829

Участок по переработки ПЭТФ литьем под давлением

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Описание изделия, его назначение и условия эксплуатации. Анализ производственного процесса на предприятии и рекомендации по его совершенствованию. Описание основных стадий производственного процесса. Расчет материального баланса на калькуляционную единицу. Выбор основного технологического оборудования.

Русский

2013-01-06

462.5 KB

52 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология полимерных и композиционных материалов»

Специальность 24.05.02. Технология переработки пластических масс и эластомеров

Дисциплина «Основы проектирования и оборудование предприятий

по переработке пластмасс»

Допустить к защите______________

   

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Участок по переработки ПЭТФ литьем под давлением»

Пояснительная записка

СамГТУ 24.05.02.051.356.02ПЗ

            Руководитель: Дюльдина.М.В.

Студент:  5– ИТ - 8  Пырков.А.С.

Самара 2010


                                                     Содержание.

Введение……………………………………………………………………………………...…..3

1. Описание изделия, его назначение и условия эксплуатации………………………………4

2.Обоснование выбора материала………………………………………………………………9

3.Выбор и обоснование способа формования изделия………………………………………12

4.Обоснование типа оснастки………………………………………………………………….14

5.Обоснование параметров процесса формования…………………………………………...17

6.Анализ производственного процесса на предприятии и рекомендации по его совершенствованию…………………………………………………………………………….19

7.Описание схемы производственного процесса……………………………………………..20

 7.1 Описание основных стадий производственного процесса……………………………..20

8.Виды брака, его причины и способы предотвращения…………………………………….24

9.Расчетная часть……………………………………………………………………………….41

 9.1 Материальный расчет…………………………………………………………….……….41

 9.2 Выбор расходных коэффициентов……………………………………………………….41

 9.3 Расчет материального баланса на калькуляционную единицу………………………...42

 9.4 Технологические расчеты…………………………………………………………….…..44

 9.4.1 Расчет времени цикла.......................................................................................................44

 9.4.2 Расчет производительности процесса.............................................................................46

10.Разработка и описание конструкции.....................................................................................52

11.Выбор основного технологического оборудования............................................................53

 11.1 Расчет и выбор основного оборудования........................................................................56

 11.2 Расчет обьема литниковой системы.................................................................................57

 11.3 Усилие запирания формы.................................................................................................58

 11.4 Высота устанавливаемого инструмента..........................................................................59

12. Выбор вспомогательного оборудования.............................................................................61

Заключение...................................................................................................................................62

Список использованной литературы.........................................................................................63

                                                      Введение

    Пластмассы  сравнительно новый вид материалов, нашедших широкое применение в технике и быту. В настоящее время наблюдается стремительный рост производства полимеров и материалов на их основе, проникновение их в самые разные области. Полимерные материалы с успехом заменяют многие традиционные материалы – металлы, керамику, стекло, древесину и т.д. Изделия из пластмасс легче, чем из других материалов. Они требуют меньшего ухода при эксплуатации, имеют хороший внешний вид, их обработка, окраска, отделка, металлизация менее трудоемки и энергоемки, чем подобные операции с другими материалами.

    Каждый вид пластмасс имеет широкий спектр применения, но для эффективной эксплуатации изделий из пластмасс требуется, чтобы они работали при строго определённых температурных, силовых и временных нагрузках с учётом условий различных климатических факторов. Наиболее ценные технические и экономические свойства пластмасс проявляются только при их правильном подборе и эксплуатации.

    Один из важнейших показателей каждого материала – технологичность получения из него изделий (эффективность переработки). У пластмасс этот показатель высокий. Именно этим во многих случаях определяется эффективность их использования вместо традиционных материалов.

    Современная промышленность переработки пластмасс располагает широким набором методов переработки и парком оборудования.

    Переработка пластмасс в изделия – трудоемкий процесс и чтобы обеспечить повышение выпуска изделий из пластмасс необходимо разрабатывать принципиально новые технологические процессы, автоматические линии и переводить их на управление с использованием ЭВМ.

    В связи со значительным расширением использования тары из полимерных материалов для транспортировки и хранения пищевых продуктов и различных товаров химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей промышленности и др. отраслей резко возросла потребность в увеличении производства объемных изделий из термопластов.

    В данном курсовом проекте  разрабатывается участок  по переработке термопластов литьем под давлением.

     1.Описание изделия, его назначение и условия эксплуатации

Изделием является  преформа из полиэтилентерефталата– это заготовка предназначенная для изготовления ПЭТ бутылок  методом выдувного формования.  Преформы предназначены для изготовления пластиковых бутылок для упаковки, транспортирования и хранения питьевой воды, минеральных вод, газированных прохладительных напитков, безалкогольных напитков, слабоалкогольных и алкогольных напитков с содержанием этилового спирта до 40%, соков, нектаров на основе соков, сокосодержащих напитков, в том числе детского питания, молочных и кисломолочных продуктов, молока, растительного масла, пива, столового уксуса 6% и 9%, соусов, кетчупа и т.п.  Преформы можно использовать по назначению только при наличии санитарно – эпидемиологического заключения, которое оформляется в установленном порядке в соответствующих инстанциях. Температурная эксплуатация ПЭТ бутылок находится в пределах от -60 до +70 0С.

Изделия должны изготавливаться в соответствии с требованиями технических условий, комплекту технологической документации и образцу – эталону. 

Преформы из полиэтилентерефталата (далее по тексту «преформы») должны соответствовать требованиям настоящих технических условий и конструкторской документации, утвержденной руководителем предприятия изготовителя. На преформах допускаются надписи, характеризующие массу преформы, наименование предприятия-изготовителя, материал, из которого она изготовлена, иные технические данные.

  По показателям преформы должны соответствовать требованиям таблицы 1.1

 Таблица 1.1

                               Технические требования к преформам

"Наименование показателя

                                             Норма

1. Внешний вид

Преформы должны быть прозрачными. Не допускается:

- загрязнение поверхности маслом, водой, пылью; -инородные тела, пузырьки воздуха и не расплавленный материал в стенке преформы;

- царапины и водяные круги от конденсации на поверхности преформы;

-белое помутнение корпуса, вмятины, слишком сильное натяжение материала, облой по линии соединения, волокна в точке впрыска и др.

1.1. Цвет

Бесцветный или окрашенные в соответствии с контрольным образцом

2. Внешний вид среза донной части.

Не допускаются внутренние раковины пустоты

3.Высота литника, мм,    не более.

                                             2,5

4. Размеры.

Форма, основные размеры и масса должны соответствовать табличным данным и рабочим чертежам.

5.Гигиенические

показатели:

5.1.Запах водной вытяжки,

балл, не более 5.2.Привкус водной

вытяжки

5.3Изменение цвета и прозрачности водной

Вытяжки

5.4.Количества миграции в модельные среды, мг\л:

а) формальдегида

б) диметилтерефталата

5.5. Остаточное количество ацетальде-гида (мкг/л).

1

Не допускается

Не допускается

0.1

1.5

не более 12 для зеленых преформ

не более 5 для бесцветных преформ

не более 2 для голубых преформ

Таблица 1.2.

                                 Номенклатура выпускаемой продукции

 параметры

32-1, 28 гр.

152170

41-1, 28 гр.

СН-8730

45-1, 42 гр.

8975057

44-1, 54 гр.

