Проект ділянки переробки пластмас методом лиття під тиском

Міністерство  освіти, науки, молоді і спорту України

Державний вищий навчальний заклад

«Український  державний хіміко-технологічний  університет» 
 

Кафедра переробки пластмас

і технології фото-, нано-,

та поліграфічних  матеріалів 
 
 
 

ПОЯСНЮВАЛЬНА  ЗАПИСКА

до курсового проекту 
 
 
 

на тему: «Проект ділянки переробки пластмас методом лиття під тиском» 
 
 
 
 
 
 
 

Виконав

Студент групи 5-ПП                                                                     Давидова Н. О. 

Керівник                                                                                        Овчаренко В. Г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

м. Дніпропетровськ

2011 р. 
 

РЕФЕРАТ 

   Записка  пояснювальна: с. 29,   рис., табл., літературних джерел.

   Об'єкт  проектування – ділянка з виробництва  литтєвих виробів.

   У загальній  частині дана характеристика  сировини та готової продукції,  вказано призначення об’єкту  і дана його загальна характеристика.

   У технологічній  частині обґрунтовано вибір методу  виробництва, надані теоретичні  відомості про процеси, які  мають місце при переробці полімерів цим методом, описана технологічна схема виробництва.

   У спеціальній  частині виконано матеріальні  і технологічні розрахунки, дана  характеристика основного обладнання.

   ЛИТТЯ  ПІД ТИСКОМ, ТЕРМОПЛАСТИ, ТЕРМОПЛАСТАВТОМАТИ, ВУЗОЛ ПЛАСТИКАЦІЇ, ПЛАСТИКАЦІЙНА ПРОДУКТИВНІСТЬ, ЗУСИЛЛЯ ЗАПИРАННЯ, ОБ’ЄМ ВПОРСКУВАННЯ, ГНІЗДНІСТЬ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗМІСТ 

 Вступ......................................................................................................................

1.Загальна частина..................................................................................................

  1.1.Обгрунтування способу переробки..............................................................

  1.2.Характеристика сировини і готової продукції.............................................

2.Спеціальна  частина..............................................................................................

  2.1. Технологічна схема виробництва.................................................................

  2.2.Матеріальні  розрахунки за точною програмою............................................

  2.3. Матеріальні  розрахунки за умовною програмою.......................................

  2.4. Технологічні розрахунки……………………................................................

      2.4.1. Розрахунок за точною програмою..........................................................

      2.4.1.1. Розрахунок кількості гнізд....................................................................

     2.4.2. Розрахунок за умовною програмою........................................................

Література................................................................................................................... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВСТУП 

  Лиття під тиском полягає в розм'якшенні матеріалу до вязкотекучего стану в циліндрі литтєвої машини і наступному переміщенні його в литтєву форму, де матеріал, охолоджуючись, твердне, зберігаючи при цьому конфігурацію внутрішньої порожнини форми. Процес лиття є дискретним процесом, в якому періодично змінюються як стан матеріалу, так і вплив на нього окремих елементів обладнання та оснащення.

   Якість виробів, що виготовляються методом лиття йод тиском, в значній мірі залежить від режимів переробки, підготовки сировини, а також точного дотримання параметрів процесу в часі.

   Сам процес виготовлення виробів може бути розбитий на окремі операції (стадії), які виконуються в певній послідовності. Для кожної операції визначаються режими її виконання, а також необхідне обладнання.

При проектуванні виробництва ливарних виробів необхідно  вирішувати питання вибору основного  і допоміжного обладнання

 відповідно  до прийнятої або розробленої  технологічної схеми з урахуванням  особливостей переробки того  чи іншого виду термопласту.

  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ЗАГАЛЬНА  ЧАСТИНА 
 

1.1.Обгрунтування  способу переробки 

   Лиття  під тиском - метод формування  виробів з полімерних матеріалів, що полягає в нагріванні матеріалу  до в’язкотекучого стану і  передавлюванні його в закриту литтєву форму, де матеріал набуває конфігурацію внутрішньої порожнини форми і твердіє. Цим методом одержують вироби масою від декількох грамів до декількох кілограмів з товщиною стінок 1 - 20 мм (частіше 3 - 6 мм). Для здійснення лиття під тиском застосовують плунжерні або шнекові ливарні машини (рис. 1.1), на яких встановлюють литтєві форми різної конструкції.

   Основними  технологічними параметрами процесів  лиття під тиском є температура  розплаву Т_р, температура форми Т_ф, тиск лиття Р_л, тиск у формі Р_ф, час витримки під тиском t_впт, час охолодження t_охол або час затвердіння в формі t_отв для термореактивних матеріалів.

   Литтям  під тиском переробляються як  термопластичні, так і термореактивні  матеріали, але при цьому тип  матеріалу визначає специфіку фізико-хімічних процесів, що супроводжують нагрів та перехід у твердий стан цих видів пластмас. 
 

Рис.1.1 Схема литтєвої машини із шнековою (а) та плунжерною (б) пластикацією розплаву

1 – гідроциліндр  механізму змикання; 2 - поршень гідроциліндра механізму змикання; 3 - рухома плита, 4 - напівформи; 5 - нерухома плита, 6 - пластикаційний циліндр; 7 - шнек; 8 - завантажувальне вікно циліндра пластикації; 9 - бункер, 10 - привід шнека; 11 - корпус гідроциліндра механізму упорскування; 12 - поршень гідроциліндра упорскування; 13 - гідроциліндр шнека; 14 - торпеда-розсікач потоку розплаву; 15 - дозатор; 16 – плунжер.

