МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для проведения практических занятий по учебной дисциплине МДК.02.01 «Технология изготовления изделий из пластических масс»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 46
ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для проведения практических занятий

по учебной дисциплине МДК.02.01 «Технология изготовления изделий из пластических масс» обучающимся по программе подготовки квалифицированных рабочих, служащих по профессии 13399 «Литейщик пластмасс»

2019

Методические указания предназначены для организации работы обучающихся

при выполнении практических работ по учебной дисциплине МДК.02.01 «Технология изготовления изделий из пластических масс» в ФКП образовательном учреждении № 46. Содержат рекомендации и задания согласно рабочей программе, разработанной на основе профессионального стандарта «Литейщик», утвержденного приказом Минтруда России от 08.09.2014№ 625н «Об утверждении профессионального стандарта «Литейщик»

Разработчик: Астафьев Игорь Евгеньевич, преподаватель филиала №7 федерального казенного профессионального образовательное учреждение № 46 Федеральной службы исполнения наказаний

Содержание

Пояснительная записка

Данные методические указания к практическим занятиям
по МДК.02.01 «Технология изготовления изделий из пластических масс», предназначены для обучающихся ФКП образовательного учреждения № 46 по программе подготовки квалифицированных рабочих по профессии 13399 «Литейщик пластмасс»

Знания об основных сведениях технологии изготовления изделий из пластических масс для качественной профессиональной подготовки квалифицированных рабочих.

Цель практических занятий по учебной дисциплине МДК:

• обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по конкретным темам;

• формирование умений применять полученные знания на практике, реализация единства интеллектуальной и практической деятельности;

• развитие общих и профессиональных компетенций;

• развитие интеллектуальных умений у будущих квалифицированных рабочих: аналитических, проектировочных, конструктивных и другие;

• выработка при решении поставленных задач таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива.

Методические указания содержат краткий теоретический материал
по темам практических занятий, инструкции, вопросы для самоконтроля
и перечень информационных источников.

По учебному плану на дисциплину выделено 66 часов из них на практические занятия - 10 часов.

В результате выполнения практических занятий обучающийся должен

уметь:

• контролировать качество выполняемых работ.

Практические занятия выполняются в соответствии с графиком учебного процесса. Предусмотрена также самостоятельная подготовка к практическим занятиям. Выполнению практического занятия предшествует проверка знаний обучающихся, их теоретической готовности к выполнению заданий.

Оценка за выполнение практического занятия выставляется
по пятибалльной системе и учитывается как показатель текущей успеваемости обучающегося.

В случае пропуска практического занятия по уважительной причине обучающийся обязан выполнить его самостоятельно внеаудиторно, либо
в аудитории в течение учебного времени по индивидуальному графику работы. Вопрос отработки практической работы решается преподавателем индивидуально по каждому обучающемуся.

Выполнение всех практических занятий необходимо для допуска обучающегося к промежуточной аттестации по дисциплине.

Практическое занятие № 1

ТЕМА: «Определение степени дисперсности сырья».

Цель: Сформировать умения по определению степени дисперсности и однородности порошков (гранулометрического состава).

Уважаемый обучающийся!

1. в результате выполнения этой работы вы научитесь углублению, закреплению и обобщению знаний по определению степени дисперсности и однородности порошков (гранулометрического состава). 2) выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

комплекты учебно – наглядных пособий; комплект учебно – методической документации; ноутбук; тетрадь, линейка, карандаш.

Справочная литература:

1. Экструзия полимерных плёнок и листов / Татьяна Михайловна Лебедева (Библиотечка переработчика пластмасс.); - СПб; ЦОП «Профессия» 2009. 216с., ил., табл., сх.

2. Теория и практика экструзии полимеров Валентин Сен - Хакович Ким М.; Химия, КолосС, 2005. - 568 с.; ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

3. Экструзия профильных изделий из термопластов / Владимир Петрович Володин СПб; Профессия, 2005. -480 с., ил., табл., сх.

