Производство на полиуретанова пола за снегоутъпкваща машина (ратрак)

1. Технически Университет – София Дипломна работа за Бакалавърска степен Производство на полиуретанова пола за снегоутъпкваща машина (ратрак) Студент: Анита Петровска Ръководител: Маг.Инж. М.Ангелова

2. Въведение • Ниските цени на инструментите и изключителната износоустойчивост са само някои от предимствата, които Полиуретана може да предложи – свойства, които биха били полезни за широка гама пазари. • Сравнение на Полиуретана с гума, пластмаса и метали – Инженерите предпочитат Полиуретан – неговите части осигуряват по-дълъг живот в сравнение с пластмасата и гумата, и по-ниско ниво на шум в сравнение с металите.

3. Приложение • Преработваща промишленост • Хранително-вкусова промишленост • Производство на спортни стоки и съоръжения • Минна промишленост • Производство на компютърни чипове • Водопроводна индустрия/Производство на тръби • Корабна индустрия • Ски индустрия • И т.н.

4. Ниво на техниката и насоки на развитие на отрасъла • Историята на полиуретана започва през 1937 г., когато д-р Ото Байер открива основната химична формула на материала. • Индустрията на полиуретана непрекъснато се стреми да намали влиянието си върху околната среда и изследва начини да повиши енергийната ефективност на производствения процес, както и да създава продукти, които се използват за спестяване на енергия. • “Наука за един по-добър живот“ • “Мечтаната продукция” • Изолация на сгради • Иновативни решения за транспорт по вода, въздух и суша • И т.н.

5. Цел на проекта • Измерване на дадения модел и скициране със съответните размери • Изчертаване на 3Д модел на детайла с помощта на подходящ софтуер – KOMPAS 3D • Конструктивни решения за матрицата – начин на отливане, материали; • Изчертаване на инструмента с помощта на KOMPAS 3D – техническа документация за детайла и неговия инструмент • Програмиране с CAM софтуер - ESPRIT • Изработване на частите на матрицата на вертикален обработващ център с CNC

6. Анализ на дадения детайл • Измерване на детайла с помощта на шублер, ъгломер, твърдомер; • Решения за износването на дадения елемент – добавяне на ребра и закръгления в критичните области • Скициране на модела

7. Техническа характеристика на използвания материал • Физични свойстваMetric Специфично тегло1.22 g/cc • Механични свойства Metric Твърдост, Shore A 70.0 Якост на опън  46.0 MPa Удължение при скъсване >= 300 % Остатъчна деформация  11.0 % при натиск@Temperature 23.0 °C 36.0 %@Temperature 70.0 °C • Технологични свойстваMetric Температура на топене200 - 220 °C Температура на леене20.0 - 40.0 °C Температура на изваждане50.0 °C

8. Изчертаване на 3Д модел с помощта на KOMPAS 3D

10. Определяне на масата на детайла • m [g] = V [cm3].ρ [g/cm3] = 491512 g = 4.915 kg. Подобрен детайл с добавени ребра и закръгления при ръбовете

11. Конструкция на инструмента за отливане Инструмента за полата ще се състои от 2 основни части, така че ще бъде една типична двуделна матрица. Първата ще образува “легло” за долната част на детайла. А втората ще копира горната част на полата – нейните ребра, закръгления, и пр. Най-удачният вариант за отливане на този детайл е като той бъде вертикално завъртян, през по-късата страна от трапецовидната му основа.

12. Първата основна част на инструмента – “леглото” За първата част от матрицата – “леглото” използваме желязо. От своя страна то се състои от 4 съставни части, които които копират формата на външните стени на полата, и на по-късен етап ще бъдат заварени, така че да оформят една цяла част. Когато се определят размерите на инструмента, се взима под внимание това, че отделните части трябва да бъдат заварени, така че около 4мм. се прибавят към всяка страна, която ще бъде заварявана.Свиваемостта на материала е 1%, така че към размера се добавя и 1 % свиваемост. Елементите от първата част на матрицата са изработени на Универсална фреза ФУ251.

13. Втората основна част от инструмента – “Формообразуваща повърхност” Втората част от матрицата е направена от седем алуминиеви елемента. Алуминия е по-лек материал, по-лесен за обработка, заради което го избираме за горната част. Тези елементи се нуждаят от повече машинна обработка, отколкото елементите от първата част на матрицата. Те са формообразуващи.

14. CAM (Computer Aided Manufacturing) with ESPRIT • Въведение в ESPRIT • Взимане на готов 3Д модел за обработка • Поставяме го в Есприт и избираме положението му на масата • Използваме подходящите Функции и опциите и параметрите към тях – дълбочина на рязане, Подаване, скорост, подход, стартова позиция, прибавки и пр. • Избираме инструментите на рязане и подходящите режими на работа.

15. Simulation in ESPRIT

16. Modeling of the tool parts • The CNC machine that we use for the purpose is a 3-axis vertical machining center Deckel Maho DMC 1035v with Heidenhain iTNC 530 -control. It is ISO-based control and machining language. • X- / Y- / Z-axismm1,035 / 560 / 510 • Main drive (40 / 100% DC)kW13 / 9 (19 / 14) • Speed range up torpm.10,000 (14,000)* • Rapid traverse X / Y / Zm/min30 • Tool magazinepockets20 (30)* • Workpiece weight max.kg1,000

17. Post processing • “ • 0 BEGIN PGM 1 MM • 1 BLK FORM 0.1 Z X-240 Y-36 Z-40 • 2 BLK FORM 0.2 X240 Y36 Z0 • 3 CYCL DEF 247 DATUM SETTING ~ • Q339=+4 ;DATUM NUMBER • ; • ; CONFIRM Q339 NUMBER ABOVE IS CORRRECT • ;' • ; • 4 ; • ; • ; • ; TOOL ID FM 050 • 5 TOOL CALL 34 Z S700 • 6 TOOL DEF 2 • ; • 7 * - • 8 CYCL DEF 32.0 TOLERANCE • 9 CYCL DEF 32.1 T0.01 • 10 CYCL DEF 32.2 HSC-MODE:1 TA5 • 11 M03 M08 • 12 L X-273.5 Y-3.5 A0. FMAX • 13 L Z+70. FMAX • 14 L Z+2. FMAX • 15 L X-274.5 Y-2.5 F150 • 16 L X-258.195 Z-.875 • 17 L X-274.5 Z-3.75 • 18 L X+269.5 • 19 CC X+269.5 Y-7.5 • 20 C X+274.5 Y-7.5 DR- • 21 L Y-19.5 • 22 CC X+269.5 Y-19.5 • 23 C X+269.5 Y-24.5 DR- • “

18. Машина за полиуретан Свободно леене

19. Заключение Производството на полиуретанови детайли е доста интересен, но много дълъг процес, който преминава през множество стъпки. Тези стъпки са задължителни, без значение дали детайла е малък или голям, дали е единичен – уникален, или има масово производство. С модерните технологии, софтуер и хардуер е малко по-лесно да се систематизира целият този процес и да бъдем по-точни. Но в същото време се сблъскваме с проблеми от друг род.

20. Благодаря Ви за вниманието!