Принципиальная
схема процесса литья под давлением
Современные термопластавтоматы (ТПА) представляют собой сложные
технические устройства, оснащенные разнообразными
средствами автоматизированного управления
параметрами технологического процесса.
Нередко их называют литьевыми машинами
(ЛМ) или реактопластавтоматами (РПА) в
зависимости от вида основного перерабатываемого
материала.
Конструкции термопласт
автоматов весьма разнообразны. Основными
классификационными признаками ТПА являются
усилие запирания формы (кН), то есть смыкания
формы, создаваемое прессовым блоком,
и объем впрыска или мощность, выражаемая
числом кубических сантиметров расплава,
которые могут быть подготовлены машиной
для однократной подачи в литьевую форму.
Выпускаемые промышленностью серийные
термопласт автоматы, как правило, объединены
в типоразмерные ряды по двум, указанным
выше параметрам.
Кроме того, ТПА подразделяются
по технологическим и основным конструктивным
признакам:
- по способу пластикации – на одно-, двухчервячные, поршневые и червячно-поршневые
- по особенностям пластикации – на Л М с совмещенной и раздельной пластикацией (предпластикацией);
- по количеству пластикаторов – с одним, двумя и более пластикационными узлами;
- по числу узлов запирания формы (узлов смыкания) – одно-, двух- и многопозиционные (ротационные, карусельные);
- по конструкции привода – электро- и гидромеханические, электрические;
- по расположению оси цилиндра узла пластикации и плоскости разъема литьевой формы - горизонтальные, вертикальные, угловые (рис. 2).
Рис. 2. Типы литьевых
машин
- а — горизонтальные;
- б — угловые с вертикальной прессовой частью;
- в — вертикальные;
- г — угловые с горизонтальной прессовой частью
Угловые ТПА используются
для литья крупных изделий с затрудненным
извлечением из формы. Возможны два типа
таких машин:
- — с горизонтальным пластикатором и вертикальным разъемом формы;
- — с горизонтальным разъемом формы и вертикальным узлом инжекции. Вертикальные ЛМ наиболее удобны при производстве некрупных, в том числе армированных, деталей (обычно до 0,5 кг) в съемных формах. Наибольшее распространение получили горизонтальные одночервячные с совмещенной пластикацией ТПА. Они обеспечивают объемы впрыска от 4 см3 до 70 000 см3 при усилии запирания формы от 25 до 60 000 кН. Принципиальная схема такого ТПА представлена на рис. 3.
- Все функциональные блоки и устройства ТПА располагаются на жесткой раме (рис. 3, поз. 22). Гранулированный полимерный материал из бункера 1 поступает в материальный цилиндр 2, захватывается вращающимся шнеком 3 и транспортируется в направлении мундштука 8. При этом гранулированный материал нагревается, уплотняется в пробку и под действием тепла от трения о поверхность винтового канала червяка и поверхность цилиндра, а также за счет тепла от наружных зонных электронагревателей 4 пластицируется, то есть расплавляется под давлением, и, пройдя через обратный клапан б, накапливается в зоне дозирования материального цилиндра. Под действием возникающего при этом давления червяк отодвигается вправо, смещая плунжер 25 и хвостовик с имеющимся на нем (условно) концевым выключателем 26. Установкой ответного выключателя на линейке 27 регулируют отход червяка и, следовательно, подготовленный к дальнейшим действиям объем расплава в зоне дозирования и мундштука 8. После срабатывания концевых выключателей 26 и 27 вращение червяка прекращается — требуемая доза расплава подготовлена. Далее, гидроприводом 5 пластикационный, называемый также и инжекционным, узел сдвигается влево до смыкания мундштука с литниковой втулкой, установленной в стойке 9- К этому моменту завершает смыкание частей прессформы 11 я 12 прессовый узел Л М. Он представляет собой, по сути, горизонтальный рычажно-гидравлический пресс, состоящий из задней 17 и передней 9 плит-стоек, соединенных, как правило, четырьмя колоннами 10 и 14, по которым смещается вправо (смыкание) и влево (размыкание) ползун 13. Ползун приводится в движение от рычажно-гидравлического механизма 15, 16.