4. Литьё пластмасс под давлением / Тим Оссвальд, Ли Тунг, Пол Греманн; под ред. Э.Л. Калинчева – СПб.; Профессия 208. -712стр.,ил.

5. Экструзия полимеров / Крис Раувендааль под ред. А.Я. Малкина СПб.; Профессия, 2008.-768 стр., ил.

Порядок выполнения работы

- Актуализация знаний по темам:

- Гранулометрический состав полимеров

- Техника определения

- Расчет степени дисперсности и однородности порошков.

- Подбор полимерного сырья для конкретного вида изделия.

Определение степени дисперсности и однородности порошков (гранулометрического состава).

Гранулометрический состав характеризует содержание частиц разных размеров в порошкообразных и гранулированных материалах и определяется ситовым анализом. Однородность частиц формуемой массы улучшает сыпучесть, объемную дозировку, таблетирование и дает равномерный прогрев при переработке.

Сущность определения однородности порошков заключается в том, что испытуемый материал просеивают через шелковое или латунное сито определенного размера, указанное в стандарте или ТУ, и определяют процент (по весу) не прошедшего через сито порошка (остаток на сите).

Техника определения. Отвешивают 50 г испытуемого материала, переносят его на сито соответствующего размера и просеивают вручную при помощи встряхивания. Просев продолжают до тех пор, пока через сито перестанет проходить порошок. Непросеявшийся остаток взвешивают.

Расчет. Содержание остатка на сите _{ }, выраженное в весовых процентах, вычисляют по формуле

Где _{ } - количество остатка порошка на сите, _{ }- количество взятого для просеивания порошка, г.

За результат принимают среднее арифметическое из двух определений.

5. Ответить на контрольные вопросы.

1.Чем характеризуется гранулометрический состав?

2. Что влияет на улучшение сыпучести, объемную дозировку, таблетирование и дает равномерный прогрев при переработке?

3. Для чего определяют степень однородности порошков? 4. Какие методы изучения узела смыкания в литьевой машине вы знаете? 5. Какие преимущества имеют механический, гидравлический и комбинированный методы узла смыкания? 6. Какие преимущества использования рычажно-коленчатого механизма?

7. Назовите основные задачи узла пластикации? 8. Как связаны способы расплава в шнековой камере? 9. В чём разница способов впрыска расплава в формующую полость литьевой формы?

10. Какие существуют способы поддержки давления выдержки в процессе охлаждения.

Практическое занятие № 2

ТЕМА: «Исследование узла смыкания»

Цель работы: Сформировать умения по работе узла смыкания литьевой машины.

Уважаемый обучающийся!

1. в результате выполнения этой работы вы научитесь углублению, закреплению и обобщению знаний по исследованию узла смыкания 2) выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

комплекты учебно – наглядных пособий; комплект учебно – методической документации; ноутбук; тетрадь, линейка, карандаш.

Справочная литература:

1. Экструзия полимерных плёнок и листов / Татьяна Михайловна Лебедева (Библиотечка переработчика пластмасс.); - СПб; ЦОП «Профессия» 2009. 216с., ил., табл., сх.

2. Теория и практика экструзии полимеров Валентин Сен - Хакович Ким М.; Химия, КолосС, 2005. - 568 с.; ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

3. Экструзия профильных изделий из термопластов / Владимир Петрович Володин СПб; Профессия, 2005. -480 с., ил., табл., сх.

4. Литьё пластмасс под давлением / Тим Оссвальд, Ли Тунг, Пол Греманн; под ред. Э.Л. Калинчева – СПб.; Профессия 208. -712стр.,ил.

5. Экструзия полимеров / Крис Раувендааль под ред. А.Я. Малкина СПб.; Профессия, 2008.-768 стр., ил.

Порядок выполнения работы

1. Задача узла смыкания в литьевой машине состоит в том, чтобы открывать и закрывать форму, а также обеспечивать плотное запирание формы, что исключает вытекание расплава при ее заполнении и в процессе формообразования.