8974016

44-2, 54 гр.

8975034

Диаметр запорного кольца (А), мм

27.97±0.12

27.97+0.12

27.97±0.12

27.97±0.12

27.97+0.12

Диаметр резь6ы(Т), мм

27.43+0.12

27.43+0.12

27.43+0.12

27.43±0.12

27.43±0.12

Внешний диаметр под резьбой (Е1). мм

24.5+0.15

24.5+0.15

24.5+0.15

24.5+0.15

24.5+0.15

Диаметр уплотнитель но го кольца (Е2), мм

24.95±0.12

24.95+0.12

24.95+0.12

24.95+0.12

24.95+0.12

Внутренний диаметр (I), мм

21.74+0.12

21.74+0.12

21.74+0.12

21.74+0.12

21.74+0.12

Толщина боковой стенки (W). мм

4.05+0.2

3.97+0.2

4.15+0.2

4.15+0.2

4.15+0.2

Общая высота (Н). мм

100.7+0.4

100.5+0.5

125.5+0.5

148+0.5

148+0.5

Высота до опорного кольца (H1), мм

21.2+0.2

21+0.2

21+0.2

21+0.2

21+0.2

Высота до уплотнительного кольца (Н2),мм

14.1+0.2

14.1+0.2

14.1+0.2

14.1±0.2

14.1+0.2

ВЕС, гр.

28+0.5

28+0.5

42+0.5

54+0.5

54+0.5

Диаметр под кольцом (В) мм

25.7+0.15

25.7±0.15

25.7+0.15

25.7+0.15

25.7+0.15

толщина стенки у литника, W5

3.2+0.2

3.210.2

3.35+0.2

3.18+0.2

3.18+0.2

32-1.

26 гр

41-1,41-4

26 гр.

41-1.41-4

21 гр.

45-1,45-2

38 г р.

44-1,44-2.

52 гp.

Диаметр запорного кольца (А), мм

27.97+0.12

27.97+0.12

27.97+0.12

27.97+0.12

27.97+0.12

Диаметр резь6ы(Т), мм

27.43+0.12

27.43+0.12

27.43+0.12

27.43+0.12

27.43+0.12

Внешний диаметр под резьбой (Е1). мм

24.50+0.15

24.50+0.15

24.50+0.15

24.50+0 15

24.50±015

Диаметр уплотнитель но го кольца (Е2), мм

24.95+0.12

24.95+0.12

24.95+0.12

24.95+0.12

24.95+0.12

Внутренний диаметр (I), мм

21.74+0.12

21.74+0.12

21.74+0.12

21.74+0.12

21.74+0.12

Толщина боковой стенки (W). мм

3.54+0.20

3.54+0.20

2. 47+0.20

4.15+0.20

4.15+0.20

Толщина донной части у литника (W5), мм

2.80+0.20

2.80±0.20

2.10+0.20

3.35+0.20

3.18+0.20

Общая высота (Н). мм

100.7+0.40

100.5+0.50

100.5±0.50

125.5+0.50

148.0±0.50

Высота до опорного кольца (H1), мм

21.20+0.20

21.00+0.20

21.00±0.20

21.00+0.20

21.00±0.20

Высота до уплотнительного кольца (Н2),мм

14.10+0.12

14.10+0.20

14.10±0.20

14.10+0.20

14.10+0.20

Диаметр под кольцом (В) мм

25.70+0.15

25.70±0.15

25.70±0.15

25.70+0.15

25.70±0.15

ВЕС, гр

26.00±0.50

26.00+0.55

21.00+0.50

38.00+0.50

54.00±0.50

В зависимости от емкости бутылки преформы могут различаться по весу.

Вес преформы напрямую влияет на объем бутылки, которую можно получить. Стандартное соотношение между весом преформы и емкостью получаемой бутылки представлено в таблице.

По своей конфигурации преформы делятся на 3 группы:

- универсальные 
- толстостенные 
- укороченные  

Универсальная преформа наиболее распространена. Она характеризуется ровной поверхностью цилиндрического тела без значительных расширений. При массе 48г ее длина составляет 144мм, толщина стенки - 3мм. 
Толстостенная преформа (с толщиной стенки до 4,5мм) в изготовлении технологически проще. Однако для качественного формования бутылок такие преформы требуют более длительного нахождения в зонах разогрева, то есть их использование приводит к снижению производительности. А для многих типов машин, прежде всего с печами погружного типа, эти преформы вовсе непригодны, так как длительное нахождение в зонах разогрева (более 15 минут) приводит к тому, что материал наружной поверхности преформы перегревается и теряет прозрачность, а ее внутренняя поверхность остается холодной и недостаточно пластична для беспроблемного выдува бутылок. 
С укороченными преформами дело обстоит еще хуже. Они просты в изготовлении и удобны при транспортировке (при прочих равных условиях в упаковочный ящик помещается их на 30-40% больше укороченных преформ, чем универсальных), но пригодны лишь для раздува на мощном оборудовании с давлением воздуха 30-40бар. Получить качественную бутылку из таких преформ на можно лишь на высококачественных полуавтоматах выдува, либо ценой значительного снижения производительности, но и в этом случае брак неизбежен.

4. В зависимости от конфигурации горла различают преформы/бутылки со стандартом:

- BPF/PCO (для газированных напитков и минеральной воды, пива) 
- Oil (для растительного масла)
 
- Bericap (для напитков, воды)
 
- «38» (для соков, молочной продукции)

В данном случае преформа имеет BPF/PCO конфигурацию горла

              

                       2.Обоснование выбора материала изделия

Существуют основные методы выбора пластмасс: метод «аналогии», матричная система выбора и количественный метод. В данном случае будет рассмотрен количественный метод, так как он весьма подходящий и наиболее эффективный для данного выбора ПМ.
Составим поисковый образ материала для изготовления преформы:

Выделим свойства, составляющие поисковый образ:1-прозрачность, 2-контакт с пищевыми продуктами, 3-морозостойкость, 4-влагопоглащение, 5-прочность, 6-огнестойкость, 7-стоимость.

Таблица 2.1

                         Свойства и  параметры выбираемых ПМ

Свойство

Параметр

Значение параметра

1

2

3

Внешний вид

Прозрачность

Наибольшая

Контакт с пищ. продукцией

Контактирование с пищевой продукцией

нет

Морозостойкость

Морозостойкость, С

Не более – 50

Влагопоглощение

Влагопоглощение W24, %

Не более 0,3 %

Прочность

Прочность на растяжении, МПа

Не менее 50

Огнестойкость

Самозатухаемость при удалении с пламени

нет

Стоимость

цена

наименьшая

Таблица 2.3

                                                     Выбор пластмассы

Выбор

Результат

1

2

1. Последовательность выбора

1) Внешний вид

2) Контакт с пищ. продукцией

3) Морозостойкость

4) Влагопоглощение

5)Прочность

6)Огнестойкость

7)Стоимость

2.Подбираем полимерные материалы, которые наиболее подходят по прозрачности

ПЭ, ПП, ПС, ПММА, ПК,САН,ПВХ,ПЭТФ,АБС

3. Подбираем полимерные материалы которым разрешён контакт с пищевой продукцией

ПЭ, ПП, ПММА,ПК,ПЭТФ,АБС

4. Выбираем полимерные материалы, с морозостойкостью не более -60 0С.

