北 方 民 族 大 学课程设计报告院（部、中心） 材料科学与工程学院 姓 名 学 号 专 业 高分子科学与工程 班 级 2班 同组人员 课程名称 塑料成型工艺学 设计题目名称 塑料乐扣水杯设计 起止时间 成 绩 指导教师签名 北方民族大学材料科学与工程学院目录 1杯盖 41.1杯盖的原材料选择 41.2瓶盖的配方设计 41.3瓶盖的注塑成型工艺 61.3.1成型前的准备 61.3.2原料的塑化注射温度 81.3.3塑料熔体注射压力 81.3.4成型模具温度 81.3.5 制品成型脱模后的处理 91.3.6聚丙烯的注射成型工艺参数 91.4注射过程 91.4.1塑化 101.4.2充模阶段 101.4.3压实阶段 101.4.4倒流阶段 101.4.5、冻结后的冷却阶段 111.4.6成型加工特性 111.4.7瓶盖生产流程图： 111.5模具的选择 121.5.1 型腔数目的确定 121.5.2壁厚 121.5.3脱模斜度 121.6计算塑件的体积和质量，确定注塑机型号 131.6.1杯盖 131.6.2杯盖扣 152杯体 162.1产品设计并绘出产品图 162.2原材料选择与配方设计 172.2.1原料选择 172.2.2性能与特点 172.2.3聚丙烯的成型特性 182.2.4 设计注意 192.2.5材料收缩率 192.2.6塑件形状、尺寸大小的确定 192.2.7配方设计 202.3生产方法选择与工艺过程设计（绘出工艺过程方框图和工艺流程图） 212.3.1生产方法 212.3.2工艺过程 212.3.3工艺流程----流程图 212.4 生产工艺参数的确定 222.5 工艺过程与操作说明 232.5.1型坯成型 232.5.2型坯吹胀 232.5.3制品冷却及固化 242.6生产工艺配套设备的选择 242.6.1计算塑件的体积和质量 262.6.2确定注塑机型号 273标签 283.1包装薄膜原材料选择 283.2外包装 283.3包装薄膜工艺过程及操作说明 293.4热转印商标 293.5湿胶粘合剂商标 294塑料提绳 304.1市场调查及本设计制品所需原材料的分析 304.2材料的选择与性能对比 324.2.1塑件的原材分析 334.2.2塑件的工艺分析 344.2.3通过产品的使用性能以及美观要求进行配方设计 354.2.4为了提高生产效率本次设计采用粉料进行加工成型。
354.3成型工艺的确定 364.3.1成型设备的选择 364.3.2工艺确定 394.4注射工艺过程中的工艺参数 414.4.1成型前的准备 414.4.2注射成型过程中的条件分析控制 414.5工艺过程与操作说明 444.5.1加工注射前的的设备和原料的准备 444.5.2成型注射工艺过程 444.5.3注射过程中的对简单流程的要求与设计 454.6生产工艺设备配套 474.7设计说明和总结 485总结 486参考文献 491杯盖1.1杯盖的原材料选择对于乐扣水杯，一般要求其无味、无毒、耐热性好、耐候性较好、耐磨、光泽度好，并且透明度要好根据上述产品说明，本次设计所选用塑件材料为聚丙烯（PP）以下是对该材料的具体分析 聚丙烯是一种热塑性树脂，无毒、无味它具有强度高、硬度大、耐磨、耐弯曲疲劳、耐热温度高、耐湿和耐化学性优良、容易加工成型、价格低廉等优点1、力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性 2、热性能：聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150℃也不变形。
脆化温度为-35℃，在低于-35℃才会发生脆化 3、化学稳定性：聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定 4、电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响综合以上特点，所以选用聚丙烯作为瓶盖的原材料1.2瓶盖的配方设计塑料是指以树脂为主要成分，添加有利于制品成型与使用的若干助剂，按一定比例配制而成的、在一定工艺及工装条件下可模塑成型的有机高分子材料1）树脂树脂分天然树脂（如松香、纤维、虫胶、沥青等）和合成树脂，塑料中的树脂一般都是合成树脂绝大多数树脂需按一定比例（≧40%）与助剂混炼配制成塑料，以利于成型和使用塑料中树脂的作用就是将塑料各组分加以粘合，赋予塑料可模塑性，并决定塑料的类型和性能2）助剂为改良塑料的使用性能与成型性能而在塑料中添加各种助剂就助剂而言，要求其与树脂及其他助剂的相容性好、自身稳定性高、能充分满足制品的成型与使用要求塑料中常添加的助剂种类如填料、增塑剂、增强剂、润滑剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、着色剂、阻燃剂等对于乐扣水杯来说，杯盖要求抗冲击强度要高，尺寸稳定性好所以对于瓶盖的配方设计尤为重要。
