VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

ВВЕДЕНИЕ

Метод переработки пластмасс методом литья под давленим является одним из самых популярных способов производства изделий самых разнообразных форм и назначений. Этот метод переработки пласмасс применяется уже достаточно давно, и по данному методу собрана большая теоретическая база. Главным формующим элементом литьевой машины является литьевая форма и именно от её проектированиия зависит качество изготовляемой детали. В наше время появились специальные программные средства, позволяющие облегчить труд конструктора литьевых форм для литьевых машин, путем создания трехмерной модели изготовляемого изделия, а также симуляции течения расплава полимера по литниковым каналам и непосредственно в форме. Такое прототипирование позволяет в короткие сроки получать наглядную информацию по всем параметрам, необходимым конструктору формы. Одним из таких программных средств является система компьютерного моделирования Autodesk Moldflow Synergy.

В данном курсовом проекте рассматривается технология производства изделия «Основание», а также будет проведена работа по трехмерному моделированию изделия и симуляция течения расплава полимера как в безлитниковой модели, так и модели с литниковой системой с целью получения наглядного представления о заполняемости модели и подбору оптимального места впраыска расплава в форму.

1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Обоснование выбора марки материала.

Изделие "Основание" является конструктивным элементом в корпусе стрелочных автомобильных приборов, и служит частью, соединяющей корпус прибора с его задней крышкой, а также является направляющей для вращающегося троса, и электропроводов, проходящих через центральное отверстие изделия. Изделие "Основание" не является нагруженным силовым элементом в конструкции стрелочных автомобильных приборов, однако, в течение срока эксплуатации прибора, подвержено действию трения вращающегося стального троса и покрыто твердой минеральной смазкой ЦИАТИМ.

В следсвие этого, в качестве материала для изготовления детали "Основание" был выбран материал Полиамид 610 Литьевой.

Данный материал представляет собой синтетический полимер с высокими физико-химическими свойствами. Сравнивая данную марку полиамида с другими можно выделить следующие отличительные свойства:

1) низкий коэффициент влагополгощения;

2) высокие электроизоляционные свойства;

3) отличная размерная стабильность материала;

4) низкая подверженность температурным деформациям;

5) высокие антифрикционные свойства;

6) высокая масло- и бензостойкость.

Полиамид соответствует химической формуле ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)8-CO-]n).

Литьевой полиамид 610 предназначается для изготовления литьем под давлением различных изделий конструкционного и электроизоляционного назначения.

Изделия из литьевого полиамида ПА 610 могут эксплуатироваться без снижения механических свойств в интервале температур от минус 60 до плюс 70 градусов Цельсия, в том числе и изделия электроизоляционного назначения. Характеризуется большей упругостью, чем PA 6, PA 66 (но меньшей, чем PA 11, PA 12). Имеет высокое относительное удлинение при разрыве. По свойствам близок к PA 612.

Его химическая инертность ко многим маслам и спиртам, а также упругость вместе с эластичностью при низких температурах, позволяет изготавливать из него одни из самых высококачественных деталей. Атмосферостойкость. Стоек к солнечной радиации, грибостоек. Имеет невысокое водопоглощение (ниже, чем у PA 6, PA 66).

Допускается контакт с пищевыми продуктами (спец. марки). Рекомендуется для точного литья. Стеклонаполненные полиамиды отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к ударным нагрузкам. Также стеклонаполненные полиамиды характеризуются хорошими диэлектрическими свойствами. Из стеклонаполненногополиамида изготавливают детали точных приборов, корпуса электроинструментов, например дрелей, кожухи малогабаритных насосов, кулачковые диски, сепараторы подшипников, игольчатые роликовые подшипники, несущие детали трансформаторов и т.д.

Ближайшие аналоги: PA 612, конструкционные термопласты.

1.2Характеристика исходного сырья

Таблица .

Справочные показатели литьевого полиамида 610

Наименование показателя	Норма	Метод испытания
1. Плотность, г/см3	1,09-1,11	по ГОСТ 15139-69
2. Прочность при растяжении, Мпа (кгс/см2)	50-60 (500-600)	по ГОСТ 11262-80
3. Предел текучести при растяжении, Мпа (кгс/см2)	70-90 (700-900)	по ГОСТ 4651-82
4. Разрушающее напряжение при срезе, Мпа (кгс/см2)	40-50 (400-500)	по ГОСТ 17302-71
5. Модуль упругости при растяжении, Мпа (кгс/см2)	1,5-1,7 * 103 (1,5-1,7*104)	по ГОСТ 9550-81
6. Твердость по Бринеллю, Мпа (кгс/мм2)	100-150 (10-15)	по ГОСТ 4670-77
7. Относительное удлинение при разрыве, % не менее	100	по ГОСТ 11262-80
8. Коэффициент трния по стали	0,26-0,32	по ГОСТ 11629-75
9. Теплостойкость по Вика, оС	200-220	по ГОСТ 15065-69
10. Теплостойкость по Мартенсу, оС	55-60	по ГОСТ 21341-75
11. Коэффициент линейного расширения на 1оС в интервале температур 20-200оС	11,7*10-4	по ГОСТ 15173-70
12. Водопоглощение максимальное, %	3,3	по ГОСТ 4650-80
13. Усадка при литье под давлением, %	0,8-1,5	на образцах различной формы
14. Удельное поверхностное электрическое сопротивление (после пребывания в воде при 20оС в течение 24ч), Ом	5*1012-5*1013	по ГОСТ 6433.2-71
15. Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц	4-5	по ГОСТ 22372-77
16. Индекс расплава при 235оС и грузе массой 0,216 Мпа(2,16 кгс/см2), г/10 мин	4,0-7,0	по ГОСТ 11645-73
17. Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,80 Мпа, оС при σ = 1,85 Мпа (18,5 кгс/см2) при σ = 0,45 Мпа (4,5 кгс/см2)	65 160	по ГОСТ 12,21-84
18. Ударная вязкость, кДж/м2 (кгс*см/см2), на образцах с надрезом при минус 65о	1,96-3,92 (2-4)	по ГОСТ 4647-80
19. Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2 (кгс*см/см2), на образцах без надреза	98(100)	по ГОСТ 4647-80
20. Удельное объемное сопротивление, Ом*см	1*1014	по ГОСТ 6433.2-71
21. Модуль упругости при изгибе, Мпа	1600-1700	по ГОСТ 9550-81
22. Температура размягчния при изгибе, оС принапряжении 0,45 МПа 0,8 МПа 4,9 МПа	160-165 64-65 46	по ГОСТ 12021-84
23. Коэффициент теплопроводности при температуре 20-150 оС, Вт/(м*К)	0,20-0,19	по ГОСТ 23630.2-79
24. Кислородный индекс.	24-25	по ГОСТ 12.1.044-84

Таблица .

