課程設(shè)計(jì)-塑料方凳注射成型設(shè)計(jì)(已修改)
2025-01-29 02:25 本頁面
【正文】 高分子材料成型加工設(shè)計(jì)說明書塑料方凳注射成型設(shè)計(jì)起止日期： 2010年 6月 28日 至 2010年 7月4日學(xué)生姓名222班級(jí)高分子材料與工程071班學(xué)號(hào)07404300110成績指導(dǎo)教師(簽字)包裝與材料工程學(xué)院2010年 7 月 4 日目 錄第一章 制品基本條件的確定 2 2 2第二章 方凳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2第三章 選材及配方設(shè)計(jì) 4 4 配方設(shè)計(jì) 4第四章 注射量計(jì)算及注射機(jī)的初步確定 5 注射量的計(jì)算 5 注射機(jī)的初步確定 6第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 7第六章 成型零件工作尺寸及模具設(shè)計(jì) 8 8 9第七章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校核 13 13 13第八章 注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核及注射機(jī)的選定 16 16 16 安裝尺寸與工藝的設(shè)計(jì)與校核 17 注射機(jī)的確定 18第九章 成型工藝條件 18第十章成本及利潤核算 19 方凳的成本 19 19第十一章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 20第一章 制品基本條件的確定該制品為塑料方凳，作為可以承受成人體重的凳子，現(xiàn)在人一般在80Kg以下，則需要方凳能承受的載荷條件要達(dá)到784N； 塑料方凳的主要用于湖南等南方城市一帶，要能承受40℃的高溫和—10℃的低溫；塑料凳子要能耐磨，硬度也要高，設(shè)計(jì)洛氏硬度70；彎曲強(qiáng)度45MPa；凳子成型收縮率要低，這樣才不至于變形，收縮率%；凳子要持久耐用則不能存在應(yīng)力集中，缺口沖擊強(qiáng)度55 ；同時(shí)，凳子的韌性必須好，這樣才能不至于太脆而易損壞，則需斷裂伸長率100200%。為了獲得更大的利潤，必須控制單張凳子的成本在7元左右。第二章 方凳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)在人得平均身高和體型特征，可設(shè)計(jì)方凳的高度為500mm，上表面寬度為300mm，腿的側(cè)邊和上邊緣分別為70mm，中部加強(qiáng)橫檔為50mm。設(shè)計(jì)的方凳示意圖和效果圖如圖1(a)所示；圖1中的（b）圖為凳子底部加強(qiáng)筋的示意圖，有了這些加強(qiáng)筋，力學(xué)性能就更好，則能承受784N的力。（a）(b)圖1第三章 選材及配方設(shè)計(jì)根據(jù)以上制品的用途及所需達(dá)到的性能，決定選用聚丙烯作為基體樹脂來做這個(gè)塑料方凳。聚丙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，由于CO鍵的鍵長比C鍵短，因而聚丙烯軸方向的填充密度大，由于側(cè)甲基的位阻效應(yīng)，成螺旋結(jié)構(gòu)。聚丙烯韌性好，耐熱性好，可在100℃以上溫度上工作，但低溫下耐沖擊強(qiáng)度不高。下表為基體樹脂聚丙烯的主要性能指標(biāo)。表1 聚丙烯的主要性能指標(biāo)密度()彎曲強(qiáng)度/MPa50結(jié)晶率/（%）熱變形溫度(℃﹚吸水率24h長時(shí)期（%）剪切強(qiáng)度/MPa5467洛氏硬度/MPaR80—R110拉伸強(qiáng)度/MPa29拉伸強(qiáng)度/MPa6070壓縮強(qiáng)度（屈服）/MPa斷裂伸長率（%）200缺口沖擊強(qiáng)度/（） 配方設(shè)計(jì)由于聚丙烯價(jià)格很高，達(dá)到6875元一頓，為了降低成本，需加入一些其他的助劑來滿足要求，但加入助劑就會(huì)降低聚丙烯的力學(xué)強(qiáng)度。