Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Декабря 2014 в 20:07, реферат
Материальные расчеты включают в себя расчет количества загружаемых и получаемых продуктов на каждой стадии технологического процесса, определение расходных коэффициентов по сырью, количества и состава отходов.
Основываясь на материальных расчетах, определяют количество сырья и вспомогательных материалов, необходимых для обеспечения заданной производительности проектируемого производства.
Материальные расчеты производства деталей из АБС методом литья под давлением
Материальные расчеты включают в себя расчет количества загружаемых и получаемых продуктов на каждой стадии технологического процесса, определение расходных коэффициентов по сырью, количества и состава отходов.
Основываясь на материальных расчетах, определяют количество сырья и вспомогательных материалов, необходимых для обеспечения заданной производительности проектируемого производства.
1. Навеска Н – количество материалов, 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 деталей:
Н = Рд (1 + К1 + К2), г, (1.1)
где Рд – масса окончательно обработанной детали (чистый вес), г;
К1 – коэффициент, учитывающий безвозвратные потери (угар, летучие вещества, механическая обработка);
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.).
Значения коэффициентов К1 и К2 выбираем по справочным данным в зависимости от перерабатываемого сырья, группы сложности и массы детали. Рекомендуется принимать величину безвозвратных потерь при литье равной 0,9К1 и при механической обработке – 0,1К1.
Для удобства примем следующие сокращения:
- емкость 0,125 л – изделие 1;
- крышка к емкости 0,125 л – изделие 2;
При обозначении характеристик изделий и оборудования для их производства будем использовать соответствующие индексы: 1, 2.
Для изделий 1 – 2 механическая обработка отсутствует, литники отсутствуют. Величину возвратных отходов для них принимаем 0,2К2. Тогда:
Н1 = 6,4 (1 + 0,9 · 0,01 + 0,2 · 0,069) = 6,49 (г);
Н2 = 1,2 ( 1+ 0,9 · 0,009 + 0,2 · 0,083 ) = 1,24 (г);
Возвратные отходы, которые учитываются коэффициентом К2, подвергаются дроблению. При этом возникают безвозвратные потери, которые учитываются коэффициентом К3.
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.
Значения выбранных коэффициентов потерь и отходов заносим в таблицу 1.
Материальный расчет изготовления изделий из полипропилена и полиэтилена высокой плотности литьем под давлением
Таблица1
Наиме-нование изделия, материал |
Груп-па слож-ности |
РД, г |
Коэффициенты потерь материала |
Н, г |
Кр |
Нр, г |
П, шт/год |
Gс, т/год |
G, т/год |
Gсут, кг/сут |
Gч, кг/ч |
Безвозвратные потери материала, т/год | ||||||
К1 |
К2 |
К3 |
К4 |
К1G |
К2G |
К3G |
К4G | |||||||||||
1. Емкость 0,125 л, АБС 2020 |
2 |
6,4 |
0,01 |
0,069 |
0,0013 |
0,042 |
6,49 |
1,126 |
7,21 |
510000 |
3,67 |
3,26 |
14,05 |
1,75 |
0,0326 |
0,2249 |
0,00423 |
0,1369 |
2. Крышка к емкости 0,125л, АБС 2020 |
1 |
1,2 |
0,009 |
0,083 |
0,0016 |
0,046 |
1,24 |
1,144 |
1,374 |
510000 |
0,7 |
0,612 |
2,63 |
0,329 |
0,0055 |
0,0507 |
0,0009 |
0,0281 |
ИТОГО |
4,37 |
3,872 |
16,68 |
2,079 |
0,0381 |
0,2756 |
0,0051 |
0,165 |
2. Норма расхода Нр – количество материала, необходимое для изготовления деталей с учетом неизбежных потерь, возникающих как в процессе литья (угар, летучие вещества и др.), так и на других этапах (операциях) производства (сушка, подготовка возвратных отходов, переход с одного цвета на другой и т. д.).
Норма расхода на единицу продукции – это сумма массы детали и величины минимальных технологических возвратных отходов, а также безвозвратных потерь и отходов в пересчете на исходное сырье.
Норму расхода определяют по формуле:
Нр = Рд (Кр + К6), г,
где Кр – коэффициент расхода материала при условии невозможности использования возвратных отходов в том же производстве (выбираем по справочным данным в зависимости от вида сырья, группы сложности и массы детали);
К6 – коэффициент безвозвратных потерь сырья при транспортировке, хранении и расфасовке; принимаем К6 = 0,001.
Нр1 = 6,4 (1,126 + 0,001) = 7,21 (г);
Нр2 = 1,2 (1,144 + 0,001) = 1,374 (г);
3. Массовая годовая производительность по готовому материалу – масса готовой продукции, выпускаемой за год, – определяется по формуле:
G = Рд · П · 10-6, т/год, (1.3)
где П – программа выпуска изделий в год, шт/год.
G1 = 6,4 · 510000 · 10-6 = 3,26 (т/год);
G2 = 1,2 · 510000 · 10-6 = 0,612 (т/год)
4. Расход сырья за год определяется по формуле: /5/
Gс = Нр · П · 10-6, т/год. (1.4)
Gс1 = 7,21 · 510000 · 10-6 = 3,67 (т/год);
Gс2 = 1,374 · 510000 · 10-6 = 0,7 (т/год);
5. Для определения режима работы производства необходимо определить число рабочих дней в году (или число рабочих часов). Число рабочих дней (часов) зависит от характера производства. Принимаем периодический процесс производства, односменную работу (8 часов) с остановками на праздничные, выходные дни и капитальный ремонт оборудования.
