Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...

1.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА

ПРОИЗВОДСТВА …………………..…………...………………………..

2. ТЕХН0ЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………..

2.1 Теоретические основы процесса

2.1.1 Химические и физико-химические основы………………………….

2.1.2 Технологические основы…………………………………………….

2.2 Характеристика сырья, полуфабрикатов, вспомогательных

материалов и энергетических средств…………………………………….

2.3 Характеристика готовой продукции и отходов производства……

2.4 Разработка блок схемы производства………………………….……

2.5 Материальный расчет производства…………………………………

2.6 Описание аппаратурно-технологической схемы производства……

2.7 Технологическая документация процесса…………………………..

2.8 Выбор и расчет количества основного и вспомогательного

оборудования….………..…………………………………………...……

2.9. Механический расчет…………………..……………………………..

2.10. Тепловой расчет………………………………………………………

3 СТАНДАРТИЗАЦИЯ...…………………………………………………

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ПРОЕКТУ……………………………………..

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………

2.5 МАТРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВА

В основу материальных расчетов производств переработки термопластичных полимеров методом литья под давлением положены предельно-допустимые нормы расхода сырья, технологических потерь и отходов.

Норма расхода сырья в промышленности переработки пластических масс рассчитывается по формуле [3, с.17]:

Н_р = Р_д  К_р (2.7)

где К_р = К_i – коэффициент расхода сырья без учета использования технологических отходов. К₁ – коэффициент, характеризующий безвозвратные потери на выгорание и механическую обработку; К₂ – возвратные отходы; К₃ – безвозвратные отходы при подготовке сырья; К₄ – безвозвратные отходы в процессе литья под давлением; К₅ – безвозвратные потери при сушке сырья.

Однако этот коэффициент расхода сырья не учитывает потерь сырья при транспортировке, расфасовке и хранении. Поэтому с учетом потерь сырья при транспортировке, расфасовке и хранении К₆ норма расхода сырья рассчитывается по формуле [4, с.4]:

Н^_р = Р_д  К^_р, (2.8)

где К^_р = К_р + К₆

При использовании возвратных отходов коэффициент расхода материала определяется по формуле [3,с. 20]:

(2.9)

где а – количество использованных возвратных отходов, % (100%).

С учетом использования возвратных отходов норма расхода материала равна [4, с.11]:

Н^_р = Р_д (К_р +К₆ –) (2.10)

Масса готовой продукции, выпускаемой за год, определяется по формуле [4, с.13]:

G_с = Р_д ·П ∙ 10^-6 (2.11)

где Р_д – масса отливаемой детали, г; П – план выпуска деталей за год.

Расход сырья за год равен [3, с.20]:

G_с = Н_р ·П ∙10^-6 (2.12)

Расчет производился в ручную. Данные результатов материального расчета сведены в таблицы 2.4.

Таблица 2.4 - Материальный расчет изготовления детали литьем под давлением

Наименование детали	Гр. Сложности	P,г	Коэффициенты потерь материала					Kp		Kp+K6		Kp`		Hp`
			K1	K2	K3	K4
1	2	3	4	5	6	7	8		9		10		11
ПЭ2НТ22-12
Крышка воздуховода возврата	2	186	0,006	0,017	0,0003	0,012	1,035		1,037		1,020		189,720
Корпус воздуховода возврата	5	304	0,006	0,023	0,0003	0,015	1,044		1,046		1,023		310,992
Крышка воздуховода подачи	2	98	0,006	0,020	0,0004	0,013	1,039		1,041		1,021		100,058
Корпус воздуховода подачи	5	245	0,006	0,023	0,0003	0,015	1,044		1,046		1,023		250,635
Корзина	3	610	0,006	0,019	0,0003	0,013	1,038		1,040		1,021		622,810
УПС 825
Корзина верхняя	3	1500	0,007	0,021	0,0003	0,013	1,043		1,045		1,024		1536,000
Корзина нижняя	3	1200	0,007	0,021	0,0003	0,013	1,043		1,045		1,024		1228,800
Основание	3	860	0,007	0,023	0,0004	0,014	1,046		1,048		1,025		881,500
Основание	3	690	0,007	0,023	0,0004	0,014	1,046		1,048		1,025		707,250
Кожух	5	800	0,007	0,027	0,0004	0,016	1,052		1,054		1,027		821,600