Рис. 3. Схема термопластавтомата
с червячной пластикацией
После приведения всех блоков
в исходное состояние создается
давление в гидроприводе 25 осевого
движения червяка, который, действуя аналогично
поршню, инжектирует расплав полимера
из материального цилиндра в пресс-форму,
где и образуется изделие. Наконечник
7, установленный на червяке, способствует
уменьшению образования застойных зон
после впрыска. В период формообразования
изделия червяк приводится во вращение
для подготовки следующего объема впрыска.
После охлаждения расплава до заданной
температуры форма раскрывается, и изделие
с помощью выталкивателей или применением
робототехнических устройств удаляется
из рабочей зоны литьевой машины.
Все подвижные узлы ТПА обеспечиваются
энергоносителем от главного привода,
состоящего из электродвигателя 18, насосного
блока 19, установленного в маслосборнике,
и системы трубопроводов высокого 20 и
низкого 21 давления. Для вращения червяка
в данной схеме служит гидродвигатель
24 с зубчатой передачей 23.
К достоинствам машин описанного
типа относят высокую производительность,
универсальность по видам перерабатываемых
материалов, удобство управления и
обслуживания, а также надежность
в эксплуатации. Определенный недостаток
таких ТПА, впрочем, как и всех
термопластавтоматов с совмещенной
пластикацией, состоит в существенных
потерях при осевом движении червяка
от трения материала о стенки цилиндра,
что затрудняет достижение высоких
скоростей впрыска.
Одночервячные ТПА с усилием
запирания от 2500 кН до 4000 кН являются
наиболее востребованными машинами.
3. Технологическая
часть.
ООО Завод “Оскол-пласт” занимается производством
комплектующих для дальнейшей сборки.
Рассмотрим подробно технологию изготовления
одного вида комплектующего, а именно
корпуса кувшина фильтра для очистки
воды. Работа с деталями фильтра ведется
в перчатках, чтобы избежать загрязнений,
царапин.
Материал: |
|
1. San luran 358 N |
100% |
|
|
Расход сырья:
|
масса отливки,гр |
масса литника,гр |
масса детали,гр |
технологические потери |
Норма расхода с учетом т/л потерь,
гр/1 шт |
San luran |
363 |
0 |
363 |
2% |
370,26 |
Оборудование:
ТПА.
Полуавтомат
Общее время цикла - 50 с
пресс-форма :
д*ш*в, мм |
масса,кг |
количество гнезд |
450х600х720 |
1530 |
1 |
габариты детали:
длина, макс, мм |
ширина, макс, мм |
высота, макс, мм |
223,2 |
137,5 |
263,9 |
Процесс
начинается с сушки гранул полимерного
материала (необходимо следить, чтобы
уровень сырья в сушилке был
не менее 2/3 уровня верхнего окна сушки
) в течение 50 – 70 секунд. Сырье находится
в бункере. Литьевую машину закрывают.
Гранулы поступают в материальный цилиндр,
захватываются вращающимся шнеком и движутся
по направлению к мундштуку. При этом материал
нагревается, уплотняется под действием
тепла от трения и от наружных зонных нагревателей,
расплавляется под давлением и, пройдя
через обратный клапан, накапливается
в зоне дозирования материального цилиндра.
Под действием возникшего давления червяк
отодвигается назад, смещая плунжер и
хвостовик с концевым выключателем. После
срабатывания выключателя вращение червяка
прекращается – достигнута требуемая
доза расплава. Далее, гидроприводом пластикационный
узел сдвигается влево до смыкания мундштука
с литниковой втулкой. К этому моменту
завершается смыкание частей пресс-формы
и прессового узла литьевой машины (горизонтальный
рычажно-гидравлический пресс, состоящий
из задней и передней плит-стоек,
по которым смещается вправо (смыкание)
и влево (размыкание) ползун.) Ползун приводится
в движение от рычажно-гидравлического
механизма.
