IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

ВВЕДЕНИЕ

Области применения пластических масс в народном хозяйстве весьма разнообразны: изделия народного потребления, детали ма­шиностроения, приборостроения, радиоап­паратуры и т.д. В большинстве случаев пластмассы используют как самостоятель­ный конструкционный материал; кроме того, они являются заменителем ряда дефицит­ных дорогостоящих материалов. В этой связи большое значение приобретают вопросы раз­работки пластмассовых изделий с учетом их технологических свойств и проектирова­ния технологической оснастки (форм для литья под давлением и пресс-форм).

Технологическая оснастка — это устройство, предназначенное для придания полимеру формы изделия или профиля заданной конфи­гурации и размеров. При литье изделий под понятием технологической оснастки понимают — формы при литье термопластов, при переработке термореактивных материалов-пресс-формы, а при производстве профилей, труб и пленок — экструзионные формующие головки и калибрующие насадки.

В формах для литья под давлением получают разнообразные изделия — от простейших до особо сложных и высокоточных. Типичная литьевая форма состоит, по крайней мере, из двух частей, одна из которых подвижна и на протяжении цикла литья открывает и закрывает форму. Расплав выдавливается из литниковой втулки литьевой машины, течет по литниковым каналам формы, а затем через впуск поступает во внутрен­нюю полость формы. Каждый из этих составных элементов литьевой формы выполняет строго определенную функцию и влияет на управление процессом литья.

Формы для литья под давлением изделий из полимерных материалов относятся к самым распространенным сейчас и к весьма перспективным в будущем. В этих формах можно получать изделия практически из всех термопластов, из многих марок порошковых и гранулированных реактопластов, а также резиновых смесей. Современные технологии позволяют осуществлять многокомпонентное литьё, где один из компонентов может быть как другим термопластом, так и термопластичным эластомером, водой или газом.

Основными системами литьевых форм являются системы формообразующих деталей, система съёма изделий, литниковая система, система охлаждения формы, система крепления формы и система центрирования формы.

Конструкция пластмассового изделия существенно влияет на конструкцию формы (зависящую от технологичности изделия) и качественные показатели изделия, которые, в свою очередь, зависят как от технологии его изготовления, так и от его конструкции. В связи с этим изделие следует конструировать одновременно с анализом его технологичности. Необходимо учитывать, что в ряде случаев ошибки, заложенные при разработке изделия, невозможно исправить выбором конструкции формы.

При конструировании пластмассовых изделий стремятся к обеспечению рациональных условий течения материала в форме, повышению точности изготовления, уменьшению внутренних напряжений, коробления, цикла изготовления.

При конструировании технологической оснастки необходимо обеспечивать прочность формообразующих элементов, их взаимо­заменяемость и точность посадок, а также исполнительные размеры формующей полости. В зависимости от выбранной конструкции формы во многом зависит оптимальность техноло­гического процесса и его экономичность.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНАСТКИ

Изделие:Фурнитура для м/игрушки «Собачий нос»;

Материал изделия: АБС-пластик;

Масса одного изделия: 2 гр.;

Количество гнезд в форме: 6 гнезд;

Способ переработки изделия: литье под давлением;

Краткие сведения про АБС-пластик

АБС-пластик (акрилонитрилбутадиенстирольный пластик) – термопластичный, высоковязкий, аморфный тройной сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, название которого образовано из начальных букв наименований мономеров (акрилонитрил, бутадиен, стирол).

АБС-пластик – ударопрочный, эластичный, термостабильный материал, относящийся к инженерным пластикам. Обладает более высокой стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с полистиролом общего назначения, ударопрочным полистиролом и другими сополимерами стирола.

Основные физико-механические свойства АБС-пластика представлены в таблице №1.

