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1、江苏大学课程设计塑料盆生产工艺 课程名称：高分子材料生产工艺课程设计 所在学院：材料学院 专业班级：高分子 1302 学 号：3130705061 姓 名：何涛涛 指导教师：顾建良 聂仪晶 目录1、塑料盆制品要求1.1 塑料盆制品图1.2 塑料盆质量标准2、原料配方3、成型设备4、成型工艺条件（如温度、压力、时间）4.1 注塑成型工艺流程4.2 注塑成型工艺相关参数5、质量控制及检验5.1 塑料盆质量控制及解决方法5.2 质量方面工艺改进6、安全与环保7、参考文献8、成型工艺卡九、生产线平面布置图前言聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优
2、等。不足之处是低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。PP 用途相当广泛 ,可用于包括农业和三大支柱产业 (汽车工业、建筑材料、机械电子) 在内的诸多领域。开拓 PP 在重大产业领域的市场,取代其他塑料,所凭借的因素一是 PP 物美价廉、二是 PP 改性的进展。尽管 PP 生产工艺和催化剂历经几代更新,取得了很大的成就,但要用反应器产品直接作为某些目标产品(包括注塑级、纤维级、薄膜级等) 的原料或专用料,有的还需提高它的综合性能。即对反应器后产品作一定的改性。反过来说,PP 改性也扩大了自身的应用领域,通过改性,人们可以得到性能好和价廉的 PP 原料。1、塑料盆的制品要求 1.1 塑料盆制品图
3、塑料制品是日常生活所需，对外观要求较为严格。主要尺寸如图 1 所示。其材料选用聚丙烯（PP），其材质为 PP。 如图 1 所示1.2 塑料制品的质量标准塑料制品是日常生活用品，对外观有一定的要求，且要求有一定的强度和低温韧度，抗氧化和抗老化性，据此要求材料最好选取聚乙烯或者聚丙烯。2、原料配方据其特性，可选取聚丙烯，聚丙烯是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，它是一种高密度、无侧链、高结晶的线性聚合物，具有优良的综合性能。未着色时呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。原料配方的基本原则：制品的性能要求、成型加工性能要求、原本材料的要求、产品经济成本要求。1. 高密度聚
4、乙烯(HD-PE)料筒温度喂料区 3050(50)区 1 160250(200)区 2 200300(210)区 3 220300(230)区 4 220300(240)区 5 220300(240)喷嘴 220300(240)括号内的温度建议作为基本设定值,行程利用率为 35%和 65%,模件流长与壁厚之比为 50:1 到 100:1。熔料温度 200280C料筒恒温 200C模具温度 2060C注射压力具有很好的流动性能，避免采用过高的流向压力80140Mpa（8001400bar）；一些薄壁包装容器除外可达到 180Mpa(1800bar)保压压力收缩程度较高，需要长时间对制品进行保压，
5、尺寸精度是关键因素；约为注射压力的 30%60%背压 520Mpa（50200bar）；背压石太低的地方易造成制品重量和色散不均注射速度对薄壁包装容器需要高注射速度；中等注射速度往往较适用于其他类的塑料制品螺杆转速高螺杆转速（线速度为 1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以；螺杆的扭矩要求为低计量行程 0.54D（最小值最大值）；4D 的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆直径预烘干不需要；如果贮藏条件不好，在 80C 的温度下烘干 1h 就可以回收率可达到 100%回收收缩率 1.22.5%;容易扭曲；收缩程度高；24
6、h 后不会再收缩（成型后收缩）浇口系统点式浇口；加热式热流道，保温式热流道，内浇套；横截面面积相对小，对薄截面制品已足够机器停工时段无需用其他材料进行专门的清洗工作；PE 耐温升料筒设备标准螺杆，标准使用的三段式螺杆；对包装容器类制品，混合段和切变段几何外形特殊(L =25:1), 直通喷嘴，止逆阀2.聚炳烯（PP）料筒温度喂料区 3050(50)区 1 160250(200)区 2 200300(220)区 3 220300(240)区 4 220300(240)区 5 220300(240)喷嘴 220300(240)括号内的温度建议作为基本基本设定值,行程利用为 35%和 65%,模件流
7、长与壁厚这比为 50:1 到 100:1。熔料温度 200280C料筒恒温 200C模具温度 2070C注射压力具有很好的流动性能，避免采用过高的流向压力80140Mpa（8001400bar）；一些薄壁包装容器除外可达到 180Mpa(1800bar)保压压力避免制品产生缩壁，需要很长时间对制品进行保压（约为循环时间的30%）约为注射压力 30%60%背压 520Mpa（50200bar）注射速度对薄壁包装容器需要高注射速度（带蓄能器）；中等注射速度往往较适用于其他类的塑料制品螺杆转速高螺杆转速（线速度为 1.2m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以计量行程 0.54D
8、（最小值最大值）；4D 的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆转速预烘干不需要；如果贮藏条件不好，在 80C 的温度下烘干 1h 就可以回收率可达到 100%回收收缩率 1.22.5%;收缩程度高；24h 后不会再收缩（成型后收缩）浇口系统点式浇口或多点浇口；加热式热流道，保温式热流道，内浇套；浇口位置在制品最厚点，否则易发生大的缩水机器停工时段无需用其他材料进行专门的清洗工作；PE 耐温升料筒设备标准螺杆，标准使用的三段式螺杆；对包装容器类制品，混合段和切变段几何外形特殊(L =25:1),直通喷嘴，止逆阀3、成型设备塑料盆采用注塑成型，通常有通