其配方中主要包括以下填充剂、增强剂、着色剂、润滑剂、稳定剂等填充剂是加入物料中改善性能或降低成本的固体物质通常不含水，中性，不与物料组分起不良作用的有机物、无机物、金属或非金属粉末均可用作填充剂本设计选用的填充剂为轻质碳酸钙增强剂是加入聚合物中使其机械性能得到提高的纤维类材料，常用的增强物有玻璃、石棉、金属、剑麻、棉花或合成纤维所制成的纤丝、粗纱和织物等本设计选用的增强剂是玻璃纤维着色剂是指给予塑料以色彩或特殊光学特性或使之具有易于识别等功能的材料，常用的着色剂有金属絮片、珠光色料、磷光色料、荧光色料等，本设计选用的着色剂是群青润滑剂是为了改进塑料熔体的流动性能，减少或避免对设备的摩擦和粘附以及改进制品表面光亮度，而加入的一类助剂[1]常用的润滑剂有脂肪酸及其皂类、脂肪酸酯类、脂肪醇类和酰胺类、石蜡、低相对分子质量聚乙烯、合成蜡、丙烯酸酯类及某些有机硅化合物本设计选用的润滑剂为石蜡稳定剂是指凡在成型加工和使用期间为有助于材料性能保持原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物质常用的稳定剂包括热稳定剂、光稳定剂及抗氧剂等[1]本设计选用的2-羟基二苯甲酮的衍生物、2,6-二特丁基-4-甲酚（264酚）﹑双酚C。
表1 瓶盖配方设计填充剂轻质碳酸钙增强剂玻璃纤维着色剂群青润滑剂石蜡稳定剂2-羟基二苯甲酮的衍生物1.3瓶盖的注塑成型工艺1.3.1成型前的准备1、成型前对原料的预处理根据各种塑料的特性及供料状态，一般在成型前应对原料进行外观（指色泽、粒子大小及均匀性等）和工艺性能（熔体流动速率、流动性、热性能及收缩率等）的检验，使用粉料时，还应注意进行染色和造粒有些塑料，其大分子上含有亲水基团，容易吸湿，致使含有不同程度的水分这种水分高过规定含量时，轻则使产品表面出现银丝、斑纹和气泡等缺陷；重则引起高分子物在注射时产生降解，严重影响制品的外观和内在质量，致使各项性能指标显著降低所以在模塑前应对原料进行干燥2、料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而又不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒螺杆式注射机通常是直接换料清洗为了节省时间和原料，换料清洗应采取正确的操作步骤，掌握塑料的热稳定性、成型温度范围和各种塑料之间的相容性等技术资料。
3、脱模剂的选用脱模剂是是塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面的一种助剂一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺设计与正确的模具设计但在生产中为了顺利脱模，采用的脱模剂也不少常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡、硅油等，无论使用哪种脱模剂都应适量，过少起不到应有的效果；过少或涂抹不均则会影响制件外观及强度、对透明制件更为明显，用量多时会出现毛斑或浑浊现象[1]1.3.2原料的塑化注射温度聚丙烯为非极性的结晶性高聚物，吸水率很低，约为0.03%-0.04%注射时一般不需要干燥，必要时可在80-100℃下干燥3-4h聚丙烯的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，成型温度范围较宽，约为205-315℃，其最大结晶速度的温度120-130℃注射用的聚丙烯的熔融指数为2-9g/10min,熔体流动性较好，在柱塞式或螺杆式注射机中都能顺利成型一般料筒温度控制在210-280℃，喷嘴温度可比料筒温度低10-30℃生产薄壁制品时，料筒温度可提高到280-300℃；生产厚壁制件时，为防止熔料在料筒内停留时间过长而分解，料筒温度应适当降低至200-230℃，料筒温度过低，大分子定向程度增加，制品容易产生翘曲变形。
1.3.3塑料熔体注射压力聚丙烯熔体的流变特性是粘度对剪切速率的依赖性比温度的依赖性大因此，在注射充模时，通过提高注射压力或注射速度来增大熔体的流动性比通过提高温度更有利一般注射压力控制在70-120MPa（柱塞式注射压力偏高，螺杆式注射压力偏低）1.3.4成型模具温度聚丙烯的结晶能力较强，提高模具温度有助于制品结晶度的增加，甚至能够提前脱模基于同一理由，制品性能当与模具温度有密切关系生产上常采用的模温，约为70-90℃，这不仅有利于结晶，又有利于大分子的松弛，减少分子的定向作用，并可降低内应力如模温过低，冷却速度太快，浇口过早冷凝，不仅结晶度低、密度小，而且制品内应力较大，甚至引起充模不满和制品缺料1.3.5 制品成型脱模后的处理由于聚丙烯的玻璃化温度低于室温，当制品在室温下存放时常发生后收缩（制品脱模后所发生的收缩）现象，原因是聚丙烯在这段时间内仍在结晶后收缩量随制品厚度而定，愈厚后收缩愈大后收缩总量的90%约在制品脱模后六小时内完成，剩余的10%约发生在随后的10天内，所以，制品在脱模24小时后基本可以定型成型时，缩短注射和保压时间，提高注射和模具温度都可以减少后收缩对尺寸要求较高的制品，应进行热处理[1]。
1.3.6聚丙烯的注射成型工艺参数塑料料筒温度/℃喷嘴温度/℃模具温度/℃注射压力/MPa保压压力/MPa充模保压时间/s模内冷却时间/s后段中段前段PP22024026022070-9070-1207210301.4注射过程注射模塑的过程是，将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加。