделия.

При смыкании формы, после подхода подвижной плиты к неподвижной плите сопло инжекционного цилиндра подходит к литниковой втулке, происходит впрыск расплава материала. Через центральный, разводящий и впускные литники расплав растекается по гнездам литьевой формы. После окончания времени выдержки под давлением и охлаждения форма размыкается. Пуансон скручивается, и плитой съема, изделие извлекается из формы. После этого форма смыкается и цикл повторяется.

11. Выбор основного технологического оборудования

Современные литьевые машины (ЛМ) представляют собой сложные технические устройства, оснащенные разнообразными средствами автоматизированного управления параметрами технологического процесса.

Конструкции литьевых машин весьма разнообразны. Основными классификационными признаками ЛМ являются усилие запирания формы (кН), то есть смыкания формы, создаваемое прессовым блоком, и объем впрыска (см³), выражаемый числом кубических сантиметров расплава, которые могут быть подготовлены машиной для однократной подачи в литьевую форму. Выпускаемые промышленностью серийные литьевые машины, как правило, объединены в типоразмерные ряды по этим двум параметрам.

Литьевые машины подразделяются по технологическим и основным конструктивным признакам:

· По способу пластикации - на червячные, поршневые и червячно-поршневые;

· По особенностям пластикации - на ЛМ с совмещенной и раздельной пластикацией (предпластикацией);

· По количеству пластикаторов - с одним, двумя и более пластикационными узлами;

· По числу узлов запирания формы (узлов смыкания) - одно-, двух - и многопозиционные (ротационные, карусельные);

· По конструкции привода - электро - и гидромеханические, электрические;

· По расположению оси цилиндра узла пластикации и плоскости разъема литьевой формы - горизонтальные, вертикальные, угловые.

Рассмотрев более подробно каждый из перечисленных признаков, выберем наиболее подходящую литьевую машину.

По способу пластикации литьевые машины делятся на червячные, поршневые и червячно-поршневые.

Литьевые машины поршневого типа характеризуются большими потерями давления (усилия) в инжекционном цилиндре при впрыске полимера, трудностью регулирования технологических параметров формования и сложностью подбора технологического режима переработки.

Червячная пластикация обладает рядом преимуществ, по сравнению с поршневой:

1. сокращается время пребывания материала в цилиндре (в 2-3 раза);

2. повышается пластикационная производительность машины;

3. более равномерный нагрев материала и исключение возможных местных перегревов, что позволяет перерабатывать более чувствительные к перегреву материалы;

4. значительно снижается давление литья.

Четвячно-поршневые машины имеют более сложную конструкцию, чем машины просто с червячной или шнековой пластикацией.

Исходя из этих соображений, выберем машину с червячной пластикацией.

По конструктивно-технологическому признаку литьевые машины делятся на машины без предварительной пластикации и с предварительной пластикацией.

В машинах без предварительной пластикации стадия пластикации совмещена по времени со стадией инжекции (впрыска).

В машинах с предварительной пластикацией полимер пластицируется, после чего впрыскивается в форму при перемещении поршня (шнека), т.е. стадии пластикации и впрыска разделены по времени. Литьевые машины с предварительной пластикацией позволяют увеличить массу изделий и реализовывать различные технологические режимы формования. Но разделение стадий пластикации и впрыска приводит к увеличению времени цикла и, как следствие уменьшению производительности машины.

Наше изделие имеет малую массу и, поэтому не требует применения предварительной пластикации. Кроме того, изделие является изделием массового производства и, следовательно, требуется высокая производительность термопластавтомата. Таким образом, выбираем литьевую машину без предварительной пластикации.

По конструктивному оформлению термопластавтоматы подразделяются на одно-двух и трехцилиндровые.

Двухцилиндровые конструкции одношнекового типа позволяют получать двухцветные толстостенные изделия. Эти конструкции также применяют при необходимости увеличения производительности машины. Так как наше изделие является прозрачным, то нет никакой необходимости усложнять конструкцию машины введением второго и тем более третьего материального цилиндра.

Среди всех вышеперечисленных видов, наиболее компактными, технологичными и обеспечивающими возможность регулирования основных параметров литья в широких интервалах являются одноцилиндровые конструкции одношнекового типа. В таких конструкциях при пластикации шнек вращается, а при инжекции совершает поступательное движение.

По расположению оси цилиндра узла пластикации и плоскости разъема литьевой формы литьевые машины делятся на горизонтальные, вертикальные, угловые.

Горизонтальные ЛМ обладают наиболее постой конструкцией, кроме того, они более удобны в эксплуатации.

Вертикальные ЛМ наиболее удобны при производстве некрупных, в том числе армированных, деталей (обычно до 0,5 кг) в съемных формах.

Угловые ЛМ используются для литья крупных изделий с затрудненным извлечением из формы.