Таблица №1

Физико-механические свойства АБС-пластика

Параметр	Значение
Плотность	1,02-1,08 г/см3
Прочность при растяжении	35-50 МПа
Прочность при изгибе	50-87 МПа
Прочность при сжатии	46-80 МПа
Относительное удлинение	10-25 %
Усадка (при изготовлении изделий)	0,3-0,7 %
Влагопоглощение	0,2-0,4 %
Модуль упругости при растяжении при 23 °С	1700 - 2930 МПа
Ударная вязкость по Шарли (с надрезом)	10-30 кДж/м2
Твердость по Бринеллю	90-150 МПа
Теплостойкость по Мартенсу	86-96 °С
Температура размягчения	90-105 °С
Максимальная температура длительной эксплуатации	75-80 °С
Диапазон технологических температур	200-260 °С
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц	2,4-5,0
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц	(3-7)·10-4
Удельное объемное электрическое сопротивление	5·1013 Ом/м
Электрическая прочность	12-15 МВ/м
Температура самовоспламенения	395 °С

1. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ФОРМЫ

1.  

   1. Положение изделия в форме

Положение изделия в форме определяет всю конструкцию последней (степень механизации и автоматизации, тип выталкивающей системы, габариты формы и т.д.) [2, с. 4].

Основные требования к положению изделия:

1. Проекция в плане изделия или группы изделии должна распо­лагаться симметрично относительно оси разъема термопластавтомата.

2. Ориентировать изделие необходимо с учетом его последующего выталкивания. Как правило, при литье изделие должно оставаться в подвижной полуформе. Для обеспечения этого условия, необходимо наиболее развитую часть поверхности изделия располагать в плитах, которые движутся вместе с плитой смыкания. В этом случае за счет большей силы трения изделие извлекается из неподвижной части формы и перемещается вместе с литниками и выталкивателями.

3. При наличии взаимно перпендикулярных подвижных элемен­тов, оформляющих отверстия, пазы, выступы, изделие следует располагать таким образом, чтобы в горизонтальной плоскости перемещения находились простейшие элементы.

4. Если изделие допускает расположение его в плоскости разъема формы в различных взаимно перпендикулярных положениях, то следует выбирать такое из них, которое имеет наименьшую пло­щадь проекции на плоскость установочных плит оборудования, чтобы усилие смыкания было наименьшим.

5. Изделие относительно плоскости разъема располагается таким образом, чтобы линии облоя (следы от смыкания плит) не возникали на лицевой стороне детали. Линия смыкания должна располагаться по торцу детали или в местах перехода одной геометрической формы в другую.

Окончательный выбор расположения изделия увязывают с местом подвода впуска литниковой системы и товарным видом изделия[4, с. 11-12].

1.  

   1. Расположение гнезд в форме

Для литьевых форм гнезда располагают так, чтобы подводящие каналы обеспечивали идентичные условия заполнения оформляющих гнезд расплавов полимера. Проще всего эту задачу решить при таком расположении каналов, когда пути течения до каждого гнезда равны[3, с. 81].

Вертикальное расположение гнезд выбрано из-за особенностей формы изделия, требующей две линии разъема, одна из которых представляет собой размыкающуюся на две вертикальные части плиту.

1.  

   1. Характер работы литьевой формы

Данная литьевая форма по связи с машиной (характеру работы) является стационарной, т.е. весь цикл литья деталей и их удаление (извлечение) из формы осуществляются непосредственно на машине.

По направлению разъема формы относительно горизонтальной оси машины литьевая форма является формой с двумя разъемами: горизонтальным и вертикальным. В них оформляющие детали раскрываются перпендикулярно и параллельно оси машины.

По степени автоматизации формы литьевая форма является полуавтоматической, т.е. весь цикл литья деталей осуществляются непосредственно на машине, а извлечение (удаление) литников производится вручную.

По виду литниковой системы литьевая форма является холодноканальной, т.е. литник не обогревается, а при охлаждении отформованной отливки литник также охлаждается и выпадает вместе с отливкой после открытия формы.

В зависимости от способа охлаждения литьевой формы данная литьевая форма с водяным охлаждением.

1.  

   1. Выбор выталкивающей системы

Для данной литьевой формы применяем плиту выталкивания, т.к. фактура изделия в месте выталкивания не должна нарушаться.

Плита выталкивания имеет формующие полости для изделия, а так же каналы охлаждения, для повышения эффективности работы формы.

