1. Выбор стандартных средств технического оснащения то

Правила выбора различных СТО, предусмотренные соответствующими ГОСТ ЕС ТПП, обязательны для применения на всех этапах технической подготовки производства:

- при отработке конструкции изделия на технологичность на всех стадиях разработки (в частности, для технологической рационализации конструкции в соответствии с возможностями СТО);

- при проектировании и совершенствовании ТП изготовления изделия;

- при решении задач организации и управления процессом ТПП (в части принятия правил, норм, методов и средств, обеспечивающих выбор, проектирование, изготовление, комплектацию, и эксплуатацию различных видов СТО);

- при разработке документации ТПП (в части создания информационных массивов о СТО, а также правил, норм и методов по их использованию в ТПП);

- при решении задач проектирования и изготовления СТО на базе типовых конструктивных решений.

Правила предусматривают, что выбор СТО должен быть основан на анализе затрат на реализацию ТП в установленный период времени при заданном качестве изделий. При этом анализ должен предусматривать:

а) сравнение вариантов СТО, отвечающих одинаковым требованиям и обеспечивающих решение одинаковых задач в конкретных производственных условиях;

б) выбор вариантов на основе ТТ к изделию, программы выпуска, технических возможностей СТО, затрат на его приобретение и эксплуатацию;

в) учет требований технической, санитарной, пожарной и экологической безопасности.

Средства технического оснащения ТО включают оборудование, различного вида оснастку, средства технологического оснащения процессов испытаний и технического контроля качества продукции. Выбор этих СТО различается в нюансах, обусловленных их назначением и конструктивными особенностями, но методически имеет общие принципы и последовательность реализации, поэтому остановимся на примерах выбора основных видов СТО – технологического оборудования и оснастки.

1. Правила выбора технологического оборудования

Согласно ГОСТ 14.304-73 «Правила выбора технологического оборудования» выбор должен производиться по главным параметрам, наиболее показательным для интересующего вида оборудования, то есть в наибольшей мере выявляющим его функциональные возможности и техническое преимущество. При этом физической основой главных параметров оборудования должны быть характеристики объекта производства (размерные, массовые, механические и т.д.). Производительность оборудования необходимо определять на основании заданной программы выпуска изделий – общего количества и сроков изготовления.

С экономической точки зрения выбор оборудования должен осуществляться из условия минимизации затрат на выполнение ТП и сроков окупаемости оборудования, а также необходимых средств его механизации и автоматизации.

Пример 1. Выбор литьевой машины (термопластавтомата) /37, 40, 41/

Главными параметрами оборудования данного вида являются расчетный объем отливки (Vp, см³), необходимое усилие запирания (смыкания) формы (Рсм, кН) и пластикационная производительность (Qпл, кг/ч). Кроме того, значение имеют удельное давление при впрыске расплава ПМ (инжекционное давление ро, МПа), потребляемая мощность (N, кВт/ч), занимаемая на рабочем месте площадь (F, м²).

Факторами, влияющими на размер перечисленных параметров термопластавтоматов (ТПА) являются такие характеристики изделия, как масса (m, г) и площадь проекции изделия на плоскость разъема формы (S, м²), толщина стенок и высота изделия, заданная размерная точность и годовая программа выпуска изделия (N, шт/год). Масса изделия определяет объем отливки, поэтому современные ТПА, способные изготавливать изделия массой от 2 г до 30 кг, обеспечивают объем впрыска от 2 до 30000 см³. При этом площадь изделий в плоскости разъема формы, влияющая на величину усилия смыкания формы, в свою очередь расширяет номенклатуру ТПА, обеспечивая Рсм = 10 - 16000 кН.

Толщина стенок изделия определяет объемную скорость впрыска расплава ПМ в форму. Чем тоньше стенки изделия, тем более высокими должны быть объемная скорость впрыска (V, см³/с) и давление литья (ро, МПа). Аналогична зависимость от высоты изделия. Большая скорость впрыска повышает надежность процесса литья , но требует более сложных систем управления технологическим режимом литья, который на современных ТПА обеспечивается их компьютеризацией. Кроме того, высота литьевого изделия определяет величину раскрытия формы, обеспечивающую возможность беспрепятственного съема изделия из формы в автоматическом режиме.

Заданная рабочим чертежом изделия размерная точность, в свою очередь, влияет на выбор ТПА по величине усилия смыкания формы. Из-за этого Рсм относится к числу главных параметров ТПА, поскольку даже незначительное превышение усилия в форме, заполняемой расплавом ПМ под давлением ро, над усилием смыкания ведет к раскрытию формы, образованию облоя и, следовательно, к потере заданной размерной точности изделия.

Показатель годовой программы выпуска изделий (N, шт/год) обусловливает выбор гнездности (n) литьевой формы и, следовательно, выбор ТПА по расчетной величине объема впрыска (Vp). Известное упрощенное выражение для расчета n из условия наименьшей себестоимости изготовления изделия без учета стоимости ПМ имеет вид:

(6.1)

где Сц- себестоимость одного цикла формования изделия; Сф- себестоимость формы в расчете на одно гнездо.

