- •1 Технико-экономическое обоснование метода производства
- •2 Технологическая часть
- •2.1 Теоретические основы процесса
- •2.1.1 Химические и физико-химические основы процесса
- •2.1.2 Технологические основы процесса
- •2.2 Характеристика исходного сырья
- •2.3 Характеристика готовой продукции
- •2.4 Разработка принципиальной схемы производства
- •2.5 Материальный расчет производства
- •2.6 Описание технологической схемы производства
- •2.7 Расчет технологических параметров
- •2.7.1 Расчет технологических параметров для сосуда для фруктов и овощей пр 9.4.0.0.0.04
- •2.7.1.1 Определение температуры расплава
- •2.7.1.2 Расчет площади основного изделия – Сосуд для фруктов и овощей пр 9.4.0.0.0.04 в плоскости разъема формы
- •2.7.1.3 Расчет основных параметров литниковой системы
- •2.7.1.4 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера
- •2.7.1.5 Время выдержки под давлением
- •2.7.1.6 Определение времени выдержки при охлаждении
- •2.7.2.1 Расчет технологических параметров для Ручки пр 9.3.0.0.0.02
- •2.7.2.2 Расчет площади основного изделия « ручка пр 9.3.0.0.0.02» в плоскости разъема формы
- •2.7.2.3 Расчет основных параметров литниковой системы
- •2.7.2.4 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера
- •2.7.2.5 Определение времени выдержки под давлением
- •2.7.2.6 Определение времени выдержки при охлаждении
- •2.8 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования
- •2.8.1.2 Расчет усилия смыкания и объема впрыска
- •2.8.2.1.1 Определение типа производства
- •2.8.2.1.2 Определение основного времени
- •2.8.2.1.3 Определение вспомогательного неперекрываемого времени
- •2.8.2.1.4 Определение нормы штучного времени
- •2.8.2.1.6 Определение количества литьевых машин
- •2.8.2.2.4 Определение нормы штучного времени
- •2.8.2.2.5 Определение времени, необходимого на выполнение годовой программы
- •2.8.2.2.6 Определение количества литьевых машин
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АБС - акрилонитрилбутадиенстирол
ПС - полистирол
ТПА – термопластавтомат
ПТР – показатель текучести расплава
Нр – норма расхода сырья
Рд – масса детали
П – план выпуска детали за год
Тл – температура расплава перед впрыском в форму
Тф – температура формы
Кл – поправочный коэффициент, учитывающий течение полимера во время подпидки
tв – время выдержки под давлением
Т0 – температура охлаждающей поверхности формы
t0 – время выдержки при охлаждении
Тр – температура расплава
Еу – энергия активации вязкого течения
R – газовая постоянная
N – гнездность формы
Nсм – усилие смыкания
Рф – давление в форме
Рл – масса литниковой системы
Qот - объем отливки
Fизд – площадь изделия
tшт – штучное время для литья деталей
δ – толщина стенки
α – коэффициент учитывающий затраты времени
γ – скорость сдвига
τ – напряжение сдвига
tсм – время на смыкание формы
tпд – время на подвод материального цилиндра
tрз – время на размыкание формы
tосн - основное время
tвсп – вспомогательное время
tуд - время на удаление остатка литника
tпу - время пуска или остановки машины
tпр - время на протирку гнезд формы
m – количество литьевых машин
tом - суммарное время, необходимое для выполнения годовой программы
R – радиус литника
l – длина канала
РЕФЕРАТ
Сведения: объем работы
количество таблиц
количество рисунков
количество используемых источников
Ключевые слова: Литье под давлением, Полистирол, АБС, Термопластавтомат, Проектируемое производство, Технологический процесс, Изделия из пластмассы.
Тема проекта – Производство изделий из термопластов методом литья под давлением. Для производства выбраны материалы - полистирол марки 525 и АБС - 2332. Для проектирования производства проведены следующие расчеты: материальный расчет, расчет технологических параметров, расчет количества оборудования, расчет литниковой системы, тепловой расчет.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПРОИЗВОДСТВА …...……………………………………………………
2 ТЕХН0ЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………
2.1 Теоретические основы процесса………………………………………
2.1.1 Химические и физико-химические основы………………………..