Устойчивость к действию радиоактивного облучения в процентах

Доза облучения, Мрад	Ударная вязкость (на образцах с надрезом)	Изгибающее напряжение	Тврдость по Бринеллю
0	100	100	100
100	110	120	115
500	50	125	180
1000	40	135	145
1500	30	70	70

Таблица .

Коэффициенты сохранения свойств ПА 610 в процессе тепловлажностного старения

Условия тепловлажностного старения	Продолжительность старения, сут	Коэффициент сохраненных свойств (К)
		Предел текучести при растяжении	Относительное удлинение при разрыве		Прочность при растяжении
При температуре 20оС влажность 80%	30 60 90 120 180	0,75 0,68 0,67 0,63 0,62		1,07 1,12 1,29 1,48 1,48		1,00 1,10 1,20 1,34 1,34
При температуре 20оС влажность 98%	30 60 90 120 180	0,69 0,69 0,61 0,58 0,56		1,12 1,12 1,41 1,50 1,50		1,03 1,10 1,20 1,35 1,35
При температуре 50оС влажность 80%	30 60 90 120 180	0,76 0,74 0,74 0,74 0,74		1,07 1,10 1,25 1,36 1,46		1,00 1,00 1,10 1,17 1,20

1.3. Характеристика готовой продукции

Изделие "Основание" изготовляется из Полиамида 610 методом литья под давлением. Изделие имеет сложную форму с множеством поверхностей, отверстиями и ребрами. Изделие служит частью, соединяющей корпус автомобильного стрелочного прибора с его задней крышкой, а также является направляющей для вращающегося троса, и электропроводов, проходящих через центральное отверстие изделия.

Поскольку изделие "Основание" не является нагруженным силовым элементом, то к нему не предъявляются особые требования по жесткости. Тем не менее, изделие "Основание" должно соответствовать геометрическим размерам, согласно чертежу, и не должно иметь следов брака.

1.4. Физико-химические основы процесса литья под давлением

Литье пластмасс под давлением — самый распространенный метод изготовления пластмассовых деталей. Он весьма технологичен, обеспечивает высокую производительность, хорошо автоматизируется и не требует проведения последующей механической обработки.

Термопластичные материалы, используемые при литье под давлением, имеют широкий диапазон физических и химических свойств и легко поддаются повторной переработке.

Сырьем для литья пластмасс служат гранулы термопластичного полимера. Перед производством гранулы просушиваются для удаления излишков влаги, а затем засыпаются в приемный бункер термопластавтомата. Оттуда пластик ссыпается непосредственно в шнек машины, где расплавляется и под действием поршня подается с высоким давлением в пресс-форму. Расплав проходит через литниковые каналы, и с большой скоростью заполняет полость пресс-формы, после чего форма охлаждается и материал застывает, образуя пластиковую деталь. Пресс-форма раскрывается, деталь выпадает, и цикл повторяется вновь.

Весь цикл литья осуществляется на термопластавтомате, в который монтируется пресс-форма. Собственно термопластавтомат состоит из двух основных частей: узла пластикации и узла смыкания. Все движения этих узлов осуществляются гидроприводами, а давление в гидросистеме обеспечивает электродвигатель. Процессами управляет блок ЧПУ – центральный контроллер, который не только задает все параметры цикла литья, но и может управлять внешними устройствами – электро- и гидро- приводами, нагревателями и т. п.

Рис Схема термопластавтомата1 Узел смыкания. 2 Пресс-форма. 3 Блок ЧПУ. 4 Узел пластикации. 5 Загрузочный бункер. 6 Двигатель. 7 Гидравлическая система.

Основными параметрами, характеризующими конкретную модель ТПА, являются:

• Усилие смыкания формы, в тоннах (а точнее в тысячах килограмм силы) или килоньютонах ( 1т = 10КН ). Это максимальная сила, с которой узел смыкания может удерживать пресс-форму в закрытом состоянии.

• Объем, а точнее масса впрыска, обычно измеряемая в граммах или унциях полистирола. Это максимальная масса полистирола, которую машина может переработать за один цикл.

• Давление впрыска. Это максимальное давление расплава, которое может поддерживать узел впрыска в цикле литья.

• Расстояние между колонками. Это ширина просвета между колонками — направляющими подвижной плиты ТПА. Просвет определяет максимальную ширину пресс-формы, которую можно установить на машину.

Все перечисленные параметры находятся во взаимной зависимости. Так увеличение давление впрыска может быть достигнуто снижением диаметра шнека, а следовательно и объема впрыска. С другой стороны, большее давление приведет к возрастанию усилия, раздвигающего пресс-форму и потребует либо увеличения усилия смыкания, либо уменьшения геометрических размеров формы.

Поэтому для обозначения термопластавтоматов обычно используют один показатель – усилие смыкания. Он дает достаточное представление о размерах и основных возможностях машины.

Узел пластикации и впрыска является определяющим для всего процесса литья. Его функция заключается в расплавлении полимера и его подаче в полость пресс-формы.

Рис Схема узла пластикации1 Сопло. 2 Шнековая камера. 3 Обратный клапан. 4 Шнек. 5 Бункер.