2. В современных машинах чаще всего используются узлы смыкания одного из трех наиболее распространенных типов: механический, гидравлический или комбинированный (сочетающий первые два способа).

3. Преимущество использования рычажно-коленчатого механизма.

Хотя эта система, по сути, является механическим устройством, она приводится в действие гидравлическим приводом. Преимущество использования рычажно-коленчатого механизма состоит в том, что к моменту полного смыкания литьевой формы главные рычаги механизма располагаются по одной, осевой, линии, и в этом положении создается максимальное расчетное усилие смыкания.

4. Преимущество гидравлической системы

Преимущество гидравлической системы заключается в том, что в любом положении формы достигается максимальное усилие смыкания, а также в том, что система может работать с литьевыми формами разных размеров, не требуя сложной регулировки.

• Центральный литниковый канал • Впускной литник;

• Формующая полость • Система охлаждения;

• Выталкивающая система.

Центральным звеном литьевой машины является форма. В литьевой форме расплав полимера распределяется по формующим полостям (гнездам), где изделию придается необходимая конфигурация, расплав охлаждается и затвердевает, после чего происходит выталкивание готового изделия. Форма изготавливается в соответствии со специальными требованиями и состоит из следующих деталей:

При заполнении литьевой формы расплав проходит через центральный литниковый канал и распределяется в полости по системе разводящих литников.

5. Ответить на контрольные вопросы.

1. Какую задачу выполняет узел смыкания в литьевой машине? 2. Какой способ узла смыкания применяют в современных литьевых машинах?

3. Для чего определяют степень однородности порошков? 4. Какие методы изучения узела смыкания в литьевой машине вы знаете? 5. Какие преимущества имеют механический, гидравлический и комбинированный методы узла смыкания? 6. Какие преимущества использования рычажно-коленчатого механизма?

7. Назовите основные задачи узла пластикации? 8. Как связаны способы расплава в шнековой камере? 9. В чём разница способов впрыска расплава в формующую полость литьевой формы?

10. Какие преимущества гидравлической системы узела смыкания в литьевой машине?

Практическое занятие № 3

ТЕМА: «Исследование узла пластикации и впрыска».

Цель работы: Сформировать умения по основным задачам узла пластикации, сборе расплава в шнековой камере, впрыске расплава в формующую полость литьевой формы и поддержании давления выдержки в процессе охлаждения.

Уважаемый обучающийся!

1) в результате выполнения этой работы вы научитесь основным задачам узла пластикации

2) выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

комплекты учебно – наглядных пособий; комплект учебно – методической документации; ноутбук; тетрадь, линейка, карандаш.

Справочная литература:

1. Экструзия полимерных плёнок и листов / Татьяна Михайловна Лебедева (Библиотечка переработчика пластмасс.); - СПб; ЦОП «Профессия» 2009. 216с., ил., табл., сх.

2. Теория и практика экструзии полимеров Валентин Сен - Хакович Ким М.; Химия, КолосС, 2005. - 568 с.; ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

3. Экструзия профильных изделий из термопластов / Владимир Петрович Володин СПб; Профессия, 2005. -480 с., ил., табл., сх.

4. Литьё пластмасс под давлением / Тим Оссвальд, Ли Тунг, Пол Греманн; под ред. Э.Л. Калинчева – СПб.; Профессия 208. -712стр.,ил.

5. Экструзия полимеров / Крис Раувендааль под ред. А.Я. Малкина СПб.; Профессия, 2008.-768 стр., ил.

- Таблица определения ПТР (показателя текучести расплава»

- Таблица рекомендуемых условий ПТР

- Классификация методов оценки реологических свойств полимеров

Порядок выполнения работы

по основным задачам узла пластикации, сборе расплава в шнековой камере, впрыске расплава в формующую полость литьевой формы и поддержании давления выдержки в процессе охлаждения.

