Выбор пластмасс, Признаки выбора, Порядок и алгоритм выбора пластмасс - Изготовление деталей из пластмасс

Признаки выбора

Основными признаками выбора пластмасс являются эксплуатационные и технологические свойства. Для ускорения процесса выбора материала используют специальные таблицы, в каждой из которых приведены марки материалов в порядке снижения среднего значения представляемого эксплуатационного свойства. Так созданы таблицы групп материалов по коэффициенту трения и износа, электрической прочности и электросопротивлению, диэлектрической проницаемости, коэффициенту светопропускания и преломления и другим признакам.

Порядок и алгоритм выбора пластмасс

Пластмассы выбирают исходя из требований к эксплуатационным свойствам и геометрическим параметрам изделия. Поэтому сначала выбирают вид пластмассы на основе требований к ее эксплуатационным свойствам, а затем базовую марку и марку с улучшенными технологическими свойствами, которую можно эффективно переработать выбранным способом.

Существует два метода выбора вида пластмасс:

    1 - метод аналогий - качественный; 2 - количественный метод.

Метод аналогий применяют при невозможности точного задания параметров эксплуатационных свойств пластмассы; в этом случае используют для выбора характерные параметры эксплуатационных свойств, назначение, достоинства, ограничения, рекомендации по применению и способам переработки; в этом случае для выбора также могут быть использованы рекомендации по применению пластмасс в других типах изделий, работающих в аналогичных условиях.

Порядок выбора пластмасс количественным методом по комплексу заданных значений эксплуатационных свойств сводится к следующему:

    - выявление условий эксплуатации изделия и соответствующих им значений параметров эксплуатационных свойств пластмасс при основных условиях работы изделияя; - подбор пластмассы с требуемыми параметрами эксплуатационных свойств; - проверка выбранной пластмассы по другим параметрам, не вошедшим в основные.

Наиболее удобной является эвристическая стратегия поиска и выбора пластмасс. В этом случае, отбрасывая заведомо бессмысленные варианты, используют не все множество вариантов, а лишь его наиболее нужную часть. Все множество пластмасс для этого разбивают на подмножества по определенным эксплуатационным свойствам. В таблице 2 приведены некоторые подмножества полимерных материалов.

Таблица 2. Характеристики подмножества полимерных материалов

Подмножество полимерных материалов

Число элементов

Ki

Энтропия ряда

(Log2 Ki бит)

Число поисковых параметров ряда,

Сокращение поля поиска, Кобщ/Ki раз

Цена параметра, или снижение энтропии (Log2 Kобщ/ Ki, бит)

Все множество(Kобщ)

2710

11.4

11-12

-

-

Конструкционные

949

9.89

10

2.86

1.51

Электро - и радио - технические

864

9.76

10

3.14

1.65

Листовые

501

8.97

9

5.41

2.44

Тропикостойкие

188

7.56

8

14.41

3.85

Прозрачные

156

7.23

7-8

18.07

4.18

Медицинские

123

6.94

7

22.03

4.46

Радиационностойкие

56

5.81

6

48.39

5.60

Герметики

53

5.81

6

48.39

5.60

Компаунды

52

5.73

6

51.13

5.68

Фрикционные

13

3.70

4

208.46

7.70

Поиск в конструкционном ряду сокращает поисковое поле почти в 3 раза, в ряду прозрачных материалов - в 18 раз, фрикционных материалов - в 208 раз (табл.2).

Выбор пластмасс по эксплуатационным параметрам это задача противоречивая:

    1 - необходимость учесть наибольшее число параметров с целью повышения точности выбора; 2 - необходимость уменьшить их число с целью сокращения затрат труда и времени на оценку.

Выбор оптимального или минимального числа параметров из всего возможного их числа (30-40 парамеитров) при выборе и оценке выбранного материала основан на учете всех наиболее ценных эксплуатационных параметров материала путем использования для этой цели нужного (по эксплуатационным параметрам) подмножества пластмасс (электро - и радиотехнические, прозрачные, тропикостойкие - табл.2 и др.), остальные материалы отбрасывают. Минимальное количество учитываемых параметров определяют по выражению:

N INT(Log2 K) +1;

Где K - число элементов в данном подмножестве.

Обычно число поисковых параметров, необходимое для выбора пластмассы с помощью рядов пластмасс не превышает 10. Это наиболее ценные параметры с наибольшей информационной емкостью. За критерий ценности поисковой информации принимают выигрыш, показывающий степень сужения поискового поля; это выражает формула:

Log2 Kобщ/Ki = Log2 Kобщ - Log2 Ki ;

Где Kобщ - число элементов всего множества, Кi - число элементов в подмножестве. Иначе эту величину называют цена параметра (в битах).

Определение перечня параметров является наиболее важным этапом при выборе пластмасс. Для этого удобно представить процесс в виде граф-дерева (рис.8) с его свойствами, расположенными на различных уровнях. Пусть на нулевом уровне находится интегральное свойство, характеризующее объект в целом. Далее дерево постепенно разветвляется, образуя первый, второй, третий и т. д. уровни. Число таких уровней не ограничено. Однако строя такое разветвление желательно доходить до такого уровня рассмотрения, на котором находятся простые, не разлагаемые на другие, наименее общие свойства. Такое построение логической структуры свойств пластмассы ускоряет выбор перечня свойств.

