Виды технологических параметров.

В общем случае имеют место:

1. технологические параметры литьевой машины, содержащиеся в паспорте и инструкции по эксплуатации соответствующим машинам. Там указаны диапазоны варьирования тех или иных параметров или максимально возможные значения параметров, а если параметры не регулируются, то указывается номинальное значение.

2. технологические параметры технологического процесса ЛПД данного изделия. Эти параметры определяет или рассчитывает технолог, записывает в карту технологических параметров и эта карта является документом технолога. В карте технологических параметров должны содержаться все параметры, необходимые для наладки технологического процесса и экологических расчётов на стадии освоения производства, например для определения себестоимости изделия, экономической эффективности, прибыли и цены изделия как готовой продукции.

3. параметры для наладки технологического процесса ЛПД данного изделия на данной литьевой машине. Эти параметры представляют собой выборку из ведомостей технолога и учитывают только те, которые можно установить на литьевой машине.

Технологические параметры литьевой машины

Эти параметры подразделяются по механизму впрыска и механизму запирания.

—Параметры по механизму впрыска:

Диаметр шнека. При покупке литьевой машины она обязательно комплектуется материальным цилиндром со шнеком номинального диаметра, но вместе с тем по определённому заказу могут быть приобретены материальные цилиндры с диаметрами больше номинального и меньше номинального.

D_ном; D_min; D_max

Рис. 1. Литьевая машина (материальный цилиндр со шнеком)

D_шн – наружный диаметр шнека;

F – осевое усилие на шнеке при впрыске или выдержке под давлением;

Р₁ - давление литья - это давление, развиваемое в расплаве перед лобовой поверхностью шнека при выдержке под давлением;

Р_гж – давление гидрожидкости в гидроцилиндре при впрыске или выдержке под давлением.

F = Р_гж S_гж

S_гж – поперечное сечение полости гидроцилиндра

F = Р₁S_мц

Р_гж S_гж = Р₁S_мц

, тогда

Отсюда видно, что давление литья значительно зависит от диаметра шнека. Чем больше диаметр шнека, тем максимальное давление литья меньше.

Чем больше диаметр шнека, тем больше максимальный объём впрыска, т.к. объём впрыска зависит от пути перемещения шнека при впрыске и от диаметра шнека. При замене материальных цилиндров длина их не меняется, она ограничена габаритами машины, а меняется только диаметр.

С увеличением диаметра шнека увеличивается максимальная скорость впрыска. Скорость впрыска измеряется в см³/с впрыскиваемого расплава. Её называют объёмной скоростью впрыска. Эта скорость зависит от поперечного сечения гильзы цилиндра и линейной скорости перемещения шнека при впрыске. Поскольку элементы гидросистемы не меняются, то максимальная линейная скорость перемещения шнека также не меняется, тогда с увеличением диаметра цилиндра объём впрыскиваемого расплава в единицу времени также будет увеличиваться.

Основным параметром литьевой машины является максимальный объём впрыска. Объём впрыска является параметром регулируемым, т.к. можно регулировать длину перемещения шнека при впрыске. От объёма впрыска зависит максимальный объём отливки изделия и максимально возможное количество оформляющих полостей формы.

Максимальный объём впрыска (см³). Этот параметр также регулируется, т.к. регулируется скорость линейного перемещения шнека. Здесь нужно отметить, что физическая сущность влияния скорости впрыска на технологический процесс – это изменение температуры расплава. Чем выше скорость впрыска, тем интенсивнее процессы внешнего и внутреннего трения при течении. Поскольку вязкость расплава относительно велика, то зависимость температуры от скорости здесь больше выражена. Поэтому регулируя скорость впрыска можно регулировать температуру расплава не в цилиндре, а непосредственно в форме, а за счёт этого вязкость расплава в форме. Чем больше температура, тем меньше вязкость, тем меньше теряется давления и тем больше максимально возможная длина затекания расплава в формы до его остановки. Вместе с тем при повышении скорости впрыска выше оптимальных значений, температура расплава может достичь критической, а именно Т_д и качество изделия будет низким. От скорости впрыска зависят потери давления. Несмотря на то, что с повышением скорости впрыска вязкость уменьшается, зависимость потерь давления при течении от скорости впрыска имеет экстремальный характер. (с min).

Реология – это наука о течении сред.

V_опт — соответствует в большей степени такому процессу, когда есть гарантия отсутствия термодеструкции, недолива, а также минимального колебания температуры в процессе течения расплава по литниковым каналам и оформляющим полостям. Колебание – это отклонение температуры расплава от его первоначальной температуры, равной температуре 4-ой зоне материального цилиндра, т.е. температуре сопла. Эти отклонения могут быть в меньшую сторону при слишком низких скоростях (за счёт охлаждения в форме) и в большую при высоких скоростях за счёт внутреннего и внешнего трения.

Максимальное давление впрыска. Развивается в пространстве между лобовой поверхностью шнека или отверстием сопла при впрыске, регулируется. Влияет на давление уплотнения, т.е. давление развиваемое в оформляющей полости по окончанию впрыска.

Р_впр = Р_упл. + Р_пот.

Кроме того давление впрыска определяет вязкость расплава. Чем выше давление, тем выше вязкость, в результате сближения макромолекул и увеличения количества физических связей. Но регулируется максимально возможное давление впрыска, что же касается фактического при литье данных изделий, то оно определяется, во-первых, установленной скоростью впрыска и, во-вторых, сопротивлением течению со стороны формы.

Максимальное давление литья. Развивается там же при выдержке под давлением. От Р_л зависит давление уплотнения при выдержке под давлением. Это давление (уплотнения) компенсирует усадку и повышает качество изделия, т.е. устраняет элементы брака: утяжины и раковины.

Р_л = Р_упл1. + Р_{потерь1.}

Противодавление. Развивается перед лобовой поверхностью шнека при наборе дозы; является движущей силой поступательного движения шнека в сторону бункера при одновременном его вращении. Противодавление регулируется; от его величины зависит время наборы дозы и степень уплотнения расплава еред впрыском, а значит его качество и качество изделия, поэтому как параметр машины имеется в виду максимальное давление уплотнения.

Температура материального цилиндра. Т_мцI,Т_мцII, Т_мцIII, Т_мцIV регулируется автономно по каждой зоне нагрева, обычно этих зон 4. зона непосредственно под загрузочным бункером охлаждается, далее следует зона нагрева. 4 – нагреватель сопла. От Т_мц зависит вязкость расплава, а значит максимальная длина затекания материала, потеря давления, давление уплотнения. Вместе с тем, слишком высокая температура ускоряет процесс деструкции, а учитывая то обстоятельство, что расплав в материальном цилиндре находится определённое время, то при высоких Т_мц вероятность деструкции высока. С этой точки зрения целесообразнее Т_мц регулировать на понижение, но увеличить объёмную скорость впрыска.

Пластикационная производительность (А, см³ /с). Это способность пластикатора (материального цилиндра) генерировать расплав, т.е. переводить материал в ВТС и обеспечивать, таким образом, работу литьевой машины в автоматическом режиме. В реальном технологическом процессе пластикационная производительность автоматически соответствует данному объёму впрыска и данному времени цикла, т.е. времени изготовления отливки (время цикла не является характеристикой литьевой машины).