Проект литьевого и прессового цеха производства полимерных изделий заданной пограммы выпуска

Содержание

Введение                                                                                                                                    4

1. Общие  сведения о проектировании технологических  процессов и производств литьевых  и прессованных изделий из  пкм                                                                                                           5

2. Исходные данные для расчетов. Характеристика готовой продукции                           7

3. Определение  режима работы отделений и  участков производства                                 8

4. Разработка  технологической схемы производства                                                            8

4.1 Технологической  схемы производства литьевых  изделий                                             8

4.2 Технологической  схемы производства прессовых  деталей                                          10

5. Материальные  расчеты                                                                                                       11

5.1. Материальные  расчеты для литьевого производства                                              11

5.2. Материальные  расчеты для прессового производства                                            16

6. Основные операции: расчет технологий и выбор оборудования                                  19

6.1. Литьевое производство                                                                                               19

6.2. Прессовое  производство                                                                                             30

7. Расчет мощности  цеха и коэффициента использования  оборудования                        38

8. Подготовительно-заключительные  и вспомогательные операции: расчет технологии и выбор оборудования                                                                                                                        40

8.1. Литьевое производство                                                                                               41

8.2. Прессовое  производство                                                                                            49

9. Расчет  расхода вспомогательных материальных  и топливно-энергетических ресурсов52

10. Автоматизация  и механизация производства                                                                 58

11. Организация  производства

11.1. Производственная  и общая площади цеха, решения  по конструкции производственного здания                                                                                      60

11.2. Решения по  размещению основного технологического  оборудования              62

11.3. Планировка  цеха                                                                                                       62

11.4 решения по  организации рабочих мест                                                                   63

11.5. Склады сырья  и готовой продукции: нормы запасов  и складирования, расчет площадей                                                                                                                    63

12. Организация  труда                                                                                                            67

12.1. Расчет штатов                                                                                                            67

13. Охрана окружающей  среды, промсанитария, техника безопасности                          72

13.1. Общие положения                                                                                                     72

13.2. Требования  безопасности воздушной среды                                                          73

13.3. Очистка воздуха  с помощью установок УЛОВ и  РКОВ                                       76

13.4. Очистка воздуха  от пыли ПКМ                                                                               76

13.5. Очистка воздуха  от паров растворителей                                                               76

13.6. Охрана водоемов                                                                                                       76

13.7. Охрана почвы                                                                                                            76

14. Описание графической  части проекта                                                                           76

15. Основные  технологические показатели спроектированного производства              77

Заключение                                                                                                                              77

Список использованной литературы                                                                                    78         

Введение

Литье под давлением является наиболее распространенным методом переработки термопластичных материалов в штучные изделия.

В данном курсовом проекте разработан технологические процессы производства изделий, методами литья под давлением и литьевого прессования согласно заданному ассортименту (см. табл. 2.1 «Исходные данные»).

Процесс изготовления изделий разбит на отдельные стадии, которые выполняются в определенной последовательности.

Рассчитана мощность производства и материальный баланс для всего ассортимента выпускаемой продукции, выбрано и определено количество основного и вспомогательного оборудования, определены энергоресурсы, необходимое количество производственных и вспомогательных рабочих, а также ИТР и служащих, выполнены расчеты необходимых площадей отделений и участков цеха

Проект разработан в соответствии с заданием на выполнение курсового проекта по дисциплине «Проектирование технологических процессов и производства из волокнистых композитов»

1. Общие  сведения о проектировании технологических  процессов и производств литьевых  и прессованных изделий из  полимерных композиционных материалов

Технологический цикл изготовления изделий в литьевой машине обеспечивается за счет взаимоувязанной работы трех узлов: узла смыкания и запирания форм, узла пластикации и впрыска и механизма подвода и отвода узла пластикации и впрыска. При изготовлении изделий сложной конструкции возможно включение в состав литьевой машины дополнительных узлов, например узла ввода и вывода знаков.

