Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

  • Published on
    04-Jun-2018

  • View
    218

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    1/18

    UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOVFACULTATEA DE INGINERIE TEHNOLOGIC I

    MANAGEMENT INDUSTRIAL

    PROIECT

    Controlul Statistic al Caliti i I I

    ndrumtor:Prof. Dr. Confereniar: Eftimie Nicolae

    Student: Dragomir IonuDorianGrupa: 2926

    BRAOV2014

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    2/18

    1

    1.Defini rea procesului de in jectare

    Procesul de inj ectareconst n aducerea amestecului pe baza de polimeri termoplastici nstare plastic, urmat de introducerea sa sub presiune ntr-o matri relativ rece, care trece nstare solid.

    Prin injecie se pot prelucra aproape toi compuii macromoleculari, att termoplastici cti termorigizi.

    n mod curent se prelucreaz materiale termoplastice cum ar fi: polietilena, polipropilena,polistiren, policlorura de vinil, poliamid, ABS, etc.

    Prin acest procedeu de prelucrare se pot obine n mod economic produse variate, cuforme complicate i cu proprietile dorite.

    Productivitatea mainilor de injecie este ridicat, durata unui ciclu de injecie nudepeste n general 1-2 minute, chiar la piesele cu perei groi i cu greutatemare.

    n acest proces tehnologic de fabricare se pot utiliza matrie cu un cuib sau cu mai multecuiburi. Acest fapt contribuie de asemenea la mrirea productivitii mainiide injecie.

    Procesul de inj ectareeste un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinznd mai multe operaii:- alimentarea materialului (dozarea);- nclzirea i topirea materialului n cilindrul mainii;- nchiderea matriei;- introducerea materialului topit sub presiune n matri;- rcirea i solidificarea materialului din matri;- deschiderea matriei;- eliminarea piesei injectate din matri.Schematic, procesul de injectare a unei piese este prezentat n Fig.1.1.

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    3/18

    2

    Fig. 1.1 SCHEMA DE PRINCIPIU A INJECTRII

    a) injectarea materialului n matri;b) solidificarea i rcirea topiturii;c) deschiderea matriei i aruncarea reperului din matri.

    1.Platanul mobil; 2. Matria; 3.Platan fix; 4. Duza mainii; 5.Cilindru; 6.Corp de nclzire; 7.Melc; 8. Plnie de alimentare; 9.Sistem de antrenare n micarea de rotaie; 10.Sistem de

    acionare n micarea de translaie; 11.Piesa injectat.

    Materia prim sub form de granule se introduce n plnia de alimentare (8) de unde caden cilindrul de injectare (5). Materialul plastic ajuns n cilindrul de injectare este transportat dectre melc(7) n timpul micrii de rotaie, spre capul cilindrului, unde se gsete duza deinjectare (4). Micarea de rotaie a melcului se realizeazcu ajutorul sistemului de antrenare (9).

    n timpul transportului, granulele ajung n stare de topiturca urmare a frecrilor, precumi a nclzirii cilindrului de ctre corpurile de nclzire (6).

    Materialul plastic topit este mpins sub presiune n matria de injectat (2) de ctre melc(7), ca urmare a presiunii exercitate de sistemul de acionare (10).

    Dup solidificarea i rcirea materialului n matri, platanul mobil (1) al mainii deinjectat se ndeprteazde platanul fix (3). Astfel, matria se deschide i ca urmare a acionriisistemului de aruncare al matriei, piesa injectat(11) este aruncatdin matri.

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    4/18

    3

    Reprezentnd grafic micarea melcului i a matriei n cursul procesului de injectare seobine diagrama Fig.1.2.

    tutimp de umplere matri;

    tultimp de presiune ulterioar;

    trtimp de rcire;

    tdtimp de demulare.

    Fig. 1.2 Diagrama reprezentnd deplasarea melcului i a matriei n procesul de injectare

    ntr egul proces de injectarepoate fi cuprins n urmtoarele trepte de proces:- plastifierea;- umplerea matriei;- compactizarea;- rcirea i demularea;

    Principalii factori care influeneazprocesul de formare a materialelor termoplastice sunt:1. Proprietile chimice, fizicei tehnologice ale materialului termoplastic n condiiile specifice

    procesului de injectare;

    2. Regimul temperaturilor;

    3. Regimul presiunilor;

    4. Durata necesarformrii.

    1. Proprietatile chimice, fizice i termodinamice sunt determinante pentru desfurareaprocesului de injectare, pentru stabilirea corecta parametrilor de lucru ai mainii de injecie.

