ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ'

Заочный факультет

Кафедра «Химия и технология полимерных и композиционных материалов»

«Основы конструирования изделий и средств технологического оснащения»

Задание на самостоятельную работу

Самара 2007

УДК 678.05 .+678.029.(07)

Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе.

Целью преподавания дисциплины является приобретение будущими инженерами мировоззрения по осознанию требований, связанных с основами конструкторско-технологической проработки конструкции изделия, с возможностями различных методов переработки и оснастки для его формования. На основе таких знаний (с учетом экономической целесообразности) должен сформироваться инженерный подход по осуществлению всего комплекса работ по освоению изготовления, как новых изделий, так и оптимальной работе существующего производства.

Задачи изучения дисциплины раскрываются на основе требований к знаниям, умениям и навыкам, которыми должны овладеть студенты.

После изучения дисциплины студент должен знать:

• основные требования к технологичности изделий из пластмасс,

• классификацию и принципы работы средств технологического

оснащения, особенности их эксплуатации,

• конструкции формующих расплав типовых инструментов для

основных процессов изготовления пластмассовых деталей,

• требования к работе инженера-конструктора структурного

подразделения по переработке пластмасс.

Студент должен уметь:

• проводить конструкторско-технологическую проработку

конструкции изделия с учетом метода и схемы формования;

• выполнять графические работы по эскизному проектированию

изделия и пресс-формы;

• предлагать возможные варианты оснастки для изготовления;

• выполнять основные расчеты формующего инструмента;

• проводить рациональный выбор необходимого оборудования;

• представлять процедуру установки (монтажа и демонтажа)

технологической оснастки на оборудование.

Студент должен приобрести навыки:

• выявлять взаимосвязь между свойствами полимерных

композиций и возможностями их формования различными

методами;

• работы с нормативными документами, используемыми в

технологических процессах переработки пластмасс и

проектировании оснастки;

• в проведении необходимых расчетов типовых видов средств

технологического оснащения.

Краткая характеристика дисциплины.

Как известно, целью процесса переработки полимерных композиций является формование полуфабрикатов (заготовок) или изделий. При грамотном инженерном подходе он должен сопровождаться предварительным анализом технологичности их конструкции, разработкой комплекта графических документов на необходимую оснастку и подбором оптимального оборудования. Программа данной дисциплины предусматривает формирование технического и технологического мировоззрения для последующей производственной деятельности студента.

Связь с предыдущими дисциплинами.

Успешное обучение студента по данной дисциплине обеспечивается глубоким изучением курсов «Начертательная геометрия. Инженерная графика», «Полимерные материалы», «Технология переработки полимеров», « Технология производства и переработки композиционных материалов».

Связь с последующими дисциплинами.

Знания, полученные при изучении данного предмета, понадобятся студентам при изучении других дисциплин: «Типовые процессы переработки пластмасс и эластомеров» и «Основы проектирования и оборудование предприятий по переработке пластмасс». Без знаний данной дисциплины затруднено выполнение курсового проекта, выпускной квалификационной работы, а также практическая деятельность инженера-технолога по переработке пластмасс.

В соответствии с целью изучаемой дисциплины студенты должны прослушать курс лекций и закрепить полученные теоретические знания на практических занятиях. Практические занятия и самостоятельная работа позволят выполнить курсовую работу и сдать зачет.

Общий результат изучения дисциплины - экзамен.

Распределение часов занятий по семестрам

Вид занятий	9 сем.	10 сем.	Всего
Лекции	4	14	18
Практические занятия	4	14	18
Самостоятельная работа			99
Курсовая работа		+
Экзамен (семестр)		+
Итого			135

Содержание дисциплины.

В соответствии с поставленной задачей весь учебный материал разбит на несколько разделов: Раздел 1. Введение.