ПП, ПММА,ПЭТФ,АБС

5.Подбираем полимеры, у которых влагопоглощение не превышает W24, ≤ 0,3 %

ПП, ПММА,ПЭТФ,АБС

6. Выбираем полимерные материалы у которых прочность при растяжении не превышает  Ер≤50 МПа

ПММА,ПЭТФ,АБС

7. Выбираем огнестойкие материалы

ПММА,ПЭТФ

8. Выбираем наиболее дешевый материал

ПЭТФ

Таблица 2.3.

                 Свойства полиэтилентерефталата марки ПЭТФ-0310110

Наименование показателя

ПЭТФ-0310110

1.Плотность, г/см3

1,33

Температура плавления  Тпл, 0С

255-265

Температура стеклования Тс, 0С

70-80

Рабочая температура Траб, 0С

От -60 до170

Разрушающее напряжение при растяжении σр,МН/м2

50-70

Разрушающее напряжение при  сжатии σс,МН/м2

80-100

Разрушающее напряжение при  изгибе σизг,МН/м2

70-90

Ударная вязкость  а,кДж/м2

15-30

Теплоёмкость ср, Дж/моль

при 20-60 оС

при 90-200 оС

при 270-290 оС

1,129-1,289

1,575-1,839

1,599-2,074

Твердость по Бринелю НБ, МН/м2

95-110

Модуль упругости при растяжении Ер, МН/м2

3500-4500

Удельное сопротивление обьемное ρv, Ом·см

1016-1017

Удельное сопротивление поверхностное  ρs, Ом

1014

Диэлектрическая проницаемостьε106

3,0-3,5

Тангенс угла диэлектрических потерь tgδ106

0,01-0,02

Электрическая прочность кратковременная Еэл, кВ/мм

12-17

Влагопоглащаемость W24,%

0,2-0,3

У,%

1,2-1,5

Температура разложения Тр ,оС

350

Морозостойкость ,оС

-60

Показатель преломления, nD20

1,576

Вывод: для заданных условий эксплуатации изделия по всем параметрам подходит полиэтилентерефталат марки ПЭТФ-0310110.

                3.Выбор и обоснование способа формования изделия

Основными методами переработки пластических масс является: прессование, экструзия, каландрование и литьё под давлением. Выбор метода формования зависит от перерабатываемого материала, конфигурации деталей, ее размеров, производительности каждого метода.

Метод прессования широко применяется для переработки реактопластов и резиновых смесей. Прессование термопластов используется ограниченно из-за его малой производительности. Метод используется при изготовлении небольших партий толстых листов, изделий из вспененных термопластов. 

Экструзией перерабатывают большинство термопластов, из которых получают трубы и профильные изделия, пленки, листы, влагозащитные покрытия упаковочных материалов, электроизоляционные покрытия кабельной продукции.

Методом каландрования получают пленки и тонкие листы.

Литье под давлением – наиболее  распространенный и прогрессивный метод переработки пластмасс, так как позволяет изготавливать качественные изделия с высокой степенью точности при сравнительно малых затратах и высокой производительности труда. В связи с высокой производительностью и относительно высокой стоимости оснастки в основном применяется при крупносерийном и массовом производстве изделий. Этот метод переработки наиболее предпочтителен для изготовления изделий со сложной конфигурацией, характеризующийся высокой производительностью, т.к. нагрев полимера происходит вне формы и позволяет получить поштучные изделия весом от 1 грамма до 100 кг.

Несмотря на то, что стоимость оборудования в этом процессе достаточно высока, его несомненным достоинством является высокая производительность. В этом процессе дозированное количество расплавленного термопластичного полимера впрыскивается под давлением в сравнительно холодную пресс-форму, где и происходит его затвердевание в виде конечного продукта.

Процесс состоит из подачи компаундированного пластического материала в виде гранул, из бункера через определенные промежутки времени в нагретый горизонтальный цилиндр, где и происходит его размягчение. Гидравлический поршень обеспечивает давление, необходимое для того, чтобы протолкнуть расплавленный материал по цилиндру в форму, расположенную на его конце. При движении полимерной массы вдоль горячей зоны цилиндра устройство, называемое "торпедой", способствует однородному распределению пластического материала по внутренним стенкам горячего цилиндра, обеспечивая таким образом равномерное распределение тепла по всему объему. Затем расплавленный пластический материал впрыскивают через литьевое отверстие в гнездо пресс-формы.

  Таким образом для изготовления изделия выбираем метод литья под давлением.

                                 

                                           

                                      4.Обоснование типа оснастки

Формы для литья под давлением классифицируют на: стационарные, полустационарные и ручные.

В стационарных формах весь цикл литья и их удаление из формы осуществляется непосредственно на литьевой машине-автомате. Форма не снимается с машины до окончания изготовления заданной программы выпуска изделий.

Полустационарные формы имеют съемные оформляющие кассеты, которые после каждого цикла литья извлекают из формы и разнимают вне рабочей зоны машины-автомата.

Ручные формы целиком извлекают из зоны формования после каждого цикла литья.

Данная форма является стационарной.

Стационарные формы для литья под давлением разделяют на полуавтоматические и автоматические, обеспечивающие отделение и сепарацию литников от изделий при замыкании формы.

Данная форма является автоматической.

Все формы по количеству одновременно отливаемых изделий разделяются на одно и многогнездные, а по интенсивности заполнения гнезд - на одно- и многовпускные.

Данная форма является сорокавосьмигнездной и многовпускной.

Все формы для литья под давлением по важному признаку - направлению их размыкания относительно горизонтальной оси литьевой машины-автомата — разделяют на следующие: с одной вертикальной плоскостью, с одной вертикальной плоскостью и раздвижными полуматрицам, с комбинированными разъемами.

Данная форма с одной вертикальной плоскостью разъема.

Дополнительные классификационные признаки форм для литья под давлением термопластов связаны с конструктивными особенностями функциональных систем форм. Литниковые системы по состоянию материала в них в момент окончания заполнения внутренней полости формы разделяют на холодноканальные, горячеканальные и комбинированные. Форма горячеканальная. 

Горячеканальная литниковая система (ГЛС) служит для передачи перерабатываемого материала из сопла литьевой машины (термопластавтомата) в оформляющие гнезда пресс-формы, причем материал в ГЛС всегда находится в расплавленном состоянии при заданной температуре переработки. ГЛС является неотъемлемой частью пресс-формы. Пресс-формы с ГЛС устанавливается на литьевую машину любого типа. Экономический эффект применения ГЛС складывается из повышения производительности литьевого оборудования за счет сокращения цикла литья изделия; сокращения расходов на сырье благодаря безотходности производства; ликвидации расходов на отрезку, сбор, хранение и утилизацию литников. Использование ГЛС расширяет также технологические возможности изготовления пластмассовых деталей.

    Цикл литья изделия для некоторых, в основном тонкостенных изделий, может быть сокращен на 40-60% и более. Сокращение цикла обусловливается отсутствием традиционных охлаждаемых в пресс-форме вместе с изделием литников. Поскольку литники часто бывают большего сечения, чем отливаемые детали, время выдержки материала в пресс-форме определяют именно они.

   При отсутствии охлаждаемой литниковой системы в горячеканальной пресс-форме время выдержки определяют в основном толщины сечения самой отливаемой детали при прочих равных условиях.