    2. Topirea materialului termoplastic se face prin transmiterea cldurii de la peretelecilindrului la material sau prin transformarea prin friciune a energiei mecanice n energietermic.

    Cu ct temperatura materialului termoplastic este mai ridicat cu att acesta este maifluid, matria se umple mai uor, iar timpul de injectare se reduce.

    Temperatura matriei este hotrtoare n faza de rcire - solidificare a reperului. Presiuneadin matria i temperatura materialului n momentul sigilrii sunt direct influenate detemperatura matriei. Cu ct temperatura matriei este mai joas, cu att sigilarea materialului areloc la temperatura i presiune mai nalte. Ca atare, presiunea recomandat va fi mai mare i decio temperatur mai joas a matriei va compensa parial efectul dilataiei termice.

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    5/18

    4

    3. n timpul procesului de injectare se dezvolt o serie de fore care exercit presiuniimportante asupra materialului termoplastic. Procesul poate fi urmrit simplificat n Fig.1.3.

    Fig. 1.3 Schema simplificat a injectarii pentru punerea n eviden a presiunilor:

    1- matri; 2- cilindru; 3- melc; 4- cilindru hidraulic;

    pi - presiune interioar; pe- presiune exterioar; ph- presiune hidraulic.

    Presiunea exercitat de melc transport materialul plastic topit din camera cilindruluimainii prin duza i canalele matriei, pn n matria pentru umplerea cavitii acesteia.Presiunea din matri atinge valori maxime la sfritul cursei melcului i depinde de foraexercitat de melcul piston, vscozitatea polimerului i rezistena hidraulic a traseului.

    Se definesc urmtoarele noiuni:- presiunea exterioarPecare reprezint presiunea exercitat asupramaterialului plastic

    n cilindrul mainii de injectat.- presiunea interioarPicare reprezint presiunea din cavitatea matriei.Presiunea interioar este mai mic dect cea exterioar datorit pierderilor de presiune

    care apar la trecerea materialului prin duza mainii, duza matriei, reeaua de injectare, pereiipiesei injectate.

    - presiunea ulterioar Pue care reprezint presiunea exercitat de melc asupramaterialului din cavitatea matriei. Aceast presiune compenseaz contracia rezultat n urmarcirii materialului.

    -presiunea de sigilare Ps, definit ca presiunea exercitat asupramaterialului plastic ncavitatea matriei, n momentul solidificrii culeii (corespunztor punctului de sigilare).

    - presiunea interioar remanentPr,care reprezint presiunea din piesa injectat nmomentul nceperii deschiderii matriei.

    Dup sigilare, materialul se contracta, datorit rcirii i n consecin presiunea scade,fr ns a atinge o valoare egalcu zero.

    Prezentarea grafic a dependenei dintre presiunea din matria i timpul de injectare,definete curba caracteristica ciclului de injectare (Fig.1.4.).

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    6/18

    5

    pipresiune interioar;

    pspresiune de sigilare;

    prpresiune remanent;pi maxpresiune interioar maxim.

    Fig. 1.4 Ciclu de injectare

    Ciclul de injectare se desfaoardup cele 4 stadii distincte. Umplerea matriei are loc dela To la T2. n prima parte (0 - 1 ) presiunea rmne constant, iar apoi n momentul umpleriicrete brusc lavaloarea pi (poriunea de curb0 - 2).

    n stadiul de compactizare polimerul se rcete i volumul scade. Se aplic presiuneaulterioar care determin introducerea unor noi cantiti de topitur. Se ajunge pn la o valoaremaxim a presiunii interioare Pi max., dupcare presiunea va scdea pn la valoarea presiun iide sigilare Ps(2-4).

    Rcirea se caracterizeaz printr-o scdere mai lent a presiunii ca urmare a solidificrii(4-5). La sfaritul stadiului, matria se deschide i obiectul este evacuat din matri.

    Presiunea remanentn punctul 5 trebuie sfie mai mare dect presiunea mediului pentrua asigura dimensiunile obiectului.