Стержень плиты выталкивания 5 крепится между опорной плитой выталкивания 3 и плитой крепления выталкивания 4 с помощью буртика. Другим концом он зафиксирован в плите выталкивания 6. Места сопряжения деталей имеют гарантированный зазор 0,2 - 0,5 мм. Следует заметить, что при шлифовании и полировании движущихся поверх­ностей стержня плиты выталкивания и опорной плиты матрицы нужно стремиться, чтобы риски были направлены вдоль направления их движения[4, с. 99].

Для исключения перекоса плит выталкивания их движение проис­ходит по направляющим колонкам и втулкам. [4, с. 97].

Диаметр колонки, в зависимости от размеров плит формы, выбираем по ГОСТ 22065-76 «Плиты-заготовки пресс-форм для литья термопластов под давлением» [3, с. 202-203].

Центрирование и направление выталкивающей системы обеспечивают направляющие втулки и колонки.[3, с. 125].

Опорные шайбы способствуют плотному соединению между подвижными частями пресс-форм, обеспечивают защиту установленной конструкции от различных повреждений и деформирования. .[10].

Способ соединения направляющих колонок и втулок показан на рис. 5. [4, с. 110-111].

Рис.5. Способ соединения направляющих колонок и втулок

В процессе раскрытия формы стержневые выталкиватели перемещаются в направлении съема изделий упором литьевой машины через хвостовик, закрепляемый в опорной плите (рис. 6). При достижении хвостовиком упора, он останавливается одновременно с плитами выталкивателей 3, пружина 7 сжимается. После, пружина 7 распрямляется и возвращает хвостовик и всю систему выталкивания в исходное положение[4, с. 106].

Рис.6. Установка хвостовика с буртом

(1 – плита крепления; 2 – плита опорная; 3 – плита

выталкивателей; 4 – пружина)

1. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ФОРМЫ

1.  

   1. Расчет литниковой системы

Литниковая система – это система каналов формы, служащая для передачи материала из сопла литьевой машины в оформляющие гнезда формы. Застывший в литниковых каналах полимер называется литником.

В общем виде литниковая система включает три основных эле­мента: центральный литниковый канал, разводящий канал, впускной канал, по которому расплав непосредственно поступает в оформляющую полость

Центральный литниковый канал должен иметь достаточно большое сечение, возрастающее с увеличением вязкости расплава и толщины стенки изделия для сохранения жидкотекучести расплава в литниковой системе и обеспечения подпитки материала, запол­нившего оформляющую полость (под термином «подпитка» под­разумевают передачу статического давления на материал от мо­мента окончания заполнения оформляющей полости до затверде­вания впускного канала для компенсации усадки материала в про­цессе остывания; подпитка препятствует возникновению раковин, особенно в отливках большой толщины). Однако сечение центрального канала не должно быть слишком большим, т.к. это увеличивает время охлаждения, расход материала и может ухудшить внешний вид изделия[3, с. 72-73].

По рис. 7 [3, с. 73] находим диаметр отверстия центрального литникового канала на входе в литниковую втулку (с учетом гнездности формы) при массе отливки m = 2 6 = 12 гр.: = 2,5 мм (для среднеразвитой литниковой системы).

Рис.7. Номограмма для определения диаметра отверстия

отверстия центрального литникового канала на входе в

литниковую втулку от массы отливки m

Диаметр отверстия центрального литникового канала на выходе в литниковую втулку и его максимально допустимую длину выбираем по табл. 24 (при рекомендуемом угле конуса и = 2,5 мм) [3, с. 74]: = 5,1 мм; = 50 мм.

Центральный литниковый канал обязательно выполняем коническим (см. рис. 8) [3, с. 74].

Рис.8. Литниковая втулка (исполнение 1 – для одногнездной

формы; исполнение 2 – для многогнездной формы)

Оптимальная длина L центрального литникового канала зависит от его диаметра и составляет 20 – 40 мм[3, с. 74]. Принимаем длину L центрального литникового канала, равную 43 мм, т.е. L = 43 мм.

