Разработка участка по получению магнитопласта на основе полиамида-6 методом литья под давлением (стр. 3 из 6)
Цикл изготовления изделия состоит из следующих друг за другом операций.
Происходит смыкание форм и поджим подпружиненной плиты к соплу. После полного смыкания форм получает движение вперёд шнек, который впрыскивает предварительно пластифицированный материал в форму. Происходит выдержка материала под давлением. По окончании выдержки под давлением включается реле времени охлаждения и даётся команда на набор материала ─ начинает вращаться шнек. Пока изделие в форме охлаждается, шнек набирает новую порцию массы и давлением этой массы отводится назад. После набора определённой дозы материала вращение шнека прекращается. По окончании охлаждения происходит размыкание форм и выталкивание готового изделия в лоток станины [23].
Общая компоновка
Термопластавтомат состоит из отдельных сборных узлов, смонтированных на станине:
1). Станина
2). Механизм впрыска
3). Цилиндр обогрева
4). Редуктор
5). Бункер
6). Мундштуки
7). Механизм смыкания форм
8). Ограждение
9). Охлаждение
10). Гидрокомуникация
11). Гидропанель
12). Кран управления
13). Золотник блокировки
14). Электрооборудование
15). Электрошкаф
16). Электрообогрев
17). Принадлежности.
Станина автомата – сварная. На станине установлены узлы механизмов смыкания и впрыска, шнековый пластикатор и ограждение. В станине монтируется гидроаппаратура и гидрокоммуникации. На переднюю стенку станины выведен электрический пульт управления, рукоятка гидравлического крана управления, охлаждение, дроссель регулировки числа оборотов шнека, рукоятки двух напорных золотников. К правому торцу крепится электродвигатель.
Механизм впрыска предназначен для создания давления, необходимого для заполнения формы материалом и поддержания давления в нём в период выдержки материала под давлением.
Максимальное давление, развиваемое цилиндром впрыска, составляет 17,5 тонн, что обеспечивает удельное давление литья, равное 1400 кгс/см2.
Цилиндр обогрева предназначен для нагрева перерабатываемого материала и его пластикации. Материальный цилиндр крепится к передней плите механизма впрыска. Нагрев материального цилиндра осуществляется электрическими нагревателями сопротивления. Предусмотрены 3 зоны обогрева. Температура в каждой зоне регулируется терморегуляторами при помощи термопар.
Гранулированный материал из бункера попадает в загрузочную воронку на вращающийся шнек и продвигается вдоль материального цилиндра. Движение материала происходит за счёт разницы между коэффициентами трения материала о шнек и стенки цилиндра. Продвигаясь вперёд, материал разогревается, перемешивается и в расплавленном состоянии скапливается в камере перед шнеком. Давление материала отводит шнек назад, преодолевая противодавление в цилиндре впрыска, которое регулируется напорным золотником. Величина противодавления при отводе шнека зависит от перерабатываемого материала. Величиной отхода шнека регулируется объём впрыскиваемой дозы материала. Охлаждение материального цилиндра в зоне загрузки осуществляется проточной водой.
Редуктор предназначен для понижения числа оборотов шнека. Редуктор одноступенчатый, червячный. Он установлен на плите механизма впрыска и через шлицевый вал передаёт вращение на шнек. Привод редуктора осуществляется от гидромотора, у которого крутящий момент равен 5 кгм. Число оборотов шнека регулируется бесступенчато. Диапазон регулирования чисел оборота шнека находится в пределах от 20 до 100 об/мин и осуществляется регулятором скорости.
Бункер является приёмным устройством для перерабатываемого материала. Ёмкость бункера – 20 кг. Количество материала в бункере контролируется визуально через смотровое окно.
Мундштуки. Машина укомплектована двумя мундштуками, один из которых самозапирающийся, предназначен для впрыска жидкотекучих пластмасс. Второй мундштук служит для впрыска в пресс-форму пластифицированных вязких пластмасс.
Механизм смыкания форм предназначен для создания усилия, необходимого для удержания формы в замкнутом состоянии в процессе литья и охлаждения.
Ограждение. Для предохранения рабочего вся опасная зона движения форм закрывается специальным ограждением. Ограждение состоит из двух щитков: рабочего и неподвижного. Рабочий щиток выполнен в виде дверцы, которая закрывает опасную зону литьевых форм во время работы автомата. Подвижная дверца состоит из жёсткого каркаса, внутрь которого вставлено оргстекло и перемещается по двум направляющим.