Основные узлы пластикации и впрыска: Бункер; Шнек; Кольцевые нагреватели; Обратный клапан; Сопло.

Бункер, кольцевые нагреватели и шнек имеют много общего с соответствующими деталями части одношнекового пластицирующего экструдера, за исключением того, что шнек литьевой машины может совершать возвратно-поступательные движения, обеспечивая накопление расплава и его впрыскивание в форму.

Перечислить основные виды шнеков?

Хотя наиболее распространенным типом шнека, используемого в литьевых машинах, является трехзонный шнек, осуществляющий пластикацию полимера, на этапе, следующем за расплавлением материала, в целях удаления летучих продуктов и влаги нередко используются двухступенчатые шнеки со штуцером во второй зоне материального цилиндра.

Принцип работы клапана.

Клапан расположен на конце шнека и способствует его действию в качестве поршня во время впрыска, не позволяя расплаву полимера перетекать обратно в канал шнека при его осевом движении.

Назначение сопла и его виды.

Сопло расположено на конце узла пластикации и в момент впрыска плотно прижимается к литниковой втулке. Существуют сопла открытого и закрытого типов. Наиболее простым является открытое сопло; при его использовании достаточно обеспечить лишь минимальное давление впрыска.

1. Ответить на контрольные вопросы

1. Что относят к реологическим свойствам полимеров?

2. Как изменяются характеристики при нагреве и охлаждении?

3. Методы определения плотности полимера?

4. Какие основные задачи узла пластикации? 5. Назовите способы расплава в шнековой камере

6. Какие методы впрыска расплава в формующую полость литьевой формы

7. Каким образом происходит поддержка давления в процессе охлаждения. 8. Как происходит возвратно-поступательные движения шнека? 9. Перечислить основные виды шнеков? 10. Принцип работы клапана.

Практическое занятие № 4

ТЕМА: «Определение плотности полимера».

Цель работы: Сформировать умения и обобщение знаний по физическим и технологическим испытаниям полимеров.

Уважаемый обучающийся!

1. в результате выполнения этой работы вы научитесь определять плотность полимера

2. 2) выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

комплекты учебно – наглядных пособий; комплект учебно – методической документации; ноутбук; тетрадь, линейка, карандаш.

Справочная литература:

1. Экструзия полимерных плёнок и листов / Татьяна Михайловна Лебедева (Библиотечка переработчика пластмасс.); - СПб; ЦОП «Профессия» 2009. 216с., ил., табл., сх.

2. Теория и практика экструзии полимеров Валентин Сен - Хакович Ким М.; Химия, КолосС, 2005. - 568 с.; ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

3. Экструзия профильных изделий из термопластов / Владимир Петрович Володин СПб; Профессия, 2005. -480 с., ил., табл., сх.

4. Литьё пластмасс под давлением / Тим Оссвальд, Ли Тунг, Пол Греманн; под ред. Э.Л. Калинчева – СПб.; Профессия 208. -712стр.,ил.

5. Экструзия полимеров / Крис Раувендааль под ред. А.Я. Малкина СПб.; Профессия, 2008.-768 стр., ил.

Порядок выполнения работы

- Актуализация знаний по темам: - Физические испытания.

- Технологические испытания

- Определение плотности

- Подбор полимерного сырья для конкретного вида изделия.

Определить плотность полимера.

Плотность тела называется отношение его массы, выраженной в граммах, к объему, выраженному в кубических сантиметрах. Плотность выражается в г/см³. Пластические массы являются сравнительно легкими материалами. Их плотность находится в пределах 0,9-2,3 г/см³.

Техника определения.

Плотность определяют путем гидростатического взвешивания стандартных брусков размеров (120+2) Х (15+0,2) Х (10+0,2) мм. Брусок, имеющий комнатную температуру, подвешивают на тонкую медную проволоку и взвешивают на гидравлических или специально приспособленных аналитических весах с точностью до 0,001 г. Затем брусок погружают в стакан с дистиллированной водой, имеющей температуру 20+5⁰С (брусок должен быть погружен в воду полностью), и производят взвешивание в воде с точностью до 0,001 г.