Принцип работы узла пластикации следующий: полимерный материал засыпается в бункер, а затем поступает в материальный цилиндр, где вращающийся шнек перемещает его в сторону сопла. В цилиндре материал разогревается кольцевыми ТЭНами и впрыскивается в пресс-форму в расплавленном состоянии. Для того, чтобы избежать выдавливания полимера назад в бункер, шнек оснащен обратным клапаном, перекрывающим движение материала в момент впрыска.

Цикл работы термопластавтомата можно представить в виде круговой диаграммы, показывающей длительность каждого из этапов литья.

Рис Цикл литья под давлением

По диаграмме видно, что основное время цикла занимают процессы выдержки под давлением и охлаждения изделия. Причем, чем больше масса изделия, чем толще его стенки, тем большую долю займут эти два процесса. В тонкостенных изделиях, напротив, более критичными становятся скоростные характеристики термопластавтомата, так называемое время "сухого цикла". Для таких изделий использование скоростного оборудования является весьма желательным, а иногда и обязательным условием.

Рассмотрим каждый из этапов цикла подробнее.

Рис Смыкание и впрыск1 Хвостовик. 2 Приводной цилиндр. 3 Плита толкателей. 4 Подвижная плита(плита пуансона).5 Неподвижная плита (плита матрицы). 6 Материальный цилиндр. 7 Обратный клапан. 8 Шнек.9 Направляющие колонки. 10 Толкатели. 11 Полость формы. 12 Сопло.

Цикл литья начинается со смыкания пресс-формы, после чего в её полость впрыскивается расплав полимера. Процесс впрыска на современных машинах может разбиваться на несколько ступеней, с управлением скоростью впрыска на каждой из них. Это позволяет обеспечить нужную скорость прохождения материала по различным каналам и полостям формы. Наладчик может добиться качественной детали, подобрав скорость вхождения материала в центральный и разводящий литники, затем в основную полость отливки и, наконец, в её тонкие ребра и стенки.

Рис Выдержка под давлением

После заполнения формы шнек поддерживает давление впрыска материала, компенсируя его усадку в процессе охлаждения. Если это давление будет слишком большим, половинки формы могут слегка раздвинуться, и материал начнет утекать в появившиеся щели, образуя облой по линии смыкания.

Рис Пластификация

На третьей фазе цикла шнек начинает вращаться, отодвигаясь в исходное положение. При этом следующая доза расплавленного материала поступает в шнековую камеру.

Рис Открытие формы

В результате охлаждения пресс-формы деталь застывает, после чего подвижная плита отходит назад, раскрывая форму. Обычно, пресс-форма проектируется таким образом, чтобы после раскрытия деталь гарантированно оставалась на подвижной части формы — пуансоне. С пуансона деталь снимается толкателями, они приводятся в движение отдельным гидроцилиндром термопластавтомата, к которому прикреплён хвостовик.

1.5 Виды брака и методы его устранения.

Таблица .