Цикл литья изделий из термопластов состоит в основном из следующих операций, выполняющихся в определенной последовательности: перемещение подвижной плиты запирание формы; перемещение механизма пластикации к форме и впрыск расплава в форму; выдержка материала в форме под давлением; охлаждение изделия в форме; раскрытие формы и удаление (механическое или сжатым воздухом) изделия из формы; подача материала в материальный цилиндр, пластикация и гомогенизация его за счет энергии вращения червяка и тепла, подводимого извне (доза накопленного пластифицированного материала в цилиндре определяется ограничением движения червяка назад); смазка форм (при необходимости). При формовании литьем под давлением материал размягчается до вязкотекучего состояния и затем перемещается в обогреваемую литьевую форму, где затвердевает, приобретая конфигурацию внутренней полости формы. Метод является наиболее производительным и прогрессивным.

Технологический цикл изготовления изделий методом прессования

Реактопласты — композиционные пресс-материалы, состоящие из смолы поликонденсационного типа, наполнителя, красителя (для новолаков) и т.д. Наиболее распространенными пресс-материалами являются фенопласты, аминопласты, а также композиции на основе полиэфирных я эпоксидных смол.

Технологические параметры переработки реактопластов зависят от свойств исходного сырья (удельный объем, сыпучесть, таблетируемость, содержание влаги и летучих, текучесть, скорость отверждения, усадка) и его подготовки.

Операция формования состоит из нескольких переходов:

а) загрузка пресс-формы материалом (в случае применения установок ТВЧ материал загружается в подогретом состоянии);

б) смыкание пресс-формы;

в) отверждение материала;

г ) размыкание пресс-формы;

д) съем отпрессованного изделия и очистка формы.

По таблице 1.1 [2] взависимости от массы изделия и годовой программы выпуска определяем тип производства , данное производство относится к массовому. Характеристики типа производства приведены в таблице 1

Таблица 1

Основные характеристики серийности

2. Исходные данные для расчетов. Характеристика готовой продукции

Основные характеристики изделий входящих в заданную ассортиментную программу выпуска приведены в табл. 2.1 «Исходные данные».

Исходные данные                                                                                           Таблица 2.1.

Даная продукция предназначена для установки на сельскохозяйственную технику, и должна обладать прочностью, быть стойкой к атмосферным воздействиям.

3. Определение  режима работы отделений и  участков производства

Производства по переработке пластмасс в зависимости от характера ведения технологического процесса могут иметь прерывный и непрерывный режимы работы 
(табл. 3.1).

Таблица 3.1

Характеристика режимов работы производств

Для данного производства принимаем трех сменный прерывный режим работы.

4. Разработка  технологической схемы производства

4.1 Технологической  схемы производства литьевых  изделий

Технологический процесс производства литьевых изделий состоит из следующих основных операций:

– прием, транспортирование, хранение сырья;

– растаривание сырья;

– подготовка сырья;

– формование изделий;

– обработка готовых изделий;

– контроль и упаковка готовых изделий;

– хранение упакованной продукции;

– переработка отходов.

На завод сырье поступает в вагонах (поз.1 ) (мешки объемом 0,05м3) и полувагонах (поз. 2) (контейнеры объемом 1 м3).

Разгрузка сырья прибывшего в вагонах (поз.1),осуществляется электропогрузчиком (поз.5), который подает в вагон типовой поддон (поз.3-1) размером 800·1200 мм. Рабочий укладывает мешки на поддон в 6 рядов по 3 мешка в ряду. Поддон с мешками транспортируется электропогрузчиком на заводской склад сырья, представляющий собой закрытое помещение. При прибытии сырья в полувагонах контейнеры  (поз.4) с сырьем забираются из полувагона автокраном и устанавливаются на электропогрузчик.