9、用卧式注塑机和立式注塑机如图所示通用注塑机是指目前应用最广泛的加工热塑性塑料的单工位注塑机，通用注塑机可以是螺杆式，也可以是柱塞式，但以螺杆为主，可以是卧式、立式，也可以是角式，但是以卧式为主。通用注塑机可按加工能力、注射与合模部件的结构、液压和电气控制的特点进行详细分类。1、按成型能力分类，如下：类型 锁模力（KN） 理论注射容积（CM3）超小型 16000 16000 力劲机械厂生产的注塑机锁模力从 0TON-1300TON，从小型、中型到大型已成系列。2、按合模结构特征分类1）全机械式如：全电机注塑机 2）液压式注塑机分两种：a：直压式一 移模动作与合模力的产生与保持是在液压力连续作用下
10、完成的；b：程序式则是分段完成，移模到位后才起高压。3）液压机械式力劲机械厂注塑机 PT30 PT450 全部是液压机械式。PT650H、PT1300H 则是程序式液压式，而 130TON 的全电机亦将面世。3、按注塑部件结构特点分类1)注射缸为单缸2)注射缸为双缸3)螺杆驱动装置为电机4)螺杆驱动装置为液压马达力劲机械厂注射机注射缸为双缸，除 130TON的全电机注塑机螺杆驱动装置为电机，其它机型螺杆驱动装置为液压马达。4、按液压系统分类1）常规阀2）比例、伺服阀3）带蓄能器系统4）无蓄能器系统5）采用变量泵节能系统6）采用定量泵供油系统力劲机械厂的注塑机的系统压力、流量都是比例阀控制，采用
11、日本阀，PT30U、PT1300H 则采用了德国力士乐伺服阀。带蓄能器系统的机型也早已摧向市场，如：PT160N（这可根据用户需要进行生产） , 而大多数机型为无蓄能器。为了适应节能的要求，力劲 C 型注塑机全部采用了变量泵。5、按注塑机的控制系统分类 1）常规控制 2）微机控制 3）开环控制 4）闭环控制力劲机械厂注塑机全部采用工挖电脑控制，操作方便，故障率低。为了满足高质量市场的需求，生产的 C 型机全部采用闭环控制，压力流量控制更准确、稳定。同时又为满足市场的需要，B 型机全采用开环控制，价格便宜，能满足 PP、ABS塑料挤出机的主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。1
12、、挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。2、传动系统传动系统的作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速，5 通常由电动机、减速器和轴承等组成。3、加热冷却装置加热与冷却是塑料挤出过程能够进行的必要条件。4、成型工艺条件4.1 注塑成型工艺流程在 PP 注射过程中，熔体在特定温度和压力下充入模腔并一直持续到浇口封口，这一段压力也可称作封口压力。封口压力对制品收缩起决定性作用，封口压力越高，制品收缩越小；如果注射时的工艺条件和设备不能保证稳定的封口压力，就会使制品产生收缩波动，影响制品
13、的尺寸稳定性。封口之前的模腔压力取决于保压压力，保压压力实际上可看作维持保压阶段的注塑压力，如果浇口冻封时间是一定的，那么提高保压压力必须使浇口的封口压力提高，保压压力对浇口封口压力的影响实际上就反映了对收缩率的影响，而保压压力实际上也是注塑压力的直接反映。4.2 注塑成型工艺相关参数一、温度控制1、料筒温度：注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和 冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度，同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，这是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑 料在不同类
14、型的注射机内的塑化过程也是不同的，因而选择料筒温度也不相同。2、喷嘴温度：喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的，这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象。喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞，或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能。3、模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）。二、压力控制： 注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，并直接影响塑料的塑化和制品质量。1、塑化压力：（背压）采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时
15、所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢 流阀来调整的。在注射中，塑化压力的大小是随螺杆的转速都不变，则增加塑化压力时即会提高熔体的温度，但会减小塑化的速度。此外，增加塑化压力常能使熔体的温度均匀，色料的混合均匀和排出熔体中的气体。操作中，塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好，其具体数值是随所用的塑料的品种而异的，但通常很少超过 20 公斤/平方厘米。2、注射压力：注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力（由油路压力换算来的）为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。三、成型周期完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。它实际包括以下几部分：成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程 中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。保压时间也有最惠值,已知依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸 以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。材料工艺参数：模具表面温度：95 模具温度范围：70120 熔体温度范围：260340 绝对熔体最大熔体温度：380 顶
