漱口杯注射工艺设计.doc

第1章 选择与分析塑料原料1.1 选择制作材料漱口杯属于日常用品，需要大批量生产。图1-1三维图图1-2二维图通过查阅塑料成型模具与设备的表2-3常用热塑性塑料的使用性能，对多种塑料的性能与应用进行综合比较，漱口杯选用材料为PP（聚丙烯）。1.2 分析制件材料的性能1.2.1 分析制件材料的使用性能PP属于热塑性结晶型塑料，密度为0.9-0.91g/cm3。 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度：160-220 。性能：1物理，机械性能聚丙稀的强度和刚性都比低压聚乙稀好。聚丙稀与其它塑料相比，有更大的弯曲疲劳寿命。聚丙稀制品对缺口是敏感的，因此在产品设计时，应避免尖角存在，否则容易使应力集中。聚丙稀具有优异的成纤性，被人们称为“理想的纤维”。因此它的拉伸性能非常好。聚丙稀的耐磨耗性比硬聚乙稀差，但却优于聚苯乙稀，每1000次磨耗1530mg。2热性能聚丙稀有良好的耐热性，它的熔点为164170，它的制品能耐100以上的温度煮沸消毒。在没有外力作用下，温度即使到150也不变形。在低负荷下亦可在110连续使用。聚丙稀在90时的抗应力松弛性能亦良好。聚丙稀低温使用温度可达-15-20，其脆化温度为-35（聚乙稀的脆化温度为-60）。3电性能聚丙稀是一种非常优良的电绝缘体，且因它不吸水，不受空气潮湿的影响，击穿电压也高。但是它是一种缓慢燃烧的材料，如果要求制品能够避免燃烧，则应用加有阻燃放剂的聚丙稀材料。聚丙稀的介电常数低，介电强度很高。4化学性能聚丙稀对化学药剂的侵蚀和沾污的耐御性能良好，特别是抗环境应力开裂更优。在室温下，几乎没有可以使它溶解的溶剂。5耐环境性在常温下，聚丙稀塑料实际上完全不受水分侵蚀。聚丙稀在室外使用除要加抗氧剂外，还需加入光稳定剂。1.2.2 分析塑料工艺性能PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点：其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在200-300左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310），但高温下（270-300），长时间停留在高温中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在30-50范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。1.2.3 结论漱口杯为普通日用品，要求具有一定的强度和耐磨性，低级进度，外表面质量要求较高，无瑕疵、美观、耐热、不吸水，采用PP材料，产品的使用性能能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺，如果储存适当则不需要干燥处理，熔化温度：220275C，注意不要超过275C，注射压力可大到1800bar。第2章 确定塑料成型方法及工艺过程2.1 塑件成型方法的选择根据上章对塑件材料的选择所知，制件采用ABS材料，通过查塑料成型模具与设备表1-1可知，漱口杯应该采用注射成型生产。2.2 成型工艺规程2.2.1成型前的准备PP的吸湿性很小，因此在成型前一般不需要迸行干燥处理，若湿度超过允许值，则应进行干燥处理，干燥温度6080，干燥时长12hr，适合水分0.07%。PP分子结构申含有叔碳原子，故抗氧化能力很低，在塑化时应加人抗氧化剂。2.2.2注射过程塑料在注射机料筒内经过加热、塑化后达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型。其成型过程大致分为加料、塑化、注射、保压、倒流、冷却和脱模等过程。2.2.3塑件后处理把塑件静置于热空气循环烘箱中进行退火处理，按每毫米厚度约需半小时退火的原则估算，恒温在120180之间约一小时，退火后使塑件缓冷至室温。第3章 分析塑件结构工艺性3.1 塑件尺寸精度分析塑件要求的是低级精度等级，查塑料成型模具与设备表2-8塑件精度等级的选用（SJ13721978）可知低精度聚丙烯可选用7级精度，查表2-7塑件公差数值表（SJ13721978）可知标注主要尺寸公差如下（单位均为mm）塑件外形尺寸：，塑件内形尺寸：，3.2 塑件表面质量分析塑件表面粗糙度查GB/T14234-93塑料件表面粗糙度表B1可知，PP注射成型时，表面粗糙度的范围在Ra0.11.6m之间，而该塑件表面质量要求较高，因此选Ra0.4m。