Проект литьевого и прессового цеха производства полимерных изделий заданной пограммы выпуска

 

Технологические параметры ЛПД

Температурные параметры

Температура расплава в зоне сопла Тсопл и температура литьевой формы ТЛФ —  по табл.6.2 [3

Тсопл1 = 260; Тсопл2 = 250

ТЛФ1 = 40; ТЛФ2 = 75

Параметры давления

Давление расплава в форме pформ — по табл.6.2 [3]:

pформ1 = 30 МПа, pформ = 40 МПа

Геометрические параметры

Площадь Fизд проекции изделия на плоскость разъема формы — задана исходными данными.

Площадь литья Fлит

Fлит1 = Fотл1 = 42000 мм2, Fлит2 = Fотл2 = 1978,2 мм2

Минимальная возможная площадь FЛФ min литьевой формы в плане :

FЛФ min = 2n F0

FЛФ min1 = 2 ∙ 4∙ 2500 = 20000 мм2

FЛФ min2 = 2 ∙ 4∙ 10000 = 80000 мм2

Минимальный ход Δmin подвижной плиты литьевой машины , причем принимаем е = 50 мм, lц = 50 мм:

Δmin = 2hизд + lц + е

Δmin1 = 2 ∙ 3 + 50 + 50 = 106 мм

Δmin2 = 2 ∙ 70 + 50 + 50 = 240 мм

Принимаем для хода H подвижной плиты литьевой машины —

H1 =110, H2 =240

Силовые параметры

Требуемое усилие запирания Рзапир литьевой формы рассчитано ранние

Требуемое усилие Рвыт. изд  выталкивания изделий —  (принимаем по табл. μ = 0,25; Е = 200):

Рвыт. изд  = 2π μnУкомп sизд. срlсталкЕ =2 ∙ 3,14 ∙ 0,25 ∙ 4 ∙0,012 ∙ 7,62 ∙ 70 ∙ 2,1 ∙103=14,16кН

Объемно-массовые параметры

Объем Vизд изделия определен ранее.

Объем впрыска Vвпр рассчитана ранние

  Масса впрыска  mвпр:

mвпр1 = mотл1 = 126,01 г,  mвпр2 = mотл2 = 134,38 г

Объемную скорость впрыска Qвпр в литьевую форму находим, причем принимаем номинальную объемную скорость впрыска Qном литьевой машины по паспортным характеристикам, коэффициент kQ = 0,75

Qном1 = 182;  Qном2 = 105;

Qвпр = kQ Qном

Qвпр1 = 0,75 ∙ 182 = 136,5 см3/с

Qвпр2 = 0,75 ∙ 105 = 78,75 см3/с.

Временные параметры

Так как литье — холодноканальное, и максимальная толщина sотл. max отливки соответствует максимальному диаметру центрального канала (sотл. max = d2), то время охлаждения находим по формуле:

Технологическое время tтехн

tтехн1 = tохл1 = 51,14с,  tтехн2 = tохл2 =  73,20

Время впрыска tвпр

Времени смыкания tсмык и размыкания tразм литьевой формы, причем принимаем v = 160 мм/с:

Машинное время tмаш :

tмаш1 = tвпр1 + tсмык1 + tразм1 = 0,85 + 0,69 + 0,69 = 2,23с,

tмаш2 = tвпр2 + tсмык2 + tразм2 = 1,37 + 1,5 + 1,5 = 4,37с,

Вспомогательное время tвспом:

tвспом = 0

Время цикла :

tц1 = tтехн1 + tмаш1 + tвспом1 = 51,14 + 2,23 + 0 = 53,37с,

tц2 = tтехн2 + tмаш2 + tвспом2 = 73,20 + 4,37 + 0 = 77,57с,

Параметры производительности

Массовая производительность Qмасс. изд литья изделий

Результаты расчета параметров материала, изделия, отливки и технологических параметров литья под давлением сводим в табл. 6.3

 

Таблица 6.3

Исходные данные и результаты расчета параметров материала, изделия, отливки

и технологических параметров ЛПД

 