    Кроме того, в охлаждаемой литниковой системе происходят потери тепла и, чем больше развита литниковая система, тем больше тепловые потери. Но оптимальный температурный режим должен быть в месте впускного литника непосредственно около оформляющего гнезда пресс-формы. Следовательно, в пресс-форму материал должен поступать при повышенной температуре для компенсации тепловых потерь в литниковой системе, что дополнительно увеличивает время охлаждения литниковой системы.  При применении ГЛС в пресс-форме впуск материала, как правило, осуществляется точечным литником (или литниками) непосредственно в оформляющую полость пресс-формы. При этом литник отрывается обычно в точке впрыска непосредственно у изделия, где происходит раздел между жидкой фазой материала в ГЛС и твердой фазой материала в охлаждаемой полости пресс-формы. Это позволяет понизить температуру литья и сократить время охлаждения детали в пресс-форме.

    В себестоимости производства пластмассовых изделий стоимость исходного сырья (пластической массы) составляет большую и все время увеличивающуюся часть, доходя до 70-80%. В настоящее время приобретает все большее значение безотходность производства пластмассовых изделий, которую с успехом обеспечивает применение пресс-формы с ГЛС.

         ГЛС эффективно могут применяться в сочетании с традиционной литниковой системой, когда центральный и разводящие литники, заменяются горячеканальными, а непосредственно впрыск материала в оформляющую полость пресс-формы осуществляется через небольшие впускные охлаждаемые литники или тоннельные литники. При этом отходы в виде литников можно получить минимальными, т.к. основная масса литниковой системы будет находиться в жидкой фазе в ГЛС. Такая конструкция может быть рекомендована для многогнездных пресс-форм, используемых для изготовления деталей небольших размеров. Группируя вокруг горячеканального сопла (инжектора) оформляющие гнезда пресс-формы, добиваются минимальных размеров затвердевающих частей литниковой системы. Это значительно упрощает конструкцию ГЛС, сокращает количество применяемых горячеканальных сопел, нагревателей, приборов терморегулирования.

                       5.Обоснование параметров процесса формования

Основными параметрами процесса формования материала являются температура расплава, температура формы, давление литья, время выдержки под давлением, время охлаждения.

1. Температура литья. Термопласты при литье переходят в вязко-текучее состояние в пластикационном цилиндре, поэтому с точки зрения температуры материала в процессе литья имеется нижний и верхний пределы. Нижний – определяется температурой текучести материала. Верхний предел - определяется температурой деструкции материала. Между значениями пределов выбирается оптимальный интервал температуры переработки.

Температура литья задается и поддерживается по зонам нагрева пластикационного цилиндра.

        Процесс литья осуществляется на литьевой машине Husky ХL-300

Режим литья:

Температура по зонам материального цилиндра:

  1.  сопло – 280±10оС
  2.  первая зона – 295±10оС
  3.  вторая зона – 280±10оС
  4.  третья зона – 280±10оС

2. Удельное давление литья – усилие впрыска, приходящееся на единицу площади поперечного сечения пластикационного цилиндра при впрыске. Величина удельного давления определяется вязкостью расплава перерабатываемого материала и типом машины. Устанавливается пробным путем по качеству отливки деталей: нижний предел ограничивается недоливом  или  образованием утяжин;  верхний предел получением деталей строго точных размеров. Требуемая   величина   удельного   давления   литья   задается,   поддерживается   и регулируется величиной давления в гидроцилиндре узла пластикации литьевой машины и составляет при переработке ПЭТФ на данном предприятии составляет 120 МПа.

3.Температура формы. Температура формы всегда ниже температуры поступающего в нее расплава на 100-160°С. Слишком холодная форма способствует очень быстрому охлаждению, что может привести к образованию в изделиях внутренних остаточных нпряжений. Слишком горячая форма удлиняет цикл литья, способствует образованию большого облоя и короблению деталей из-за их прилипания к форме. Поэтому существуют пределы температур формы. Нижний - определяется температурой, при которой форма не заполняется полностью, или в изделиях образуются утяжины. Верхний - определяется температурой, при которой изделия получаются с большим облоем. Температура формы при преработке ПЭТФ составляет 60-110°С.

4.Время  выдержки под давлением.  Выдержка под давлением необходима для компенсации уменьшения объема материала в форме в результате его постепенного охлаждения. В течение времени выдержки под давлением расплав продолжает подаваться в центральную часть изделия через литниковую систему, и давление в форме остается практически постоянным.

5.Время охлаждения. Охлаждение без давления завершает процесс формирования структуры изделия в форме. Продолжительность охлаждения изделия в форме связана с толщиной изделия и его формой, температуропроводностью полимерного расплава, перепадом температур расплава и формы, а также с температурой в центре изделия в момент его извлечения из формы.

6. Анализ производственного процесса на предприятии и рекомендации по его  совершенствованию

На предприятии ООО «АЛПЛА» транспортировка сырья (полиэтилентерефталат) с заводского склада в цех осуществляется автопогрузчиками. Сырье ссыпается в загрузочный бункер, из которого транспортируется в бункер предварительной сушки материала. Сушка мaтериала осуществляется непрерывным способом в системе сушки горючим, предварительно обезвоженным воздухом. Из бункера для предварительной сушки материал непрерывно ссыпается в загрузочную зону блока впрыска со шнеком, где происходит размягчение полимера до вязко-текущего состояния в последующим впрыском расплава в прессформу. Изготовленные преформы по ленточному транспортеру поступаю: в картонные короба готовой продукции. На каждый короб наклеивается ярлык, на котором указываются основные данные о производстве. После этого короб вместе с деревянным поддоном на ручной тележке отвозится на склад готовой продукции. Источником загрязнения атмосферы являются вентиляционные трубы от термопластов для производства преформ, автопогрузчиков, лаборатории, а также-выхлопные газы, образующиеся при прогреве и движении автотранспорта на открытой стоянке.  Загрязненный воздух из помещений удаляется системами общеобменной вытяжной вентиляции.  В результате анализа действующего производства становится очевидно, что действующий производственный процесс технологически организован и не требует каких-либо изменений.

              7. Описание схемы производственного процесса

Технологический процесс производства предварительных форм для последующего раздува бутылок включает в себя следующие стадии:

Технологическая схема производства состоит из следующих операций:

1. доставка сырья на предприятие;

2. контроль документации;

3. разгрузка и транспортирование сырья на заводской склад;

4. хранение сырья на заводском складе;

5. входной контроль;

6. транспортировка сырья на цеховой склад;

7. хранение на цеховом складе; 

8. транспортировка сырья в цех;

9. растаривание сырья;

10.предварительная сушка материала

11. литье под давлением;

12. контроль качества;

13. сбор брака;

14. комплектация и  упаковка готовых изделий;

15. транспортировка готовой продукции на склад;

           7.1.Описание основных стадий производственного процесса

1.Гранулированный ПЭТ завозится на предприятие автотранспортом в конвейерах или крытых фурах. Сырье поставляется партиями в big bags по 1000 кг.

2.При поставке ведётся контроль документации на сырьё. Каждая партия сопровождается одним документом о качестве, который содержит:

- наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;

- условное обозначение полиэтилена;

- дату изготовления;

- номер партии;

- массу нетто;

- результаты проведённых испытаний или подтверждение о соответствии качества полиэтилена требованиям настоящих технических условий.