Сырье после разгрузки транспортируется в заводской склад сырья, который представляет собой площадку с навесом для хранения сырья в контейнерах. Из заводского склада сырья сырье напольным транспортом подается в цеховой склад сырья в количестве, бесперебойной работы цеха в течение двух дней и далее на участок растаривания.  Растаривание материала производится на полуавтоматических растарочных установках (поз.7). В производстве используются следующие типы сырья: ПЭВД- НСш 20 и ПА - НК 15 Сырье прибывает на завод в контейнерах и мешках. Прибывшее сырьё в мешках   объемом 0,05 м3, рабочий снимает с поддона и укладывает на приёмный стол растарочной установки для мешков. Мешок разрезается ножом, рабочий вытряхивает сырьё в бункер растарочной установки. Включается местный отсос (поз. 25) и воздух, проходя через фильтр, очищается. Из бункера растарочной установки сырьё поступает в технологические контейнеры (поз.9) объёмом 0,2 м3. Сырьё ПП и ПК прибывает на завод в контейнерах растаривается на растарочной установке для контейнеров (поз 8). Контейнер с помощью тельфера (поз 27) поднимается над растарочной установкой для контейнеров. Производится опускание контейнера на нож, днище контейнера разрезается, и сырье высыпается в приемный бункер установки. Из бункера растарочной установки сырьё поступает в технологические контейнеры объёмом 0,2 м3. Технологические контейнеры напольным транспортом подаются обратно в цеховой склад сырья. Из цехового склада сырье в технологических контейнерах, перед подачей к оборудованию напольным транспортом подается в отделение подготовки сырья. В этом отделении происходит  смешение сырья ПЭВД с наполнителем Стеклянными шариками и    с возвратными   отходам    на  фрезерно-лопастном смесителе типа  ФЛ-0,16-24-01.     Для сушки гигроскопичных материалов ПА используется  вакуумная сушилка типа   РВ 1,2-4ВК-02 . Затем сырье напольным транспортом подается в  цеховой склад сырья  и  по требованию  в отделение литья под давлением. Сырье ПЭ, сушится в сушках с электробогревом типа СГ-100, непосредственно  установленные  на машинах. Сырье напольным  транспортом  поступает в сушилки типа  СГ-100 (поз.26), установленные непосредственно на литьевых машинах , где сушится потоком горячего воздуха. После сушки это сырье подается в бункера литьевых машин. Высушенное в вакуумных сушилках гигроскопичное сырье подается в механические загрузчики и далее в бункера литьевых машин. Следует исключить контакт высушенного гигроскопичного сырья с атмосферным воздухом.

В производстве задействовано 8 литьевых машин 5 ДЕ3131 и 3 Де3132-250 работающих в автоматическом режиме.

Готовая продукция напольным транспортом подается на участок контроля и упаковки (поз.15.16.). На этом участке изделия контролируются и упако-вываются в ящики (поз14). Часть изделий подается на участок механической обработки на сверлильный станок поз.18, токарный станок поз.17, и центробежную установку. После обработки изделий на участке механической обработки изделия снова подаются на участок контроля и упаковки, а остальные в цеховой склад готовой продукции. Упакованная в ящики продукция из отделения контроля и упаковки напольным транспортом подается в цеховой склад готовой продукции.

В отделении переработки отходов, возвратные отходы дробятся. Те возвратные отходы, которые возможно использовать при производстве данной номенклатуры изделий, направляются на грануляцию и далее в технологических контейнерах в цеховой склад сырья. Возвратные отходы, не использующиеся для производства данной номенклатуры изделий после гранулирования, также хранятся в цеховом складе, а потом отправляются на другие предприятия.

Для установки и съема литьевых прессформ  применяются  кран-балка поз.21/3 , и гидравлические  тележки – подъёмники. Все виды ремонтных работ  технологического оборудования  производятся  с помощью применения грузоподъёмных механизмов.

4.2 Технологической  схемы производства прессовых  деталей

На предприятие фенопласт и аминопласт поступает в мешках и контейнерах точнно также как и для литьевых. С цехового склада материал укладывается в форму пресса ДЕ-2424А (Поз. 10/1) и для фенопластов Д2426 (Поз.10/2), укладка в промежуточную тару прессованных изделий механическая обработка прессованных изделий. Полученная продукция укладывается в ящики и поступает в отделение контроля и упаковки. Изделия укладываются в ящик принятого размера или укладываются насыпью для мелких изделий.

