塑料乐扣水杯设计(编辑修改稿)

塑料乐扣水杯设计(编辑修改稿)内容摘要：

小，易发生融体破裂 （ 2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形。 （ 3）冷却 速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于 50 度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕， 90 度以上易发生翘曲变形。 （ 4）塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。 瓶盖生产流程图： 注射原料 储料罐 嵌件 预热 装配 12 模具的选择 在杯盖的设计上，其模具主要分为杯盖和杯盖扣两个部分，所以模具也应设计两套模具。 型腔数目的确定 型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求 、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。 通过综合考虑各种因素本设计决定采用了一模四腔。 壁厚 塑件的壁厚对其质量有很大影响，壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求，对于大型复杂件难以充满型腔；壁厚太大，不但浪费原材料（一般原材料的成本占塑件成本的 50%70%），而且在塑件内部易产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时还会增加冷却时间（塑件的冷却时间大约与塑件壁厚等平方成正比），所以从经济角度出发塑件的厚薄是很重要的。 另外，同一塑件的壁厚应尽量保持均匀一致，以避免造成收缩不一致而 导致变形或开裂。 本设计的水杯壁厚为 1mm。 脱模斜度 由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型芯或型腔突出的部分，为了使制注 射 闭模 保压 固化 开模 脱模 修理加工 后处理 检验 成品 13 件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。 脱模斜度的设计与材料的性质、制品成型方法、制件的几何形状与尺寸、精度要求、磨具的结构等因素有关。 一般脱模斜度的取值范围是 30′ ~1176。 30′。 以下是确定脱模斜度的一些要点： ，形状复杂且很不规则的，其脱模斜度宜取较大值。 、刚性大、玻璃纤维增强的制品，脱模斜度要尽可能大。 ，脱模斜度宜取小值。 ，每蚀刻深度增加 ，脱模斜度应小于 1176。 ，脱模是采用强制脱模的方法。 计算塑件的体积和质量，确定注塑机型号 杯盖 该产品为聚丙烯，其密度为 ^3~^3，收缩率为 1%~%，计算其平均密度为 ^3.。 平均收缩率为 % 通过称 量， M杯盖 =，所以杯盖的体积为 V=^3 选用一模四腔结构，所以 塑件总体积为 4V=^3，塑件总质量为 ，浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 倍。 由 14 于本次采用点浇口，分流道较长，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 倍来估算，故一次注入模具型腔溶料的总体积为 V总 =V（ 1+） ==^3 由于浇注系统体积与质量都不是很大，所以可先初选注塑机型号。 根据计 算得出一次注入模具型腔的塑料总体积 V总 =^3, 并结合式 V公 =V 总 /，则有： V总 /=^3。 根据以上的计算，考虑到模具的闭合高度所以选定公称注射量为 500cm^3,注射机型号为 XSZY500 注射机，其主要参数见下表。 表 2 XSZY500 注塑机主要参数 理论注射容积(cm179。 ） 500 螺杆直径 (mm) 55 注射压力 (MPa) 146 注射速率 (g/s) 38 塑化能力 (kg/h) 螺杆转 速 (r/min) 10— 140 锁模力 (kN) 3500 拉杆空间 (mm) 500X440 移模行程 (mm) 500 模具最大厚度(mm) 450 模具最小厚度(mm) 300 锁模形式 液压 机械 模具定位孔直径(mm) ￠ 150 喷嘴球半径 (mm) SR018 15 喷嘴口孔径 (mm) ￠ 3 杯盖扣 通过称量， M杯盖 =，所以杯盖的体积为 V=^3 选用一模四腔结构，所以 塑件总体积为 4V=^3，塑件总质量为 27g，浇注系 统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 倍。 由于本次采用点浇口，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 倍来估算，故一次注入模具型腔溶料的总体积为 V总 =V（ 1+） ==^3 由于浇注系统体积与质量都不是很大，所以可先初选注塑机型号。 根据计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积 V 总 =^3, 并结合式 V公 =V 总 /，则有： V 总 /=^3。 根据以上的计算，考虑到模具的闭合高度所以选定公称注射量 为 100cm^3,注射机型号为 SZ— 60/40 注射机，其主要参数见下表。 表 3 SZ— 60/40 注塑机主要技术参数 理论注射容积(cm179。 ） 100 螺杆直径 (mm) 35 注射压力 (MPa) 170 注射速率 (g/s) 95 塑化能力 (kg/h) 40 螺杆转速 (r/min) 0~200 锁模力 (kN) 800 拉杆空间 (mm) 320 320 16 移模行程 (mm) 305 模具最大厚度(mm) 300 模具最小厚度(mm) 170 锁模形式 双曲肘 模具定位孔直径(mm) ￠ 100 喷嘴球半径 (mm) 10 喷嘴口孔径 (mm) 20 顶出力 (kN) 15 2 杯 体 产品设计并绘出产品图 17 原材料选择与配方设计 原料选择 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，简称 PP，是通用塑料中综合性能非常优异的一种材料。 近几年，PP工程塑料化的研究和开发取得很大进展，使 PP 在日常生活用品、汽车、家电等行业获得广泛的应用。 