塑料成型工艺课程设计饮料瓶课程设计

塑料成型工艺课程设计饮料瓶课程设计内容摘要：

/% ＞ 200 体积电阻率 /（Ω .cm） 1019 弯曲强度 /MPa 50 洛氏硬度 R 80110 压缩强度 /MPa 45 简支梁缺口冲击强度 /（ kj/m2） 配方 设计 配方原理 1)PP 基体：制品的主要成分，综合性能好，有优良的机械性能。 采用 PP 中 石化 CJS700 牌号，其 具有高的流动性良好的尺寸稳定和良好的加工性能，机械性能好，抗冲强度高，耐高温，自然老化时间长，无毒无臭，从而保证了压柄具有一定力学强度。 2)抗氧剂：防止材料和制品在加工和使用过程中被氧化。 主抗氧剂主要改变氧化的路线，是的降解结束，辅助抗氧剂减慢降解的速度，两者配合使用，增加材料的稳定性。 3)SBS 增韧：添加 SBS 嵌段共聚物使得材料耐寒性能明显提高，这样在低温下聚丙烯的耐候性增强。 4)碳酸钙：降低材料的收缩率，使得各部件的配合比较好，同时降低成本。 5)硬脂酸钙：起到润滑作用，减少塑料制品表面与 模具型腔表面间的粘接力，改善材料在成型加工时的流动性和脱模性。 缩短成型周期，提高制品的表面质量。 6)黑色母料：给材料染色，改变其颜色以满足性能、美观等方面的需求。 配方 可口可乐瓶 成型加工工艺 17 / 58 原料 规格 功能 用量 /份数 聚丙烯 PP 中石化CJS700 高的流动性 ， 机械性能优良，抗冲强度高 100 1010 主抗氧剂 稀土铝酸酯 偶联剂 碳酸钙 1250 目 降低收缩率 55 滑石粉 1250 目 减低摩擦耐腐蚀 20 PPgMAH 增容作用 2 SBS YH792 低温增韧 10 EBS 交联剂 DLTP 辅抗氧剂 硬脂酸钙 润滑剂 黑色母料 着色 成型 方法及工艺 过程 成型 方法 考虑 瓶盖 结构及选材特点： 该塑件的结构特点是小而深 , 壁薄 ，有一定的复杂的外观设计； 材料为 PP, 收缩率为 %, 伸长性及柔韧性较好。 经过比较压延成型、浇注成型、注塑成型三种成型方法，压延成型主要生产热固性材料，浇注成型主要生产大型制件且产品成型周期较长，综合考虑选 注射成型 （ 又 称 注 射 模 塑 ， 简 称 注 塑 ）。 与其它成型方 法相比， 注射 成型具有 成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产 等的 特点。 所以注射成型广泛地用于塑料制件的生产中。 但注射成型的设备及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料制件的生产。 因此，对于大批量生产的可乐瓶盖来来说，选择 注 射 成型工艺的方法是合理的可取的。 1 成 型 设 备 选择 可口可乐瓶 成型加工工艺 18 / 58 PP 瓶盖 注 射成型 可用螺杆式注 射 机或柱塞式注 射 机。 一般 前 者应用较多。 使用螺杆以突变型螺杆为好。 喷嘴可用通用型或延长型。 注射机 主要由 注射系统，锁模系统，塑模 三大部分构成，下面是注射机基本构造示意图： 锁模系统 塑模 注射系统 工艺 过程 成型前的一些准备工作；包括原材料分析、着色、原材料干燥、嵌件预热、脱模剂的选用、机筒清洗等等。 （ 1）原料熔体指数的测定 熔体指数常用 MI 表示，通常作为热塑性塑料质量控制和成型工艺条件设定的参数依据。 树脂的熔体指数愈大，相对分子量愈小，它的流动性也愈好，成型加工较容易，而力学性能相对偏低。 注射用 的聚丙 烯 塑料的熔体指数 为 2～9g/10min，熔体流动性较好，在螺杆式注射机中能顺利成型。 （ 2）塑料的着色 色母着色；是将热塑性塑料颗粒按一定比例混合均匀即可用于生产，色母料的加入量通常为 %— 5%。 第二种方法是将热塑性塑料颗粒与分散剂（也可称稀释剂、助染剂），颜色粉均匀混合成着色颗粒。 分散剂多用白油， 25kg 塑料用白油 20— 30mml,着色剂 %— 5%。 