   Процеси  пластикації в черв'ячних та  поршневих ливарних машинах істотно  відрізняються. Нагрівання матеріалу  в поршневих машинах здійснюється головним чином за рахунок теплопередачі від зовнішніх джерел тепла.

   Пластикація  в черв'ячних машинах здійснюється  як в результаті теплопередачі  від зовнішніх джерел тепла  (нагрівачів циліндра), так і в  результаті виділення тепла тертя  у витку черв'яка за рахунок зсувних зусиль. У черв'ячних конструкціях матеріал піддається інтенсивному перемішуванню. Це дозволяє значно вирівняти температуру в обсязі матеріалу, підготовленого для вприскування.

   Формування  пластмас проводиться у в'язко-текучому стані, в який матеріал переходить при підвищеній температурі. При цьому основне значення має вибір температур переробки і часу перебування при підвищеній температурі до розкладання або тверднення полімеру. При перевищенні температури переробки вище певної межі, характерного для кожного полімеру, може відбутися його термодеструкція (розкладання) або раніше тимчасове затвердіння – структурування (для термореактивного матеріалу). При недостатній температурі переробки матеріал володіє великою в'язкістю, що ускладнює його перебіг.

   Литтєва  машина складається з інжекційної  та пресової частин, гідравлічного  чи механічного приводу і електроприводу (системи електрокерування).

   Інжекційна  частина машини забезпечує пластикації  матеріалу, тобто розігрів до  необхідної температури, і створення заданого режиму додатка тиску на всіх стадіях циклу формування виробу, а пресова частина - переміщення форми і її запирання під час формування виробу . За допомогою гідравлічного або механічного приводу досягається переміщення вузлів і деталей машини. Електропривод і контрольно-вимірювальні прилади призначені для виконання всіх операцій циклу в заданих послідовності і режимі.

   На сучасних  ливарних машинах можна виготовляти  вироби різними способами: литним, інтрузійним, інжекційно-пресовим.

   Литний  спосіб полягає в впорскуванні  матеріалу в литтєву форму  поршнем, що поступально переміщується,  або черв'яком, і витримці матеріалу  під тиском у формі. 

   Інтрузійний  спосіб полягає у заповненні  литтєвої форми черв'яком, що здійснюють тільки обертальний рух або одночасно обертальні і поступальні рухи. Витяг матеріалу у формі під тиском здійснюється під дією осьового зусилля, переданого черв'яком.

   Інжекційно-пресовий  спосіб полягає в заповненні  неповністю зімкнутої форми литним або інтрузійним способом. Подальше формування матеріалу відбувається під дією зусилля, створюваного пресовим механізмом.

   Процес  лиття під тиском є циклічним.  Цикл складається з наступних  стадій: завантаження сировини в  пластікаційний циліндр литтєвої машини і підготовка розплаву (пластикація), змикання форми, заповнення форми розплавом, витримка під тиском у формі, витримка без тиску у формі, розкриття форми і витяг виробу.

   Завантаження  сировини проводиться через завантажувальний  бункер і вікно в циліндрі литтєвої машини (див. рис. 1.1). У пластікаційному циліндрі проводяться нагрівання матеріалу до переходу в в’язкотекучий стан, ущільнення і гомогенізація розплаву.

   Необхідна  температура розплаву створюється  за рахунок двох джерел тепла:  зовнішнього обігріву циліндра і переходу в тепло роботи сил тертя, що виникають при деформації матеріалу обертовим шнеком. Температура розплаву повинна забезпечувати необхідну в'язкість для заповнення форми, але при цьому не повинна протікати деструкція матеріалу. Зазвичай в'язкість розплаву, необхідна для лиття під тиском, досягається у аморфних полімерів при температурі на 100-150 ° С вище температури склування, а у кристалічних полімерів, як правило, при температурах, на кілька градусів перевищують температуру плавлення.

    Максимально  можливою є температура розплаву  на 30-40 ° С нижче, ніж температура  деструкції. Чим вище в'язкість  розплаву матеріалу, тим більша  різниця між температурою деструкції та максимальною температурою розплаву, так як під час пластикації та впорскуванні відбувається додатковий нагрів матеріалу.

   Заповнення форми розплавом (уприскування) починається після підготовки необхідної дози розплаву і змикання форми. Під дією зусилля, що розвивається в гідроциліндрі вузла вприскування, шнек рухається вперед і через сопло й ливникову систему подає розплав у формуючу порожнину. Створюваний наконечником шнека тиск витрачається на в'язку течію розплаву і входові ефекти, зумовлені в'язкопружніми властивостями розплавів полімерів. Тому тиск у формі істотно нижче, ніж тиск, що розвивається шнеком.

   Витримка  під тиском необхідна для компенсації  зменшення обсягу (усадки) матеріалу  в формі в результаті його  поступового охолодження. Протягом  часу витримки під тиском (що  включає в себе і час заповнення форми) розплав продовжує подаватися в центральну частину виробу через ливникову систему (центральний, розводящий і впускний ливники), і тиск у формі залишається практично постійним. Процес подачі розплаву припиниться у момент затвердіння впускного ливника, що відповідає охолодженню матеріалу в ливнику до температури затвердіння (на 5-10 ° С нижче, ніж температура текучості) для аморфних або до температури кристалізації (як правило, Т_кр на 5-10 ° С нижче, ніж Т_пл) для кристалічних термопластів. Після завершення витримки під тиском сопло відводиться від литниковой втулки форми.