Эффективное время работы составит:
Тэфдн = 365 – В – П – К, (1.5)
где В – число выходных дней, В = 104 дн.;
П – число праздничных дней, П = 9 дн.;
К – число дней, отводимых на капитальный ремонт оборудования, К = 20 дн.
Тэфдн = 365 – 104 – 9 – 20 = 232 (дн.)
Число рабочих часов в году:
Тэфч = Тэфдн · h,
где h – время работы оборудования в сутки; при односменном режиме работы h = 8 ч.
Тэфч = 232 · 8 = 1856 (ч)
Суточная производительность по готовому материалу составит:
Gсут = G · 103 / Тэфдн, кг/сут. (1.7)
G1сут = 3,26 · 103 / 232 = 14,05 (кг/сут);
G2сут = 0,612 · 103 / 232 = 2,63 (кг/сут);
Рассчитаем часовую производительность производства по формуле:
Gч = G · 103 / Тэфч, кг/ч. (1.8)
G1ч = 3,26 · 103 / 1856 = 1,75 (кг/ч);
G2ч = 0,612 · 103 / 1856 = 0,329 (кг/ч);
Все полученные расчетом данные заносим в соответствующие графы таблицы 1.
2. технологические расчеты
Выбор и расчет количества основного и вспомогательного оборудования проводится на основании материальных расчетов в соответствии с режимом работы производства и производительностью оборудования.
2.1. выбор литьевой машины
Литьевые машины выбираются по трем условиям: необходимому усилию запирания (смыкания), расчетному объему отливки и по пластикационной производительности червяка.
Выберем предварительно литьевые машины для производства изделий:
1. корпуса емкости 0,125 л – Arburg 220M 350-90 Multronica;
2. крышки к емкости 0,125 л –Arburg 220M 350-90 Multronica;
Их технические характеристики представлены в таблице 2.1.
Расчетный объем отливки VР рассчитывается по формуле:
VР = z k1, (2.1)
где m – масса изделия, г;
ρ – плотность полимерного материала: ρабс = 1,04 г /см3,
z – число гнезд в литьевой форме;
k1 – коэффициент, учитывающий наличие литника и утечки через неплотности формы (величина k1 зависит от размеров детали, конструкции литниковой системы и формы, числа гнезд в форме; она определяется на конкретном производстве для каждой из выбранных деталей; при отсутствии таких данных ориентировочно принимаем k1 = 1,1÷1,3).
Основные технические характеристики литьевых машин
Таблица 2.1
Наименование оборудования |
Кол-во |
Диаметр шнека, мм |
Объем впрыска, см3 |
Усилие смыкания кН |
Давление впрыска, МПа |
Расстоя-ние между колонна-ми, мм |
Мощность обогрева, кВт |
Пластикацион-ная производи-тельность по ПС, кг/ч |
Габаритные размеры, мм |
Масса, кг | ||
длина мм |
ширина мм |
высота мм | ||||||||||
Arburg 220M 350-90 Multronica |
2 |
25 |
39 |
350 |
186 |
221×221 |
5,2 |
– |
3300 |
1700 |
1940 |
1500 |
Изменяя значение z, добиваются соотношения:
VР ≈ Vтабл,
где Vтабл – табличное значение объема впрыска литьевой машины, см3.
Определим предварительно число гнезд по объему впрыска за цикл выбираемой машины:
z= К2·Vтабл·ρ / (К1·m), (2.3)
где К2 – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования; принимаем К2 = 0,85;
К1 – коэффициент, учитывающий массу литниковой системы; для изделий 1– 2 принимаем К1=1,1.
z1 = 0,85 · 39 · 1,04 / (1,1 · 6,4) = 4,89 → z1 = 4;
z2 = 0,85 · 39 · 1,04 / (1,1 · 1,2) = 26,11 → z2 = 26;
Определим число гнезд по усилию смыкания:
Необходимое усилие смыкания Рсм оценивают по уравнению:
Рсм =p0 S z k2 · 103, кН, (2.4)
где p0 – давление формования (его величина зависит от реологических особенностей расплава и составляет 20 – 50 МПа; большие значения p0 для вязких расплавов с низким ПТР), принимаем p0 = 55 МПа;
S – площадь проекции изделия на плоскость разъема формы, м2.
k2 – коэффициент, учитывающий влияние литника; для изделий 1– 2 принимаем k2 = 1,0.
Проекции изделий 1 – 2 представляют собой круг, тогда площадь проекций составит:
S = π r2 = π · d2/4,
где r и d – соответственно радиус и диаметр изделия, м.
S1 = 3,14 · 0,0432 / 4 = 0,001451465 (м2);
S2 = 3,14 · 0,0452 / 4 = 0,001589625 (м2);
Для выбора литьевой машины должно выдерживаться соотношение:
Рсм ≤ Рсм. табл , (2.5)
где Рсм.табл – табличное значение усилия смыкания, кН. /1/
1) Рсм 1 = 55 · 0,001451465 · 4 · 1,0 · 103 = 319,27 (кН);
Рсм 1 ≤ Рсм. табл = 350 кН.
Следовательно, для производства емкостей 0,125 л (изделие 1) выбираем литьевую машину Arburg 220M 350-90 Multronica с числом гнезд литьевой формы z = 2.
2) Рсм 2 = 55 · 0,001589625 · 26 · 1,0 · 103 = 2270 (кН);
Рсм 1 ≤ Рсм. табл = 350 кН.
Следовательно, для производства крышек к емкостям 0,125 л (изделие 2) выбираем литьевую машину Arburg 220M 350-90 Multronica с числом гнезд литьевой формы z = 2.
Информация о работе Материальные расчеты производства деталей из АБС методом литья под давлением