3.Далее следует операция по разгрузки и транспортирования сырья на заводской склад с помощью автопогрузчике.

4. Мешки ПЭТ с материалов весом 1 т установлены на деревянные поддоны в два яруса.Допускается складировать мешки с сырьем, установленные на поддоны, в два яруса. Помещение для складирования должно защищать сырье от попадания грязи, влаги, прямых атмосферных осадков.

5.Далее полиэтилентерефталат подвергается входному контролю. Для проверки качества ПЭТФа отбирают точечные пробы. Допускается отбирать точечные пробы во время растаривания сырья. Отобранные пробы соединяют в объединённую пробу и перемешивают. Отобранные образцы подвергают испытаниям. Число точечных проб при массе партии до 50 тонн – 10, а свыше 50 тонн – 20. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей, по нему проводят повторные испытания на удвоенной выборке, результаты которых являются окончательными. При получении отрицательных результатов повторной проверки показателей, определяемых периодически, отгрузка потребителю прекращается до выяснения причин и получения положительных результатов испытаний по этому показателю. Входной контроль осуществляется в момент или до растаривания сырья.

6.Водитель автопогрузчика перевозит мешки из склада в помещение подготовки сырья, где оператор по загрузке сырья проверяет мешок на отсутствие повреждений: дыр, трещин, разрывов. Мешки с вышеуказанными дефектами отбраковываются.

7. Мешки без дефектов оператор обдувает сжатым воздухом от грязи и пыли и транспортирует их на хранения в цеховой склад

8. После этого водитель автопогрузчика зачаливает мешок с сырьем за имеющиеся на мешке проушины и устанавливает на концах вил металлические фиксаторы. Убедившись в надежности крепления мешка, на вилах приподнимает его на высоту 10-15 см от пола и перевозит к бункеру загрузки сырья.

9.После установки погрузчиком мешка с сырьем над бункером на специальной площадке, оператор по загрузке развязывает горловину в нижней части мешка Для защиты системы от попадания посторонних предметов или полимерной стружки, бункер оснащен специальной защитной сеткой.   Во избежание затруднений при ссыпании сырья в бункер необходимо контролировать чистоту сетки, при необходимости проводить очистку сетки от посторонних предметов или полимерной стружки.

  Уровень сырья в бункере контролируется визуально и загрузка бункера производится по мере его расходования.

10.Сырье ссыпается в загрузочный бункер, из которого транспортируется в бункер предварительной сушки материала.

  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%.

  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.

11.Для литья под давление используется литьевая машина фирмы «HUSKY». Машина состоит из четырех основных частей: механизм зажима (и прессформы), блок впрыска, блок средств управления и погрузочно-разгрузочное оборудование, предназначенное для удаления готовых изделий.

  Из бункера для предварительной сушки материал непрерывно ссыпается в загрузочную зону блока впрыска со шнеком, где происходит размягчение полимера до вязко-текущего состояния. Шнек вращается для загрузки и плавания требуемого количества материала из бункера. Гидравлический мотор вращает шнек. Когда шнек вращается, расплавленный полимер собирается в экструдере и затем полимер через распределительный клапан передается в загрузочную емкость цилиндра впрыска. Эта передача полимера движет плунжер назад, пока не достигается заданное положение объема впрыска

  Когда выполнено положение каретки вперед, включается отсекатель сопла и поршень впрыска движется вперед и материал вводится в прессформу. Рабочий цикл машины включает в себя следующие стадии:

- смыкание и зажим прессформы;

- впрыск пластмассы в прессформу;

- выдержка под давлением, охлаждение, отвод блока впрыска;

- гранулы полимера расплавлены и готовы для следующего впрыска,

- открытие прессформы;

-извлечение автоматически изделий роботом.

-окончательное охлаждение изделий в роботе;

-сброс изделий на ленточный транспортер.

12.После получения отливки в литьевой форме, рабочий осуществляет ее контроль. Контроль проводится по внешнему виду и по размерам. По внешнему виду отлитые детали контролируются на отсутствие недоливов, переливов, короблений, утяжек, царапин, внутренних включений.

13.При обнаружение брака производится его устранения с помощью внесения изменений на интерфейсе литьевой машины и бракованная продукция отвозится на склад для последующего его хранения.

14.Изготовленные преформы по ленточному транспортеру поступаю: в картонные короба готовой продукции.

  Короб устанавливается на деревянный поддон в зоне ссыпания изготовленных преформ с ленточного транспортера.

В короб дополнительно вкладывается полиэтиленовый мешок.

  После заполнения короба готовыми преформами, полиэтиленовый пакет заворачивают в короб закрывают картонной крышкой, которая дополнительно крепится к коробу при помощи ленты (скотч).На каждый короб наклеивается ярлык, на котором указываются основные данные о производстве.

14. После всех вышесказанных операций  короб вместе с деревянным поддоном на ручной тележке отвозится на склад готовой продукции.

  Источником загрязнения атмосферы являются вентиляционные трубы от термопластов для производства преформ, автопогрузчиков, лаборатории, а также-выхлопные газы, образующиеся при прогреве и движении автотранспорта на открытой стоянке.

Загрязненный воздух из помещений удаляется системами общеобменной вытяжной вентиляции. Выбросы от открытой стоянки являются неорганизованными.

              8. Виды брака, его причины и способы предотвращения

Пузырьки:случайные пузырьки или пустоты, появляющиеся в стенке преформы, вызванные захватом воздухa или газа при формировании заготовки.

Усадка материала (утяжка):усадка материала проявляется на внутренней и-или внешней поверхностях преформы, вызванных тепловым сжатием (сокращением). Усадка материала обычно происходит в толще стенки, где и  происходит изменение толщины.

Нерасплав гранул материала:гранулы материала, появляющиеся в теле преформы, которые частично расплавились или полностью нерасплавились.

Недолив (короткий объем впрыска):не полностью заполненная преформа(ы) после завершенного цикла впрыскивания.

Обычно проявляется как не завершенная резьба горловины преформы и в уменьшении веса преформы.

Удлиненный литник :удлененный литник преформы, проявляется как расплавленный выступ на преформе в области литника.

Вытянутый, удлиненный литник преформы:удлиненный литник преформы, появляющийся как извлекаемый кристаллический остаток из наконечника сопла прессформы.

Нити:пластиковые нити или волоски тянущиеся от литника преформы.

Влажность:радиальные круги, появляющиеся на внутренней и внешней поверхностях преформы. Круги проявляются как чистые ребра, имеющие эллиптическую форму.

Кристализация литника:кристализация литника - белое кристаллическое формирование вокруг литника преформы. Обычно проходящее через поперечное сечение стенки преформы, во внутренем сечении стенки, и как прожилок тянущийся из области литника в тело преформы .

Мутные преформы:мутность преформы проявляется как мутная белизна полностью охватывающая тело преформы.

Линия соеденения/сварной шов:микроскопическая трещина, которая формируется, когда 2 потока расплавленного материала сходятся впереди и соединяются. Расплавы не полностью прилегают друг к другу впереди, создают незначительное углубление расположенное вдоль пути потока. Обычно наблюдается на запирающей поверхности преформы, над резьбовыми выпускными каналама, где пути расплавленного материала сходятся.