2.1.2 Технологические основы процесса ………………………………..
2.2 Характеристика исходного сырья …………………………………..
2.3 Характеристика готовой продукции и отходов производства……
2.4 Разработка блок схемы производства………………………….……
2.5 Материальный расчет производства…………………………………
2.6 Описание аппаратурно-технологической схемы производства……
2.7 Расчет технологических параметров процесса………………………
2.8 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования….………..…………………………………………...……..
2.9 Расчеты оборудования………………………………………………..
2.9.1 Механический расчет…………………..……………………………
2.9.2 Тепловой расчет…………………………………………………….
3 СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНАЯ ЧАСТЬ……………………………
4 СТАНДАРТИЗАЦИЯ...…………………………………………………
5 ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ…..
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ПРОЕКТУ……………………………………..
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….
ВВЕДЕНИЕ
В процессе работы над дипломным проектом рассматриваются возможности использования нововведений, появившихся за последнее время в организации производства.
При производстве изделий все чаще производители отдают предпочтение пластическим массам. В нашем урбанизированном быстро развивающемся мире резко возрос спрос на полимерные материалы. Трудно себе представить полноценную работу заводов, электростанций, котельных, учебных заведений, электрической бытовой техники, которая нас окружает дома, на учебе и на работе, современных вычислительных машин, автомобилей и много другого без использования этих материалов.
В широком смысле переработку полимеров можно рассматривать как некую инженерную специальность, занимающуюся превращением исходных полимерных материалов в требуемые конечные продукты. Большинство методов, применяемых в настоящее время в технологии переработки полимеров, являются модифицированными аналогами методов, используемых в керамической и металлообрабатывающей промышленности. Действительно, нам необходимо понять все тонкости переработки полимеров для того, чтобы заменить обычные традиционные материалы другими материалами с улучшенными свойствами и внешним видом. Последние десятилетия стали периодом бурного развития технологии литья пластмасс под давлением со всеми сопутствующими факторами; метод был значительно усовершенствован, расширился диапазон его применения.
Преимущества литья пластмасс под давлением очевидны:
- недорогой материал;
- небольшой расход энергии при формовании вследствие относительно низких температур обработки;
- получение материала с заранее заданными свойствами
- прямой путь от сырья до конечного продукта (одноступенчатая технологическая операция, доработка не требуется).
- возможность ограничения использования природных ресурсов (древесина, металлы и т.д.)
Области применения полимерных материалов очень разнообразны, а перспективы использования практически неограниченны. Основные области применения полиэтилена высокой плотности:
- электроприборостроение, в качестве изоляции проводов и кабелей;
- пищевая промышленность и бытовая химия, в качестве тары и упаковки:
- производство предметов домашнего обихода, игрушек и хозтоваров;
- изделий медицинского назначения
1 Технико-экономическое обоснование метода производства
Переработка пластических масс представляет собой совокупность различных процессов, с помощью которых исходный полимерный материал превращается в изделие с заранее заданными эксплуатационными свойствами. В настоящее время насчитывается несколько десятков разнообразных приемов и методов переработки пластмасс. Выбор метода переработки для изготовления изделия в каждом конкретном случае определяется такими факторами, как конструктивные особенности изделия и условия его эксплуатации, технологические свойства перерабатываемого материала, а также рядом экономических факторов (тиражность, стоимость и т.д.)[3,с. 10].
Большинство методов переработки пластических масс предусматривает формование изделий из полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии. Это литье под давлением, экструзия, прессование, каландрование и др. Отдельные методы основаны на формовании материала в высокоэластическом состоянии -вакуумформование, пневмоформование. Находят промышленное использование методы формования из растворов и дисперсий полимеров, получение изделий методом полива, заливки и т.д. [3,с. 10].