Краткое содержание курса, его связь с другими профилирующими дисциплинами. Роль формующего инструмента и оснастки в техническом прогрессе технологии переработки пластмасс и композитов, в освоении нового ассортимента изделий. Раздел 2. Общие принципы конструирования пластмассовых изделий. Тема 2.1. Схема процесса конструирования

Основы взаимосвязи технического задания с конструкцией изделия, со свойствами полимерной композиции, технологией переработки и условиями эксплуатации. Требования конструктивного и технологического характера (потребителя и производителя). Схема процесса конструирования технологичной детали. Основные его этапы.

Тема 2.2. Основные элементы конструирования. Технологичность конструкции, общие правила обеспечения. Анализ элементов конструкции деталей из пластмасс с целью обеспечения оптимальной технологичности и необходимых эксплуатационных свойств, их экономичности.

Тема 2 .3 Размеры и форма изделия. Возможности различных методов переработки, схем формования. Толщина стенки, разнотолщинность. Возможности формования из различных материалов и разными методами формования.

Тема 2 .4. Ребра жесткости, требования, рекомендуемые размеры. Возможности формования из различных материалов, разными методами переработки. Разновидности ребер жесткости в соответствии с их расположением на изделии.

Тема 2.5. Радиусы закруглений. Назначение, рекомендуемые размеры, возможности формования и последующей обработки.

Тема 2.6. Технологический уклон. Назначение, влияние на точность изготовления изделий.

Тема 2.7. Изделия с резьбой. Наружные резьбы, способы получения. Внутренние резьбы, способы получения. Особенности изготовления такой группы деталей.

Тема 2.8. Изделия с арматурой. Изучение армирования изделий, способы соединения изделия и арматуры, требования к арматуре. Типовые конструкции армирующих элементов. Способы закрепления её в формующей полости пресс-формы.

Тема 2.9. Соединения деталей из пластмасс. Методы соединений, особенности полимерных композиций. Прессовые соединения. Замковые соединения. Механическое крепление. Особенности конструкций соединений для полимерных композиций.

Раздел 3. Точность размеров изделий. Понятие о допусках и посадках. Допуски и посадки на элементы изделия, учёт эксплуатационных требований. Экономическая целесообразность при их назначении. Дополнительные поля допусков для деталей из пластмасс. Классификация размеров элементов изделий по конструктивному признаку. Классификация размеров изделий по технологическому признаку. Варианты расположения изделия в пресс-форме. Погрешности, возникающие при изготовлении изделий.

Раздел 4. Взаимосвязь конструкции изделия и формующей оснастки. Возможности различных способов и формующего инструмента при производстве изделий требуемого качества и размерной точности. Необходимость обработки деталей после формования.

Раздел 5. Типовые конструкции средств технологического оснащения.

Тема 5.1. Классификация типовых форм. Классификация средств технологического оснащения по способам формования изделия, по конструктивным признакам и характеру эксплуатации, по числу плоскостей разъема и гнезд, по степени механизации обслуживания и другим признакам.

Особенности съемных и стационарных пресс-форм.

Тема 5. 2. Системы и детали форм. Классификация деталей форм, их

назначение.

Детали технологического назначения форм. Рабочие детали. Типовые

конструкции формующих элементов.

Возможности формования резьбосодержащих изделий из пластмасс и композитов. Резьбовые знаки и кольца. Возможности механизации и автоматизации процесса.

Системы распределения расплава от загрузочной камеры или сопла. Система выталкивания, требования к ней, типовые конструкции. Детали и узлы конструктивного назначения. Направляющие элементы форм, типовые конструкции и размеры. Опорные детали и ограничители. Типовые конструкции. Необходимость систем обогрева и охлаждения инструмента. Типовые конструкции.

Анализ конструкций элементов оснастки для различных методов переработки.

Тема 5.3. Пресс-формы для прессования. Пресс-формы прямого и литьевого прессования, типовые конструкции. Особенности конструкции и процесса формования в пресс-формах литьевого прессования, их преимущества и недостатки. Тема 5.4. Пресс-формы для литья под давлением, типовые конструкции. Особенности литниковых систем. Удаление литников. Тема 5.5. Литниковые системы. Литниковые системы пресс-форм литьевого прессования и для литья под давлением. Анализ преимуществ и недостатков радиальной и прямоугольной систем разводящих каналов.