Упакованная продукция в ящиках, уложенных на поддоны, отправляется в цеховой склад готовой продукции. Часть изделий предварительно отправляется на участок механической обработки для обработки на сверлильном станке  и фрезерном станке , а затем на контроль, упаковку и на склад готовой продукции.

В процессе производства образуются только безвозвратные отходы. Подписываются соглашения с предприятиями о приёме отходов и их поставке. Они используются в строительных организациях в качестве добавок к строительным материалам, в качестве подложки при строительстве дорог.

5. Материальные  расчеты

5.1. Материальные  расчеты для литьевого производства

Таблица 5.1

Исходные данные:

Определить норму расхода при изготовлении изделия «Крышка» из ПЭВД-НС 20 массой 30 г, 4-й группы сложности, технического назначения. Вид литья —холодноканальное.

Таблица с исходными данными приведена выше.

Формулы взяты из ист. 1

1) масса композиционного  материала mкомп = mизд = 30 г;

2) по величинам mкомп и φпол, φнап определяем массы полимерного связующего mпол и наполнителя mнап — по формулам (3.83):

mпол = φпол mкомп = 0,8 30 = 24 г;    mнап = φнап mкомп = 0,2·30 = 6 г;

3) полезные  расходы связующего Р0 пол, наполнителя Р0 нап, композиционного материала Р0 комп — по (3.84):

Р0 пол = mпол = 24 г; Р0 нап = mнап = 6 г;   Р0 комп = Р0 пол + Р0 нап = mкомп = 30 г;

4) коэффициент Kотх. неисп неиспользуемых технологических отходов — одинаков для связующего и наполнителя; находим Kотх. неисп по табл. П3.1.4 приложения П3:

Kотх. неисп = 0,024;

5) по той же таблице коэффициенты технологических потерь для связующего: при подготовке отходов Kтпо = 0,003; сушке ПМ Kтпс = 0; выделении летучих при формовании изделия Kтпл = 0,0018;

6) коэффициент технологических потерь связующего Kтп пол — по формуле (3.73):

Kтп пол = Kтпо + Kтпс + Kтпл = 0,003 + 0 + 0,0018 = 0,0048;

7) для наполнителя  принимаем, по (3.85) (т. к. потери при  сушке и выделении летучих  свойственны только полимерному  связующему):

Kтп нап = Kтпо = 0,003;

8) нормативные расходные коэффициенты с учетом только технологических потерь и неиспользуемых отходов для связующего Kр0 пол и наполнителя Kр0 нап — по формулам (3.86):

Kр0 пол = 1 + Kтп пол + Kотх. неисп = 1 + 0,0048 + 0,024 = 1,0288;

Kр0 нап = 1 + Kтп нап + Kотх. неисп = 1 + 0,003 + 0,024 = 1,0270;

9) поскольку литье — холодноканальное, то коэффициент Kлитн массы литников находим по табл. 3.9 по mкомп = 30 г:   Kлитн = 0,14;

10) коэффициент  Kотх. исп используемых технологических отходов для связующего и наполнителя — по условию (3.76):   Kотх. исп = Kлитн = 0,14;

11) коэффициент Kвозвр возвратных отходов для связующего и наполнителя — по табл. 3.11 для изделий технического назначения из ПЭВД:   Kвозвр = 0,1;

12) поскольку получилось  Kотх. исп > Kвозвр , то коэффициент используемого вторичного сырья Kвтор. исп для связующего и наполнителя вычисляем по формуле (3.77):

Kвтор. исп = Kотх. исп – Kвозвр = 0,14 – 0,1 = 0,04;

13) нормативные расходные коэффициенты для полимерного связующего Kр пол и наполнителя Kр нап — по формуле (3.88):

Kр пол = Kр0 пол + Kвтор. исп = 1,0288 + 0,04 = 1,0688;

Kр нап = Kр0 нап + Kвтор. исп = 1,0270 + 0,04 = 1,0670;

14) нормы расхода Нр пол, Нр нап, Нр комп — по формулам (3.87):

Нр пол = Kр пол Р0 пол = 1,0688·24 = 25,6512 г ≈ 25,7 г;

Нр нап = Kр нап Р0 нап = 1,067·6 = 6,402 г ≈ 6,4 г;

Нр комп = Нр пол + Нр нап.Нр = 25,6512 + 6,402 = 32,0532 г ≈ 32,1 г.