Значения Сц и Сф, можно не только рассчитывать, но и определять по известным нормативам для условий конкретного производства или по данным прототипа ЕТП.

Имея комплекс перечисленных исходных данных об объекте производства, рассчитывают главные параметры необходимой литьевой машины, пользуясь системой функциональных зависимостей. В частности, расчетный объем впрыска:

Vp = m/ρ · n · K1, см³ , (6.2)

где ρ – плотность ПМ, г/см³; К1- коэффициент, учитывающий наличие литника и утечки через неплотности формы.

Величина К1 зависит от размеров изделия, конструкции литниковой стстемы и формы, числа гнезд. К1 определяется для каждой детали в условиях конкретного производства, а при отсутствии такой возможности можно ориентировочно принимать К1 = 1,2-1,3.

Варьирование величины n при расчете Vp позволяет выбирать серийную литьевую машину с ближайшим номинальным значением объема впрыска Vн (см. Приложение 15).

Необходимое усилие запирания формы рассчитывают по формуле:

Рсм = po · S · n · K2 , кН, (6.3)

где ро – удельное давление формования, величина которого зависит от реологических свойств расплава ПМ и составляет 20-50 МПа, причем наибольшие значения ро соответствуют вязким расплавам с низким ПТР; К2 – коэффициент, учитывающий влияние литника и колеблющийся в диапазоне 1,0-1,5.

Vp и Рсм, являясь главными параметрами ТПА, не только определяют возможности изготовления изделий заданного объема и качества, но и оказывают значительное влияние на себестоимость литьевых изделий через стоимость нормо-часа работы ТПА (табл. 2.22). Эти данные обычно отсутствуют в паспортах ТПА, но они очень важны для проектанта ЕТП, стремящегося к оптимизации его технико-экономических показателей.

Таблица 2.22

Стоимость нормо-часа литья на ТПА

(по данным предприятий Санкт-Петербурга) /42/

Марка ТПА	Объем впрыска, см³	Усилие смыкания, тн	Средняя цена нормо-часа, руб.
Biraghi Monza 68-25 (Италия) Demag Ergotech (Германия) KuASY 170/55 (ГДР) Triulzi (Италия) Demag Ergotech (Германия) ДА-3130 (Украина) KuASY 260/100 (ГДР) ДЕ-3330Ф1 (Украина) Haitian (Китай) ДЕ-3132 (Украина) Triulsi 580/180 (Италия) ДЕ-3134 (Украина) KuASY 1400/250 (ГДР) Windsor SP 400 KuASY 5000/800-11 (ГДР)	63 - 95 135 - 125 178 178 - 300 580 500 885 1100 2830	25 50 55 60 80 80 100 100 150 160 180 250 275 400 800	138,0 250,0 138,0 200,0 300,0 144,0 144,0 148,9 350,0 209,4 200,0 227,2 300,0 420.0 660,0

Пластикационную производительность (Qпл) ТПА (3-й главный параметр) оценивают по функциональной зависимости вида:

Qпл = 3,6 · m · n / τпл , кг/ч, (6.4)

τпл – время пластикации ПМ, осуществляемой обычно во время охлаждения отливки в форме (τохл) при условии: τпл < τохл.

В результате, имея расчетные параметры литьевой машины, соответствующие заданным условиям изготовления изделия, проектант получает возможность осуществить оптимальный выбор ТПА из числа отечественных (Приложение 15.1) или зарубежных моделей. При этом должны выдерживаться следующие соотношения расчетных и номинальных параметров ТПА: Vp ≤ Vн; Рсм ≤ Рсм н; Qпл ≤ Qпл н. В табл. 2.23 приведены рекомендации по выбору литьевых машин для переработки различных пластмасс.

Таблица 2.23

Литьевые машины, рекомендуемые для переработки различных ПМ /43/

Модель ТПА	ПС и сополи- меры	ПЭВП	ПЭНП	ПП	ПА	ПК	ПФ	Фенопласт (литьевые марки)
Д3128-63 Д3130-95 Д3130-125 Д3130-125П Д3130-125Р Д3130-170 Д3132-190 Д3132-250 Д3132-250Р Д3132-340	+ + + + - + + + - +	+ + + + - + + + - +	+ + + + - + + + - +	+ + + + - - + - - -	+ + + + - - + + - -	- + - - - - + - - -	- + - - - - - - - -	- - - - + - - - + -

Продолжение таблицы 2.23

Модель ТПА	ПС и сополи- меры	ПЭВП	ПЭНП	ПП	ПА	ПК	ПФ	Фенопласт (литьевые марки)
Д3134-380 Д3134-500 Д3134-500П Д3134-500Р Д3134-670 Д3136-750 Д3136-1000 Д3136-1000Р Д3136-1320 Д3138-2000	+ + + - + + + - + +	+ + + - + + + - + +	+ + + - + + + - + +	+ - - - - + - - - -	+ + + - - + + - - -	+ - - - - + - - - -	+ - - - - + - - - -	- - - + - - - + - -

• Плюс означает, что ПМ рекомендуется перерабатывать на данном ТПА, минус – не рекомендуется.