После приведения всех блоков в исходное
состояние создается давление в гидроприводе
осевого движения червяка, который, действуя
аналогично поршню, инжектирует расплав
полимера из материального цилиндра в
пресс-форму, где и формуется изделие.
Наконечник, установленный на червяке,
способствует уменьшению образования
застойных зон после впрыска. В период
формообразования изделия червяк приводится
во вращение для подготовки следующего
объема впрыска. Изделие выдерживается
под давлением, затем выдерживается под
охлаждением. После охлаждения расплава
до заданной температуры форма раскрывается.
Литейщик достает изделие из пресс-формы,
закрывает машину, осматривает деталь,
удаляет литник и облой, которые затем
отправляются в дробилку, где из них получают
гранулы, возвращающиеся в процесс.
параметры впрыска :
P |
125 кг/см |
V |
80% |
t |
3,5 с |
позиция |
90 мм |
Температура, 0С :
|
горячая зона |
сопло |
зона 1 |
зона 2 |
зона 3 |
зона 4 |
вых. охл. |
установка |
215 |
220 |
200 |
195 |
190 |
180 |
26 |
Контроль качества.
- Первая отливка предъявляется начальнику
ОТК (старшему мастеру смены, контролеру
ОТК) на соответствие образцу-эталону.
Визуально на отсутствие недоливов, утяжек,
раковин, трещин, расслоений, включений,
остатка литника, облоя в соответствии
с образцом-эталоном на 100%.
- Вес детали проверяется через каждые
2 часа работы ТПА.
- Взвешивание производится по 2 шт на электронных
лабораторных весах.
Описание и требование к качеству:
1. Корпус кувшина прозрачен, с четко выраженными
формами.
2. Корпус кувшина не должен иметь царапин,
пузырьков, пятен, примесей, разводов,
задиров, следов рук т.п.
3. С внешней стороны корпуса кувшина располагаются
четко выраженные ребра с углублениями
для ножек.
4. Ручка корпуса кувшина имеет внутренние
продольные и поперечные перегородки.
5. По верхнему контуру изделия, в местах
крепления не допускается наличие облоев,
недолитых перегородок, “заусенцев”
и т.п.
6. Литник корпуса расположен на дне кувшина
с наружной стороны. Не должен иметь острую
форму и выступать более чем на 0,02 мм.
7. Спереди корпуса имеет не конусообразный
выступ.
8. На корпусе кувшина с двух сторон имеются
надписи. Слова и цифры должны иметь четкую
форму, быть читаемы. Не допускаются недоливы.
Упаковка.
Упаковываются только охлажденные и проверенные
по внешнем виду детали. Каждая деталь
упаковывается в отдельный полиэтиленовый
пакет. При упаковке деталей не допускается
их загрязнение, деформация и травмирование.
Далее детали упаковываются комплектом
(все детали фильтра). Комплекты упаковываются
в гофрокороб. Гофрокороб заклеивается
скотчем, одновременно вкладывается ярлык
таким образом, что он располагается на
торцевой поверхности упаковки. Ярлык
должен содержать следующую информацию:
наименование изделия, номер бригады,
табельный номер литейщика, дату изготовления.
Заключение.
На выбранном предприятии была изучена
технология производства деталей для
кувшинного фильтра для воды. В процессе
производства изделий используется термопластавтоматы,
в основном полуавтоматические. Действия
производимые вручную − загрузка сырья,
выемка детали, удаления облоя и литника,
контроль качества изделия.
Отзыв о
работе студента (характеристика):
Руководитель практики от
предприятия
__________________________
___________________________________
(дата, подпись)
(фамилия, и.о.)
Практика зачтена с
оценкой___________________________
Руководитель практики от
университета________________
___________________
(дата, подпись)
(фамилия, и.о.)