Продолжение таблицы 3.2

Наименование детали	П, шт/год	Gc, т/год	G, т/год	Безвозвратные потери материала, т/год
				K1G	K2G	K3G	K4G
1	2	3	4	5	6	7	8
ПЭ2НТ22-12
Крышка воздуховода возврата	25000	4,743	4,650	0,028	0,079	0,001	0,056
Корпус воздуховода возврата	25000	7,775	7,600	0,046	0,175	0,002	0,114
Крышка воздуховода подачи	25000	2,501	2,450	0,015	0,049	0,001	0,032
Корпус воздуховода подачи	25000	6,266	6,125	0,037	0,141	0,002	0,092
Корзина	50000	31,141	30,500	0,183	0,580	0,009	0,397
	Итого:	52,426	51,325	0,309	1,024	0,015	0,691
УПС 825
Корзина верхняя	80000	122,880	120,000	0,840	2,520	0,036	1,560
Корзина нижняя	40000	49,152	48,000	0,336	1,008	0,014	0,624
Основание	25000	22,038	21,500	0,151	0,495	0,009	0,301
Основание	25000	17,681	17,250	0,121	0,397	0,007	0,242
Кожух	5000	4,108	4,000	0,028	0,108	0,002	0,064
	Итого:	215,859	210,75	1,476	4,528	0,068	2,791

3.3 Расчет технологических параметров

Основными параметрами литья под давлением являются: температура расплава в цилиндре машины, температура формы, время выдержки под давлением, время охлаждения, давление литья, усилие смыкания формы, объем отливки.

3.3.1 Расчет технологических параметров для кожуха хк-250-00.000.02

Исходные данные:

• наименование изделия – «кожух ХК-250-00.000.02»;

• полимер – УПС 825;

• показатель текучести расплава - ПТР=7,5 г/10мин. по ГОСТ 11645-73

• габариты изделия: средняя толщина стенки изделия δ=2,5 мм

длина L=525 мм

ширина s =392 мм

масса изделия G_g=800 гр.

• масса литникового остатка G_ло=9,8 гр.

• гнездность формы N=1

3.3.1.1 Определение температуры расплава

Расчет температуры литья производится с использованием реологических характеристик полимера.

,

где Е_γ - энегия активации при скорости сдвига γ_i, Е_γ =42000;

T_i- температура определения показателя текучести расплава,

T_i=200º+273=473К;

τ_i– напряжение сдвига при определении показателя текучести расплава

τ_i=21000 Па;

τ_п - напряжение сдвига в области переработки при скорости сдвига равное γ_i

τ_п=18000 Па

3.3.1.2 Расчет площади основного изделия – кожуха ХК-250-00.000.02 в плоскости разъема формы

, (3.1)

3.3.1.3 Расчет усилия смыкания и объема впрыска

Усилие смыкания определим по формуле [2, с.250]:

кH(3.2)

где – давление в форме, усредненное по площади отливки [1, с.250];

N_ф = 1 – гнездность формы

Объем отливки будет равен [2, с.281]:

= 839 см², (3.3)

где G_изд=800 г – масса изделия;

N_ф=1 – гнездность формы;

ρ=0,965 г/см³ – плотность расплава при температуре литья

Т_л = 200°С [4, с.28].

Марку термопласт - автомата выбираем по найденному усилию смыкания формы и объему отливки: = 9676,4 кН,= 839 см³

Выбираем литьевую машину D3140-4000 фирмыMannenesmanDemag

Усилие смыкания = 10000 кН;

Объем отливки = 4000 см³;

Удельное давление =132 МПа;

Объемная скорость = 655 см³/с;

3.3.1.4 Расчет основных параметров литниковой системы

Центральный конический (стержневой) канал

Радиус минимальный = 4 мм;

Радиус максимальный = 7 мм;

Длина канала = 78 мм.

Определяем скорость сдвига на первом участке [2, с.202]:

, (3.4)

Показатель степени может быть найден из расчетной номограммы по средней линии для области, соответствующей методу переработки. Для этого, взяв 2 точки на средней линии этой области, по скорости сдвига и напряжению сдвига, соответствующих этим точкам, производят расчет по уравнению [2, с.201]:

, (3.5)

где координаты точки А – ,

координаты точки В – ,

Находим напряжение сдвига [5, с.170]:

(3.7)

где К=4,3 ∙10³ – усредненное значение коэффициента реологического уравнения

Потери давления будут равны [1, с.173]:

(3.8)

где m₁ = 0 – входной коэффициент (на данном участке имеется один канал, и расплав из канала мундштука в него входит без резкого изменения скорости);

–средний радиус канала

Суммарный перепад давления в литниковой системе:

(3.16)

3.3.1.5 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера

Температуру расплава после впрыска и сжатия полимера можно найти по уравнению [1, с.282]:

(3.17)

где = 27,72 МПа– суммарные потери давления в мундштуке [7,с.169];

(3.18)

–суммарные потери давления в каналах литниковой системы, определенные исходя из количества расчетных участков и их длины; М=0,104 кг/моль; П=180 МПа – коэффициенты уравнения термодинамики [1, с.91];

0,41 ккал/г·град = 1717,9 Дж/кг·К – удельная теплоемкость, при температуре Т_л=207 °С [8, с.43];

= 954 кг/м³– плотность расплава полимера при температуре Т_л=207 °С [8,с.45];

= 99 МПа – давление в полости формы

(3.19)

где = 132 МПа – удельное давление литья;

= 0,75 – коэффициент, который при литье тонкостенных изделий [1,с.261].