可用作分散剂的还有松节油，酒精以及一些酯类等。 热固性塑料的着色较为容易，一般将颜料混入即可。 （ 3）原材料的干燥 聚丙烯为非极性的结晶性高聚 物， 吸水 率很 低， 约为 %～ %。 注射可口可乐瓶 成型加工工艺 19 / 58 时一般 不必进行干燥处理 ，必要时可在 80～ 100℃下干燥 3～ 4h。 PP 及其他 塑料成型前允许的含水量 塑料名称 允许含水量 /% 塑料名称 允许含水量 /% PA6 PA66 PA9 PA11 PA610 PA1010 PMMA PET PBT UPVC 软 PVC PC PPO PSU ABS（电镀级） ABS（通用级） 纤维素塑料 PS HIPS PE PP PTFE （ 4）脱模剂的选用 传统的脱模剂有；硬酯酸锌、白油、硅油。 硬酯酸锌除聚酰胺外，一般塑料均可使用，白油作为聚酰胺的脱模剂效果较好，硅油效果好，使用不方便。 （ 5）机筒的清洗 清洗剂有 LQ— LQ— LQ— LQ— LQ— 5 等型号。 用量、适用范围见 表 机筒清洗剂品种、适用范围及用量适用温度及范围 适用温度及范围 品种 适用范围 /℃ 用量 /g （注射机型号，清洗剂） LQ1 型 LQ2 型 LQ3 型 LQ4 型 LQ5 型 180200 200220 220240 240260 260280 ZS60 以下 50 ZS60 50100 XSZY125 100150 XSZY250 150200 XSZY500 以上 适当增加 使用时将正常生产条件下的机筒温 度提高 10— 20℃，挤净机筒内残余物料，然后加入清洗剂，随后加入所需要更换的正常用料，或者清洗剂已挤到螺杆前端后，再加入正常用料，用预塑方式连续挤出一段时间即可。 射过程 首先将准备好的塑料加入注 射 机的料斗，然后送进加热的料筒中，经过加热通融塑化成粘流态塑料，在注 射 机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴压入模具型腔，塑料充满型腔后，需要保压一定时间，使塑件在型腔中冷却，硬化，定型，压力撤消后开模，并利用注 射 机的顶住机构使塑件脱模，最后取出塑件。 可口可乐瓶 成型加工工艺 20 / 58 有上述的说明可以知道 ， 完整的 注 射 成型过程 共 包括 加料， 塑化， 注射 ，稳压冷却和 脱模等 几个 步骤 1)塑化 塑化是颗粒状塑料在注射机料筒中经过加热达到粘流状态并且具有良好可塑性的过程。 对塑料塑化的要求是：塑料熔体在进入型腔之前，既要达到规定的成型温度，并要在规定的时间没提供足够量的熔融塑料，塑化料各处的温度尽量均匀一致，不发生或极少发生热分解以确保生产的顺利进行。 2)注射 注射过程均可分为 充 模，保压，倒流 ， 浇口冻结后的冷却四个阶段。 a 充模阶段：是从柱塞或螺杆开始向前移动，到塑料熔体经过喷嘴及模具浇注系统充满型腔时为止。 b 保压阶段：塑料熔体充满型腔后，熔体开 始冷却收缩，但柱塞或螺杆继续保持施压状态，料筒内的熔料会向模具型腔内继续流入进行补修，以形成形状完整而致密的塑件。 c 倒流阶段：是柱塞或螺杆开始后退保压结束时开始的，这时型腔内的压力比流道内的高，因此会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅速下降，直到浇口处的熔料冻结倒流才结束。 如果保压结束之前浇口已经冻结或者在喷嘴中装有止逆阀，则导流阶段就不会存在。 d 浇口冻结后的冷却：是从浇口的塑料完全冻结时开始的，这一阶段型腔内塑料继续进行冷却，没有塑料从浇口处流进或流出，但型腔内还可能有少量的流动。 应该指出，塑料 从注入型腔后即被冷却，直至脱模时为止。 3)脱模 塑件冷却到一定温度后开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出摸外的过程。 