№ п/п	Параметры	Изделие
		1	2
1	Наименование изделия	Крышка	Втулка
2	Обозначение изделия
3	Вид полимерного материала изделия	ПЭВД - НСш20	ПА - НК15
4	Марка материала изделия
5	Материал изделия:
	связующее	ПЭВД	ПА
	наполнитель	НСш	НК
6	Степень наполнения, %:
	массовая φнап	0,2	0,15
	объемная θнап	0,088	0,072
7	Арматура:
	вид	-	-
	материал	-	-
	количество на 1 изделие	-	-
	общая масса на 1 изделие mарм, г	-	-
8	Вид литья (горячеканальное, холодноканальное)	холдноканальное	холдноканальное
9	Гнездность литьевой формы n	4	4
10	Плотность, кг/м3:
	полимерного материала (связующего) ρпол	0,95	1,14
	наполнителя ρнап	2,46	2,46
	композита ρкомп	1,08	1,244
11	Коэффициент температуропроводности, м2/с:
	полимерного материала (связующего) апол	1,4 ∙ 10-7	1,73 ∙ 10-7
	наполнителя анап	3,763 ∙ 10-7	8.4 ∙ 10-7
	композита акомп	2,8 ∙ 10-7	2,03 ∙ 10-7
12	Усадка, %:
	полимерного материала (связующего) Упол	3,5	1,45
	наполнителя Унап	-	-
	композита Укомп	2,8	1,23
13	Масса, г:
	изделия mизд	30	32
	связующего изделия mпол	24	27,2
	арматуры mарм (при наличии)
	полимерного (композиционного) материала изделия mпол (mкомп) (для армированных изделий)
	отливки mотл (для армированных изделий — полимерной mотл. пол (композитной mотл. комп) части отливки)	126,01	134,38
14	Объем, см3:	25,34	23,87
	изделия Vизд
	отливки (для армированных изделий — полимерной Vотл. пол (композитной  Vотл. комп) части отливки)	116,676	108,024

 

Окончание табл. 6.3

 

№ п/п	Параметры	Изделие
		1	2
15	Толщина изделия, мм:
	средняя sизд. ср	3	3
	максимальная sизд. max
	Максимальная толщина отливки sотл. max, мм	7,62	7,62
16	Габаритные размеры, мм:
	изделия l×b×h (длина, ширина, высота)	100х100х3	50х50х70
	проекции изделия lпр×bпр на плоскость разъема формы	100х100	50х50
17	Длина сталкивания изделия с пуансона lсталк, мм	-	70
18	Площадь, мм2:
	проекции изделия Fизд	10000	471
	проекции отливки Fотл	42000	1978,2
	проекции изделия F0 по ее габаритным размерам lпр, bпр	10000	25000
19	Температура, оС:
	расплава в зоне сопла Тсопл	260	250
	литьевой формы ТЛФ	40	75
20	Давление расплава pформ в форме, МПа	30	40
21	Площадь литья Fлит, мм2	42000	1978,2
22	Минимальная площадь литьевой формы в плане FЛФ min, мм2	20000	80000
23	Ход H подвижной плиты литьевой машины, мм	110	240
24	Требуемое усилие запирания Рзапир литьевой формы, кН	1260	791,3
25	Требуемое усилие Рвыт. изд  выталкивания изделий, кН	-	14,6
26	Объем впрыска Vвпр, см3	116,676	108,024
27	Масса впрыска mвпр, г	126,01	134,38
28	Объемная скорость впрыска Qвпр, см3/с	136,5	78,75
29	Время, с:
	охлаждения tохл отливки в форме	51,14	73,20
	технологическое tтехн	51,14	73,20
	впрыска tвпр	0,85	1,37
	машинное tмаш	2,23	4,37
	вспомогательное tвспом	0	0
	цикла tц	53,37	77,57
30	Производительность:
	массовая производительность Qмасс. изд литья изделий, кг/ч	8,09	5,9
	массовая производительность Qмасс. пол литья изделий по полимерному материалу, кг/ч	6,48	5,05
	массовая производительность Qмасс. комп   литья изделий по композиционному материалу, кг/ч	8,09	5,9
	штучная производительность литья Qшт, шт./ч	269,8	185,6

 

Расчет количества литьевых машин для заданной программы выпуска изделий

При расчете количества литьевых машин для заданной программы выпуска изделий используют нормативные данные:

– об оптимальных режимах работы производств по переработке полимерных материалов различными методами;

– классификации производств по серийности;

– фондах времени работы оборудования.

Типы и марки литьевых машин и их количество определяются отдельно для каждого изделия годовой программы.

Расчетное количество литьевых машин Ni для изготовления годового объема выпуска i-го изделия заданной программы выпуска определяется по формуле

 

,

где      Nрасч — в шт.;

Фд — действительный годовой фонд времени работы оборудования, 5445 ч

Мi — машинное время выполнения заданного годового объема выпуска i-го изделия, ч:

Принимаем 3

Принимаем 5

,

причем Ашт i — годовой штучный объем выпуска i-го изделия, тыс. шт.;

n — гнездность литьевой формы;

τц — время цикла, с.