Выбор места впуска расплава в формующую полость. Конструкции пресс-форм с отделением литниковой системы. Тема 5.6. Головки экструзионных машин. Конструктивно-технологическая схема экструзионной головки. Основные типы экструзионных изделий и головок. Особенности конструкций головок для изделий закрытого типа. Прямоточные головки, типовые конструкции. Листовальные головки, типовые конструкции. Угловые головки, типовые конструкции.

Калибровка изделий получаемых методом экструзии, особенности различных способов.

Раздел 6. Проектирование форм.

Выбор типа и конструкции пресс-формы. Стандартная (типовая)

конструкция и для формования конкретного изделия. Внутренние полости (отверстия) в изделиях из пластмасс. Особенности формования, факторы, влияющие на размеры, рекомендуемое расположение на изделии. Формование полостей в изделиях с их направлением под углом к оси смыкания оснастки. Методы изготовления оснастки, применяемые материалы, точность размеров, шероховатость поверхности различных элементов форм.

Раздел 7. Расчеты форм.

Анализ точностных возможностей изготовления. Допуски и посадки элементов оснастки. Методика расчёта исполнительных размеров. Типовые расчеты: числа гнезд, усилия формования и смыкания, размеров загрузочной камеры и др.

Раздел 8. Перспективы и тенденции развития проблем проектирования и изготовления средств технологического оснащения. Прогнозы развития направления, связанного с конструированием изделий из пластмасс и средств технологического оснащения.

Рекомендуемые разделы и темы обзорных лекций

9 Семестр

Раздел 2. Темы 2.1.-2.5.

Раздел 3.

Раздел 7.

10 Семестр

Раздел 5. Темы 5.1.-5.3.

Раздел 7.

Раздел 5. Темы 5.4.-5.6.

Раздел 7.

Раздел 8.

Тематика практических (семинарских) занятий

9 Семестр

Раздел 3.

Допуски и посадки. Решение практических задач по допускам и посадкам на элементы изделия.

Допуски и посадки на элементы изделия, учёт эксплуатационных требований и экономической целесообразности при их назначении. Дополнительные поля допусков для деталей из пластмасс. Классификация размеров изделий по технологическому признаку. Анализ различных вариантов расположения изделия в пресс-форме. Анализ точностных возможностей изготовления.

10 Семестр

Разд.2.

Анализ элементов конструкции деталей из пластмасс с целью

обеспечения технологичности.

Изучение армирования изделий, способы соединения изделия и

арматуры.

Раздел 3.

Методика расчёта исполнительных размеров.

Раздел 5.

Темы 5.1. -5.2.

Изучение классификации пресс-форм.

Классификация деталей форм, их назначение. Анализ конструкций

элементов оснастки для различных методов переработки.

Разд. 5.

Темы 5.3. -5.6.

Разд. 6-7.

Курсовая работа.

После установочных аудиторных занятий в 9 семестре, каждый студент получает индивидуальное техническое задание (ТЗ) на курсову работу (КР). Рекомендуемое содержание ТЗ и необходимые данные приведены в методических указаниях. КР является комплексным заданием, которое может предусматривать:

• проработку конструкции и эскизное проектирование учебного изделия (задание 1),

• разработку схемы процесса формования в пресс-форме (варианты) и эскизное проектирование оснастки (задание 2),

• анализ точностных возможностей изготовления (задание 3).

• расчет исполнительных размеров гладких формообразующих деталей пресс-формы (задание 4),

• подбор необходимого оборудования (задание 5).

Тематика вопросов для самостоятельной работы и к экзамену.

Технические и технологические возможности формования изделий из пластмасс различными способами. [7,гл.2,п.7]; [8,гл.1,п.2]

Взаимосвязь формы и размеров изделия, программы выпуска с конструкцией средств технологического оснащения. [4,гл.1,п.1.2, пп. 1.2.2]

Схема процесса конструирования технологичной детали. Основные его этапы. [7,гл.2,п.7]

Требования конструктивного характера при конструировании изделий из пластмасс.