Черные пятна/загрязнения:случайные частицы в теле преформы, образуются от деградации материала (слева) или от посторонних частиц впрыскиваемых в полость.

Вытекание материала:образование тонкого  выступа между резьбоформирующими половинками прессформы (РБП), РБП и гнездом ПФ, РБП и кольцом фиксирующим палец.

Желтые преформы:желтый оттенок или изменение цвета через полную преформу как показано  фотографии (слева измененый цвет преформы и справа сравниваемая преформа с не измененным цветом).

Изменение толщины стенки преформы:неравномерная толщина стенки преформы.

Царапины/ поверх-ностные дефекты:случайные отметины (фото-графия слева) проявляются как эллиптические дефекты поверх-ности или продольные царапины (фотография справа).

Углубленная линия разделения:незначительный “надрез”, появляющийся на наружной поверхности преформы в области линии разделения резьбоформирующих половинок и гнезда из-за деформации при извлечении из гнезда. Может сопровождаться деформацией внешней поверхности области литника (Усадка материала вокруг литника).

Усадка материала вокруг литника:волнистая поверхности вокруг литника из-за деформации при извлечении из гнезда. Может сопровождаться деформацией в области линии резьбоформирующих половинок/гнезда (Углубленная линия разделения).

Разрывание/Окоривание (шелушение) литника:оторванный срез на преформе, начинающемся из литника, направленный наружу, обычно в области донной вставки (проявляется и похожа на апельсиновую корку). Оторванный срез может оставаться на поверхности.

Внутренняя деформация литника преформы:деформация внутренней стороны преформы в области литника из-за усадки, проявляющееся как утоньшение стенки в области литника преформы, особенно под литником.

Переженные частицы материала:черные или коричневые разводы в области литника преформы (или на теле преформы, из-за деградации материала в гнезде пресс-формы.

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

Пятна кристаллизации в области горловины-Имеются два типа пятен :

 1. Одиночное пятно, появляю-щееся над кольцом поддержки.

 2. Одиночное пятно, появляющиеecя в опорном кольце.

Разводы:разводы на поверхности преформы, появляющиеся в виде продольных или крюкообразных серебристо-белых полосок тянующиеся от литника из-за деградации материала и/или разорванные пузыри.

Игольчатое отверстие в литнике: маленькое отверстие в литнике преформы расширяющиеся в толще стенки (может быть связано с полостью под литником преформы).

Пустота в литнике: полость / вздутие в толще стенки преформы расположенное под литником (фото справа). Может быть связана с очень малым отверстием в литнике.

Цветные прожилки:не равномерное смешивание материала ПЭТ и красителя, проявляются как цветные прожилки в теле преформы.

                                                                                                                   

Таблица 7.1

                                  Способы устранения дефектов преформ.

Несоответствие

Причина

Корректирующие действия

Пузырьки (случайные пузырьки или пустоты, появляющиеся в стенке преформы, вызванные захватом в-ха или газа при формировании заготовки)

Газ или воздух появляется в расплавленом м-ле в течение процесса пластификации из-за недостаточного сжатия расплавленного м-ла

1. Увеличить обратное давление шнека. 2. Установить заднюю позицию шнека, так, чтобы обеспечить достаточный амортизатор подачи (25-30мм). 3 Проверить соединение между бункером и зоной подачи экструдера и если необходимо очистить соединение и уменьшить температуру зоны подачи экструдера для компенсации.

Воздух всасывается благодаря чрезмерной декомпрессии

Уменьшить декомпрессию, уменьшая позицию втягивания и (или) время задержки втягивания.

Усадка материала (утяжка) появляется на внутренней и(или) внешней поверхностях преформы, вызванных тепловым сжатием. Обычно происходит в толще стенки.

Недостаточно материала

1.Увеличить объем впрыска. 2. Уменьшить позицию перехода.

Недостаточная выдержка материала, для компенсации усадки.

1. Увеличить давление выдержки 2.Увеличить время выдержки

Чрезмерная усадка из-за высокой температуры плавления

1. Уменьшить нагрев экструдера машины. 2. Уменьшить нагрев пресс-формы

Чрезмерная усадка из-за недостаточного охлаждения пресс-формы.

1. Проверить систему водяного охл-я: давление, поток, температуру. 2. Проверить каналы охлаждения пресс-формы на загрязнение или закупорку. 3. Увеличить время охлаждения

Нерасплав гранул м-ла. Гранулы материала в теле преформы, частично расплавившиеся или полностью нерасплавившиес

Выходящая температура материала слишком низка и (или) размер гранул не одинаков, что ведет к увеличению времени

1. Проверить правильность работы осушителя: температуру (в зависимости от материала), воздушный поток, и время пребывания материала в бункере. 2. Проверить предпочтительный поток м-ла "образование каналов" в бункере. 3. Проверить неисправности в шланге ввода бункера (изоляция, места крепления и т.д.)

Точка плавления м-ла слишком высока

1. Проверить материал на деградацию, отмечая любое изменение цвета. 2. Проверить неплавленые гранулы в теле преформы на точку плавления и уровня кристаллического состояния DSC анализом

Размер гранулы материала не соответствует спецификации или не однороден

Проверить гранулы материала на соответствующий размер и однородность

Недолив (короткий объем впрыска). Не полностью заполненная преформа после завершенного цикла впрыскивания. Обычно проявляется, как не завершенная резьба горловины преформы и в уменьшении веса преформы

Недостаточно материала

Увеличить объем впрыска.

Уменьшить позицию перехода.

Увеличить время выдержки

Увеличить давление выдержки

Время заполнения слишком медленно, допускающее неполное формирование преформы, охлаждение и застывание прежде, чем достаточное количество материала вошло в полость

- увеличить скорость впрыска;

- увеличить давление впрыска;

Вязкость материала слишком высока и ограничивает нормальный поток расплавленного материала

- увеличить температуру плавления для уменьшения вязкости материала;

- проверить материал и преформу на соответствие вязкости

Температура плавления слишком  низка для заданного потока расплавленного материала.

- увеличить температуру прессформы;

- увеличить температуру наконечников сопла прессформы.

Удлиненный литник. Проявляется как расплавленный выступ на преформе в области литника.

Область литника преформы слишком холодная для нормального закрытия штока клапана литника.

- увеличить температуру наконечника сопла;

- уменьшить таймер «задержка закрытия клапана литника»

Шток клапана литника не закрывается должным образом

- увеличить температуру прессформы;

- проверить давление воздуха;

- проверить на закупоренность глушитель клапана литника и очистить или заменить его по мере необходимости;

- проверить на предмет присутствия постороннего материала в области  наконечника сопла в прессформе и очистить его по мере необходимости;

проверить на предмет повреждения шток клапана литника и заменить его по мере необходимости;

- проверить на предмет износа уплотнительные кольца поршня, штока клапана литника и заменить их по мере необходимости

Вытянутый, удлиненный литник преформы. Проявляется как извлекаемый кристаллический остаток из наконечника сопла прессформы.

Перегрев в области литника приводит к образованию вытянутого литника в момент раскрытия прессформы.

- проверить правильность работы системы водяного охлаждения: давление, поток и температура;

- проверить на загрязнение или закупорку охлаждающие каналы в прессформе и очистить по мере необходимости;

- уменьшить температуру наконечника сопла;

- увеличить время охлаждения прессформы.