Мi — машинное время выполнения заданного годового объема выпуска i-го изделия,

,

 

 

 

 

Таблица 6.4

Количество литьевых машин для заданной программы выпуска изделий

 

 

Наименование изделия	Материал	Годовой штучный объем выпуска Ашт, тыс. шт.	Марка ТПА	Время цикла τц, с	Гнездность формы n	Машинное время выполнения годового объема  выпуска М, ч	Действительный годовой фонд времени Фд, ч	Количество литьевых машин, шт.		Примечание о переносе части выпуска изделия на другую машину
								расчетное Nрасч	принятое N
Крышка	ПЭВД -НСш 20	4000	ДЕ3132 -250	53,37	4	14825	5445	2,72	3
Втулка	ПА-НК15	5000	ДЕ3131	77,57	4	26934,02	5445	4,95	5
Итого:								7,67	8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Прессовое  производство

 

Параметры материала.

Вид материала изделия 1— фенопласт; тип материала (по ГОСТ 28844–90; табл.4.13[1]) — О (общего назначения); класс материала — ФФ201; типы связующего и наполнитель — фенолоформальдегидная новолачная смола, древесная мука.

Вид материала изделия 2— Аминопласт; тип материала (по ГОСТ 28844–90; табл.4.13[1]) -КФА - общего назначения; класс материала — КФА1; типы связующего и наполнитель — карбамидофор-мальдегидный олигомер, органический.

Фенопласт О ρ1 = 1,4 г/см3     Аминопласт ρ2 = 1,45 г/см3

Плотность ρзагр загружаемого в пресс-форму нетаблетированного ПМ:

 Фенопласт О  ρзагр1 = ρнас = 0,5 г/см3, Аминопласт ρзагр2 = ρнас = 0,3 г/см3

где ρнас — насыпная плотность пресс-материала

Коэффициент уплотнения пресс-материала kупл

kупл1 = ρ1/ρзагр1 = 1,4/0,5 = 2,8

kупл2 = ρ2/ρзагр2 = 1,45/0,3 = 4,8

Параметры изделия

Объем изделия Vизд

Максимальная толщина изделия sизд. max и площадь Fизд проекции изделия на плоскость разъема формы — заданы исходными данными.

Площадь проекции изделия по ее габаритным размерам lпр и bпр (длине и ширине, т. е. F0 — площадь прямоугольника, описанного вокруг проекции изделия)

F01 = lпр×bпр = 10000 мм2

F01 = lпр×bпр =2500 мм2

Параметры отливки

Объем отливки Vотл где коэффициент kV, учитывающий объем литниковой системы в расчете на объем одного изделия, принимаем по табл. 4.21[1]:

kV = 1,05;

Vотл =  kV nVизд

Vотл1 =  1,05 ∙ 4 ∙ 35,7 = 147,08 см3

Vотл2 =  1,05 ∙ 4 ∙ 31,03 = 127,76 см3

Масса отливки mотл :

mотл1 = ρVотл1= 147,08 ∙ 1,4 = 205,9 г

mотл2 = ρVотл2= 127,76 ∙ 1,45 = 185,25 г

Площадь проекции отливки на плоскость разъема формы Fотл, где коэффициент kF, учитывающий площадь литниковой системы в расчете на одно изделие, принимаем по табл. 4.3 [1]:

kF = 1,03;

Fотл1 = kF nFизд1 = 1,03 ∙ 4 ∙ 10000 = 41200 мм2

Fотл1 = kF nFизд1 = 1,03 ∙ 4 ∙ 500 = 2060 мм2

Объем загружаемого в форму пресс-материала Vзагр :

Vзагр1 = kупл1 nVизд1 = 2,8 ∙ 4 147,08 = 1647,29 см3

Vзагр2 = kупл2 nVизд2 = 4,8 ∙ 4 127,76 = 2452,99 см3

Технологические параметры прессования

Температурные параметры

Температура литьевого прессования tПФ — по табл.11,3 [1]:

Фенопласт О tПФ = 175 Аминопласт tПФ = 140

Параметры давления

Давление литьевого прессования pпр — по табл. 11,3 [1]:

Фенопласт О pпр  = 63,5 МПа Аминопласт pпр = 63,5 МПа

Объемно-массовые параметры

Объемно-массовые параметры прессования — объем изделия Vизд, объем Vотл и масса mотл отливки, объем загружаемого в загрузочную камеру пресс-материала Vзагр — определены ранее.

Геометрические параметры

Площадь проекции изделия на плоскость разъема формы Fизд определена исходными данными.

Для определения площади прессования Fпр находим площадь Fзк поперечного сечения загрузочной камеры и ее диаметр Dзк и высоту Hзк