Виды брака и методы его устранения

Дефект	Возможное проявление	Возможные причины	Предлагаемые меры по устранению
Загрязнение гранулята	Посторонние серые частицы, которые блестят в зависимости от угла падения света Темные сгустки шлиры изменения окраски Цветовые шлиры отслаивание плеики в зоне литейка	Износ загрузочных трубопроводов, емкостей и загрузочных воронок Пыль или загрязняющие частицы Смешивание с другими пластмассами	Не применять труб емкостеи и воронок из алюминия или белой жести а только трубы из стали или высококачественной стали (очищенные изнутри) или листы из стали или высококачественной стали пути подачи должны иметь как можно меньше изменении направления движения Поддерживать сушилку в чистоте и регулярно прочищать воздушные фильтры, гщательно закрывать вскрытые мешки и емкости Отделять друг от друга различные пластмассы, ни в коем случае не сушить совместно разлиичные пластмассы, чисчить узел пластикации проверять чистоту следующего материала
Шлиры влажности	U-образные вытянутые шлиры,открытые в направлении против течения В меньшей степени также только в виде полос	Слишком высокая остаточная влажность гранулята	Проверить сушилку или же процесс сушки, измерить температуру гранулята, выдерживать время сушки
Серебряные шлиры	Серебрянные , вытянутые в виде линии шлиры	Стишком высокая термическая нагрузка на расплав из-за: слишком высокой температуры расплава, слишком длительной выдержки в состоянии расплава или слишком высокой скорости вращения шнека, стишком малого сечения сопла и канала течения	Проверить температуру расплава, выбрать подходящий диаметр шнека, снизить число оборотов шнека, увеличить сечения сопел и каналов течения
Шлиры (вовлеченный или включенный воздух)	Шлиры в виде вытянутых линий с распространением по большой площади, в большинстве случаев выступающие ограниченно только в отдельных местах, в случае прозрачных пластмасс иногда видны также пузыри в виде полосок и потеков, концентриро-ванная черная окраска (дизельный эффект) в местах слияния	Завышенная скорость впрыска, вовлечение воздуха из-за ошибочной дозировки, слишком низкое реактивное давление Вовчеченныи воздух в литьевой форме	Уменьшить скорость впрыска, повысить в допустимых пределах реактивное давление, применять оптимальный диапазон дозирования (>1D до 3D) Улучшить отвод воздуха из формы, особенно в зоне слияния расплава и в углублениях (перегородки, цапфы и надписи), исправить вид фронта течения (толщина стенок, положение впускного литника, меры для уменьшения сопротивления потоку)
Шлиры пережога	Коричневатая окраска с образованием шлиров Периодически появляющаяся коричневатая окраска с образованием шлиров	Слишком высокая температура расплава Слишком длительная выдержка в состоянии расплава Неблагоприятньй температурный режим в обогреваемом литниковом канале Износ узла пластикации или "мертвые зоны" у уплотняющих поверхностей Неблагоприятные для протекания участки в узле пластикации и обогреваемых литниковых каналах Слишком высокая скорость впрыска	Проверить и снизить температуру расплава, проверить регулирующий прибор Уменьшить продолжительность цикла, применить меньшие узлы пластикации Проверить температуру в обогреваемом литниковом канале, проверить регулирующий прибор и датчик температуры Проверить конструктивные узлы - цилиндр, шнек , обратный клапан и уплотнительные поверхности на наличие износа и мертвых зон Устранить неблагоприятные участки перехода потока Уменьшить скорость впрыска
Шелушение или отслоение	Отслоение участков пленки в зоне литника (особенно в случае смесей)	Загрязнение другими несовместимыми пластмассами	Прочистить узел пластикации, проверить чистоту следующего материала
Серые шлиры	Неравномерно распределенные серые или темные полосы	Последствия износа узлa пластикации Загрязненный узел пластикации	Заменить весь блок или отдельные элементы, применить узел пластикации, защищенный oт коррозии и абразии Прочистить узел пластикации
Местное помутнение	Мельчайшие сгустки или частички металла образующие "облака" Темное закрашивание в виде "облаков"	Износ узла пластикации Загрязненный узел пластикации Слишком высокая скорость вращения шнека	См. выше Прочистить узел пластикации Снизить число оборотов шнека
Темные, в большинстве случаев кажущиеся черными сгустки	Размер менее 1мм2 до микроскопических частиц Размер более 1мм2	Износ узла пластикации Отрыв и отслаивание граничных слоев, образовавшихся на поверхности шнека и цилиндра	См. выше Прочистить узел пластикации и применять узел пластикации, защищенный от коррозии и абразии.
Матовое пятно	Бархатно-матовые пятна вокруг впускного литника, на острых гранях и в местах резкого изменения толщины стенки	Нарушение потока расплава в литниковой системе, на переходах и поворотах (срез, отрыв уже застывшей поверхностной пленки)	Осуществить оптимизацию литника, избегать острых граней, особенно при переходе из литника в полость формы, закруглить и отполировать переходы в местах литниковых каналов и изменений толщины стенки, ступенчатое ведение процесса впрыска медленно - быстро
Раковины и впадины	Безвоздушные пустоты в виде круглых или удлиненных пузырей, видные только в случае прозрачных сортов пластмасс, углубления на поверхности	Уменьшение объема на стадии охлаждения не возмещается Форма литой детали не подходит для ее изготовления из пластмасс (например, большие различия толщины стенок)	Продлить время выдержки под давлением, повысить давление при выдержке, снизить температуру расплава и изменить температуру формы (при раковинах повысить, а при впадинах понизить), проверить запас расплава, увеличить отверстие сопла Выполнить конструкцию в соответствии с требованиями для пластмасс, например, исключить скачки толщины стенки и накопление массы, привести литниковые каналы и сечения впускного литника в соответствие с изделием
Пузыри	Как и в случае раковин, но значительно меньший диаметр и большее количество	Слишком высокая влажность расплава, слишком высокая остаточная влажность гранулята	Оптимизировать сушку, при необходимости заменить дегазационный шнек обычным шнеком и применять предварительную сушку, проверить сушилку и процесс сушки, при необходимости установить сушилку на сухом воздухе
Свободная струя массы	Образование видимых на поверхности изделия струй массы, которая была подана первой	Неблагоприятное положение и размеры впускного литника Слишком высокая скорость впрыска Слишком низкая температура расплава	Исключить образование свободных струй путем смещения литника (впрыскивать против стенки), увеличить сечение литника Уменьшить скорость впрыска или производить впрыск по ступеням: медленно - быстро Повысить температуру расплава
Не полностью отформованные отливки	Неполное заполнение. в частности в конце течения расплава или в местах с тонкой стенкой	Недостаточная текучесть пластмассы Слишком низкая скорость впрыска Слишком малая толщина стенки изделия Сопло неплотно прилегает к форме Слишком малое сечение литниковой системы Недостаточное удаление воздуха из формы	Повысить температуру расплава и формы Повысить скорость и/или давление литья Увеличить толщину стенки изделия Повысить давление прижима сопла к форме, проверить радиусы сопла и литниковой втулки, проверить центровку Увеличить литник, канал течения и соединение с формой Оптимизировать удаление воздуха из формы
Недостаточная прочность линия стыка	Явно видные насечки (надрезы) вдоль линии стыка	Недостаточная текучесть пластмассы Слишком низкая скорость впрыска Слишком малая толщина стенки Недостаточное удаление воздуха из формы	Повысить температуру расплава и формы, при необходимости изменить местоположение впускного литника, чтобы улучшить условия течения Увеличить скорость впрыска Уравнять толщины стенок Улучшить удаление воздуха из формы
Коробление отливок	Поверхности литых изделий не плоские, детали имеют перекос углов, детали не подходят одна к другой	Слишком большая разница в толщине стенок, разные скорости течения в форме, ориентация стекловолокон Неблагоприятная температура формы Неправильный выбор момента переключения с давления литья на давление выдержки	Изменить конструкцию изделия в соответствий с требованиями, действующими для пластмасс По-разному термостатировать половинки формы Изменить момент переключения
Изделие прилипает к форме	Матовые пятна или же пальцеобразные или похожие на клеверный лист блестящие углубления на поверхности изделий (в большинстве случаев вблизи литника)	Местами слишком высокая температура стенки формы Слишком раннее извлечение изделия из формы	Уменьшить температуру формы Продлить время цикла
Образование грата (перепонки)	Образование перепонок пластмассы в зазорах формы (например, плоскости разъема)	Слишком высокое давление внутри формы Плоскости разъема формы повреждены из-за переполнения Усилие замыкания или усилие удерживания в закрытом состоянии являются недостаточными	Уменьшить скорость впрыска и давление выдерживания, раньше осуществлять переключение с давления литья на давление выдерживания Дополнительно обработать форму в зоне плоскостей разъема или контуров Увеличить усилие замыкания, в необходимых случаях применить машину с более высоким усилием замыкания

1.6 Контроль технологического процесса

Правильный и своевременный технологический контроль продукции – одно из основных условий равномерной и ритмичной работы предприятия. Непрерывный контроль производства необходимо осуществлять на всех стадиях процесса. Состав, нормы на параметры, последовательность и планы контроля изделий в процессе производства устанавливаются в технологической документации.