Термопласты претерпевают ряд превращений. Сначала материал плавится и в процессе пластической деформации ему придается конфигурация будущего изделия. Далее охлаждением до температуры теплостойкости фиксируется приданная ему форма. Самым часто используемым методом переработки является литье под давлением.
Литье под давлением - высокопроизводительный и автоматизированный метод переработки термопластов. Существующие в настоящее время технологические разновидности метода литья под давлением (включая вибролитьевое формование и интрузионное формование, литье вспениваемых материалов) отличаются способами и степенью нагрева
металла, способами его в форму и последующего формования [3,с.13]. Литье под давлением является одним из основных методов переработки термопластов. Этот метод позволяет изготавливать высококачественные изделия с высокой степенью точности при высокой производительности.
Технологические свойства полимеров (реологические, термостабильность, содержание воды и др.) определяют процессы переработки и качество изготовляемых изделий.
Поведение материала при переработке зависит от его реологических свойств.
Знание этих свойств необходимо для расчета и выбора оптимальных технологических параметров и режимов формования, позволяющих получать качественные изделия; для расчета параметров перерабатывающего оборудования, размеров рациональной оснастки и формующего инструмента. Реологические свойства полимера зависят от молекулярной массы полимера, параметров деформирования, реализуемых при формовании (температуры Т и скорости сдвига, также от содержания воды в исходном материале (до переработки).
Зная показатель текучести расплава ПТР или ньютоновскую вязкость при некоторой фиксированной температуре или среднее значение молекулярной массы, можно рассчитать вязкость полимера при различных скорости сдвига γ и температуре Т в конкретных условиях переработки с учетом содержания воды в материале.
Метод литья под давлением обладает рядом преимуществ по сравнению с методом прессования термопластов. Главными преимуществами являются: высокая производительность за счет нагрева термопласта вне литьевой формы, что позволяет впрыскивать расплав в непрерывно охлаждаемую форму; высокая точность размеров и чистота готовых изделий; минимальная дополнительная обработка изделий, которая сводится только к удалению следов литника, так как изделия не имеют заусенцев (грата) по плоскости разъема литьевой формы; экономичность, достигаемая вследствие небольшого износа литьевых форм
(из-за отсутствия трущихся частей, к литьевых форм (по сравнению с пресс-формами), что облегчает операции по их установке на литьевой машине;возможность изготовления изделий сложной конфигурации, тонкостенных, со слабой арматурой, с длинными оформляющими знаками, так как смыкание литьевой формы происходит до заполнения ее материалом; возможность полной автоматизации процесса изготовления изделий [4, с.8].
В то же время литье под давлением имеет ряд недостатков. Во-первых, велики начальные затраты на оборудование. Во-вторых, во многих случаях высока стоимость литьевых форм. В-третьих, литьем под давлением трудно получить изделия с большой разнотолщинностью без поверхностных или других дефектов [4,с.8].
Переработка термопластов литьем под давлением осуществляется на литьевых машинах. Различают литьевые машины с различными объемами впрыска.
Литьем под давлением изготавливают разнообразные детали машин и аппаратов (шестерни, винты, гайки, подшипники, ручки, уплотнительные кольца, арматура, вентили, текстильные шпули и т.п.). В электротехнике используются следующие литьевые изделия: выключатели, клеммы, плиты, кожухи приборов, кнопки и другие детали, изготовленные литьем под давлением. В медицине, строительстве, в быту и для упаковки также применяются различные литьевые изделия из термопластов.
Литье под давлением периодический процесс, в котором технологические операции выполняются в определенной последовательности и по замкнутому циклу. Поэтому процесс литья довольно просто автоматизируется с использованием простейших серийных приборов, таких как реле времени, регуляторы давления и электронные потенциометры, а с помощью датчиков, преобразующих технологические параметры в электрические сигналы, легко может быть переключен на управление с ЭВМ. Это позволяет существенно повысить эффективность производства [1,с.246].