Требования технологического характера при конструировании изделий из пластмасс.

Размеры и форма изделия. Возможности различных методов переработки, схем формования. [2,гл.З]; [4, п. 1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.2,п.6]

Толщина стенки, разнотолщинность. Возможности формования из различных материалов и разными методами переработки. [1,гл.8,п.2]; [2,гл.З]; [3,гл.4,п.14]; [4, п,1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.4,п.13]

Ребра жесткости, требования, рекомендуемые размеры. Возможности формования из различных материалов, разными методами переработки.

[1,гл.8,п.2]; [2,гл.З]; [3,гл.4,п.14]; [4, п, 1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.3,п.12]

Разновидности ребер жесткости в соответствии с их расположением на изделии. [3,гл.4,п.14]; [5,гл.З]; [7,гл.3,п.12]

Радиусы закруглений. Назначение, рекомендуемые размеры, возможности формования и последующей обработки. [1,гл.8,п.2]; [2,гл.З]; [4, п. 1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.З,п.1О]

Технологический уклон. Назначение, влияние на точность изготовления изделий. Факторы, влияющие на величину ТУ.

[ 1,гл.8,п.2]; [2,гл.З]; [3,гл.4,п.14]; [4, п,1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.3,п.9]

Внутренние полости (отверстия) в изделиях из пластмасс. Особенности формования, факторы, влияющие на размеры, рекомендуемое расположение на изделии.

[1,гл.8,п.2]; [2,гл.З]; [3,гл.4,п.14]; [4, п.1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.3,п.11,гл.4,п.14]

Формование полостей в изделиях, с направлением их перпендикулярно смыканию оснастки.

[3,гл.6,п.29]; [1,гл.8,п.2] Армирование изделий из пластмасс. Назначение арматуры.

[1,гл.8,п.2];[2,гл.З]; [3,гл.4,п.14]; [5,гл.З]; [7,гл.5,п.19] Разновидности арматуры, правила установки.

[2,гл.З];[7,гл.5,п.20и21]

Армирование изделий из пластмасс. Способы соединения с изделием.

[ 2,гл.З]; [5,гл.З]; [7,гл.5,п.2О и 21]

Погрешности, возникающие при изготовлении изделий методами прессования и литья под давлением.

Допуски и посадки, необходимость дополнительных полей допусков для деталей из пластмасс.

Классификация размеров деталей из пластмасс по конструктивному признаку.

Классификация размеров деталей из пластмасс по технологическому признаку. [2, гл.2]

Соединения деталей из пластмасс. Методы соединений, особенности полимерных композиций. Прессовые соединения. Замковые соединения. Механическое крепление. Особенности конструкций соединений для полимерных композиций. [10]; [11, гл. 3]

Классификация оснастки по характеру связи с оборудованием, характеру разъема формующих элементов. [3,гл.5,п.16];[8,гл.1,п.1]

Классификация компрессионных пресс-форм. Типовые конструкции.

[1,гл.9,п.1]; [4, гл.2]; [8,гл.1,п.1, гл. 5]

Классификация литьевых пресс-форм. Типовые конструкции. [1,гл.9,п.1]; [4, гл.2]; [8,гл.1,п.1, гл. 5] Классификация деталей форм. [1,гл.9,п.1]; [3,гл.6,п.22]; [4, гл.2]; Детали технологического назначения форм. Типовые конструкции.

[1, гл.9,п.1]; [3,гл.6,п.23,24]; [8,гл.2,п.6] Вкладыши, типовые конструкции. [8, гл.2,п.8]

Формующие стержни в неподвижной и подвижной части прессформы, типовые конструкции. [8, гл.2, п.7]

Возможности формования глухих полостей в изделиях из пластмасс разными методами переработки. Возможности формования сквозных полостей в изделиях из пластмасс разными методами переработки. Наружные резьбы, способы получения. Типовые конструкции формующих элементов.