Качество продукции контролируется путем проведения испытаний.

Испытания и проверка качества выполняются как цеховым персоналом, так и аппаратом отдела технического контроля (ОТК). Основная задача технического контроля производства – обеспечение уровня качества выпускаемой продукции в соответствии с действующей нормативно-технической документацией (государственными и отраслевыми стандартами, техническими условиями, конструкциями, маршрутными картами, технологическими инструкциями и др.).

На предприятии разработан стандарт предприятия на входной контроль, производственный контроль, контроль готовой продукции.

Задачами входного контроля являются:

-проверка наличия сопроводительной документации, удостоверяющей качество продукции;

-контроль параметров продукции, определяющих ее работоспособность в изделиях;

-накопление и анализ статистических данных и результатов входного

контроля о фактическом уровне качества продукции, для определения видов и планов контроля при установленном уровне качества, разработка предложений по повышению качества и, при необходимости по пересмотру требований научно-технической документации (НТД);

-своевременное составление актов на забракованные материалы, передача их заинтересованным службам, а также в техбюро ОТК;

-периодический контроль за соблюдением правил и сроков хранения

материалов;

-контроль за порядком и очередностью выдачи материалов в

производстве.

Входной контроль продукции осуществляется работниками коммерческого отдела (КО), группой входного контроля ОТК и заводской лабораторией с привлечением, при необходимости, других подразделений предприятия, научно-исследовательских центров, предприятий-изготовителей, специализированных предприятий.

Производственный контроль контролирует правильность ведения технологических процессов. Он состоит в систематическом надзоре за соблюдением установленных режимов, зафиксированных в маршрутных картах и технологических инструкциях.

Транспортная маркировка – по ГОСТ 14192-77 с указанием манипуляционного знака «Боится сырости» и следующих реквизитов:

1. наименование предприятия-изготовителя или его товарного знака

2. наименование продукта

3. номера партии

4. массы брутто и нетто

5. даты изготовления

6. обозначения ГОСТ 10589-87

Литьевой полиамид 610 принимают партиями. Партией считается количество однородного по качеству материала одной марки, полученного за один технологический цикл и сопровождаемого одним документом о качестве. Масса партии должна быть не менее 500 кг.

В документе о качестве указывают следующие данные:

1. наименование предприятия-изготовителя или его товарный знак

2. наименование продукта

3. номер партии

4. массу нетто

5. количество единиц упаковки в партии

6. результаты испытаний

7. дату изготовления

8. обозначение настоящего стандарта

Для контроля качества отбирают 10% единиц упаковки от партии случайным образом, но не менее трех единиц. При объеме партии менее чем три единицы пробы отбирают от каждой единицы упаковки.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания на удвоенной выборке, взятой от той же партии.

Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

Испытания проводятся по ГОСТ 10589-87.

Систематический контроль над соблюдением режимов производства – одна из основных обязанностей рабочих, мастеров, технологов и администрации цеха, которые несут полную ответственность за квалификацию и качество работы рабочих.

Периодический контроль над соблюдением технологических режимов осуществляется отделом главного технолога (технического отдела), проводящим выборочные контрольные проверки соблюдения технологических режимов производства.

Контроль за состоянием оборудования возлагается на обслуживающих его рабочих, не имеющих право работать на неисправном оборудовании как с точки зрения обеспечения необходимого качества продукции, так и с точки зрения соблюдения правил техники безопасности.

При контроле готовой продукции проводят приемо-сдаточные,

периодические и типовые испытания. Литьевой Полиамид 610 перерабатывают, соблюдая правила техники безопасности, по ГОСТ 12.3.030-83.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет эффективного фонда времени работы оборудования

Таблица .

Расчет количества праздничных дней в году

Наименование праздника	Количество дней
Новый год и Рождество День защитника Отечества Международный женский день Праздник весны и труда День победы День России День народного единства	10 1 1 1 1 1 1
Всего:	16

Таблица .

Суточный режим работы участка

Смена	Продолжительность смены
	Начало смены	Время работы	Окончание смены
1	7:30	8	15:30
2	15:30	8	23:30
3	23:30	8	7:30

Таблица .

Таблица исходных данных для расчета эффективного времени работы оборудования

Наименование показателя	Величина			Обозначение
Календарный фонд времени (число часов в году), час	8640			Ткал.
Межремонтный пробег в капитальном ремонте (время работы оборудования от капитального ремонта до капитального ремонта), час	32400			Ткап.
Наименование показателя		Величина	Обозначение
Межремонтный пробег в капитальном ремонте (время работы оборудования от капитального ремонта до капитального ремонта), час		32400	Ткап.
Время на капитальный ремонт, час		480	кап.
Межремонтный пробег в текущем ремонте, час		2160	Ттек.
Время на текущий ремонт, час		96	тек.
Коэффициент затрат на наладку и пуск оборудования, час		0,01	
Число праздничных дней, дни		16

Эффективный фонд рабочего времени оборудования Т_эф. рассчитывается по формуле:

Т_эф.=Т_ном.-Т_ппр.-Т_{технлол.}, где

Т_эф. – эффективный фонд времени работы оборудования, ч/год;

Т_ном. – номинальный фонд рабочего времени, ч/год;

Т_ппр. – время простоя оборудования в планово-предупредительных ремонтах в течение года, ч/год.

Номинальный фонд рабочего времени Т_ном. рассчитывается по формуле:

Т_ном.=Т_кал.-(16·24)=8640-384=8256 час.,

Время простоя оборудования в ремонте:

Т_рем.=Т_кап.+Т_тек;

Время на поладку и пуск оборудования:

Т_{технол.}=Т_ном.·=8256∙0,01=83 час.

Рассчитаем Т_рем.

Число лет в межремонтном цикле – время от капитального ремонта до следующего капитального ремонта:

Среднегодовое время простоя оборудования в капитальном ремонте:

Количество текущих ремонтов в межремонтном цикле:

Среднегодовое время простоя в текущих ремонтах:

Общее время простоя оборудования на ремонт:

Т_рем.= +=120+336=456час

Эффективный фонд времени работы оборудования:

Т_эф.=8256-456-84=7716час

2.2. Материальный баланс производства.