Ограждение сблокировано таким образом, что при его открытии прекращается перемещение подвижной плиты механизма смыкания. Одновременно с гидравлической блокировкой срабатывает электрический конечный выключатель, который отключает цепь управления.
Обогрев. Наружный обогрев материального цилиндра, а также сопла осуществляется электрическими хомутовыми плоскими элементами сопротивления. Цилиндр разделён на 3 зоны обогрева, расположенных от начала поступления материала к соплу. Каждая зона состоит из двух элементов мощностью по 500 вт. Элемент сопротивления состоит из полосы листового гибкого стекломиканита, на которую намотана лента нихрома. Полоса с нихромом и двумя стекломиканитовыми изолирующими прокладками помещается в металлический хомут из нержавеющей ленты.
Регулирование температуры зон осуществляется милливольтметрами с фотоэлектрическим устройством типа MPI-02.
При достижении заданной температуры стрелка прибора прерывает луч света, падающий от осветителя на фотосопротивление. Фотосопротивление связано с исполнительным реле, управляющим пускателем обогрева.
Регулирование температуры зон производится путём включения или отключения всего обогрева зоны.
Датчиками для милливольтметров являются хромель-копелевые термопары типа ТХК-539, укреплённые на цилиндре обогрева.
Узел гидрокоммуникации представляет собой установку гидроаппаратуры в станине и разводку труб, связывающих гидроаппаратуру с рабочими узлами.
Золотник блокировки предназначен для прекращения подачи масла в штоковую полость цилиндра смыкания при открытой двери ограждения [23].
5. Характеристика формующей оснастки. Холодноканальные формы
Этот тип форм наиболее распространен в литье под давлением. До 90% изделий, получаемых на ЛМ, приходится на холодноканальную технологию. Достоинства подобных литьевых форм: сравнительно невысокая стоимость, простота изготовления и обслуживания, сравнительно невысокая стоимость ремонтно-восстановительных операций и универсальность по виду перерабатываемых полимеров.
Принципиальное устройство холодноканальной формы показано на рис.7.
Рис. 7. Схема устройства холодноканальной литьевой формы
Формообразующими деталями являются матрица 1, пуансон 2 и литниковая втулка 6, выталкиватели 9 и 10. Все эти детали в той или иной мере соприкасаются с расплавленным полимером, участвуют в оформлении отливки и являются технологическими, то есть непосредственно участвующими в технологии процесса.
Конструктивные детали, то есть такие, которые обеспечивают взаимодействие элементов литьевой формы, ее прикрепление к ползуну и стойке узла смыкания, терморегулирование формы и др., - это центрующая шайба 5, плиты 3 и 4, пластина 7 и направляющие колонки 8 с втулками. В матрице и пуансоне выполнены цилиндрические каналы 11 для охлаждающей жидкости.
Вентиляционные каналы соединяют оформляющую полость с атмосферой. Они служат для удаления воздуха и летучих веществ из объема, заполненного расплавом. Максимальная глубина каналов определяется материалом изделия и составляет от 0,04 до 0,06 мм. Число каналов выбирается конструктивно. Нередко, особенно в случае тонкостенных изделий, газообразные вещества из формующей камеры удаляются через зазоры в сопрягаемых элементах формы.
При работе плита 3 прикрепляется болтами к передней стойке ЛМ и штифуется, а плита 4 таким же способом прикрепляется к ползуну. Поэтому матричная часть формы неподвижна, а пуансонная (2, 4, 7,9, 10) перемещается возвратно-поступательно, открывая (размыкая) и запирая (смыкая) форму. При отходе пуансона влево шток 10 упирается в неподвижную заднюю стойку ЛМ (рис.7), вследствие чего узел выталкивателя смещается относительно пуансона 2, его штоки 9 упираются в изделие и литник и выбрасывают их из формы.
6. Характеристика исходного сырья и готовой продукции
6.1. Характеристика исходного сырья
Сырьем для получения магнитопласта являются:
-капролактам, вода, фосфорная кислота и сплав Nd-Fe-B.Капролактам
Капролактам − ГОСТ 7850-86
NH(CH2)5COСвойства капролактама представлены в табл.3.
Таблица 3
| Показатели свойств | Капролактам |
| Внешний вид | Кристаллы белого цвета |
| Молекулярная масса, г/моль | 113 |
| Температура плавления, 0С | 68÷70 |
| Температура кипения, 0С | 262 |
| Плотность, кг/м3 | 1476 |
-капролактам хорошо растворим в воде (525 г в 100 г Н2О), спирте, эфире, бензоле, плохо – в алифатических углеводородах.