Расчет Нр пластмасс при литье под давлением

Варьирование норм расхода литьевых пластмасс зависит в основном от отношения массы литниковой системы к массе единицы изделия, характеризуемого коэффициентом Кн, а также от дальнейшего использования удаляемых литников и других отходов (брака, облоя, припусков) /1/.

Изменение массы литников обусловлено, во-первых, гнездностью формующих инструментов, что выражается следующими соотношениями:

Гнездность Относительный Гнездность Относительный

прирост массы прирост массы

литников литников

1 1 20 9,9

2 2,2 24 11

3 2,7 28 12

4 3,5 30 13

6 4 32 14

8 5,3 40 16

9 5,5 44 16,5

12 8 48 17

16 9

Во-вторых, масса литников зависит от чистой массы изделий, о чем дают представление нижеследующие соотношения масс на примере отливок, получаемых в двухгнездных формах:

масса изделия 0,5 0,5 – 2 2 – 5 5 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 50

масса литника 0,5 0,9 1,4 3 4 6 8

Комплексный учет выявленных зависимостей позволяет устанавливать прямое влияние массы изделий (в граммах) на коэффициент Кн:

Ро до 0,5 0,5 – 1,0 1,0 – 5,0 5,0 – 10,0 10,0 – 30,0

Кн 1,96 0,82 0,38 0,21 0,14

Ро 30,0 – 50,0 50,0 – 100,0 100,0 – 1000,0 свыше 1000

Кн 0,1 0,07 0,04 0,015

Из этих соотношений следует, что по мере роста массы литого пластмассового изделия относительная доля, приходящаяся на литниковую систему в составе Нр, должна быстро снижаться. Кроме того, в порядке примечания следует заметить, что коэффициент Кн может рассматриваться и как показатель степени совершенства конструкции отливки, то есть чем больше Кн = Рл / Ро, тем нерациональнее использование пластмассы.

Использование отходов литьевых пластмасс имеет две основные тенденции – использование и исключение возвратных отходов. В первом случае основная масса отходов всех видов используется в том же ТП на изготовление той же продукции. И тогда расходные коэффициенты Кр учитывают только неизбежные потери и минимальное количество неиспользуемых технологических отходов, которые обусловлены современным уровнем развития техники и технологии. Примерами таких отходов могут служить термодеструктированные ПМ, смеси термопластов с различными индексами расплавов (полиформальдегида с полиэтиленом, поливинилхлорида с полиэтиленом), загрязненные слитки термопластов и др. Хотя и эти отходы в дальнейшем могут быть использованы в качестве вторичного сырья для других производств, например, в строительстве, топливной промышленности и др.

Для подобных мало- и безотходных ТП построены модели изменения Кр с учетом возвратной утилизации отходов. Результатом моделирования явилось построение таблиц для оперативного определения Кр, имея лишь данные о массе и группе сложности изделия, предназначенного для изготовления из определенного вида термопласта (табл. 1.25).

Из таблицы следует, что согласно ранее выявленным закономерностям при повышении сложности конструкции изделия (от 1 до 6-ой группы сложности) Кр растут, но при увеличении массы тех же изделий (от 0,5 до свыше 1000 г) Кр существенно уменьшаются. Таким образом, минимальный Кр оказывается в крайнем правом положении верхней строчки любой таблицы, максимальный Кр – в самом начале нижней строчки.

Таблица 1.25

Расходные коэффициенты Кр в производстве термопластичных изделий литьем под давлением /1/

Поскольку приведенные в таблице коэффициенты Кр не учитывают возвратные отходы, образуемые литниками, расчет Нр с их помощью осуществляется относительно чистой массы изделий Ро. Подставляя найденный в таблице расходный коэффициент КР в расчетную формулу (4), технолог имеет возможность оперативно определить искомую норму расхода используемой пластмассы.

Во втором случае, когда нормативно-технической документацией не допускается использование возвратных отходов из-за ухудшения потребительских свойств, внешнего вида, необходимости соблюдения санитарно-гигиенических и других требований, а также если отсутствует промышленная технология переработки и использования отходов, то норму расхода предлагается определять по формуле:

Нр = Кр Рн, (8)

где Рн – масса отливки данного изделия вместе с литником (если при литье в многогнездных формах, то масса изделия с частью массы литниковой системы, приходящейся на его долю). В таком случае долевую массу отливки рассчитывают по формуле:

Рн = Кн Ро + Ро. (9)

Кроме того, рассчитанная таким образом средняя масса отливки служит в качестве эталонного показателя при проектировании конструкции изделия и технологической подготовке производства для оценки прогрессивности достигаемых конструкторских и технологических решений, а также для сопоставления регламентных и нормативных отходов при реализации ТП.

Примечания:

1) Производство литьевых изделий повышенного квалитета размерной точности (по 3-ий включительно, поскольку модели расходных коэффициентов отражают совокупность изделий с квалитетом точности выше 3-его), как правило связано с дополнительными затратами труда и материалов, вызванных дополнительной отбраковкой изделий, не удовлетворяющих более жестким требованиям к размерной точности изделий. Для определения норм расхода ПМ в данном случае необходимо расходный коэффициент Кр, определенный по табл. 1.25, умножить на поправочный коэффициент (Кп), равный 1,03. Например, при изготовлении полиэтиленовой детали типа «втулка» (1-ая группа сложности конструкции) с массой Ро = 104 г типовая норма расхода ПЭ составит:

Нр = Кр Ро = 1,02 104 = 106,08 г

Однако, если в условиях задачи будут содержаться требования повышенному

квалитету размерной точности, то результат расчета необходимо скорректировать

с помощью поправочного коэффициента Кп:

Нр΄ = Нр Кп = 106,08 1,03 = 109,26 г.

Это означает, что при программе выпуска изделия, например, равной 100 тыс.

штук необходимо дополнительно израсходовать свыше 318 кг сырья.

2) Если заключительный этап ТП предусматривает механическую обработку изделия,

склеивание (или сварку), нанесение защитного или декоративного покрытия (печать, металлизация) и другие заключительные технологические операции, то потери и отходы при их выполнении могут определяться как отраслевыми нормами выхода годной продукции (в процентах на 1000 готовых изделий), так и дополнительными расходными коэффициентами (Крд), устанавливаемыми на конкретных предприятиях:

(10)

где m΄ - число дополнительных операций ТП; Кiд – составляющие нормативы расходного коэффициента на дополнительные операции ТП, устанавливаемые на основе материальных балансов или утвержденных отраслевых нормативов /3/.