Давление выдержки недостаточно для нормального формирования литника преформы, охлаждающегося через контакт с поверхностью донной вставки

- увеличить давление выдержки, особенно в последней зоне.

Нити. Пластиковые нити или волоски от литника преформы

Высокая температура в зоне литника затрудняет разделение преформы от прессформы в момент раскрытия

- проверить правильность работы системы водяного охлаждения: давление, поток, температура;

- проверить на загрязнение или закупорку охлаждающие каналы в прессформе и очистить их по мере необходимости.

- снизить температуру наконечника сопла;

- снизить температуру прессформы;

- увеличить время охлаждения;

- уменьшить время задержки «закрытие клапана литника»

Шток клапана литника закрывается не правильно

- увеличить температуру прессформы;

- проверить правильность давления воздуха;

- проверить на правильность подключения глушителя на клапане литников и очистить или заменить по мере необходимости;

- проверить на посторонние материалы в наконечнике сопла прессформы и очистить их по мере необходимости;

- проверить на повреждение наконечника сопла порессформы и заменить по мере необходимости;

- проверить на повреждение шток литника прессформы и заменить по мере необходимости;

- проверить на износ уплотнительные кольца поршня штока литника и заменить по мере необходимости

Недостаточная декомпрессия позволяет расплавленному материалу вытягиваться из литника после открытия прессформы

- увеличить декомпрессию путем увеличения хода втягивания;

- увеличить декомпрессию путем увеличения времени задержки;

- уменьшить давление удержания.

Влага. Радиальные круги, появляющиеся на внутренней и внешней поверхностях преформы. Круги проявляются как чистые ребра, имеющие эллиптическую форму.

Конденсат, образующийся на формообра

- проверить, чтобы атмосферная точка росы была ниже температуры охлаждающей воды и настроить системы осушения воздуха по мере необходимости;

- повысить температуру охлаждающей воды до уровня атмосферной точки росы в области прессформы (Внимание: это изменение компенсирует проблему с конденсацией, но это не является достаточно хорошим решением проблемы и может повлиять на общее качество преформы и время цикла)

Кристаллизация литника – белое кристаллическое формирование вокруг литника преформы, обычно проходящее через поперечное сечение стенки преформы, во внутреннем сечении стенки, и как прожилок тянущийся из области литника в тело преформы

Температура расплава в наконечнике сопла прессформы слишком низкая в течение времени когда расплав не движется.

- увеличиьь температуру наконечника сопла;

- уменьшить время застоя расплава (снизить пассивное время машины)

Температура расплава в наконечнике сопла прессформы и\или области литника преформы слишком высокая, что порождает глубокое белое помутнение (особенно в толстостенных преформах)

- уменьшить температуру наконечника сопла;

- преверить правильность работы системы охлаждения воды: давление, поток, температура;

- проверить на загрязнение или закупорку охлаждающих каналов донной вставки;

- проверить, что нагреватель наконечника сопла не контактирует с донной вставкой прессформы;

- уменьшить сдвиг нагрева расплава в наконечнике сопла\доннной вставки уменьшая скорость заполнения впрыска;

- гарантировать, что преформа в плите робота контактирует с сферическим основанием

Мутные преформы. Проявляется как мутная белизна полностью охватывающая тело преформы.

Входящий материал имеет слишком высокий уровень влажности, что порождает гидролизацию в течение пластификации материала, что в свою очередь приводит к снижению вязкости материала и увеличивает скорость кристаллизации материала

- проверить уровень влажности материала на входе в экструдер машины (должен быть < 50 частей на миллион);

- проверить правильность работы осушительного оборудования: температуру (в зависимости от материала), воздушный поток, точку росы, и резидентное время нахождения материала в бункере

Входящий материал имеет слишком низкую температуру и\или не однородную структуру, вызывающие увеличение требуемого времени плавления

- проверить правильность работы осушительного оборудования: температуру (в зависимости от материала), воздушный поток, точку росы, и резидентное время нахождения материала в бункере;

- проверить предпочтительный поток материала в бункере.

Недостаточное сжатие материала в течение пластификации в экструдере, приводит к уменьшению передачи тепла.

- увеличить обратное давление шнека.

Линия соединения\ сварной шов. Микроскопическая трущина, которая формируется, когда 2 потока расплавленного м-ла сходятся впереди и соединяются. Расплавы не полностью прилегают друг к другу впереди, создают незначительное углубление, расположенное вдоль пути потока. Наблюдается на запирающей поверхности преформы, над резьбовыми выпускными каналами.

Поток раплава слишком холодный впереди, чтобы правильно объединиться вместе из-за малой скорости потока расплава

- увеличить скорость заполнения впрыска;

- увеличить давление заполнения впрыска;

- увеличить скорость удержания;

- увеличить давление удержания;

- увеличить температуру охлаждающей воды для компенсации охлаждения расплава впереди (это решение не рассматривается как соответствующее, так как может повлиять на качество преформ и на цикл работы машины)

Поток расплава слишком холодный впереди, чтобы правильно объединиться вместе из-за недостаточной пропускной способности вентиляционных каналов прессформы

- очистить вентиляционные каналы в резьбоформирующих половинках и запирающих кольцах (крепление пальца);

- проверить размеры вентиляционных каналов прессформы

Царапины, поверхностные дефекты. Отметины, проявляющиеся как эллиптические дефекты поверхности или продольные царапины

Случайные дефекты поверхности, вызванные контактом с другими объектами

- минимизация передачи преформ после выброса из робота;

- минимизация высоты падения преформ с конвейера робота;

- снизить силу выброса выталкивателей робота;

- увеличить время охлаждения преформ, что уменьшит температуру преформы и снизит чувствительность поверхности

Периодические дефекты поверхности, вызванные повреждением поверхности прессформы или накоплением грязи

- проверить поверхность прессформы на повреждения (задиры) и заменить по мере необходимости;

Неравномерная толщина стенок преформы

Палец прессформы отклоняется в течение впрыска из-за высокого давления заполнения

- 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:

                                                 Фн = 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.

Фн = 12· ((52·7 + 1) – 7) · 2 = 8592 ч.

Действительный годовой фонд работы оборудования:

                                                     Фд = (1 – Кр – Кт) · Фн                                                                                     (9.2)

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

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

Фд = (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:

                                            Кр= Красч= Ки+ Кбс+ Кбубпобоисп о

                               Красч=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 сырья К1=0,001

2.     транспортировка во время проведения технологического процесса К2=0,0015

3.     хранение и анализ сырья К3=0,001

4.     подготовка сырья:

4.1   растаривание К4=0,001

5.     выделение летучих и газообразных продуктов при формовании К5=0,005

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

                                       Кп1+ К23456                                                            (9.3)

                        Кп = 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):

                                                Рии·Ки                                                        (9.4)

                                      Ри=48 · 1 = 48 г/шт

                          Ри=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:

                                                     Рiи·Кi                                                        (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:

                                             Рn = Р1 + Р2 + Р3 + Р4 + Р5                                                  (9.6)

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

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

Норма расхода:

                                                             Нр = Ри + Рn + Рбо                                                         (9.7)

Нр = 48+0,456= 48,456 г/шт

Нр=2322,432+22,056=2344,488 т/год

Расчетная норма расхода:

                                                                Нрасч = Ри · Кр                                                              (9.8)

Нрасч = 48 · 1,0319= 49,53 г/шт

Нрасч=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 изготавлеваемых в единицу времени.