Для обеспечения гарантированного смыкания формы торец литниковой втулки выполняют длиной : = L – (0,2 … 0,3) = 56 – 0,2 = 42,8 мм, где L – длина литниковой втулки (см. рис. 8, исполнение 2).

Диаметр сопла рекомендуется выполнять на 0,4 – 0,6 мм меньше диаметра отверстия центрального литникового канала на входе в литниковую втулку (см. рис. 8): = – (0,4 … 0,6) = 4,5 – 0,4 = 2,1 мм, где – диаметр центрального литникового канала на входе в литниковую втулку.

Располагаем центральную литниковую втулку в форме, как показано на рис. 9.

Рис.9. Расположение центральной литниковой втулки в форме:

1 – опорная плита крепления; 2 – плиты неподвижной и

подвижной части формы; 3 – втулка центральная для

извлечения литника; 4 – фланец

Поскольку литниковая втулка выполнена ступенчатой (рис. 9), то её можно установить в отверстие опорной плитой крепления формы 9. Для извлечения центрального литника используем втулку 3 по ГОСТ 22078-76 [4, с. 106].

Холодноканальная форма, в которой отливается деталь - шестигнездная, поэтому литниковая система будет состоять из одного центрального литникового канала, двух разводящих каналов и шести впускных каналов.

Разводящие каналы являются частью литниковой системы, соединяющей оформляющие полости формы с центральным лит­ником. [3, с. 78].

По рекомендациям табл. 26 [3, с. 79] выбираем форму сечения разводящего канала (рис. 10):

Рис.10. Сегментная форма сечения разводящего канала

Сегментная форма сечения разводящего канала: сегментный канал выполнен в одной плите (менее трудоемка для изготовления). Эта форма сечения обеспечивает хорошее течение расплава и небольшие потери теплоты и давления[3, с. 79].

Диаметр d канала круглого сечения или эквивалентный диаметр канала некруглого сечения можно определить по номограмме на рис. 11 [3, с. 81]: масса отливки m = 2 6 = 12 гр.; примем длину пути течения материала в разводящем канале, равной 170 мм.

разводящего канала (при m = 12 гр.; = 170 мм): = 3,7 мм. Принимаем d 3,7 мм.

Рассчитываем ширину b и высоту h разводящего канала при = 10 (см. рис. 10):

d = 5,1 мм; h = ()d = ()5,1 = 1,2 мм;

= 0,94 d = 0,94 3,7 3,48 мм;

b = 1,25 = 1,25 3,48 = 4,3475 мм, где – полная высота канала, мм.

Рассчитываем площадь сечения сегментного канала (расчеты не приведены, вычислены теоретически) (см. рис. 10): = 9,51 .

Так как сечение центрального литникового канала имеет форму круга, то площадь сечения центрального литникового канала рассчитываем по формуле:

= = = 10.21 .

Полученные значения площадей сечений разводящих каналов удовлетворяют выражению:

Впускные каналы представляют собой последнее звено в системе литниковых каналов, подводящих материал к оформляющей полости формы. От их размеров и расположения в значительной степени зависит качество отливаемых изделий.

При определении размеров впускных каналов необходимо руко­водствоваться следующими общими соображениями:

1. Для уменьшения потерь давления при заполнении формы длина впускных каналов должна быть возможно малой.

2. Площадь сечения канала должна быть достаточно мала, чтобы обеспечить хорошее и по возможности автоматическое отделение литника от изделия без ухудшения его внешнего вида.

3. Площадь сечения канала не должна быть слишком мала, так как это приводит к большим потерям давления, затрудняет заполнение формы и способствует возникновению внутренних и наруж­ных усадочных дефектов и дефектов в зоне впуска (полосы, складки и пр.); кроме того, возможна термическая деструкция материала из-за его перегрева при прохождении с высокой скоростью через канал малого сечения.

4. Площадь сечения канала не должна быть слишком велика; это усложняет отделение литников, и ухудшает внешний вид изделия (следы от литника), а также приводит к излишнему уплотнению расплава, увеличению степени ориентации полимера в детали и возникновению больших внутренних напряжений в зоне впуска[3, с. 83-85].