3.3 塑件的结构工艺性分析此塑料为杯类件，腔体斜度为，最深为97.6mm，最浅为2mm，壁厚为2mm，没有侧孔、侧凹或与塑件脱模方向垂直的孔，不需要强制脱模，故塑件成型性能良好。为加强杯体底部的强度，设计杯壁底部向下延长2mm，充当加强筋的功能。塑件上不存在孔，加工型芯和型腔时可直接用铣床加工，不需要放电和钻孔，加工过程更为简单。第4章 确定塑料成型工艺参数4.1 温度喷嘴温度：195左右前段：200230料筒温度中段：180205后段：160180模具温度：5090（摘自中国工程塑料信息网）4.2 压力注射压力：150180Mpa保压压力：120144Mpa（摘自百度百科）4.3 时间（成型周期）注射成型时间有注射时间和闭模冷却时间两部分组成，注射时间又有冲模时间和保压时间组成。所选材料PP的注射时间：25 S，取3 S. 保压时间：2060 S 冷却时间：1550 S注射成型总时间：40120 S （摘自深圳市骏烨复合材料有限公司网站）第5章 初步选择注射成型设备5.1 依据最大注射量初选设备5.1.1计算塑件体积通过对塑件进行三维造型，运用UG软件中的“测量体”，对塑件三维体进行测量，得V=58242.2346mm58.24cm5.1.2计算塑件质量计算塑件的质量是为了选注射机及确定模具型腔数，通过上网查阅PP密度相关资料，PP的密度约为0.9g/cm3，塑件不大，可以做成一模四腔，所以塑件的质量为 M =V=4X58.24cmX 0.9 g/ cm209.664 g, M/80= 209.664/0.8262.08 g 塑件成型每次需要注射量（含凝料的质量）为262 g5.1.3计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量）V=M/262 /0.9=291.1 cm 注射量小于等于注射机允许的最大注塑量的80， V/80291.1/80=363.875 cm 因此所选的注塑机的最大注射量要大于等于363.875 cm，查塑料成型模具与设备附录D常用国产注射机型号及技术参数，初选螺杆式注射机XS-ZY-500型号，满足注射机小于或等于注射机允许的最大注射量的80。注射机的主要参数如表6-1所示。 表5-1注射机主要参数理论注射量/cm 500模板最大行程/mm 500螺杆直径/mm 65最大模具厚度/mm 450注射压力/Mpa 104最小模具厚度/mm 300注射行程/mm 200模板尺寸/mm 700X850注射时间/s 2.7拉杆空间/mm 500X440塑化能力(g/s) 16.8喷嘴球半径/mm 18合模力/KN 3500喷嘴口直径/mm 7.5注射方式 螺杆式 定位孔直径/mm 1505.2 依据最大锁模力初选设备当熔体充满型腔时，注射压力在模具型腔内所产生的作用力会使模具沿分型面胀开，为此，注射机的锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力，以避免发生溢料和涨模现象。 1.单个塑件在分型面的投影面积A1 A1 = 2.成型时熔体塑料在分型面上投影面积A 由于本课题所设计的模具流道简单，分流道相对较短，因此流道凝料在分型面上的投影面积初步为 A+3000 26778.83.成型时熔体塑料对动模的作用力F F=AP26778.8X34.2916KN 式中P-塑料熔体对型腔的平均成型压力，查相关资料可知成型PP塑件型腔所需的平均成型压力为34.2MPa。 4.根据合模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力的原则，查GB127831991国产注射机型号及技术参数，注射机XS-ZY-500卧式螺杆式注射机的锁模力为3500KN，满足要求。5.3 编制注射成型工艺卡表5-1 漱口杯成型工艺卡片XX模具有限公司塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共 页第 页零件名称漱口杯材料牌号PP设备型号XS-ZY-500装配图号A1材料定额每模制件数4零件图号A3单件质量（g）52.416工装号材料干燥设备热风循环干燥箱