漱口杯注射工艺设计

1、漱口杯注射工艺设计第 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

2、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

3、 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：

4、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

5、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

6、 60 80，干燥时长 1 2hr，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 120 180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

7、级的选用(SJ1372 1978)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( SJ1372 1978)可知标 注主要尺寸公差如下(单位均为 mm)塑件外形尺寸： 87.601.2， 97.601.2， 79.5201.04 ， 塑件内形尺寸： 74.8101.04 ， 74.6401.043.2 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 Ra0.11.6 m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 2 ，最深

8、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

9、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=58242.2346mm358.24cm35.1.2 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/c

10、m3，塑件不大，可以做成一模 四腔，所以塑件的质量为M =V=4X58.24cm3X 0.9 g/ cm 3 209.664 g,M/80= 209.664 /0.8 262.08 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 3 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 cm3 因此所选的注塑机的最大注射量要大于等于 363.875 cm3，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-

11、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 /cm3500模板最 大行程 /mm500螺杆直径 /mm65最大模 具厚度450/mm注射压力 /Mpa104最小模 具厚度 /mm300注射行程 /mm200模板尺 寸/mm700X850注射时间 /s2.7拉杆空 间/mm500X440塑化能力 (g/s)16.8喷嘴球 半径/mm18合模力 /KN3500喷嘴口 直径 /mm7.5注射方式螺杆式定位孔 直径/mm1505.2 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

12、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 A1A1 = r 2 = 43.52 5944.7mm22. 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 3000mm2A4 A1 +3000 2 6778.8mm23. 成型时熔体塑料对动模的作用力 FF=AP26778.8X34.2 916KN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