根据聚丙烯的立体构型， PP 可分为等规 PP 和间规 PP，目前工业上广泛应用的是等规 PP，等规 PP 结晶度高，力学强度高；间规 PP 结晶度底，具有柔性，抗冲击性和透明性。 性能与特点 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 18 是抗弯曲疲劳性。 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℃会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。 无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯 ,可在100℃左右使用。 具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低 温时变脆、不耐磨、易老化。 适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。 常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。 因此，我们选用 PP 作为杯盖、杯体的材料。 聚丙烯的成型特性 成型性好，可采用注塑、挤出及吹塑等成型加工方法 ； 吸湿性小，不吸水，成型前可不干燥 ； 熔体粘度小，流动性好，溢边值为 ，流动性对压力敏感，宜采用较高的压力注射； 成性收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形等缺陷 ； 容易发生弯曲变形，塑件应避免尖角、缺口 ； 热容量大，注射成型模具须设计能充分 冷却的冷却系统 ； 模具温度对收缩率影响大，冷却时间长，应注意控制模具温度，模温太低，塑件无光泽，易产生熔接痕，模温太高，易产生翘曲变形 ； 尺寸稳定性好。 19 设计注意 ①耐日光性差，易发生热氧老化，用于室外需添加抗氧剂和光稳定剂。 ②低温耐冲压性差，抗蠕变性和耐磨性也不佳。 氧化性酸能促使 PP 降解，对脂肪烃、芳烃又不同程度的溶胀，而卤代烃对 PP 也有破坏作用。 ③避免与铜接触铜盐溶液对其有特殊的破坏作用，因此制品不宜有铜嵌件。 ④ PP 成性收缩率高，热膨胀系数也比较大，制品在热环境下受应 力作用，要防止热应力脆化的发生。 ⑤与 PE有相似之处，由于非极性的缘故，制品涂饰和粘结需要表面处理。 材料收缩率 表 11 常用塑料的收缩率 材 料 名 称 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸酯 尼龙 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 聚甲醛 简 写 PE PP PVC PS PC PA ABS POM 收 缩 率 1． 塑件形状、尺寸大小的确定 塑料制件的形状在满足使用要求的前提下，应使其有利于成型，特别是应尽量不使用侧向抽芯机构，因此塑件设计时应尽量避免侧向凹凸形状侧孔。 因为， 20 侧向分型与抽芯机构的模具不但提高了模具设计的制造成本，而且还会在分型面上留下飞边，增加后加工的工作量。 某些制件只要适当改变其形状，既能避免使用侧向抽芯机构，是模具结构简化。 此设计中的塑料水杯，为圆台型，高度为 152mm ，水杯外表面为平滑的曲面。 上底面与下底面有 一定的脱模斜度。 （ 1）壁厚是塑料制件结构设计的基本要素。 壁厚设计要考虑两方面的问题，一是壁厚尺寸的确定，二是遵循壁厚均一的设计原则。 壁厚均一的原则主要从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的，均匀的壁厚可使制件在成型过程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。 厚度部位在冷却收缩上的差异，会产生一定的收缩应力，内应力会导致制件在短期内或 经过较长的时期之后发生翘曲变形。 厚度不均时常采用的三种处置办法：①壁厚交界处的平稳过渡②将尖角改为圆角处理③厚壁部位减薄 该产品图反映出，此塑料件壁厚为 1mm，壁厚均匀，易于成型。 （ 2）杯体直径的确定 杯体的最小直径为 68mm,最大直径为 78mm。 配方设计 21 抗老化剂配方： 配方质量份数组成： PP 100 抗氧剂 1010 抗氧剂 DSTP 脱 氧剂 稳 定剂 77D 紫外线吸收剂 BAD 紫外线吸收剂 327 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） 生产方法 对于杯体加工，主要采用注塑和吹塑相结合的加工方法 (注射吹塑 )。 工艺过程 由注射机在高压下将熔融塑料注入型坯模具内形成管状型坯，开模后型坯留在芯模上，通过机械装置将热型坯置于吹塑模具内，合模后由芯模 通道引入~ 压缩空气，使型坯吹胀达到吹塑模腔的形状，并在空气压力下冷却定型，脱模后得到制品。 工艺流程 流程图 22 生产工艺参数的确定 注塑成型工艺参数表 名称 聚丙烯 材料 代号 收缩率 /% 密度 /(g/cm^3) PP 1~ ~ 设备 类型 螺杆转速 /(r/min) 喷嘴形式 螺杆式 30~80 直通式 温度 料筒一区 /℃ 料筒二区 /℃ 料筒三区 /℃ 喷嘴 /℃ 模具 /℃ 150~170 180~190 190~205 170~190 40~60 压力 注塑 /MPa 保压 /MPa 60~100 50~60 原料 干燥 熔融塑 化 吹塑 冷却定 型 脱模 高温处 理 冷却 杯体成 品 23 时间 注塑 /S 保压 /S 冷却 /S 周期 /S 1~5 5~10 10~20 15~35 工艺过程与操作说明 挤出吹塑成型是将挤出成型的半熔融状态的塑料管坯 (型坯 ),趁热置于各种形状的模具中 ,并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀 ,使其紧贴于模腔壁上成型 ,经冷却脱模后得到中空制件的热成型过程。 它的整个成型过程可以分为 :型坯形成、型坯吹胀 以及冷却和固化三阶段。 型坯成型 型坯形成是指通过挤出成型得到半熔融状态的塑料管坯 (型坯 )。 随着中空吹塑制件的几何形状越来越复杂 ,设计良好的预成型型坯对以最小的材料消耗获得所需求的壁厚分布且结构稳定的制件有着重要的意义 ,也就是在型坯成型阶段通过采用调节型坯的壁厚分布形状 ,以使吹塑制品的壁厚分布趋于均匀 .。