Литье под давлением термопластов

Ю. П.ЛОЖЕЧКО






                ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ТЕРМОПЛАСТОВ




2-е издание, исправленное и дополненное

изд □ тельство



            [лПЖМЮЗИ



Санкт- Петербург
2019

^ПРОФЕССИЯ

ББК 678.027.74
УДК 35.710
Л71





     Ложечко Ю. П.
Л71 Литье под давлением термопластов / Ю. П. Ложечко. — 2-е изд. — СПб. : ЦОП «Профессия» 2019. — 240 с., ил.

         ISBN 978-5-91884-104-4


         В обновленном издании рассматриваются основы процесса литья под давлением изделий из термопластов, приведено описание 24 в идо в разновидностей литья. Дается описание конструкции литьевых машин, литьевых форм, добавлен раздел по периферийному оборудованию. Особое внимание уделяется выбору технологических параметров литья, их влиянию на свойства изделий, даны практические рекомендации по устранению дефектов. Отдельный раздел посвящен вопросам организации литьевого производства с учетом нормативной базы по проектированию, строительству, эксплуатации и техники безопасности.
         Информация учеб но-с прав оч но го характера, иллюстрации, таблицы, описания стадий процесса литья помогут цеховому персоналу в практической работе, а также будут полезны при подготовке и обучении мастеров, наладчиков, литейщиков.

ББК 678.027.74
УДК 35.710









       права, защищены Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не можетгарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.






ISBN 978-5-91884-104-4

                                                       © Ложечко Ю. П.,2019
                              © ЦОП «Профессия», 2019
                              © Оформление:

ЦОП «Профессия», 2019

Оглавление

     Предисловие........................................8
     Предисловие ко второму изданию....................10

     СВОЙСТВА ЛИТЬЕВЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ....................11
     1.1. Химическое строение термон ластов .... <.....11
     1.2. Молекулярный вес и молекулярно-массовое распределение.....................................13
     1.3. Разветвленность макромолекул.................14
     1.4. Химические и межмолекулярные связи в полимерах ... 14
     1.5. Аморфные и кристаллизующиеся термопласты.....16
     1.6. Композиционные материалы и полимерные добавки-модификаторы .....................................17
     1.7. Физическое состояние термопластов............21
     1.8. Эксплуатационные свойства термопластов.......23
     1.9. Технологические свойства термопластов........26
         1.9.1. Теплофизические свойства...............26
         1.9.2. Реологические свойства.................27
         1.9.3. Влажность..............................30
         1.9.4. Удельный объем и плотность.............31
         1.9.5. Усадка.................................34
     Список литературы ...................................... 37

     ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ......................38
     2.1. Разновидности технологии литья под давлением термопластов......................................38
     2.2. Процессы, протекающие при литье..............42
     2.3. Ц и к л огра м м а р аб оты тер моп л а ста втом ата.43
     2.4. Традиционное литье под давлением.............47
     2.5. Скоростное тонкостенное литье................52
     Список литературы.................................58

Оглавление

3.  ЛИТЬЕВЫЕ МАШИНЫ..........................................59
     3.1. Основные компоновки и параметры литьевых машин..............................................59
     3.2. Гидравлические литьевые машины.....................62
         3.2.1. Узел смыкания................................66
         3.2.2. Узел впрыска.................................68
               3.2.2.1. Цилиндр..............................69
               3.2.2.2. Стандартный трехзонный шнек..........70
               3.2.2.3. Смесительные и диспергирующие элементы................................77
               3.2.2.4. Шнеки с улучшенным смешиванием ...79
               3.2.2.5. Запорный клапан шнека................80
               3.2.2.6. Сопло............................... 82
     3.3. Электрические и гибридные литьевые машины.....85
     Спис ок литературы...................................... 91

4.  ВСПО МОГАТЕЛЬНОЕ (ПЕРИФЕРИЙНОЕ)
     ОБОР   УДОВАНИЕ.........................................92
     4.1. Сушилки............................................92
     4.2. Смесители..........................................93
     4.3. Термостаты.........................................93
     4.4. Водоохладители (чиллеры)...........................95
     4.5. Дозаторы...........................................95
     4.6. Вакуум-загрузи ики.................................97
     4.7. Дробилки...........................................99
     4.8. Роботы и м а н и пул яторы.........................99
     4.9. Металлосепараторы.................................101
     Список литературы......................................101