Так как мы изготавливаем некрупные изделия массового производства, то использование съемных форм приведет к увеличению времени цикла. Тип литьевого оборудования, необходимого для изготовления изделия из термопластов, определяется характеристикой изделия, материала, из которого оно изготовлено, а также условиями эксплуатации изделия и требованиями к нему.

При прочих равных условиях рекомендуется изготавливать:

изделия из термопластов без арматуры - на червячных машинах с горизонтальной компоновкой инжекционных и прессовых частей машин;

изделия с арматурой - на машинах с вертикальной компоновкой прессовой части (горизонтальные плоскости разъема);

изделия вспененные - на машинах, обеспечивающих возможность ввода вспенивающего вещества;

изделия наполненные - на машинах, обеспечивающих возможность ввода наполнителя (в том числе стекловолокна) и с узлами пластикации, специально обработанными для переработки материала с наполнителями.

При расчете по конкретной номенклатуре важно рационально получать изделия заданного качества при обоснованных режимах переработки и при этом эффективно использовать технико-экономические возможности машины.

11.1 Расчет и выбор основного оборудования

Основным оборудованием при получении деталей из пластмасс литья под давлением является термопластавтоматы (литьевые машины).

Типоразмер термопластавтомата выбирают с учетом следующих параметров:

Объём впрыска за цикл, см³

Усилие запирания формы, кН

Расстояние между колоннами в свету, мм

Ход подвижной плиты, мм

Высота устанавливаемого инструмента, мм

Произведём расчет основного оборудования. Для изготовления преформ из ПЭТФ-0310110 методом литья под давлением применяют литьевые машины (ТПА).

Типоразмер термопластавтомата выбирают с учетом следующих параметров.

1. Номинальный объём впрыска за цикл, см³

V= (V_изд?n+V_{л. с.)} ?К

Где V_изд-обьем изделия,

n-число гнёзд,

V_{л. с} - обьем литниковой системы (равен=0)

К-коэффициент сжатия расплава

V_изд=m_изд/с

Где с-плотность материала, г/см³, m_изд-масса изделия равная 48 гр.

V_изд=48/1,3=36,92 cм³

V=36,92?48=1772 cм³

11.2 Расчет объёма литниковой системы

Объём центрального литника (V_цл) определяется по оазмерам литниковой втулки и задержки литниковой системы.

Средний диаметр d_ср= (6+10) /2=8 мм.

Длина l_цл=48 мм

V_цл=р?d_cp²/4? l_цл

V_цл=3,14?0,8²/4?0,48=1,05 см³

Объем разводящего литника определяется аналогично:

V_рл=0,8?0,25?0,6?2=0,24 см³

V_рл=3,14?2,8²/4?0,8=7,69 см³

Обьем задержки:

V_зад=3,14?1,5²/4,8=1,47 см³, V_{л. с.} =3,72+7,69=11,41 см³

V_отл= (7,3?2+11,41) ?1,5=30,6 см³

11.3 Усилие запирание формы

Усилие F возникающее в полости формы в процессе формования изделия, не должно превышать усилие запирания формы, так как это приводит к образованию облоя и изменению высотных размеров изделия.

Усилие, возникающее в форме рассчитывается по формуле:

F_ф=Р_ср?S?1,1

Где Р_ср - давление в форме, усредненное по площади отливки, см²: P_л=150 МПа. P_л - необходимо для заполнения литниковой системы и формующих полостей расплавом. P_л выбираем по наибольшему давления литья ТПА, равное 150 МПа.

P_ср=0,5?150=75 МПа

Определим площадь литья, она определяется как сумма площадей проекции отливки на поверхность разъема:

S₁-поверхность литника

S₁₌ р?d²/4=3,14?0,8²/4=0,5 см²

S₂-поверхность разводящих каналов (по чертежу)

S₂= S_к?l_k?n

Где S_к - ширина канала

l_k - длина канала

n - число гнезд

S₂=5,3?0,48?48=122 см²

S₃= (3,14 (6,5-4,6) ²/4) ?48=136 см²

S= S₁+ S₂+ S₃=0,5+122+136=158,5 см²

F_ф=75000 кПа?158,5?10^-4?1,1=2073 кН

11.4 Высота устанавливаемого инструмента

Высоту устанавливаемого инструмента выбираем в соответствии с чертежом H_ф=950.

Ход подвижной плиты.

H_л= H_изд+ H_пуан+ H_обсл+ H_{л. с.}

Где H_изд - высота изделия, мм H_изд=144

H_пуан - высота пуансона, мм H_пуан =180

H_обсл - высота обслуживания, мм H_обсл=285

H_{л. с. -} высота литниковой системы, мм H_{л. с.} =245

H_л=144+180+285+245?850

Из выше сделанных нами расчетов по оборудованию выбираем термопластавтомат марки HUSKY XL-300.