GF和LCP的配合使用時(shí)得其增強(qiáng)效果更好，它們的作用是改善制品的力學(xué)性能，使制品強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期的效果；PP的成型收縮率很大，%，也為了降低成本，需加入碳酸鈣，但會(huì)使PP的韌性下降；POE由于加入了填料及增強(qiáng)材料，需加入增韌劑來改善PP的韌性；PP的在—10℃時(shí)耐沖擊強(qiáng)度低，而且各項(xiàng)性能指標(biāo)均不好，則需加入耐寒劑EPDM；由于凳子會(huì)經(jīng)常用來做，則需很好的耐磨性，而PP本身是質(zhì)地比較軟的樹脂，則需加入耐磨劑來改善性能，石墨和配合使用是很好的耐磨增強(qiáng)劑；PP—g—MAH是相容劑，因?yàn)镻P和POE以及EPDM同時(shí)使用時(shí)相容性達(dá)不到，而PP—g—MAH做相容劑時(shí)能使得這三者達(dá)到很好的相容性；KH550是作為的偶聯(lián)劑，因?yàn)槭菬o機(jī)物，而樹脂等式有機(jī)物，加入偶聯(lián)劑能增進(jìn)無機(jī)物和有機(jī)物之間的粘合性能；由于PP的結(jié)晶度很高，熔融流動(dòng)性不強(qiáng)，需加入潤滑劑來改善它的流動(dòng)性，HSt潤滑劑兼有內(nèi)，外潤滑的作用，除了改善流動(dòng)性，能增加塑料表面的潤滑性；PP的抗紫外光老化性能較差，而塑料方凳很多時(shí)候會(huì)用在一些餐館擺出的戶外攤位上，所以必須加入紫外光吸收劑來增強(qiáng)制品的抗紫外光老化性能；鈦白粉，群青，酞菁藍(lán)組合的使用是使得制品的顏色是深藍(lán)色，這是種接近自然的顏色，用的很廣。由上述這些分析可將方凳的配方設(shè)計(jì)如下：表2 方凳的配方組分名稱分?jǐn)?shù)樹脂PP100增強(qiáng)材料及耐熱劑GFLCP3010填料50增韌劑POE15耐寒劑EPDM15耐磨增強(qiáng)劑石墨105相容劑PP—g—MAH5偶聯(lián)劑KH5501潤滑劑HSt1紫外線吸收劑UV327三嗪5抗氧劑1010DLTP顏料鈦白粉群青基色酞菁藍(lán)第四章 注射量計(jì)算及注射機(jī)的初步確定 注射量的計(jì)算方凳體積的計(jì)算： （1）式中 ==225000=225 ==210000=210 ==602000=602 ==119200=所以有 V=225+210+602+=V方凳總體積；V1上表面體積；V2上部邊緣體積；V3凳子腿體積；V4凳子橫梁體積。所以根據(jù)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)方凳體積為V=方凳質(zhì)量為M=VD1=== （2）M方凳質(zhì)量；D1方凳用料固體密度。M=。注射量的計(jì)算：D方凳用料熔體密度。 注射機(jī)的初步確定根據(jù)以上條件可選取得注射機(jī)型號(hào)可以有：SZ—2500/500，SZ—4000/800這兩臺(tái)注射機(jī)均為浙江塑料機(jī)械廠生產(chǎn)，其主要工藝參數(shù)如下表：表3 SZ—2500/500型注塑機(jī)工藝參數(shù)型號(hào)單位數(shù)值理論注射容積2500注射速率570注射壓力150螺桿轉(zhuǎn)速0～120鎖模力5000移模行程850噴球口半徑SR35噴球口孔徑SZ—4000/800型注塑機(jī)工藝參數(shù)型號(hào)單位數(shù)值理論注射容積4000注射速率770注射壓力150螺桿轉(zhuǎn)速0～80鎖模力8000移模行程1200噴球口半徑SR35噴球口孔徑第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算澆注系統(tǒng)由主流道，冷料穴，澆口組成，無分流道。下圖為主流道結(jié)構(gòu)簡圖。圖2 主流道的結(jié)構(gòu)主流道截面尺寸：a: 主流道半錐角，取=，內(nèi)壁表面粗糙度一般為um以下。b：R1為噴嘴球徑；主流道對接處的半圓形凹坑半徑R2
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