В перечне параметров для каждого параметра необходимо указать его абсолютное значение или интервал возможного его изменения. Эти данные являются оценочными для выбора пластмассы из ряда. При этом часто используют наиболее часто метод расстановки приоритета. Сравнивая между собой параметры эксперт определяет отношение между ними (больше, меньше, равно) с присвоением коэффициентов, составляет матрицу и определяет параметры. После выполнения таких действий находят пластмассу, совпадающую по свойствам с установленными теоретическим путем параметрами. Поиск выполняют по соответствующей таблице с главным определяющим признаком (прозрачности, диэлектрической постоянной, электрической прочности и др.).

С учетом этих соображений порядок выбора пластмассы следующий:

I. Составление поискового образа пластмассы:

- составление графа дерева свойств изделия,

- составление параметрического ряда и определение значения параметров,

- определение веса параметров с использованием метода расстановки приоритетов,

- установление порога совпадения поисковых параметров;

II. Порядок выбора:

- выбор материала по поисковым параметрам, начиная с наиболее ценного, методом последовательного приближения,

- при наличии нескольких равноценных марок материала сопоставление и выбор лучшей с помощью обобщенного показателя или по результатам опробования.

Выбор базовой марки полимера. Базовую марку полимера выбирают по вязкости (текучести) в зависимости от предполагаемого способа переработки (рис.9). Далее подбирают базовую марку по вязкости (текучести) в зависимости от конфигурации и размеров детали. В справочниках (на пластмассы) обычно приведены конкретные рекомендации по применению различных марок пластмасс. Выбор литьевых марок пластмасс для литья под давлением наиболее сложен, поэтому приведем его.

Выбор базовых марок для литья под давлением. Основными параметрами при этом являются толщина детали S и отношение длины детали к тощине L/S.

Типоразмер каждой литьевой машины характеризует: V - объем впрыскиваемого материала, Р - давление литья, Q - скорость впрыска и другие параметры и интервал толщины S получаемых изделий (рис.10). Малые толщины получают на машинах с небольшим V, большие - на машинах с большим V. Для каждого типоразмера машин выделяют характерный ассортимент деталей по отношению длины к толщине L /S (таб. 3).

Таблица 3. Группы изделий по отношению длины изделия к толщине (L/S) и рекомендуемые марки полимера

Объем вспрыска V, см в куб.

Номер группы марки (изделия) по S (см. рис. 10)

1

2

3

4

Номер группы изделия по L/S

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

16

140-93

92-62

<62

125-83

82-55

<55

115-77

76-51

<51

90-60

59-40

<40

32

165-110

110-73

<73

150-100

100-67

<67

125-83

83-55

<55

100-67

67-45

<45

63

180-120

120-80

<80

120-113

113-75

<75

135-90

90-60

<60

115-77

77-51

<51

125

205-137

137-91

<91

190-127

127-85

<85

160-107

107-71

<71

130-87

87-58

<58

250

240-160

160-107

<107

210-140

140-93

<93

175-117

117-78

<75

145-97

97-65

<65

500

280-187

187-125

<125

250-167

167-111

<111

210-140

140-93

<93

180-120

120-80

<80

1000

315-210

209-140

<140

275-183

182-122

<122

230-153

152-102

<102

190-127

126-85

<85

Рекомендуемая марка

-

2

3

2

3

4

3

4

5

4

5

5

Таким образом, каждую марку подразделяют на четыре группы для получения изделий с различной S, а каждую группу по тощине разделяют на три группы по относительной длине L/S. В таблице - 3 показано соответствие базовых марок полимера группам изделий по S и L/S.

Порядок выбора литьевой марки полимера в зависимости от размеров изделия и типоразмера литьевой машины:

1. Определяют по чертежу толщину S. При разнотолщинном изделии определяют эквивалентную равномерную толщину изделия по формуле:

Sэ =

Где Si и Li - толщина и длина отдельных участков изделия.

В зависимости от V изделия определяют типоразмер машины по V и номер группы изделия (марки) по S (Sэ).

    2. Определяют отношение L/S (L/Sэ), определяют номер группы изделия и пластмассы по относительной длине ( по табл.3). 3. По номерам групп толщины и относительной длины изделия определяют литьевую марку полимера и его ПТР (). Значения ПТР () приведены в таблицах справочника.

Выбор марки с улучшенными технологическими свойствами

Марки с улучшенными технологическими свойствами выбирают на основе базовых с использованием справочной информации о выпускаемых типах марок с улучшенными технологическими свойствами, их назначения, экономическом эффекте, рекомендациях по применению для различных изделий.

Алгоритм выбора пластмасс представлен на рис.9, а на рис. 10 - уточнение блоков 23-25 алгоритма для выбора ПМ количественным способом для литья под давлением при объеме впрыска V16 см в куб. и тощине 0,9<S1 для относительной длины изделия не менее 140; для других объемов впрыска и толщин алгоритм строят аналогично в соответствии с данными табл.3.

Похожие статьи




Выбор пластмасс, Признаки выбора, Порядок и алгоритм выбора пластмасс - Изготовление деталей из пластмасс

Предыдущая | Следующая