[2,гл.З]; [3,гл.4,п.14,.п.ЗО]; [4, п.1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.4,п.15] Внутренние резьбы, способы получения. Типовые конструкции формующих элементов.

[2,гл.З]; [3,гл.4,п.14, .п.ЗО]; [4, п.1.2.2]; [5,гл.З]; [7,гл.4,п. 15] Возможности механизации и автоматизации изготовления резьбосодержащих изделий.

Съемные пресс-формы. Выталкиватели. Требования, конструкции.

[3,гл.6,п.31]; [8,гл.2,п.11, гл.3,п.18]

Стационарные пресс-формы. Выталкиватели. Требования, конструкции.

[3,гл.6,п.31;[8,гл.2,п.11, гл.3,п.18]

Направляющие элементы форм, типовые конструкции и размеры.

[3,гл.8,п.36];[8,гл.2,п.12]

Опорные детали и ограничители. Типовые конструкции.

[8, гл.2, п. 13 и 14]

Формование в пресс-формах литьевого прессования, преимущества и недостатки, особенности конструкции оснастки.

Пресс-формы для литья под давлением. Типовые конструкции. [3,гл.5,п.13];[8,гл. 5].

Литниковые системы пресс-форм литьевого прессования и для литья под давлением. Радиальная и прямоугольная системы разводящих каналов.

[1,гл.10,п.З]; [3,гл.7,п.32];[4, гл.З, п.3.5]; [8,гл.1,п.5]

Удаление литников из литниковых каналов.и загрузочной камеры.

[3,гл.7,п.35]

Выбор места впуска расплава в формующую полость. [3,гл.7,п.33];[8,гл.1,п.5]

Преимущества одногнездных форм.

[3,гл.2,п.4]; [4, гл.З]

Формы с отделением литников в дополнительной плоскости разъёма.

[1,гл.10,п.5];[4,гл.З]

Формы с отделением туннельных литников выше плоскости разъёма. [4, гл.З]

Формы с отделением туннельных литников ниже плоскости разъёма. [4, гл.З]

Конструктивно-технологическая схема экструзионной головки. [4, гл.4]

Основные типы экструзионных изделий и головок. Прямоточные головки, типовые конструкции.

[1,гл.11,п.1]; [4,гл.4,п.4.1,п.4.2]; [9,гл.2,п.2]

Основные типы экструзионных изделий и головок. Листовальные головки, типовые конструкции.

р1,гл.11,п.1, п.4]; [4,гл.4,п.4.2,п.4.5]; [9,гл.2,п.1] Основные типы экструзионных изделий и головок. Угловые головки, типовые конструкции.

[1, гл.11,п.1,п.4]; [4, гл.4,п.4.2]; [9, гл.2,п.З]

Калибровка экструзионных изделий. Калибровка труб и шлангов, особенности различных способов.

[4, п. 4.9]; [9, гл.6, п. 1]

Методика приближённого гидравлического расчета экструзионной головки.

[1,гл.11,п.З]; [4,гл.4,п.4.4]; [9,гл.4,п.1]

Способы нагрева форм. Требования к системе. Тепловой расчёт обогреваемых форм. Расчёт времени разогрева.

[1,гл.9,п.5]; [3,гл.8,п.38]; [4,гл.2,п.2,6,пп.2.6.1,пп.2.6.2]; [8,гл.З,п.2О]

Способы охлаждения форм. Требования к системе. Тепловой расчёт охлаждаемых форм.

[1,гл.10,п.4]; [3,гл.8,п.37]; [8,гл.З,п.2О]

Расчёт числа гнёзд п/ф компрессионного прессования.

[1,гл.9,п.2]; [3,гл.9,п.41]; [8,гл.1,п.З]

Расчёт числа гнёзд п/ф литьевого прессования.