5.  ЛИТЬЕВЫЕ ФОРМЫ......................................... 102
     5.1. Типовые конструкции форм и последовательность
         проектирования.....................................102
     5.2. Основные виды литьевых форм.......................105
     5.3. Хол од нока н а л ь н ые л итн и ков ые си сте мы.107
     5.4. Горячеканальные литниковые системы.................ПО

Оглавление

5

     5.5. Формообразующие детали......................114
     5.6. Си стем ы ох л аж де н и я..................115
     5.7. Вентиляционные системы......................118
     5.8. Системы выталкивания........................120
     5.9. Си стем ы ц е нтри р ов а н и я.............125
     5.10. Ресурс и техническое обслуживание форм.....128
     Список литературы................................130

6.   ПОДГОТОВКА ПОЛИМЕРА К ПЕРЕРАБОТКЕ.................131
     6.1. Сушка гранул................................131
     6.2. Предварительное смешение композиций.........134
     6.3. Транспортирование и загрузка сырья в машину.134
     Список литературы................................136

7.   ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ЛИТЬЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ..........................137
     7.1. Выбор литьевой машины.......................137
     7.2. Технологические параметры литья.............139
         7.2.1. Температура литья.....................139
         7.2.2. Тем п ер ату ра фо рм ы...............140
         7.2.3. Давление литья при впрыске и подпитке.142
         7.2.4. Скорость впрыска......................145
         7.2.5. Усилие смыкания формы.................147
         7.2.6. Скорость вращения шнека при загрузке..148
         7.2.7. Противодавление при загрузке..........149
         7.2.8. Декомпрессия после загрузки...........149
         7.2.9. Положение шнека по окончании загрузки.149
         7.2.10. Положение шнека после декомпрессии...150
         7.2.11. Положение шнека в точке переключения.150
         7.2.12. Положение шнека по окончании подпитки (остаточная подушка)........................150
         7.2.13. Время выдержки под давлением.........150
         7.2.14. Время на охлаждение без давления.....151
     7.3. Технолога ческа я карта литья................153
    7.4.  Технологические параметры литья различных изделий из термопластов (примеры).................156

Оглавление

    7.5.  Порядок наладки литьевой машины.............159
     7.6. Неполадки в работе оборудования и способы их устранения...................................161
    Список литературы.................................165

8.   СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ЛИТЬЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ..................................... 166
    8.1.  Молекулярная ориентация при литье...........166
    8.2.  Анизотропия свойств литьевых изделий........171
    8.3.  Упругие остаточные напряжения в отливках....177
     8.4. Затвердевание и кристаллизация полимеров при литье.......................................181
    8.5.  Усадка и точность отливок из пластмасс......185
    Список литературы.................................193

9.   ДЕФЕКТЫ ЛИТЬЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ.................................... 194
    9.1.  Дефекты внешнего вида.......................194
    9.2.  Термообработка литьевых изделий.............203
    Список литературы.................................204

10.  ОРГАНИЗАЦИЯ ЛИТЬЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ...............................205
    10.1. Составные элементы литьевого производства...205
    10.2. Правила проектирования, строительства и эксплуатации литьевых производств...............206
         10.2.1. Обоснование точки размещения.........206
         10.2.2. Проектирование производства..........208
         10.2.3. Строительство и сдача в эксплуатацию.209
         10.2.4. Документы, разрабатываемые на период эксплуатации.................................210
    10.3. Компоновка помещений и оборудования.........211
    10.4. Разделение труда в литьевом цеху............214
    10.5. Техника безопасности при литье..............216
         10.5.1. Требования к безопасности литьевого оборудования.................................219

Оглавление

7

          10.5.2. Техника безопасности работы литейщика.222
          10.5.3. Техника безопасности работы наладчика.224
     10.6. Требования безопасности воздушной среды......225
          10.6.1. Воздушная среда производственных помещений.....................................225
          10.6.2. Воздушная среда населенных мест.......227
          10.6.3. Вентиляция в литьевом производстве....229
     10.7. Основные технико-экономические показатели....230
     Список литературы..................................233

     Приложение 1. Экспресс идентификация термопластов... .234
     Приложение 2. Значения допусков (в мкм) в квалитетах точности......................................235
     Приложение 3. Назначение квалитетов точности размеров формующих элементов в зависимости от точности отливаемых пластмассовых изделий..............236

