Содержание

1. Аналитический обзор 5

1.1 Общие сведения процесса литья под давлением 5

1.2 Литьевые машины 6

1.3 Формующий инструмент 11

1.3.1 Материал литьевой формы 12

1.3.2 Классификационные признаки форм 13

1.3.3 Структура литьевой формы. 14

1.3.4 Литниковые системы 14

1.3.4 Системы термостатирования 22

1.3.5 Система перемещения и центрирования 24

1.3.6 Система установки и закрепления пресс-форм 25

2. Постановка задачи дипломного проекта 29

3. Патентный поиск 31

4. Технологическая часть 32

4.1 Характеристика изделия 32

4.2 Требования к изделию 33

4.3 Характеристика используемого сырья 34

4.4 Расчет технологических параметров процесса литья под давлением с помощью программы Moldflow 36

4.4.1 Номинальная толщина стенки. 37

4.4.2 Поднутрения 38

4.4.3 Оптимальные параметры впрыска 39

4.4.2 Отклонение температур 40

4.4.3 Разница во времени охлаждения 41

4.4.5 Время заполнения 42

4.4.6 Ожидаемое качество 43

4.4.7 Давление впрыска 44

4.4.8 Температура фронта расплава 44

4.4.9 Средняя температура 45

4.4.10 Время охлаждения 46

4.4.11 Воздушные ловушки 46

4.4.12 Линии спаев 47

4.4.13 Температура охлаждающей жидкости 48

4.4.14 Объемная усадка при впрыске 49

4.4.15 Коробление и прочие эффекты 50

Чтобы выбрать основное оборудование необходимо произвести следующие расчеты: 51

Расчет объема впрыска. 51

Расчет усилия смыкания 51

4.6 Принцип действия 53

5 Расчетная часть 57

5.1 Расчет времени цикла 57

5.2 Расчет гнездности 58

5.3 Расчет производительности литьевой машины 59

5.4 Расчет усадки изделия 60

5.3 Расчет системы выталкивания 60

5.4. Расчет системы охлаждения 61

5.5 Прочностные расчеты 63

5.5.1 Расчет рым-болтов 63

5.5.3 Прочностной расчет направляющей колонки 65

5.5.4 Расчет неподвижной опорной плиты на смятие. 67

6 Охрана труда и окружающей среды 70

6.1 Охрана труда 70

6.1.1 Характеристика опасных и вредных факторов про­изводства 70

7.1.2 Мероприятия и решения, принятые для обеспечения безопасности технологического процесса 76

7.1.3 Мероприятия и решения, принятые для обеспечения безопасности технологического оборудования 76

7.1.4 Организация пожарной безопасности проектируемого производства 78

7.1.5 Мероприятия, предусмотренные для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий производст­венной среды 81

7.2 Охрана окружающей среды 83

8. Экономическая оценка проектных решений 85

8.1 Определение себестоимости изделия 87

8.2 Расчет необходимой производительности оборудования 89

8.3 Расчет стоимости изготовления формы 90

8.4 Расчет фонда заработной платы и количества работников 93

8.5 Расчет цеховых расходов 95

8.6 Калькуляция себестоимости 95

8.7 Расчет основных технико-экономических показателей механического участка 96

8.8 Эффективность проектного решения 97

98

98

9 Стандартизация 98

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101

Список используемых источников 103

Введение

Подбор подходящего промышленного оборудования становится все более сложной задачей для российских специалистов, перед которыми открылись широкие возможности выбора технологий. Уследить за развитием мировых тенденций в сфере перерабатывающего оборудования весьма непросто, и особенно в области переработки пластмасс. Эта отрасль, как никакая другая, стремительно расширяется, захватывая все новые и новые сферы: упаковка и микроэлектроника, автомобилестроение и медицина, строительство и потребительские товары. Это лишь основные области, где пластмасса становится доминирующим материалом.

Литье под давлением относится к одному из наиболее распространенных технологических процессов, которые используются для производства изделий из полимерных материалов (пластмасс). Данный способ изготовления обладает настолько высокой гибкостью, что его можно

использовать как для получения очень небольших по размеру изделий, применяемых в электронике и медицине, до больших изделий, используемых в автомобилестроении и строительной отрасли. Рост в индустрии литья под давлением в значительной степени обеспечен появлением новых технологий литья под давлением и новых полимерных материалов.

Международные химические концерны ежегодно выпускают на рынок новые материалы с поистине уникальными свойствами. В последнее время в полимерной промышленности упорно завоевывает свое место производство конструкционных пластмасс, которые вытесняют с, казалось бы, незыблемых позиций стекло, металлы, резину, бумагу, дерево.

Естественно, развивается и рынок оборудования для переработки пластмасс: инжекционно-литьевые машины (термопластавтоматы), экструзионные линии по производству пленки, профиля, машины для выдува, термоформовки и вспенивания. И в каждой из перечисленных отраслей постоянно рождаются новые, более производительные, энерго- и материалосберегающие технологии. Достаточно затруднительно дать однозначный совет, - на какой машине остановить свой выбор при освоении нового перспективного изделия.

1. Аналитический обзор

1.1 Общие сведения процесса литья под давлением

Литье пластмасс под давлением является самым распространенным методом изготовления пластмассовых деталей в переработке большинства промышленных термопластов. Этим методом производят штучные изделия.

К основным достоинствам литья под давлением относятся: универсальность по видам перерабатываемых пластиков, высокая производительность в режиме автоматизированного процесса, высокая точность получаемых изделий, возможность изготовления деталей весьма сложной геометрической формы, недостижимой при использо­вании любых других технологии. Кроме того, литьем под давлением производят изделия армированные, гибридные, полые, многоцветные, из вспенивающихся пластиков и др. Метод позволяет формовать изделия массой от долей грамма до десятков килограммов.

Особенностью метода является его цикличность, что, в общем, сдержи­вает производительность этого процесса, по сравнению с непрерывными технологиями. Принципиально, суть технологии литья под давлением состоит в следующем.

Расплав полимера подготовлен и накоплен в материальном цилиндре литьевой машины к дальнейшей подаче в сомкнутую форму. Далее, материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор осевым движением со скоростью перемещает расплав в форму. В результате осевого движения червяка форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор сме­щается в крайнее левое положение. Далее расплав в форме застывает (или отверждается — в случае реактопластов) с образованием твердого изделия. Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилинд­ра и при этом отодвигается назад. После накопления требуемого объема расплава вращение червяка прекращается. Он занимает исходное к дальнейшим действиям положение. После завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы форма размыкается, и изделие удаляется нее. Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.

Из изложенного следует ряд принципиальных положений, которые определяют не только технологию процесса, но и устройство оборудования и оснастки. К ним относятся следующее:

1. Конструкция литьевой машины обязательно включает: блок подготовки расплава и его подачи в форму (инжекционный узел); блок запирания (и размыкания) формы в виде прессового устройства с ползуном (узел смыкания); блок привода, обеспечивающего все виды движения подвижных устройств оборудования и оснастки устройство управления литьевой машиной, реализующее требуемую последовательность взаимодействия блоков, силовых и кинематических узлов, а же температурные, скоростные, нагрузочные параметры, обеспечиваю оптимальный режим работы оборудования.

2. Литьевые машины являются сложными и дорогостоящими устройствами, насыщенными современными техническими решениями.

3. Применение литьевых машин для реализации технологии литья под давлением требует квалифицированного технико-экономического обоснования; главные элементы которого: крупнотиражность и геометрическая сложность изделия, доступность и достаточность по технологическим, физико-механическим и эксплуатационным свойствам полимерного материала, выбранного для производства.