Технические характеристики ТПА указанны ниже в таблице 9.5

Таблица 8.5

Параметр	HUSKY XL-300.
Диаметр шнека, мм	300
Соотношение диаметра винта к длине шнека,L/D	15
Обьем впрыска, см3	1870
Вес впрыска, гр	2730
Номинальное усилие запирание формы, кН	6300
Ход подвижной плиты, мм	850
Высота устанавливаемого инструмента, мм Наибольшая Наименьшая	950 730
Расстояние между колоннами, мм Горизонтальное Вертикальное	800 560
Наименьшее время одного раскрытия и закрытия формы, с	18
Наибольшее расстояние между подвижной и неподвижной плитой, мм	1315
Номинальное давление рабочей жидкости, МПа	20
Номинальный обьем впрыска за цикл см3	1772
Номинальное давление литья, МПа	132
Скорость впрыска, гр/сек	450
Диаметр пласицирующего червяка, мм	345
Частота вращения пластицирующего червяка, об/мин	10-166
Суммарная мощность, кВт Электродвигателей Электронагревателей	81 27,2
Габариты, мм Длина Ширина Высота	9800 2680 2390
Масса машины с гидроэлектрооборудованием, кг	20560

12. Выбор вспомогательного оборудования

12.1 Выбор оборудования для сушки материала

ПЭТФ является гигроскопичным материалом. С целью достижения максимальной мощности производства и для получения качественных изделий перед процессом литья под давлением влажость (0,1 - 0,6 %) необходимо снизить ниже, чем на 0,004%.

Учитывая небольшую требуемую производительность и желательно невысокую цену оборудования, предлагается использовать оборудование для сушки периодического действия.

Влажность, находящаяся в расплавленном полимере, даже в небольшом количестве приводит к целой цепочке изменений.

При температуре выше, чем точка плавления (Тм 250° С) влажность приводит к сильному гидролизу с распадом химических связей. Молекулярный вес, предварительная вязкость уменьшаются, ухудшаются другие физические свойства полимера.

Сушка мaтериала осуществляется непрерывным способом в системе сушки горючим, предварительно обезвоженным воздухом. Циркуляция воздуха в системе осуществляется по замкнутому контуру.

В сиккатив патронах сушильных камер воздух в начале обезвоживается с помощью сушильного материала, затем обезвоженный воздух через горячую продувку передается в горловину бункера.

Возвратный воздух заново проциркулируется через сиккатив патроны сушильных камер и так замыкает цикл. Обезвоженный теплый воздух поступает в горловину бункера, где вакуумно-воздушная камера и один распределитель обеспечивает, что гранулы и проходящий воздух не смешиваются.

Продувка подает влажный воздух к сиккатив ванне, где он высушивается и затем через камеру обогрева попадает в горловину. Одновременно продувка и высокотемпературный обогрев (минимум 305°С) реактивируют вторую сиккатив ванну.

Технические характеристики оборудования для сушки представлены в таблице 8.6.1

Таблица 8.6.1-Технические характеристики сушилки серии SOMOS

Максимальная температура нагрева сырья, єС	до 100
Объем сухого воздуха, для мощности сушки до 2000 кг/ч	200-3200 м2/ч
Масса загруженного материала, кг	1500-1800
Мощность электродвигателя, кВт	7,8
Габаритные размеры, мм	2160х1370
Масса, кг	2325

Заключение

В данном курсовом проекте представлены изделия производимые методом литья под давлением.

В технологической части была разработана схема производственного процесса; проведен выбор и обоснование метода переработки; обоснованы параметры и режимы изготовления изделия; описан технологический процесс производства; рассмотрены виды брака и способы их устранения.

В расчетной части выполнены материальный и технологический расчеты, приведен выбор и обоснование основного и вспомогательного оборудования. Графическая часть содержит чертежи: чертеж изделия, схема производственного процесса, сборочный чертеж пресс-формы.

Список использованной литературы

1. Основы технологии переработки пластмасс. Учебник для вузов/ Власов С.В., Кандырин Л.Б., Кулезнев В.Н. и др. М.: Химия, 2004 - 600с.

2. В.Г. Бортников. Производство изделий из пластических масс. Учебное пособие для вузов в трех томах. Том 3. Проектирование и расчет технологической оснастки. - К.: Дом печати, 2004. - 311 с.

3. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий (справочник) / Калиничев Э.Л., Саковцева М.Б. Л., Химия 1987. - 415с.

4. Литье под давлением термопластов. Материальные расчеты. Метод. указания для самостоятельной работы/ Ярцев Б.М. С.: Самар. гос. техн. ун-т; 2008.15 с.

5. Оборудование заводов по переработки пластмасс. - М.: Химия, 1986-400с., Торнер Р.В., Акутин М. С.

6. В.Г. Бортников. Производство изделий из пластических масс. Учебное пособие для вузов в трех томах. Том 2. Производство изделий из пластических масс. - К.: Дом печати, 2002. - 399 с.

7. Техника переработки пластмасс/ Под ред. Н.И. Басова и В. Броя. М.: Химия, 1985.528 с.

Размещено на Allbest.ru