Расчет. Плотность (х) рассчитывают по формуле

_{ }

Где _{ } - вес бруска при взвешивании в воздухе, _{ }- вес бруска при взвешивании в дистиллированной воде, г.

За результат принимают среднее арифметическое из двух определений.

Гигроскопичностью называется способность материала поглощать влагу при выдерживании его в 97%-ной относительной влажности.

Образцы для испытания изготавливают прессованием или литьем под давлением в виде дисков диаметром 100±1 мм и толщиной 4±0,2 мм или брусков размером 120×15×10 мм. Образцы высушивают в термошкафу в течении 7 ч при температуре 60±2⁰С, затем охлаждают в эксикаторе, взвешивают с точностью до 0,001 г.

Расчет. Гигроскопичность материала в процентах (х) рассчитывают по формуле

Где а -вес образца до испытания , а₁ - вес образца после испытания, г.

Проводят три параллельных определения и берут среднее значение.

5. Ответить на контрольные вопросы

1. Что относят к реологическим свойствам полимеров?

2. Как изменяются характеристики при нагреве и охлаждении?

3. Методы определения плотности полимера?

4. Какие основные задачи узла пластикации? 5. Назовите способы расплава в шнековой камере

6. Какие методы впрыска расплава в формующую полость литьевой формы?

7. Каким образом происходит поддержка давления в процессе охлаждения. 8. Как меняются характеристики полимеров при увеличении плотности?

9. На сколько групп разделён диапазон плотностей полимеров?

10. Какая цифра маркировки полимера определяет группу плотности?

Практическое занятие № 5

ТЕМА: «Составление технологического процесса литья под давлением».

Цель работы: Сформировать умения по последовательности операций при литье под давлением пластмассового изделия.

Уважаемый обучающийся!

1. В результате выполнения этой работы вы научитесь составлять карту технологического процесса литья под давлением

2. Выполнение этой работы обязательно для допуска к зачёту.

Оборудование:

комплекты учебно – наглядных пособий; комплект учебно – методической документации; ноутбук; тетрадь, линейка, карандаш.

Справочная литература:

1. Экструзия полимерных плёнок и листов / Татьяна Михайловна Лебедева (Библиотечка переработчика пластмасс.); - СПб; ЦОП «Профессия» 2009. 216с., ил., табл., сх.

2. Теория и практика экструзии полимеров Валентин Сен - Хакович Ким М.; Химия, КолосС, 2005. - 568 с.; ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

3. Экструзия профильных изделий из термопластов / Владимир Петрович Володин СПб; Профессия, 2005. -480 с., ил., табл., сх.

4. Литьё пластмасс под давлением / Тим Оссвальд, Ли Тунг, Пол Греманн; под ред. Э.Л. Калинчева – СПб.; Профессия 208. -712стр.,ил.

5. Экструзия полимеров / Крис Раувендааль под ред. А.Я. Малкина СПб.; Профессия, 2008.-768 стр., ил.

Порядок выполнения работы

Последовательность операций при литье под давлением пластмассового изделия, называется технологическим циклом литья под давлением. Цикл (А) начинается со смыкания литьевой формы, после чего расплав полимера впрыскивается в ее формующую полость. После заполнения формы (В) давление продолжается поддерживаться в целях компенсации технологической усадки остывающего материала.

На третьем этапе (С) шнек вращается, и следующая доза подготовленного к впрыску расплава поступает в переднюю часть цилиндра. В результате накопления расплава в передней части цилиндра шнек совершает возвратное движение и завершает подготовку к впрыску новой дозы расплава. После необходимого охлаждения формы и затвердевания изделия форма открывается, и изделие выталкивается (D).

