Содержание:

1. Описание изделия…………………………………………………...

2. Выбор оборудования для изготовления изделия………………….

3. Литникова система………………………………………………….

4. Вентиляционная система…………………………………………..

5. Центрирующие элементы формы………………………………….

6. Выбор материала для изготовления формы………………………

7. Система термостатирования формы………………………………

8. Расчет исполнительных размеров формообразующих элементов.

Литература

Описание изделия (детали). Обоснование выбора полимерного композиционного материала и технологии изготовления детали

В данном курсовом проекте проектируется оснастка для крышки-заглушки.

Заглушка  — это разновидность фитинга, предназначенная для закрывания концевых и технологических отверстий в трубопроводах и емкостей. Для хранения или транспортировки жидких или сипучих грузов. Крышка-заглушка имеет форму, приближенную к овалу. На верхней её стороне она имеет уходящую вовнутрь кромку, которая образует ребре жесткости по всему периметру и является фиксирующим элементом крышки; на боковой поверхности также выполнено ребро жесткости, которое служит для распределения напряжения в боковой поверхности крышки; на наружной поверхности крышки в центре выполнено еще одно усиление в виде кольца.

Основной функцией проектируемого изделия является герметичное прилегание заглушки и выдерживание небольшого давления внутри емкости. Также в процессе эксплуатации конструкция будет многократно собираться-разбираться, то следует предусмотреть достаточный запас усталостной прочности, для таких циклических нагрузок. Температура при таких условиях эксплуатации составляет от -20⁰С до +60⁰С. Так же изделие будет подвергнуто влиянию ультрафиолетовых, инфракрасных лучей и тепловому воздействию. Но так как изделие является не силовым элементом и повышенная цена изделия значительно снизит спрос то одним из критериев является низкая стоимость.

Основными критериями к материалу являться модуль упругости и цена изделия.

Исходя из условий эксплуатации и требованиям к изделию, можно рассмотреть следующие полимерные композиционные материалы:

1. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)

2. Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)

3. Полипропилен (ПП)

4. Полистирол блочный (ПСб)

Выбирать материал будем исходя из того, что заглушка должна быть эластичной (табл. 1).

Таблица 1. Физико-механические и технологические свойства литьевых термопластов.

Материал	Плотность, кг/м3	Усадка, %	Прочность, МПа	Модуль упругости, МПа	Цена в $ за 1 т
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)	910-925	1,0-3,5	9-20	100-200	1400
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)	941-965	1,0-4,0	0,941-0,965	400-1250	1600
Полипропилен (ПП)	900-910	1,0-2,5	30	1220-1670	2500
Полистрирол блочный (ПСб)	1050-1080	0,4-0,8	35-40	-	2100

ПП и ПСб имеют высокий модуль упругости и прочность по сравнению с полиэтиленом, что значительно лучше при эксплуатировании. При этом их стоимость значительно выше, что делает изделие не рентабельным.

ПЭНД значительно не дорогой по сравнению с ПП и ПСб. Но материал значительно жесткий и имеет низкую прочность по сравнению с ПЭВД. Учитывая требования к материалу и условия эксплуатации материалом для изделия выбираем ПЭВД.

Для повышения механических свойств и снижения стоимости изделия будем использовать наполнитель. Таким наполнителем для ПЭ является аэросил — $iО₂ — синтетический порошкообразный наполнитель, являющийся продуктом пиролитического разложения галогенидов кремния. Данный наполнитель рекомендован для наполнения ПЭ. [1]. Сравнительные характеристики наполненного и не наполненного полиэтилена приведены в табл 2. [1]

Таблица 2. Физико-механические свойства полиэтилена с аеросилом и без аеросила.

Марка ПКМ	Содержание аэросила, %	Е, 102 МПа	, МПа	а, кдж/м2
ПЭВД	0	6,36 — 7,35	19,6	Образец без надреза не бьется
ПЭВД	10	8,0 — 9,0	≥24	То же
ПЭНД	0	1,18—2,25	11,8—16,7	Тоже
ПЭНД	10	1,9 —2,1	-	То же

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что наполнение ПЭ аэросилом повышает прочность и жесткость.

По этому полимерным композиционным материалом для изготовления заглушки выбираем:

Полиэтилен высокого давления наполеный на 10 % аеросилом.

Для переработки ПЭ в изделие рекомендуется несколько методов: литье под давлением, экструзия. [2].

Выбор метода переработки ПКМ для детали зависит от ее конструкции, материала.

Методом экструзии могут изготавливаться изделия, имеющие как простую, так и сложную форму, но при этом сечение должно быть постоянным по длине всего изделия. Поэтому этим методом не возможно изготовить заглушку.

Заглушку следует изготовить методом литья под давлением. Литье под давлением полиэтилена низкого давления (НД) производится при давлении 150 – 300 МПа и температуре 200—260° С.. Продолжительность цикла литья в среднем составляет 40-90 сек. В этом случае целесообразно поддерживать температуру формы в пределах 50-70° С. Усадка изделий, получаемых литьем, колеблется в пределах 2—3%. [2] для уменьшения внутренних напряжений в изделиях из полиэтилена не рекомендуется охлаждать их на воздухе; изделия погружают в горячую воду при температуре 70—80° С (не выше 100° С) и выдерживают в течение 2 ч. [2].

Существуют специальные требования к технологичности пластмассовых изделий: допуски должны быть технически обоснованными;

• изделие должно иметь технологический уклон;

• по возможности необходимо избегать поднутряющих выступов и впадин;

• изделие должно иметь закругления, для увеличения механической прочности, облегчения процесса формообразования;

• стенки изделия должны быть равной толщины без резких переходов.

Внешняя форма заглушки обеспечивает применение неразъемной матрицы и пуансона, что повышает износостойкость формы и снижает её стоимость. Форма заглушки имеет плавные очертания с закругленными краями, что способствует свободному течению массы при заполнении формообразующей полости. Плоскость разъема формы совпадает с внешней стороной заглушки.

В конструкцию заглушки заложен технологический выступ (буртик), который облегчает съем заглушки с пуансона толщина стенки в районе выступа увеличена до 1,5 мм. Заглушка имеет поднутрение. Для извлечение этого поднутрения используется способность полиэтилена к растяжению, которая обеспечит снятие со знака, не требуя дополнительных устройств для извлечения.

Минимальная толщина стенки изделия из полиэтилена 0,5 мм, заглушка имеет равную толщину днища и стенок — 1 мм. Торцы стенок заглушки для упрочнения выполняют в виде буртиков, которые предохраняют от поломки, препятствуют короблению стенок, облегчают формообразование и сброс изделия с пуансона благодаря увеличению опорной поверхности толкателя. Толщина буртиков, во избежание увеличения времени цикла, не должна превышать толщину стенки в 1,5 — 2 раза. Толщина буртиков составляет 2 мм. Буртики являются непрерывными и имеют равное сечение по всему контуру основания, так как в местах разрыва и изменения сечения возникают напряжения, приводящие к увеличению коробления.

Острые углы в местах соединения стенок способствуют короблению их в процессе охлаждения и являются одной из главных причин, вызывающих концентрацию напряжений. Минимальный радиус закругления r назначается конструктивно и в меньшей степени зависит от материала изделия. Радиус закругления составляет 3 мм.