  Предисловие

  За последние 20 лет прогресс в области пластмасс не выявил появление принципиально новых видов полимеров> незначительно расширил марочный ассортимент уже известных пластмасс добавок, объем их производ-ства> переработки и потребления.
  Российскими предприятиями в 2007-2009 гг. ежегодно перерабатывалось в изделия более 3>5 млн т пластмасс> из которых литьевые изделия составляют примерно треть.
  Мировой прогресс в эти годы в области литьевых машин, оснастки и технологии литья в немалой степени связан с усовершенствованиями приводов, гидроаппаратуры и систем управления. Сегодня все литьвые машины оснащаются процессором, дисплеем, централизованной панелью управления, позволяющими осуществлять многопараметрическое управление и протоколирование производственного процесса.
  В эти же годы отечественная литьевая индустрия в силу экономических сложностей в переходный период столкнулась с новыми реалиями: с 1992 г. по настоящее время в стране отсутствует серийное производство литьевых машин, современного периферийного оборудования. За 20 лет техническая и кадровая оснащенность машиностроительных заводов и цехов, ориентированных на производство литьевых форм, снизилась. Переоснащение литьевых производств в стране происходит только за счет импортного оборудования, идет вымывание отечественной оснастки. Переработчики пластмасс по рабочим категориям и средне-технический персонал практически не готовятся. Ежегодное количество выпускников вузов по специальностям, связанным с переработкой пластмасс за этот период значительно снизилось техническая литература в области пластмасс с начала 1990-х годов примерно до 2004 года на русском языке практически не издавалась.
  Вновь приходящие в литьевое производство кадры зачастую не имеют базовой профессиональной подготовки, а доступной учебно-методической и технической литературы не хватает.
  Данное пособие предназначено в основном для цехового звена: технолога, начальника участка, мастера, начальника смены, наладчика, литейщика. Издание рассчитано на практических работников литьевого производства и в большой степени отражает 38-летний опыт работы автора книги как технолога и руководителя литьевых производств на разных предприятиях: НПО «Пластполимер», Охтинский химзавод, завод им. «Комсомольской правды», ООО «Би плант».
  В книге рассмотрены два основных вида литья: традиционное литье под давлением термопластов и скоростное тонкостенное литье. При этом дает-

Предисловие

9

ся описание по всей производственной цепочке: сырье-оборудование-ос-настка-технология-изделие.
  При подготовке издания большое внимание уделено выбору оптимальных технологических параметров> настройке литьевой машины^ устранению дефектов при литье> действиям наладчика и оператора-литейщика. Отдельный раздел посвящен организации литьевого производства и технике безопасности.
  Приведенный в конце список литературы позволяет читателю более подробно ознакомиться с различными аспектами литья термопластов.
  Автор надеется на полезность данной книги при обучении и подготовке персонала непосредственно на производстве и будет признателен за предложения от читателей по улучшению ее содержания.

Кандидат технических наук Ю. П. Ложечко

        Предисловие ко второму изданию

  За последние 10 лет наблюдаются позитивные сдвиги в отечественной индустрии пластмасс включая подотрасль переработки. Объем переработки и производства пластмассовых изделий в РФ за этот период вырос с 3>5 до б>5 млн т/roflj из которых более 2 млн т — литьевые изделия.
  Ежегодно отечественными предприятиями закупается из-за рубежа более 1200 литьевых машин различных моделей. На ряде отечественных предприятий внедрены и освоены высокотехно
  логичные литьевые процессы: литье с газом> литьеМи СеЦ с переключаемым впрыском» с вариотермической формой и др. Расширился выпуск технической литературы по переработке пластмасс особенно по технологической литьевой оснастке.
    Во второе издание книги введено краткое описание 24 разновидностей литья» раздел по периферийному оборудованию» раздел по анизотропии свойств литьевых изделий. Глава по организации литьевых производств дополнена сведениями о нормативной базе» регламентирующей проектирование» строительство и эксплуатацию литьевых производств. Список литературы дополнен книгами» вышедшими после 2010 года и сгруппирован тематически для удобства пользования.
    Второе издание книги» являясь учебно-справочным по своему содержанию» отражает 49-летний опыт работы автора в области литья под давлением. Она предназначена для обучения и подготовки персонала литьевых производств как в системе образования» так и непосредственно в производственных условиях. Книга будет полезна всем» кто на практике связан с литьем пластмасс под давлением.


Кандидат технических наук Ю. П. Ложечко