Таблица 2.4

Наименование детали	Группа сложности	Рд, г	Коэффициенты потерь материала				Н, г	Кр	Кр+К6
			К1	К2	К3	К4
1. Основание	2	12	0,011	0,067	0,0013	0,039	12,94	1,126	1,127

Окончание таблицы 2.4

Нр, г	П, шт./год	Gc, т./год	G, т/год	Безвозвратные потери материала, т/год
				K1 G	K2 G	K3 G	K4 G
12,72	83333	1,126	1	0,011	0,067	0,0013	0,039

Деталь второй группы сложности – деталь без арматуры, резьбы и поднутрений, с развитой поверхностью (количество элементов развитости свыше 4).

Масса окончательно обработанной детали:

Р_д = 12 г.

К₁ – коэффициент, учитывающий безвозвратные потери (угар, летучие вещества, механическая обработка). Безвозвратные потери при литье равны 0,9К₁, при механической обработке – 0,1К₁.

К₂ – коэффициент, учитывающий возвратные отходы, которые образовались в технологическом цикле и годны для дальнейшей переработки (литники, первые отливки при выходе на технологический режим, отходы при переходе с цвета на цвет, при очистке оборудования и т.д.).

Навеска Н – количество материала, загружаемое в форму, достаточное для полного оформления детали с учетом безвозвратных потерь и возвратных отходов, возникающих в процессе переработки пластических масс литьем под давлением и при механической обработке детали:

Н = Р_д · (1 + К₁ + К₂), г;

Н = 12 ·(1+0,011+0,067) = 12,94 (г.)

Возвратные отходы, которые учитываются коэффициентом К₂, подвергаются дроблению, грануляции и смешению со свежим сырьем. Безвозвратные потери по операциям подготовки возвратных отходов: при дроблении – 0,7К₃, при грануляции – 0,1К₃, при смешении со свежим сырьем – 0.2К₃.

В процессе литья под давлением возникают безвозвратные отходы (первые отливки, облой, слитки при переходе с цвета на цвет и т.д.), которые не могут быть полезно использованы при современном техническом уровне оборудования и технологии, но являются резервом для снижения норм расхода сырья. Безвозвратные отходы учитываются коэффициентом К₄.

Безвозвратные потери при сушке сырья учитываются коэффициентом К₅.

Норма расхода Н_р – количество материала, необходимое для изготовления детали с учетом неизбежных потерь, возникающих как в процессе литья, так и на других этапах производства.

Норма расхода определяется по формуле:

Н_р = Р_д · (К_р + К₆), г.

К_р – коэффициент расхода материала при условии невозможности использования возвратных отходов в том же производстве.

К₆ – коэффициент безвозвратных потерь сырья при транспортировке, хранении и растаривании.

В случае полного использования возвратных отходов коэффициент расхода материала определяется по формуле:

К_р^’ = К_р – К₂;

Кр’ = 1,126 – 0,067 = 1,059

Тогда,

Н_р = 12·(1,059+0,001) = 12,72(г)

Масса готовой продукции G составляет 1000 кг.

Расход сырья равен G_с = G · К_р^’ = 1000·1,059 =1059 кг

Материальный баланс составлен на 1000 кг готовых изделий [2].

Таблица 2.5

Материальный баланс производства 1000 кг изделий «Основание»

Статья прихода	Кол-во, кг	Статья расхода	Кол-во, кг
1. Транспортировка, хранение и растаривание сырья
Гранулы PA-610	1061,00	Гранулы PA-610 Безвозвратные потери	1060,00 1,00
Итого	1061,00	Итого	1061,00
2. Подготовка сырья – сушка
Гранулы PA-610	1060,00	Высушенные гранулы Безвозвратные потери	1059,00 1,00
Итого	1060,00	Итого	1060,00
3. Подготовка возвратных отходов – дробление, грануляция, смешение, сушка
Возвратные отходы	67,00	Вторичный гранулят Безвозвратные потери (менее 0,5 %, в расчете не учитываются)	67,00 0,00
Итого	67,00	Итого	67,00
4. Литье под давлением
Высушенные гранулы Вторичный гранулят	1020,00 91,00	Необработанные изделия Возвратные отходы Невозвратные отходы Безвозвратные потери	1000,50 67,00 39,00 4,50
Итого	1111,00	Итого	1111,00
5. Механическая обработка изделий, контроль, упаковка
Необработанные изделия	1000,50	Готовые изделия Безвозвратные потери	1000,00 0,50
Итого	1000,50	Итого	1000,50

2.2. Расчет основного оборудования

Литьевую машину выбираем по расчетному объему впрыска [2]:

V’ =

K = 1.25

H = 12.94 г

= 1,09 г/см³

n = 2

V’ = 30 см³

На основе полученных данных выбираем литьевую машину SM-60HC фирмы ASIAN PLASTIC MACHINERY (пр-во Тайвань).

Таблица 2.6

Техническая характеристика литьевой машины SM-60HC

Спецификация	Модель	SM-60HC
Модуль впрыска	Диаметр шнека (мм)	25
	Объем впрыска ( см3)	63
	Давление впрыска (стандартное) (МПа)	210
	Давление впрыска (ускоренный) ( МПа )	120
	Объёмный расход впрыска (стандартное) (см3/сек)	49
	Объёмный расход впрыска (ускоренный) (см3/с)	69
	Скорость впрыска (стандартная) (г/с)	100
	Скорость впрыска (ускоренная) (г/с)	142
	Ход шнека (мм)	130
	Скорость шнека (стандарт) (об/мин)	0 - 204
	Скорость шнека (ускор) (об/мин)	0 - 288
Модуль смыкания	Усилия смыкания (т)	60
	Ход размыкания (мм)	430
	Макс. Просвет (мм)	150
	Мин. Высота пресс-формы (мм)	580
	Расстояние между колонками	320 х 320
	Гидровыталькиватель (т х мм)	2.7 х 80
	Скорость смыкания (станд) (мм/сек)	236
	Скорость смыкания (ускор) (мм/с)	530
	Скорость размыкания (мм/с)	425
Мощность системы	Двигатель насоса (кВт)	11
	Мощность нагрева (кВт)	6.3
	Давления в системе (МПа )	17,5
	Вместимость бака (л)	240
Размеры машины	Размеры машины (ДxШxВ)(м)	3.5х1.1х1.75
	Вес машины (т)	3.5

Выбранную литьевую машину проверяем на усилие запирания формы:

Р’_зап = Р_ср * F * 10^-3 т

F = 24.5 см²

Р_ср = 1258,3 кг/см²

Р_зап = 30 т

Выбранная литьевая машина подходит как по объему впрыска, так и по усилию запирания формы.

3. КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛУЧАЕМОГО ИЗДЕЛИЯ

3.1. Постановка задачи

В целях изучения течения расплава в литьевой форме, а также по литниковым каналам и определения оптимального места впрыска расплава в форму был проведен анализ в системе программного комплекса компьютерного моделирования течения расплавов полимеров Autodesk Moldflow Synergy.

Для достижения этих целей была построена графическая трехмерная компьютерная модель готового изделия с целью изучения процесса оформления изделия в форме, путем проведения симуляции течения расплава в форме, а также по литниковым каналам.

Главной задачей является подбор оптимального места впрыска расплава в форму с целью полного ее заполнения и оформления изделия.

3.2. Анализ безлитниковых моделей

Поскольку изделие "Основание" является симметричной по отношению к продольной оси и несимметричной по отношению к поперечной оси было выбрано 3 различных места расположения мест впуска:

1. Впуск в нижнюю точку изделия на продольной оси.

2. Впуск в среднюю точку изделия на противоположной стороне от №1 на продольной оси.

3. Впуск в верхнюю точку изделия, перпендикулярно продольной оси.

После проведения компьютерного моделирования были получены результаты по заполняемости формы расплавом.

№1

Рис.8

№2

Рис.9

№3

Рис.10

Было обнаружено, что только один из предложенных вариантов обеспечивает полное заполнение формы. В случаях №2 и №3 в форме оставались незаполненными некоторые конструктивные элементы.

Таблица 3.1.

Результаты анализа на коробление

№ Анализа	По оси Х, мм	По оси Y, мм	По оси Z, мм	Общее, мм
1	0,2326	0,3122	0,3119	0,2953
2	0,2686	0,3209	0,2875	0,2894
3	0,3095	0,2962	0,3221	0,2726

3.3. Анализ моделей с литниковой системой

Для проведения компьютерного моделирования течения расплава полимера по литниковым каналам с дальнейшим заполнением формы и оформлением детали была рассчитана литниковая система состоящая из центрального литника, разводящих литников и впускного канала. На основе данных о требуемом изделии была рассчитана следующая литниковая система:

1. Длина центрального литника 70 мм

2. Диаметр на входе центрального литника 4 мм

3. Диаметр на выходе центрального литника 6,4 мм

4. Диаметр разводящего канала 3,5 мм

5. Длина разводящего канала 60 мм

6. Диаметр впускного канала на выходе 2,8 мм

7. Длина впускного канала 1,4 мм

Поскольку изделие "Основание" является симметричной по отношению к продольной оси и несимметричной по отношению к поперечной оси было выбрано 3 различных места расположения впускных каналов:

1. Впуск в нижнюю точку изделия на продольной оси.

2. Впуск в среднюю точку изделия на противоположной стороне продольной оси.

3. Впуск в верхнюю точку изделия, перпендикулярно продольной оси.

После проведения компьютерного моделирования были получены результаты по заполняемости формы расплавом.

№1

Рис.11

№2

Рис.12

№3

Рис.13

Анализируя полученные результаты можно предположить, что вариант №3 является недопустимым в качестве использования его при производстве данной детали, поскольку не обеспечивает полного заполнения формы расплавом и не позволяет произвести полное формование детали.

В двух остальных случаях изделия формовались полностью, различия были лишь в небольшой разнице по времени заполнения формы расплавом. Разница эта составляет около 0,2 сек., что, однако, является величиной полученной при математическом моделировании и может отличаться от реального процесса. Поэтому, можно пренебречь разницей во времени заполняемости формы и рекомендовать первый и второй варианты расположения мест впрыска расплава в форму для производства данных изделий.

Таблица 3.2

Результаты анализа на коробление

№ Анализа	По оси Х, мм	По оси Y, мм	По оси Z, мм	Общее, мм
1	0,2612	0,2573	0,2864	0,2195
2	0,2867	0,3497	0,2448	0,2419
3	0,3031	0,3132	0,2413	0,3494

3.4 Выводы

Трехмерное прототипирование, а также использование системы программного комплекса компьютерного моделирования течения расплавов полимеров Autodesk Moldflow Synergy позволяет с высокой точностью и скоростью разрабатывать и анализировать литьевые формы, подобрать оптимальное место впрыска расплава в форму и получать наглядные результаты по требуемым параметрам, что позволяет с высоким уровнем качества подойти к разработке литьевых форм.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

Забота о создании безопасных и здоровых условий труда всегда находилась и находится в центре внимания. Охрана труда является одним из важнейших социально-экономических и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда.

Переработка пластмасс литьём под давлением и другими методами сопровождается нагреванием пресс-форм до 150-200°С. При этих температурах большинство пластмасс начинает подвергаться термической деструкции (распаду) сопровождаемой выделением различных по составу и токсичности продуктов.

Характерной особенностью современного производства является применение на одном предприятии самых разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-химической основе. Современному производству свойственна быстрая смена технологий, обновление оборудования, внедрение новых процессов и материалов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последствий их применения. На большинстве предприятий широко применяются высокотоксичные, легковоспламеняющиеся вещества, различного рода излучения, технологические процессы зачастую сопровождаются значительными уровнями шума, вибрации, ультра- и инфразвука, жесткими и стабильными параметрами микроклимата, большинство операций производится в условиях высокого зрительного напряжения, запыленности и загазованности.