    Obinerea unor produse de calitate depinde n cea mai mare masurde presiunea i timpulde sigilare i n special de presiunea remanent care controleazcontracia materialului.

    4. Durata de formare depinde de caracteristicile polimerului, de dimensiunile obiectuluide injectat i de sistemul de rcire al matriei.

    Durata de formare determin productivitatea mainii i calitatea pieselor injectate. Unelement important n determinarea duratei de formare l constituie raportul dintre greutatea pieseiinjectate i capacitatea de plastifiere a agregatului. La formarea prin injecie este necesar sfiecunoscute urmtoarele caracteristici:

    - Volumul materialului de injectat la o curs completdat de produsul dintre suprafaapistonului i cursa pistonului , cmc;

    - Greutatea materialului de injecie dat de produsul dintre volum i densitatea

    volumetric a materialului sub forma de granule, g;- Capacitatea de plastifiere, ce depinde de dimensiunile cilindrului i de cantitatea de

    cldura ce se obine, kg/h;- Presiunea de injecie exercitat de piston, kgf/cmp (Mpa);- Fora de nchidere, este fora necesar pentru a menine matria nchis, kN(Mpa);- Ciclul de injecie estetimpul necesar tuturor operaiilor pentru obinerea unuiprodus

    prin injecie, sec.

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    7/18

    6

    El cuprinde 3 etape importante:* injectarea materialului;* rcirea;* scoaterea piesei din matri.

    2. Determinarea caracter isticilor uti li zate n controlul procesului

    Exist dou tipuri diferite de factori de influenare care acioneaz asupra unuiproces:factorii de influenare accidental (aleatoare). Cauzele apariiei acestora pot fi minore i

    nu pot fi prevzute. Apariia lor se face neregulat fiind oricnd posibilapariia lor dac nu se iaumsuri de nlturare.

    factorii de influenare sistematic. Apariia lor se datoreaz unor cauze importanteprevizibile prin aplicarea teoriei probabilitilor.

    Pentru supravegherea mrimilor cantitative ale unui proces se utilizeaz diversefuncii dedistribuie. n cazul caracteristicilor atributive (bun/ru) se va utiliza adesea distribuiabinomial, respectiv distribuia Poisson. Caracteristicile variabile (msurabile) au o distribuienormal n majoritatea cazurilor.

    Pentru o bun funcionare a fluxului tehnologic i n vederea satisfacerii clientului, seurmrete mbuntirea procesului, al calitii produsului, ntr-un timp ct mai scurt care s nudepeasc 25 secunde.

    3. Determinarea sistemulu i demsurare

    Maina de injectat este dotat cu mai multi senzori ce nregistreaz timpul necesar realinjectarii unui reper, n incinta halei de lucru. Aceste nregistrri sunt urmrite n permanen dectre un inginer optimizare proces.

    4.Stabilirea mrimii eantioanelor i a frecvenei de eantionare

    Se nregistreaz timpii, respectiv valorile corespunztoare unui numr de 36 demsurtori. Frecvena de eantionare fiind de 15 minute.

    5. Alegerea fiei de control ce va fi utilizat la analiza stabilitii i acapabilitii procesului

    Pentru analiza stabilitii i capabilitii procesului de injectare a maselor plastice seutilizeaz FIA DE CONTROL PENTRU VALORI INDIVIDUALE I AMPLITUDINEMOBIL(X i MR).

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    8/18

    7

    Se utilizeaza Fia x i MR : Numrul depiese injectate este prea mic; Procesul de injectare este automatizat.

    n continuare se prezint etapele care sunt necesare pentru realizarea fiei de controlpentru valori individuale i timp variabil X i MR:

    Colectarea datelor :

    Se nregistreaz valorile celor 36 de msurtori, ce au fost determinate de ctre senzorulamplasat pe linia automat (tabelul 1).

    Tabelul 1. Date colectate n urma msurtorilor

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    9/18

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    10/18

    9

    Se calculeaz linia central a fiei X (xbar), respectiv linia central corespunzatoare fiei

    M (MRbar) utiliznd urmtoarele formule:

    pentru fia X:xbar=

    i

    unde :

    xi - valoarea corespunztoare msurtorii i;

    xbarlinia central corespunztoare fiei X

    m- mrimea eantionului.