Результаты вносим в табл. 5.2

Определить норму расхода при изготовлении изделия «Втулдка» из ПА-НК 15 массой 32 г, 3-й группы сложности, технического назначения. Вид литья —холоднокональное.

Таблица с исходными данными приведена выше.

Проводим расчет:

1) масса композиционного  материала mкомп = mизд = 32 г;

2) по величинам mкомп и φпол, φнап определяем массы полимерного связующего mпол и наполнителя mнап — по формулам (3.83):

mпол = φпол mкомп = 0,85 ∙ 32 = 27,2 г;    mнап = φнап mкомп = 0,15·32 = 4,8 г;

3) полезные  расходы связующего Р0 пол, наполнителя Р0 нап, композиционного материала Р0 комп — по (3.84):

Р0 пол = mпол = 27,2 г; Р0 нап = mнап = 4,8 г;   Р0 комп = Р0 пол + Р0 нап = mкомп = 32 г;

4) коэффициент Kотх. неисп неиспользуемых технологических отходов — одинаков для связующего и наполнителя; находим Kотх. неисп по табл. П3.1.3 приложения П3:

Kотх. неисп = 0,032;

5) по той же таблице коэффициенты технологических потерь для связующего: при подготовке отходов Kтпо = 0,0025; сушке ПМ Kтпс = 0,0079; выделении летучих при формовании изделия Kтпл = 0,0034;

6) коэффициент технологических потерь связующего Kтп пол — по формуле (3.73):

Kтп пол = Kтпо + Kтпс + Kтпл = 0,0025 + 0,0079 + 0,0034 = 0,0138;

7) для наполнителя  принимаем, по (3.85) (т. к. потери при  сушке и выделении летучих  свойственны только полимерному  связующему):

Kтп нап = Kтпо = 0,0025;

8) нормативные расходные коэффициенты с учетом только технологических потерь и неиспользуемых отходов для связующего Kр0 пол и наполнителя Kр0 нап — по формулам (3.86):

Kр0 пол = 1 + Kтп пол + Kотх. неисп = 1 + 0,0138 + 0,032 = 1,0458;

Kр0 нап = 1 + Kтп нап + Kотх. неисп = 1 + 0,0025 + 0,032 = 1,0345;

9) поскольку литье — холодноканальное, то коэффициент Kлитн массы литников находим по табл. 3.9 по mкомп = 32 г:   Kлитн = 0,10;

10) коэффициент  Kотх. исп используемых технологических отходов для связующего и наполнителя — по условию (3.76):   Kотх. исп = Kлитн = 0,10;

11) коэффициент Kвозвр возвратных отходов для связующего и наполнителя — по табл. 3.11 для изделий технического назначения из ПА:   Kвозвр = 0,085;

12) поскольку получилось  Kотх. исп > Kвозвр , то коэффициент используемого вторичного сырья Kвтор. исп для связующего и наполнителя вычисляем по формуле (3.77):

Kвтор. исп = Kотх. исп – Kвозвр = 0,10 – 0,085 = 0,015;

13) нормативные расходные коэффициенты для полимерного связующего Kр пол и наполнителя Kр нап — по формуле (3.88):

Kр пол = Kр0 пол + Kвтор. исп = 1,0458 + 0,015 = 1,0608;

Kр нап = Kр0 нап + Kвтор. исп = 1,0345 + 0,015 = 1,0495;

14) нормы расхода Нр пол, Нр нап, Нр комп — по формулам (3.87):

Нр пол = Kр пол Р0 пол = 1,0608·27,2 = 28,8538 г ≈ 28,9 г;

Нр нап = Kр нап Р0 нап = 1,0495·7,8 = 8,1861 г ≈ 8,2 г;

Нр комп = Нр пол + Нр нап.Нр = 28,8538 + 8,1861 = 37,0399 г ≈ 37,04 г.