4)塑件的后处理 为改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性，塑件经过脱模或机械加工后进行适当的后处理。 后处理主要是指退火和调湿处理，因 PP 是一种吸湿性弱的物质，所以调湿处理可以不予考虑。 可进行退火处理，即在定温的加热液体介质中（如热水，热的矿物油，甘油，乙二醇和液体石蜡 )或热空气循环烘箱中静置一段时可口可乐瓶 成型加工工艺 21 / 58 间，然后慢慢冷却的过程。 退火处理减少或消除塑件的内应力。 该铸件的尺寸小，且是 可乐瓶 的关键部分，所 以保持其尺寸稳定性你很重要的。 附工艺流程图如图所示 成型工艺 条件控制 采用注塑成型方法，要想得到理想的制品，除了要有最佳的配方和合理的模具设计处还必须严格控制操作条件。 如温度、压力、时间等。 并应根据生产过程的实际情况及时进行调节。 温度 注射过程需要控制的温度主要有机筒温度、喷嘴温度和模具温度等，前两种温度主要是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。 1）机 筒温度 机筒温度的选择与各种塑料特性有关，每种塑料材料都有自己的粘流温度和熔点。 因此，机 筒温度的 确定主要以 PP 密度高低和熔体指数大小为依据，其次是产品性能及形状有关。 机 筒温度不同对 PP 制品性能有不同的影响。 温度太高，材料易氧化变色，制品会产生溢料现象 ， 料温均匀 ,填充速度快。 2 ) 喷嘴温度 喷嘴和浇口的作用一样，是为了加速熔体的流速，把势能转变为动能，并有调整熔体温度和使其均化的作用。 喷嘴的长度和直径对温度没有明显的影响。 注射压力对熔体流经喷嘴的温升有明显的影响，喷嘴细孔附近温度升高则与塑料熔体平均流速成正比。 表 喷嘴直径、注射压力与喷嘴温度的关系 喷嘴直径 /mm 注射压力 /MPa 温 度升高数 /℃ 可口可乐瓶 成型加工工艺 22 / 58 50 100 50 100 50 100 50 100 50 50 26 46 26 47 25 45 23 43 19 18 塑料熔体的注射压力又取决于熔体的温度和通过喷嘴的速率，如果喷嘴直径一定，熔体温度愈高，熔体压力愈大。 从这点分析，喷嘴温度的设置应低于机筒首段温度，通常是低于 5 一 15℃。 部分塑料适用的料筒和喷嘴温度（螺杆式注射机） 塑料名称 机筒温度 /℃ 喷嘴温度/℃ 分解温度 （空气/℃ ） 后段 中段 前段 PE HDPE PP PS、 ABS、 SAN PCTFE PMMA POM PC PA6 PA66 PUR CAB CA CP PPO PSU 线性聚酯 醇酸树酯 160170 200220 150210 150180 250280 150180 150180 220230 210 220 175200 130140 130140 160190 260280 250270 70100 70 180190 220240 170230 180230 270300 170200 180205 240250 220 240 180210 150175 150160 180210 300310 270290 70100 70 200220 240280 190250 210240 290330 190220 195215 260270 230 250 205240 160190 165175 190220 320340 290320 70100 70 220240 240280 240250 220240 340370 200220 190215 260270 230 240 205240 165200 165180 190220 320340 300340 70100 70 280 280 300 260280 266 222 310 310 310 可口可乐瓶 成型加工工艺 23 / 58 3） 模具温度 模具温度的高低对制品性能有较大影响。 模具温度高，熔体冷却。