По табл. 28 [3, с. 86] выбираем конструкцию впускного канала (рис. 13):

Рис.13. Впускной канал с прямоугольным

поперечным сечением

Рассчитываем характеристический размер изделия H для разнотолщинного изделия по формуле:

H = ,

где – объем изделия,; – площадь поверхности изделия, .

Рассчитываем объем одного изделия по формуле:

= = = = 0,00192307 = 1,92 ,

где – плотность АБС-пластика, кг/ [6, с. 356]; – масса одного изделия, кг.

Площадь полной поверхности изделия следует определять алгебраическим суммированием элементарных площадей, составляющих поверхность изделия (расчеты не приведены, вычислены теоретически):

72,2

Таким образом, характеристический размер изделия H будет равен:

H = = = 0,0532 см = 0,532 мм

По табл. 28 [3, с. 86] определяем основные размеры впускного канала (см. рис. 13): H = 0,0532 мм; h = a H = 2,0 мм; l = 2 мм (при h = 1,0 … 1,2 мм), где a – постоянная, зависящая от материала (для полистирола)[3, с. 90].

Сумма объемов одновременно отливаемых изделий рассчитывается по формуле:

= n = 1,92 6 = 11,52 ,

где n – количество гнезд.

Ширина впускного канала b = 2 мм

При конструировании литниковой системы следует внимательно относиться к выбору места расположения впускного литникового канала. Необходимо придерживаться следующих основных пра­вил:

1. Впуск должен быть расположен так, чтобы по возможности обеспечить равномерное заполнение и одновременное достижение расплавом краев формующей полости.

2. Впуск должен быть расположен в местах наибольшей толщины изделия и максимально удален от участков с тонкими стенками.

3. Впускной канал должен обеспечивать течение материала в том направлении, в котором требуется получить наилучшие прочност­ные свойства[3, с. 90-91].

4. Впускные каналы не должны располагать­ся по нагруженным участкам изделия.

5. Впускные каналы должны располагаться так, чтобы вредное влияние ослабленных мест на прочность изделия в эксплуатации было минимальным.

6. Места рас­положения зазоров между оформляющими деталями должны заполняться в последнюю очередь.[2, с. 17-18].

Для данного изделия применяем щелевые впускные каналы из-за повышенной вязкости АБС-пластиков.

Рассчитываем площадь сечения впускного литникового канала, принимая во внимание, что площадь сечения впускного литникового канала = площади прямоугольника со сторонами q = 1 мм и p = 2 мм (расчеты не приведены, вычислены теоретически) (рис. 13):

= = q p = 12 = 2 .

Площадь по­перечного сечения входного отверстия центрального канала рассчитываем по формуле:

= = = 3,27 .

При назначении размеров впускного канала не­обходимо проверять, чтобы площадь его попереч­ного сечения была не меньше или равна площади по­перечного сечения входного отверстия центрального канала , отнесенного к количеству впускных кана­лов, т. е. [5, с. 130]:

: ; 0,545.

Полученные значения площадей сечений каналов удовлетворяют выражению 0,545, т.е. 2 0,545.

Вычисляем объемы центрального , разводящих , впускных каналов (расчеты не приведены, вычислены теоретически):

= 1212,76 = 1,213 (1 канал);

= 3207 = 3,207;

= 4 = 0,004 6 = 0,024 (4 канала);

= + + = 1,213 + 3,207 + 0,024 = 4,444.

Вычисляем объем отливки и массу отливки , включая объемы (массы) изделия с учетом гнездности формы, а также объемы (массы) всех видов каналов:

= + = 2,98 + 4,444 = 22,334 0,0000223;

= = 10400,0000223 = 0,023192 кг = 23,192 гр.,

где – плотность АБС-пластика, кг/ [6, с. 356].

1.  

   1. Расчет выталкивающей системы

Выталкивающая система должна обеспечить полное, без разрушения и деформации, извлечение изделия из формы, то есть выталкиватели должны иметь возможность перемещаться на определенное расстояние и оказывать на изделие усилие, не превышающее предел прочности полимера[2, с. 18].