В связи с этим увеличивается потенциальная опасность возникновения травмоопасных ситуаций, степень риска возникновения профессионального заболевания, негативного воздействия условий труда на состояние здоровья работающих [6].

Опасными производственными факторами является повышенная температура, применение давления и производственный шум.

4.1. Принципы безопасной работы с литьевой машиной.

Изготовление изделий из полимерных материалов не связано с какими либо специфическими опасностями, но всякое производство связано с некоторыми рисками. В этих производственных процессах возможны следующие виды травматизма:

1. механические травмы

2. поражение электрическим током

3. термические ожоги

4. отравления и профзаболевания от пыле- и газообразных продуктов, выделяющимися при хранении, транспортировании, приготовлении компонентов и переработке композиционных материалов и их компонентов.

Наиболее тяжелые механические травмы могут иметь место при воздействии движущихся частей оборудования и перемещаемых изделий. Узлы смыкания форм на литьевых машинах во время работы должны быть закрыты предохранительными щитками, сблокированными с органами управления машиной.

Причиной травматизма может быть падение тяжелых частей оснастки, поэтому операции съема и установки форм должны быть максимально механизированы, их следует выполнять в строгом соответствии со специальными инструкциями.

Поражение электрическим током возможно при неисправности нагревателей, двигателей и другого электрооборудования. Проверку и ремонт электрооборудования должны проводить только электромонтеры.

Термические ожоги могут иметь место:

1. При соприкосновении нагретыми частями оборудования: горячими цилиндрами. Нагретые части машин, по возможности, должны быть покрыты теплоизоляцией, температура наружного слоя которой не должна превышать 45 ^оС.

2. При контакте с неостывшими изделиями. Поэтому здесь желательно использовать переместительные механизмы и приспособления и (или) средства защиты рук ( перчатки, рукавицы)

Общими правилами техники безопасности при работе с оборудованием являются: обязательный инструктаж и периодическая проверка знаний обслуживающего персонала, запрещение работать на другом оборудовании, кроме порученного, запрещение проводить какой-либо ремонт или смазку машин при их работе, обязательная проверка исправности оборудования перед началом работы.

4.2. Анализ вредных выбросов в воздух рабочей зоны

При литье полиамида выделяются метиловый спирт, аммиак, CO, пыль полиамида. Показатели удельных выбросов загрязняющих веществ при литье полиамида определяются из таблицы .

Таблица .

Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ при литье полиамида

Наименование загрязняющего вещества	Показатель удельных выбросов, г/кг, q
Метиловый спирт	0,5
Аммиак	2,0
CO	1,0
Пыль полиамида	0,5

Аммиак - бесцветный газ с удушливым резким запахом (порог восприятия 0,037 мг/л) и едким вкусом.

Острое отравление. Высокие концентрации вызывают обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, боли в желудке, рвоту. Тяжелое отравление протекает на фоне резкого уменьшения легочной вентиляции, острой эмфиземы, увеличения печени. Возможен химический ожог глаз верхних дыхательных путей. Последствиями перенесенного острого отравления могут быть помутнение хрусталика, роговицы, даже ее прободение и потеря зрения; охриплость или полная потеря голоса, хронический бронхит, эмфизема легких; возможна активизация туберкулезного процесса. При небольших концентрациях - более легкое раздражение глаз и головная боль, покраснение лица, потливость, боль в груди.

Хроническое отравление. У рабочих химических заводов выявлены (при концентрации 0,0005 - 0,024 мг/л) неврастения, понижение биоэлектрической активности головного мозга, снижение уровня витамина С в крови. Повышена заболеваемость катарами верхних дыхательных путей, ангинами, тонзиллитами. Отмечены сдвиги в жировом и белковом обмене и учащение заболеваний катаром верхних дыхательных путей у подростков, проходивших практику на заводе, даже при трехчасовом рабочем дне и концентрациях, не превышающих предельно допустимые .

Оксид углерода (угарный газ) - бесцветный газ без вкуса и запаха.

Острое отравление. При вдыхании небольших концентраций (до 1 мг/л) тяжесть, ощущение сдавливания головы, головная боль, шум в ушах, покраснение и жжение кожи лица, слабость, жажда, учащение пульса, тошнота, рвота. Больше всего при отравлении страдает центральная нервная система.

Хроническое отравление: шум в голове и головные боли, особенно по утрам, головокружение, ощущение угара, исхудание, повышенная утомляемость, ослабление памяти и внимания, отсутствие аппетита, бессонница ночью и сонливость днем, сероватый цвет кожи, навязчивый страх, одышка, сердцебиение, потливость.

Влияние на потомство: после однократного и повторных отравлений женщин плод может погибнуть, даже если мать перенесла отравление без видимых для нее последствий. При отравлении в первые 3 месяца беременности возможны уродства плода.

Решение проблемы безопасности жизнедеятельности состоит в обеспечении нормальных (комфортных) условий деятельности людей, их жизни, в защите человека и окружающей его среды (производственной, природной, городской, жилой) от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно-допустимые уровни. Поддержание оптимальных условий деятельности и отдыха человека создает предпосылки для высшей работоспособности и продуктивности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте была проведена работа по разработке технологического процесса изготовления изделия "Основание". Согласно требованиям, предъявляемым к данному изделию был выбран материал со свойствами, подходящими для производства данного изделия, были проведены расчеты, необходимые для выбора основного оборудования, а такжа сам выбор оборудования. Была разработана технологическая схема производства, а также проведен расчет материального баланса производства на 1000 кг готовых изделий.

Кроме того, была произведена аналитическая работа по определению оптимального места впуска, расчета коробления изделия, а также предполагаемых расположений воздушных ловушек в процессе формования изделия с использованием программного комплекса компьютерного моделирования течения расплава полимеров Autodesk Moldflow Synergy 2012. С помощью него было получено наглядное представление о характере течения расплава полимера в форме и по литниковым каналам, что позволяет на новом уровне подойти к проектированию литьевых форм для производства изделий различного назначения из полимеров.

Код для цитирования: Скопировать