Рассчитаем время цикла.

По блоку пресс формы время цикла рассчитывается как:

τц = τм + τт+ τп                                                      (9.9)

где τм – машинное время, с; τт – технологическое время, с; τп – продолжительность паузы между циклами, с.

Для проектируемого производства принимаем сек;

τм = τсм + τвпр + τразм                                                (9.10)

где τсм – время смыкания формы, с; τвпр – время впрыска, с; τразм – время размыкания формы, с.

    τт = τвыд + τохлб.д                                                (9.11)

где τвыд – время выдержки материала в форме под давлением, с; τохлб.д – время охлаждения материала в форме без давления, с.

Тогда:

τц = τсм + τвпр + τвыд под д + τохлб.д + τразм + τпауз                                 (9.12)

Машинное время берется из паспорта машины.

                                        (9.13)

где    δ — толщина соответствующего расчетного элемента, м,

Для преформы

;

а — усредненный коэффициент температуропроводности в заданном интервале температур Тм…Тк , м2/с;

Тр — температура расплава при впрыске, 0С;

;

Тф — температура пресс-формы, 0С;

Тт —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   Ти —  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 α – коэффициент прямого потока, см3/с;

n – число оборотов червяка, с-1;

β – коэффициент обратного потока, см3/с;

ΔΡ – противодавление, МПа

μ- 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;

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

                                                         (9.22)

- средняя длина червяка, см:

                                                    (9.23)

Lн - рабочая исходная длина червяка, см, Lн=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 ΔР = 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 :

цл. = 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) цпл = 85,5 + 1,34 + 2,37 = 89,21 с

2) цпл = 39,8+ 1,34 + 2,37 = 43,51 с

3) цпл = 25,66+ 1,34 + 2,37 = 29,37с

4) цпл = 18,95+ 1,34 + 2,37 = 22,66 с

5) цпл = 15+ 1,34 + 2,37 = 18,71 с

6) цпл = 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

при ΔР = 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 цпл  цф выбираем цпл = 18,71с (цф=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=(Vизд·n+Vл.с.)·К

Где Vизд-обьем изделия,

      n-число гнёзд,

      Vл.с – обьем литниковой системы (равен=0)

      К-коэффициент сжатия расплава

                                                Vизд=mизд/ρ

Где ρ-плотность материала,г/см3, mизд-масса изделия равная 48 гр.

                                           Vизд=48/1,3=36,92 cм3

                                              V=36,92·48=1772 cм3

                   11.2  Расчет объёма литниковой системы

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

Средний диаметр dср=(6+10)/2=8 мм.

Длина lцл=48 мм

Vцл=π·dcp2/4· lцл

Vцл=3,14·0,82/4·0,48=1,05 см3

Объем разводящего литника определяется аналогично:

Vрл=0,8·0,25·0,6·2=0,24 см3

Vрл=3,14·2,82/4·0,8=7,69 см3

Обьем задержки:

Vзад=3,14·1,52/4,8=1,47 см3

Vл.с.=3,72+7,69=11,41 см3

Vотл=(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:

                                                   Fфср·1,1

Где Рср-давление в форме, усредненное по площади отливки, см2

Pл=150 МПа

Pл-необходимо для заполнения литниковой системы и формующих полостей расплавом.

Pл выбираем по наибольшему давления литья ТПА, равное 150 МПа.

                                           Pср=0,5·150=75 МПа

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

S1-поверхность литника

S1= π·d2/4=3,14·0,82/4=0,5 см2

S2-поверхность разводящих каналов (по чертежу)

S2= Sк·lk·n

Где Sк-ширина канала

      lk-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

Fф=75000 кПа·158,5·10-4·1,1=2073 кН

                   11.4 Высота устанавливаемого инструмента

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

                                         Ход подвижной плиты.

Hл= Hизд+ Hпуан+ Hобсл+ Hл.с.

Где Hизд-высота изделия, мм Hизд=144

Hпуан-высота пуансона, мм  Hпуан =180

Hобсл-высота обслуживания,мм Hобсл=285

Hл.с.-высота литниковой системы, мм Hл.с.=245

Hл=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

                 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, ºС

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.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59509. Сценарій: Екологічний “КВК” у дошкільному закладі 35.5 KB
  Хід заняття: Діти заходять в зал оформлений у вигляді лісу Вихователь: Доброго дня тобі Лісовичко а ми до тебе в гості прийшли. Лісовичок: В гості А хто вас кликав Я ще від минулих гостей не оговтався: насмітили все понищили звіряток моїх образили ні Закрита сюди дорога...
59510. Теренкур – ігрова програма 52.5 KB
  Карта маршрутів теренкуру вивішується на загальний огляд. Готуються до прийому дітей пункти теренкуру Кросвордист Астролябія Скаут Міфліказ Апачі Арічамі Посмішка Ноти Вигадувалки. Ведучий: Ласкаво просимо до нас на Теренкур...
59511. Виховний захід: Як Батьківщина й сонечко над нами, отак і мама на землі одна 68.5 KB
  Адже тільки мати була є і залишається для нас живим символом рідного дому рідної землі. Стоїть на землі мати вища й найсвятіша від усіх богинь. Стоїть мати і молиться за народ за своїх синів і дочок за нас з вами і перші слова її молитви...
59512. Шкідливі звички – шлях у безодню 66.5 KB
  Обладнання та оформлення: технічні засоби навчання учнівські реферати брошури книги плакати записи на дошці; Бережи одяг доки новий а здоровя доки молодий. Не піддавайся шкідливій звичці...
59513. Його величність хліб (сценарій позакласного заходу) 98.5 KB
  Його величність хліб. Познайомити з історією вирощування хліба з народними традиціями повязаними з хлібом. Виховувати шанобливе ставлення до хліба повагу до праці хлібороба.
59514. Люблю тебе, всім серцем і душею, моя ти рідна Україно 60 KB
  Повези мене батьку на Україну Хай весною почую спів солов’я Повези мене батьку за свою Батьківщину Де зелені Карпати домівка твоя. Повези повези де зелені Карати Домівка твоя. Повези мене батьку на Україну Щоби літом побачить пшеничні поля Повези мене батьку на свою батьківщину...
59515. Геній Івана Франка 70.5 KB
  Ведучий. Мабуть, твори Івана Франка народилися з пилинки вогню. Незбагненна клітинка божественного пломеню, «правдива іскра Прометея», залетіла з батьківського ковадла ще в дитяче серце поета, вибухнула вулканом любові до праці, до правди, до свободи...
59516. Як ми знаємо творчість Т.Г.Шевченка 70.5 KB
  Добрий день юні шанувальники творчості Кобзаря дорогі глядачі вболівальники судді Сьогодні ми присутні з вами на конкурсі знавців творчості Тараса Григоровича Шевченка. Кожна команда повинна за 10 хвилин розповісти про Тараса Шевченка...
59517. Свято Андрія 43 KB
  Добрий вечір хазяєчко А чи можна до вас на вечорниці Господиня: Заходьте заходьте дівчата. 2 Дівчина. Чули щось грюкнуло за дверима 3 Дівчина. Всі: Дівчаточка відпустіть мене Що хочете зроблю будьяке бажання виконаю 1 Дівчина: Відгадай загадку...