Рассчитываем ход плиты выталкивания по формуле:

= + 1 мм = 17 + 1 = 18 мм,

где – высота детали, расположенной в подвижной части формы[4, с. 141].

Усилие создается выталкивающей системой, в частности, торцами толкателей, которые контактируют непосредственно с поверхностью изделия[2, с. 20].

При литье изделий в виде коробок, ящиков, прямоугольных крышек, усилие, возникающее при извлечении изделия, зависит от остаточного давления в форме и будет равно:

= = 6 0,00045362 0,5 = 1,36 кН,

где – остаточное давление в форме, МПа (принимаем 6 МПа) [4, с. 140]; – площадь проекции боковой поверхности в направлении извлечения изделия из формы (принимаем с учетом количества гнезд, т.е. = 72,2 6 = 433,2 , а также с учетом площади сечения центрального литника, равного 20,42 ), .

1.  

   1. Центрирующие элементы формы

Качество получаемых изделий, а также надежность работы форм во многом зависят от точного взаим­ного расположения полуформ и ее отдельных элементов. К центрирующим элементам относятся фланцы крепежных плит, направляющие колонки и втулки. Базиру­ющими элементами полуформ являются фланцы крепежных плит. На неподвижной плите машины фланец обеспечивает соосность центральной литниковой втулки формы и сопла материального цилиндра машины. На подвижной плите фланец обеспечивает соосность подвижной и неподвижной полуформ. Окончательное центриро­вание частей форм обеспечивают направляющие колонки, стойки, центрирующие втулки, опорные колонки и втулки.

1.  

   1. Охлаждение литьевой формы

Отверждение полимера в форме требует отвода большого коли­чества теплоты. В связи с этим продолжительность цикла литья в зна­чительной степени зависит от эффективности отвода теплоты и от до­стигаемой при этом температуры отливки. Кроме того, режим охла­ждения существенно влияет на качество изделий. Вместе с тем необходимо помнить, что при быстром охлаждении в отливке возникают большие внутренние напряжения, и, если изде­лие эксплуатируется при повышенных температурах, неизбежны вто­ричная усадка и коробление. [3, с. 226-227].

Температуру формы регулируем изменением рас­хода хладагента, поэтому в конструкции формы или в системе подвода хладагента к форме обязательно следует предусматривать возможность регулирования его расхода, например установкой вентиля.

При конструировании системы охлаждения необходимо учитывать следующие основные требования:

1. Суммарная длина каналов должна быть возможно большой.

2. Расположение каналов, а также направление потока хлад­агента от более нагретых частей формы к менее нагретым должны обеспечить по возможности равномерное охлаждение оформля­ющих элементов формы.

3. Более интенсивное охлаждение должно быть предусмотрено в месте расположения подвижных элементов формы, что позволяет исключить деформацию изделий при их удалении из формы.

4. Так как коэффициент теплоотдачи с изменением скорости движения жидкости изменяется в широком диапазоне, в системе каналов не должно быть участков с увеличивающимся сечением и, особенно, застойных зон, где охлаждающая жидкость может играть роль теплоизолятора.

5. Система охлаждения должна быть герметична, что проверяют при давлении 0,6 МПа [3, с. 231-232].

Работоспособность системы охлаждения определяется тем, насколько равномерна и стабильна температура оформляющих поверхностей. Для изделий неответственного назначения допускается разность температур даже в пределах 10 , чаще всего достаточно создать разность температур не более 5 . Наиболее распространенным, экологичным и дешевым хладоагентом является вода, которая может применяться практически при переработке большинства полимеров. [4, с. 182].

При однорядном расположении изделий в плите матрицы охлаж­дающие каналы обычно выполняют в два ряда (рис. 19). [4, с. 183-184].

Принимаем диаметр канала круглого сечения для всей системы охлаждения = 5 мм и = 7 мм. Принимаем суммарную длину всех каналов круглого сечения 1,17 м.

