Проектирование пресс-формы для изделия типа «стакан» из полипропилена, страница 3

t_из=t_{с. оп.}+t_{п. з.}        (1)

где t_{с. оп} – максимальное время, необходимое для выполнения совмещаемых (т. е. параллельновыполняемых) технологических опрераций.

t_{п. з} – время перемещения рулонной заготовки из одной позиции в другую.

Согласно технологической схеме, совмещенными технологическими операциями являются: нагрев рулонной заготовки до необходимой температуры; формование изделия (вытяжка заготовки пуансонами и доформовка изделий за счет вакуумформования) и их охлаждения; выпечка отформованного изделия и сброс его с инструмента. Определим каждую из составляющих времени реализации операций, а затем, путем их сравнения определим максимальную величину.

Известно (2, стр. 62), что операции нагрева заготовки и охлаждения изделий занимают до 80% общего времени рабочего цикла и производства изделий, считая, что  в, время изделий будет      этих составляющих

Время разогрева листовой заготовки можно определить по данным приведенным в работе (1, стр. 143-144). Для полистирола время заготовки составляет 0,3-0,4 минуты на один миллиметр толщины заготовки. Следовательно, время разогрева заготовки определяют следующим образом:

t_раз=0.35δ_заг.            (2)

где δ_заг – толщина заготовки, которую нетрудно установить по толщине изделия в определнных местах.

В соответствии с приведенными выше характеристиками изделия (см. чертеж изделия в разделе 1), толщина заготовки составляет δ_заг=0,5 мм. Тогда в соответствии с (2) получим:

t_раз=0,35×60×0,5=10,5 с

Время охлаждения изделия определяется по зависимости приведенной в работе (3, стр. 237):

             (4)

где  δ- средняя толщина стенки изделия;

α – коэффициент температуропроводности полимера в рабочем интервале температур;

Т₃- температура разогретой заготовки;

Т₄- температура извлекаемого изделия;

Т_ф- температура формующего пуансона;

В соответствии с чертежом изделия δ=0,3·10^{-3 м.}

Реализуемая (2, стр.143-145) температура разогрева заготовки и формующего инструмента (пуансона): Т₃=393 К; Т_ф=323 К.

Примем температуру извлекаемого изделия Т₄=323,5 К.

В соответствии с данными, приведенными в (4), для полистирола значение коэффициента температуропроводности составляет: α=1,1·10^-7 м²/с

Теперь рассчитаем время окрепления изделия:

T_окр= 

Сравнивая полученные значения t_окр и t_{разогр.}, приходим к выводу, ч время разогрева заготовки до необходимой температуры является определяющим, а поэтому оно и будет определять время совмещения операций в зависимости (1), т. е. t_{с. оп.}=t_{разогр.}=10,5 с.

Теперь определим время перемещения заготовки t_{п. з.} из одной позиции в другую. По данным, приведенным в работе (2. стр.87), скорость перемещения рулонного материала в линиях производства. Тара составляет υ=16 м/мин. Предположим, что расстояние S между позициями в технологической линии составляет ≈1 метр. Тогда время,небходимое для перемещения заготовки, составляет:

Теперь в соответствии с (1) рассчитываем время цикла изготовления:

t_ц=t_{с. оп.}+t_{п. з.}=t_разог+t_из=3,75+10,5=14,25 с

Исходя из рассчитанного времени цикла t_ц и заданной штучной производительности N (N=100 шт/мин) определяем гнездность формующего инструмента.

Округляя полученное значение n, принимаем гнездность формующего инструмента n=34 шт.

3.2 Расчет исполнительных размеров формующих элементов инструмента.

Т. к. в нашей схеме технологической линии для формования изделия идет сначала нагрев, а затем охлаждение изделия на пуансоне, то будет возникать усадка. Размеры пуансона должны быть больше, чем размеры получаемого изделия.

Расчет диаметра пуансона:

d_n=d_изд+1.8%·d_изд.  ±δ_изч

d_n=60+0,018·60=61.08 мм

Расчет высоты пуансона:

Н_n=H_изд+1.8%·H_изд.±δ_изч

Н_n=65+0,018·65=66.17 мм

4. Описание конструкции формующего элемента и принцип его работы.

Формующий инструмент представляет собой сборную конструкцию, включающую в себя формующий пуансон (поз 1), который крепится к плите (поз 2) с помощью винта (поз 9). Плита крепится по периметру герметичной камерой, нутрии которой вверх и вниз может двигаться пуансон. Блок формующих пуансонов перемещается и заготовка начинает вытягиваться на этих пуансонах. Через штуцер (поз 8), который закрепляется в крышке (поз 6) с помощью гайки (поз 10) и шайбы (поз 7) откачиваем воздух из полости формующих пуансонов. Под действием возникающего перепада давления вытянутая заготовка окончательно формуется на пуансонах. Ушко (поз 3) служит для закрепления формующего инструмента на цилиндре для перемещения блока вверх и вниз.

Литература.

2.  Салазкин К.А., Шертиев М.А., «Машины для формования изделий из листовых термопластов». Машиностроение 1977

3.  Шертиев М.А., Пыраев Б.А., «Пневмо и вакуумформование»  Л,Химия 1975

4.  Басов Н.И., Ким В.С., Скуратов В.К., «Оборудование для производства объемных изделий из термопластов» М., Машиностроение. 1972