Характеристики процесса переработки

Для ускорения перехода от наладки оборудования в режим установившегося производства необходимо изначально установить параметры технологического процесса как можно ближе к оптимальным значениям. Хотя всегда можно найти обоснованные рекомендации для каждого из выбранных видов материала, окончательные значения параметров переработки зависят от сорта конкретного полимера, технических характеристик используемой литьевой машины, от степени износа шнека, конструкции изделия и литьевой формы, а также от других независимых переменных. Каждое из условий переработки непосредственно зависит от следующих параметров:

• Свойства готового изделия;

• Особенности литьевой машины;

• Особенности литьевой формы;

• Свойства материала;

• Геометрия изделия.

Температура, при которой перерабатывается материал, является одним из основных установочных параметров, необходимых для начала литья под давлением. Усредненные температуры процесса переработки некоторых термопластов по зонам нагрева узла пластикации литьевой машины, а также температуры сопла и литьевой формы.

Как было упомянуто в главе 1, если установлена излишне высокая температура переработки, возможно термическое разложение материала. С другой стороны, при заниженной температуре расплава процесс может завершиться недостаточным по объему впрыском. Поэтому температура переработки должна быть установлена достаточно высокой для того, чтобы достичь полного расплавления материала, обеспечить вязкость и гомогенность расплава, которые необходимы для заполнения формы и получения высококачественного изделия.

5. Ответить на контрольные вопросы

1. Что относят к технологическим циклам литья под давлением?

2. Как происходит заполнение формы?

3. За счёт чего поддерживается давление в целях компенсации технологической усадки остывающего материала?

4. Какие основные задачи узла пластикации? 5. Назовите способы расплава в шнековой камере

6. Какие методы впрыска расплава в формующую полость литьевой формы?

7. Каким образом происходит поддержка давления в процессе охлаждения. 8. Как меняются характеристики полимеров при увеличении плотности?

9. На сколько групп разделён диапазон плотностей полимеров?

10. Какая цифра маркировки полимера определяет группу плотности?

Критерии оценки

Заключение

Методическая разработка соответствует требованиям ФГОС НПО и СПО. Тематика и содержание практических работ направлены на приобретение умений и знаний, требуемых для специалистов данной профессии.

Данная методическая разработка рекомендуется к использованию для проведения практических занятий по МДК.02.01 «Технология изготовления изделий из пластических масс», предназначены для обучающихся ФКП образовательного учреждения № 46 по программе подготовки квалифицированных рабочих по профессии 13399 «Литейщик пластмасс» Методическую разработку рекомендуется использовать преподавателям специальных дисциплин при подготовке к практическим занятиям.

Практические занятия проводятся в групповой форме, что обеспечивает возможность коллективного взаимообучения и согласованных способов деятельности, направленных на достижение результата.

При формулировке выводов и ответах на контрольные вопросы развиваются умения самостоятельно работать с источниками учебной и научно-технической информации, выделять главное и характерное, обобщать полученные знания, проводить анализ и сравнения, устанавливать причинно-следственные связи, делать необходимые выводы.

Воспитание творческого отношения к избранной профессии является необходимым фактором в подготовке квалифицированного специалиста.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, дополнительной литературы

Справочная литература:

1. Экструзия полимерных плёнок и листов / Татьяна Михайловна Лебедева (Библиотечка переработчика пластмасс.); - СПб; ЦОП «Профессия» 2009. 216с., ил., табл., сх.

2. Теория и практика экструзии полимеров Валентин Сен - Хакович Ким М.; Химия, КолосС, 2005. - 568 с.; ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

3. Экструзия профильных изделий из термопластов / Владимир Петрович Володин СПб; Профессия, 2005. -480 с., ил., табл., сх.

4. Литьё пластмасс под давлением / Тим Оссвальд, Ли Тунг, Пол Греманн; под ред. Э.Л. Калинчева – СПб.; Профессия 208. -712стр.,ил.

5. Экструзия полимеров / Крис Раувендааль под ред. А.Я. Малкина СПб.; Профессия, 2008.-768 стр., ил.

23