Рис.19. Схема расположения охлаждающих

цилиндрических каналов в плитах формы

Систему канального типа с прямыми каналами применяют при литье плоских прямоугольных изделий и в многогнездных формах с рядным расположением гнезд.

На рис. 20, б показано рекомендуемое расположение каналов при переменной толщине стенок изделия () [3, с. 232].

Колебание температуры по поверхности формы зависит от расстояния между охлаждающими каналами. Установлено, что чем больше число каналов меньшего диаметра, тем более равномерно охлаждается форма. В местах с большой толщиной стенок детали охлаждающие каналы рекомендуется располагать ближе к формующей полости (рис. 20, б) [4, с. 185].

Рис.20. Рекомендуемое расположение каналов при

переменной толщине стенок изделия:

1 – отливка; 2 – плита; 3 – канал охлаждения

Постоянная температура формы поддерживается на заданном уровне термостатирующей системой, состоящей из каналов в форме, термостата и теплоносителя. Водяные термостаты регулируют температуру формы в интервале 20 — 90 . Вода по срав­нению с маслом имеет вдвое больший коэффициент теплопередачи, более высокую удельную теплоемкость, малую стоимость и безвредна по отношению к окружающей среде. Недостатками водяного охлаждения являются низкая температура кипения, возможность коррозии стенок канала и образования на них известковых отложений. Температура теплоносителя определяется датчиком и поддерживается на заданном уровне с помощью нагревателя и холодильника, включение которых осуществляется вторым датчиком, установленным в форме[4, с. 188].

1.  

   1. Вентиляционные каналы

В нашем случае роль вентиляционных каналов выполняют зазоры между матрицей и пуансоном, пуансоном и выталкивателями.

1. ВЫБОР ЛИТЬЕВОЙ МАШИНЫ ДЛЯ

УСТАНОВКИ СПРОЕКТИРОВАННОЙ ФОРМЫ

Термопластавтомат (ТПА) выбираем исходя из необходимого объема впрыска. Выбираем ТПА по справочным каталогам:

Электрический термопластавтомат серии LOG для производства пластиковых изделий марки «Log Machine» (Китай): модель «160-А8».

Основные технические характеристики данного ТПА приведены в приложениях №1 и №2.

У выбранного оборудования сравниваем габаритные размеры формы и плит ТПА, сопоставляем установочные размеры формы со схемами расположения отверстий для крепления оснастки на соответствующем оборудовании, сравниваем размеры формы в раскрытом состоянии с максимальным расстоянием между плитами ТПА[2, с. 24].

Параметры:

Объем впрыска:

, ; - ТПА удовлетворяет параметру.

Усилие смыкания:

; -ТПА удовлетворяет параметру.

Пластикационная производительность:

); -ТПА удовлетворяет параметру.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе спроектирована конструкция пресс-формы для литья под давлением фурнитуры для мягкой игрушки «Собачий нос».

Особенностями спроектированной литьевой формы является ее стационарность, т.е. весь цикл литья деталей и их удаление (извлечение) из формы осуществляются непосредственно на термопластавтомате (ТПА), что приводит к повышению производительности технологического процесса литья под давлением. В то же время литьевая форма является полуавтоматической, когда удаление литников производится вручную, что существенно повышает трудоем­кость отделения литника от изделия, и, следовательно, ведет к повышению затрат на ручную обрезку литников, что снижает рентабельность производства данного вида изделия. К тому же не требуется дополнительных устройств для обрезки или отрыва литников, что, во-первых, упрощает конструкцию формы, во-вторых, форма менее трудоемка в изготовлении, в-третьих, повышается надежность данной литьевой формы в эксплуатации, в-четвертых, уменьшается вероятность поломки и износа деталей и элементов формы. Другой особенностью спроектированной литьевой формы является холодноканальная литниковая система, в котором обогрев полимера в литниковом канале не предусмотрен, следовательно, литник остывает вместе с отлитыми деталями и выпадает вместе с отлитыми деталями после раскрытия формы. Такая система имеет как преимущества, так и недостатки. Из плюсов можно отметить невысокую стоимость, простоту в обслуживании, высокую надежность. Из минусов можно отметить наличие бесполезных литников, которые при большом весе литника уменьшают производительность литьевой формы и ТПА вследствие увеличения времени охлаждения отливки.