[1,гл.9,п.2]; [3,гл.9,п.41; [8,гл.1,п.З]

Расчёт числа гнёзд п/ф для литья под давлением

[8,гл.1,п.З]

Расчёт усилия прессования и смыкания форм. [1,гл.9,п.2]; [3,гл.9,п.41]; [7,гл.2,п.6]

Факторы, определяющие высоту загрузочной камеры. Расчет

[1,гл.9,п.2]; [3,гл.9,п.43]; [8,гл.1,п.4] "

Расчёт толщины стенок матриц и обойм на прочность.

[1,гл.9,п.4]; [3,гл.9,п.44]; [8,гл.2,п.9]

Установка нагревательных плит для съемных компрессионных пресс-форм на пресс. Обозначение на эскизе присоединительных мест оборудования.

Установка стационарных компрессионных пресс-форм на пресс. Обозначение на эскизе присоединительных мест оборудования

[3,гл.3,п.7]; [8,гл.3,п.21]

Установка стационарных пресс-форм на литьевую машину. Обозначение на эскизе присоединительных мест оборудования

[3,гл.3,п.9];[8,гл.3,п.21]

Учебно-методические материалы дисциплины.

Основная литература

1. Р.Г.Мирзоев и др. Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. -Л., :Маш-е,1972.

2. И.И.Альшиц и др. Проектирование деталей из пластмасс. -Л., :Маш-е,1977.

3. Е.Н.Демин. Справочник по пресс-формам. -Л.,:Лениздат,1967.

4. Н.И.Басов и др. Расчет и конструирование формующего инструмента для изготовления изделий из полимерных материалов. -М.,:Химия,1991.

5. И.Я.Альшиц и др. Проектирование изделий из пластмасс. Справочник.-М.,:Маш-е,1969.

6. Пантелеев и др. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. -М,: Маш-е,1986.

7. Н.Н.Лейкин. Конструирование пластмассовых прессованных изделий. -Л.,:Маш-е,1964.

8. Н.Н.Лейкин. Конструирование пресс-форм для изделий из пластмасс. -М.,:Маш-е,1966.

9. Я.М.Каплун и др. Формующий инструмент экструзионных машин. -М.:Маш-е.

10. Г.В.Комаров. Способы соединения деталей из пластмасс. -М,:Химия, 1979.

11. Основы конструирования изделий из пластмасс, под ред.Э.Бэра.-М.,:Маш-е,1969.

Перечень методических указаний и контролирующих программ

к проведению учебных занятий и для самостоятельной работы студентов.

«Основы конструирования изделий и средств технологического оснащения». Курсовая работа: Метод, указ. / Самар. гос. техн. ун-т; сост. Б.М.Ярцев. Самара, 2007.

Программа для ЭВМ на языке BASIC. Расчет исполнительных размеров гладких формообразующих деталей.

Возможный раздаточный материал

ГОСТ 2.307-68. ЕСКД. Виды изделий.

ГОСТ 14.201-83. ЕСТПП. Общие правила отработки конструкции изделий на технологичность.

ГОСТ 17.204-73.ЕСТПП. Правила обеспечения технологичности конструкции деталей.

ГОСТ 15947-70. Детали формообразующие гладкие для формования изделий из пластмасс. Метод расчета исполнительных размеров.

ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-75). ЕСДП. Общие положения. Ряды допусков и основных отклонений.

ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75). ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

ГОСТ 25349-88 (СТ СЭВ 179-75). Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП СЭВ. Поля допусков деталей из пластмасс.

ГОСТ 20925-75...20934-75. Пресс-формы для прессования изделий из реактопластов.

ГОСТ 22062-76...22082-76. Пресс-формы для литья термопластов под давлением.

РТМ 104-63... 109-63. Пресс-формы для литьевого прессования изделий из реактопластов. Типовые конструкции. -М.,: Изд-во стандартов, 1964.

ГОСТ 22559...22561-77. Хвостовики пресс-форм для прессования изделий из реактопластов. Конструкции и размеры.

ГОСТ 17385-72... 17392-72. Направляющие и опорные детали пресс-форм и форм для литья под давлением.

Альбомы стандартных конструкций пресс-форм.