    Pentru fia MR:MRbar=

    i

    =|-|

    unde:

    xi - valoarea corespunztoare msurtorii i;

    MRbarlinia central corespunztoare fiei MR;

    m - mrimea eantionului.

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    11/18

    10

    Tabelul 3. Calculul lui xbar, MRbar

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    12/18

    11

    Calculul limitelor de control

    Limitele superioare i inferioare de control se calculeaz cu urmtoarele formule:

    Pentru fia X:LSCx = xbar+ E2*MRbar

    LICx = xbar- E2*MRbar

    Pentru fia MR:LSCMR = D4*MRbar

    LICMR = D3*MRbar

    = 3,267;

    = 0;

    = 2,66.

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    13/18

    12

    Tabelul 4. Calculul limitelor de control

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    14/18

    13

    Reprezentarea grafic a fielor de control:

    Fia amplitudinii mobile MR

    Fia X

    n urma analizei fiei de control pentru valori individuale a amplitudinilor mobile seconstat c nici un punct nu se afl se n afara limitelor de control, procesul fiind sub control. Se

    trece la calculul testrii normalitiia procesului.

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 1 3 14 1 5 1 6 17 18 1 9 2 0 21 22 2 3 2 4 25 2 6 2 7 28 29 3 0 3 1 32 3 3 3 4 35 3 6

    AmplitudineamobilaMR Fisa MR

    20

    21

    22

    23

    24

    25

    26

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    15/18

    14

    Testarea normalitii.

    xbar Mrbar sigma

    23.95833 0.628571 0.557244

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    16/18

    15

    unde :ximsurtorile ordonate de pe fi;

    F0(xi+)funcia empiric cu +;

    F0(xi-)funcia empiric cu +;

    F(xi)funcia teoretic de repartiie

    d 1.128

    di max 0.084486

    d cr 0.147667

    Decizia

    Distributia normala

    Capabilitateaprocesului

    Estimarea abaterii standard se realizeaz cu ajutorul relaiei: =

    Calculul indicelului Cpk sup, Cpk infse calculeaz cu relaia:

    Cpk sup=

    =

    Cpk inf=

    =

    Calculul indicelului Cpk , Cpse calculeaz cu relaia:= min{Cpk sup, Cpk inf}

    =

    Calculul fraciuni defective zsup,zinfse realizeaz cu relaia:

    zsup=

    zinf=

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    17/18

    16

    x bar 23.95833

    MR bar 0.628571 sigma 0.557244

    Cp= 1.025882

    zinf= -3.11952 Cpkinf= 1.039839

    zsup= 3.035773 Cpksup= 1.011924

    Cpk= 1.011924

    DECIZIA: DacCpk 1 procesul este capabil PROCES CAPABI L

    Pentru reprezentarea grafic a studiului de capabilitate se utilizeaz :

    med-3ab std = 22.2866

    med+3ab std = 25.6301

    y LIS LSS

    0 25.65 22.220.35796 25.65 22.22

    x f(x)

    1 22.2866 0.00795

    2 22.4538 0.01870

    3 22.6209 0.04019

    4 22.7881 0.07893

    5 22.9553 0.14168

    6 23.1225 0.23243

    7 23.2896 0.34848

    8 23.4568 0.47750

    9 23.6240 0.59799

    10 23.7912 0.68442

    11 23.9583 0.71592

    12 24.1255 0.68442

    13 24.2927 0.59799

    14 24.4599 0.47750

    15 24.6270 0.3484816 24.7942 0.23243

    17 24.9614 0.14168

    18 25.1285 0.07893

    19 25.2957 0.04019

    20 25.4629 0.01870

    21 25.6301 0.00795

  • 8/13/2019 Proiect CSC 2 Dragomir Ionut

    18/18

    17

    Reprezentarea grafic a studiului de capabilitate

    a procesului de injectare

    Propuneri de mbuntire a procesului:

    Verificarea amnunit a desenului de execuie (geometria piesei, materialul ales, tipulmatriei i tipul mainii de injectare) deoarece are un impact direct asupra injectrii n

    matri;

    Adaptarea mainilor de injectat conform cererii pieei

    ;

    Pregtirea profesional adecvat a personalului.

    0.00000

    0.10000

    0.20000

    0.30000

    0.40000

    0.50000

    0.60000

    0.70000

    0.80000

    22 23 24 25 26