Таким образом, спроектированная литьевая форма имеет как свои плюсы, так и свои минусы, что необходимо учитывать в технико-экономическом обосновании при производстве данного вида изделия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. АБС-пластик [Электронный ресурс] // HTTP://WWW.POLYMERBRANCH.COM: Журнал «Полимерные материалы». 2008-2016. URL: http://www.polymerbranch.com/catalogp/view/8.html. (Дата обращения: 27.11.2016).

2. Панов Ю.Т. Проектирование литьевых и прессовых форм [Текст]: методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Расчет и конструирование изделий и форм» / Ю.Т. Панов, А.В. Уткин. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 1998. – 28 с.

3. Пантелеев А.П. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс [Текст]: справочник для инж.- техн. работников / А.П. Пантелеев, Ю.М. Шевцов, И.А. Горячев. – М.: Машиностроение, 1986. – 400 с.

4. Бортников В.Г. Производство изделий из пластических масс [Текст]: учебное пособие для вузов. В 3-х томах. Том 3: Проектирование и расчет технологической оснастки. / В.Г. Бортников. – Казань: Изд-во «Дом печати», 2004. – 311 с.

5. Корсаков В.Д. Технологическая оснастка для холодной штамповки, прессования пластмасс и литья под давлением [Текст]: каталог-справочник. В 2-х частях. Часть 2: Пресс-формы для пластмасс. / В.Д. Корсаков, В.А. Папсуев и др. – 2-е изд., испр. и дополн. – М.: НИИМАШ, 1967. – 216 с.

6. Каменев Е.И. Применение пластических масс [Текст]: справочник / Е.И. Каменев, Г.Д. Мясников, М.П. Платонов. – Л.: Химия, 1985. – 448 с.

7. Деркач Я.С. Выбор термопластавтоматов для производства литьевых изделий / Я.С. Деркач // Журнал «Полимерные материалы». – 2004. – №2. – с. 28-30.

8. Калинчев Э.Л. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатаций изделий [Текст]: справочное пособие / Э.Л. Калинчев, М.Б. Саковцева. – Л.: Химия, 1987. – 416 с.

9. Электрические термопластавтоматы LOG Machine https://log-machine.en.alibaba.com Alibaba.com 1999-2016 (Дата обращения: 28.11.2016).

10. Комплектующие для пресс-форм и штампов [Электронный ресурс] // HTTP://RMPGROUP.RU: Компания «РМП Групп». 2016. URL: http://rmpgroup.ru/elementy-dlya-press-form.html. (Дата обращения: 01.12.2016).

Приложения ПРИЛОЖЕНИЕ №1 Основные технические характеристики ТПА серии LOG Machine «LOG160-A8»

Параметры
Блок впрыска
Диаметр шнека (мм)	42
Отношение длина/диметр (L/D)	22:1
Ход шнека (мм)	140
Теоретический объем впрыска ()	277
Максимальный вес впрыска (г)	260
Скорость впрыска (/с)	122
Максимальная скорость пластикации (кг/ч)	65
Удельное давление впрыска (МПа)	190
Максимальная скорость вращения шнека (об/мин)	200
Максимальный крутящий момент (Нм)	350
Время впрыска (с)	1
Блок смыкания
Усилие смыкания (кH)	1600
Размер плиты (мм)	680x680
Расстояние между колоннами (мм)	460x460
Ход раскрытия (мм)	430
Ход толкателей (мм)	140
Усилие толкателей (кH)	50
Время сухого цикла (с)	2
Прочее
Мощность двигателя (кВт)	15
Количество температурных зон (шт.)	4
Длина х Ширина х Высота (м)	4.95*1.25*2.0
Вес нетто без масла (т)	4720

ПРИЛОЖЕНИЕ №2 Размеры плит, сопла и габариты ТПА серии LOG Machine «LOG160-A8»

Код для цитирования: Скопировать