- •1 Технико-экономическое обоснование метода производства
- •2 Технологическая часть
- •2.1 Теоретические основы процесса
- •2.1.1 Химические и физико-химические основы процесса
- •2.1.2 Технологические основы процесса
- •2.2 Характеристика исходного сырья
- •2.3 Характеристика готовой продукции
- •2.4 Разработка принципиальной схемы производства
- •2.5 Материальный расчет производства
- •2.6 Описание технологической схемы производства
- •2.7 Расчет технологических параметров
- •2.7.1 Расчет технологических параметров для сосуда для фруктов и овощей пр 9.4.0.0.0.04
- •2.7.1.1 Определение температуры расплава
- •2.7.1.2 Расчет площади основного изделия – Сосуд для фруктов и овощей пр 9.4.0.0.0.04 в плоскости разъема формы
- •2.7.1.3 Расчет основных параметров литниковой системы
- •2.7.1.4 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера
- •2.7.1.5 Время выдержки под давлением
- •2.7.1.6 Определение времени выдержки при охлаждении
- •2.7.2.1 Расчет технологических параметров для Ручки пр 9.3.0.0.0.02
- •2.7.2.2 Расчет площади основного изделия « ручка пр 9.3.0.0.0.02» в плоскости разъема формы
- •2.7.2.3 Расчет основных параметров литниковой системы
- •2.7.2.4 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера
- •2.7.2.5 Определение времени выдержки под давлением
- •2.7.2.6 Определение времени выдержки при охлаждении
- •2.8 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования
- •2.8.1.2 Расчет усилия смыкания и объема впрыска
- •2.8.2.1.1 Определение типа производства
- •2.8.2.1.2 Определение основного времени
- •2.8.2.1.3 Определение вспомогательного неперекрываемого времени
- •2.8.2.1.4 Определение нормы штучного времени
- •2.8.2.1.6 Определение количества литьевых машин
- •2.8.2.2.4 Определение нормы штучного времени
- •2.8.2.2.5 Определение времени, необходимого на выполнение годовой программы
- •2.8.2.2.6 Определение количества литьевых машин
2.7.1.1 Определение температуры расплава
Расчет температуры литья производится с использованием реологических характеристик полимера.
,
где Еу - энегия активации при скорости сдвига γi, Еу =40000;
Ti- температура определения показателя текучести расплава,
Ti=200º+273=473К;
τi – напряжение сдвига при определении показателя текучести расплава
τi =2.0*104 = 20000 Па;
τп - напряжение сдвига в области переработки при скорости сдвига равное γi
τп=2.1*104 = 21000 Па
2.7.1.2 Расчет площади основного изделия – Сосуд для фруктов и овощей пр 9.4.0.0.0.04 в плоскости разъема формы
, (2.9)
2.7.1.3 Расчет основных параметров литниковой системы
Расчетный участок 1
Центральный конический (стержневой) канал
Радиус минимальный = 4 мм;
Радиус максимальный = 7 мм;
Длина канала = 78 мм.
Определяем скорость сдвига на первом участке [5, с.173]:
(2.10)
Показатель степени может быть найден из расчетной номограммы по средней линии для области, соответствующей методу переработки. Для этого, взяв 2 точки на средней линии этой области, по скорости сдвига и напряжению сдвига, соответствующих этим точкам, производят расчет по уравнению [2, с.14]:
(2.11)
где координаты точки А – ,
координаты точки В – ,
Находим напряжение сдвига [5, с.170]:
(2.12)
где К=4,3∙103 – усредненное значение коэффициента реологического уравнения для 5 области переработки [1, с.170].
Потери давления будут равны [1, с.173]:
(2.13)
где m1 = 0 – входной коэффициент (на данном участке имеется один канал, и расплав из канала мундштука в него входит без резкого изменения скорости);
–средний радиус канала
Суммарный перепад давления в литниковой системе:
(2.14)
2.7.1.4 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера
Температуру расплава после впрыска и сжатия полимера можно найти по уравнению [1, с.282]:
(2.15)
где = 0,704 МПа – суммарные потери давления в мундштуке [7,с.169];
МПа (2.16)
–суммарные потери давления в каналах литниковой системы, определенные исходя из количества расчетных участков и их длины;
М=0,104 кг/моль;
П=180 МПа – коэффициенты уравнения термодинамики [1, с.91];
0,41 ккал/г·град = 1717,9 Дж/кг·К – удельная теплоемкость, при температуре Тл=197 °С [6, с.19];
= 963 кг/м³– плотность расплава полимера при температуре Тл=197°С [6,с.28];
= 99МПа – давление в полости формы
МПа (2.17)
где = 132 МПа – удельное давление литья;
= 0,75 – коэффициент, который при литье тонкостенных изделий [1,с.261].
2.7.1.5 Время выдержки под давлением
Время выдержки под давлением находят с учетом условий:
– находят время, когда температура расплав в середине центрального литника или на каком-либо другом участке понижается до температуры текучести Тт;
–находят время, при котором температура изделия около впускного литника понижается до температуры текучести [1, с.285].
За время выдержки под давлением принимается минимальное значение из всех найденных величин [1, с.286].
Расчетный участок 1
Центральный конический (стержневой) канал
Радиус минимальный = 4 мм;
Радиус максимальный = 7 мм;
Длина канала = 78 мм.
Средний радиус канала = 5,5 мм.
Время выдержки под давлением [1, с.285]:
(2.18)
где Т0 = 64˚С – температура охлаждающей поверхности формы;
а = 0,001013 см²/с – коэффициент температуропроводности расплава;
Т3 =248,6 ˚С – температура расплава после впрыска и сжатия;
Rср1 = 0,55 см – средний радиус конического литника.
Температура охлаждающей поверхности формы определяется по формуле [1, с.285]:
, (2.19)
где Тф – температура формы.
Для ПС температура формы 60-80 ˚С [1,с.267].
Коэффициент температуропроводности:
см²/с, (2.20)
где кал/см·с·град – теплопроводность расплава полимера при температуре Тл =197 °С [6, с.20];
= 0,963 г/см³ – плотность расплава полимера при температуре литья
Тл = 197 °С [6, с.28];
= 0,41 кал/г·град – теплоемкость расплава полимера при температуре Тл = 197 °С [6, с.19].
Поправочный коэффициент Кл1, учитывающий течение расплава через литник в момент подпитки формы расплавом [7, с.58]:
(2.21)
где – объем расплава, нагнетаемый в форму во время выдержки под давлением;
–объем литника на расчетном участке.
Объем подпитки равен [7, с.60]:
(2.22)
где = 248,6 °С – температура расплава после впрыска;
Тт=165 °С – температура текучести;
М=0,104 кг/моль,
П =180 МПа – коэффициенты уравнения состояния;
Gизд =620 г – масса изделия;
Nf =1 – гнездность формы;
= 99 МПа– давление в полости формы;
С1=1 – количество параллельных каналов на расчетном участке.
Объем центрального конического литника:
(2.23)
Время выдержки также может быть обусловлено временем охлаждения расплава в формующей полости. В этом случае время выдержки под давлением для изделия в виде пластины или втулки определяют по формуле [1, с.28]:
(2.24)
где = 5 мм = 0,5 см – толщина изделия;
0,001013 см²/с – коэффициент температуропроводности при средней температуре;
За время выдержки под давлением принимаем = 11,15 с