题目：注塑工艺设计，橡胶混炼与硫化工艺设计学院：化学化工学院专业:高分子材料与工程班级: 1101学号:201106190107学生姓名：雷巍导师姓名：黄先威刘拥君刘艳丽完成日期： 2014年 5月 16日课程设计任务书学院：化学化工学院专业：高分子材料与工程班级：1101 姓名：雷巍同组人员姓名：袁景、江彬、贺炅、向碧霞、汤彬指导教师：黄先威刘拥君刘艳丽教研室主任：黄先威教学副院长：陈建芳2014 年5 月8 日目录1前言-------------------------------------------------------------------------------1 2成型工艺内容-------------------------------------------------------------------22.1成型机械结构及操作简介----------------------------------------------22.1.1注射机------------------------------------------------------------------22.1.1.1注射机的类型--------------------------------------------------22.1.1.2注射机的结构和功能-----------------------------------------22.1.1.3注射机工作原理及操作过程---------------------------6 2.1.2开炼机2.1.2.1开炼机的型号-------------------------------------------------72.1.2.2开炼机的结构------------------------------------------------72.1.2.3开炼机的用途及工作原理----------------------------------72.1.3无转子硫化仪--------------------------------------------------92.1.3.1硫化仪的类型--------------------------------------------------92.1.3.2硫化仪的结构--------------------------------------------------92.1.3.3硫化仪的工作原理---------------------------------------------103.工艺过程与结果分析--------------------------------------------------10 3.1 PE、PP注射成型工艺-------------------------------------------------103.1.1 PE注射成型参数设定--------------------------------------------103.1.2 结果分析--------------------------------------------------11 3.2 天然橡胶、丁苯橡胶的混炼和硫化3.2.1混炼工艺--------------------------------------------------123.2.2硫化工艺--------------------------------------------------123.3.3丁苯橡胶混炼配方及结果------------------------------------13 3.3.4天然橡胶混炼配方及结果------------------------------------144总结与分析-------------------------------------------------- 15 5参考文献-------------------------------------------------- 16.正文页前言1.1 前言工艺设计是综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使我们体察实际问题的复杂性。

通过工艺设计，能使我们综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的加工设计任务，从而得到加工工艺设计的初步训练。

通过课程设计，要求我们了解工艺设计的基本内容，掌握加工设计的程序和方法，培养我们分析和解决工程实际问题的能力。

同时，通过工艺设计，还可以使我们树立正确的设计思想，培养实事求是的，严肃认真，高度责任感的工作作风。

本次加工工艺设计的主要内容是以聚乙烯、聚丙烯、橡胶等为主要原料，前两者采用注塑机注塑成型制备测试样品，通过改变注塑的参数来优化注塑工艺条件。

以得到更加理想的成型制品。

后者采用开炼机的混炼和无转子硫化仪的硫化来优化橡胶的性能。

实验过程中我们要学会在操作中怎样优化产品的成型工艺条件，并在设计过程中掌握设备问题的解决能力，选定最理想的方案和合理的设计工艺条件。

注射成型又称注射模型或注塑，是塑料加工中重要的成型方法之一，其技术已发展得相当成熟，且应用非常普遍，注塑制品已占塑料制品总量的30%以上，在国民经济的许多领域有着广泛的应用。

目前，许多产品的注射成型技术已发展成为包括生产工艺和生产线设备在内的专门化成套技术。

制品能够达到高质量，生产中可获得良好的经济效益。

虽然注塑成型新的加工方法和理论快速发展的时期己经过去，现在处于一个较过去水平高得多而在发展上趋于平缓的时期，但在对这些技术的运用中仍可以不断创新，开发新产品，制造新材料，形成新技术。

目前，注塑成型仍有较大的发展前景。

橡胶的塑炼主要是为了降低生胶的弹性，增加可塑性获得适当的流动性，使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀。

混炼就是将各种配合剂借助炼胶机机械力的作用均匀分散于橡胶中的工艺，以形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分的混合物为截至，以与橡胶不相容的配合剂为分散相的多相胶体分散体系的过程。

橡胶受热变软，遇冷变硬，发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。

为改善性能，工艺上要对生胶进行加工过程，在一定条件下，生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线性结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨等优良性能，这个过程成为橡胶硫化。

橡胶的混炼及硫化工艺在生产上，拥有举足轻重的地位。

对其进行的研究在近年来更加突出。

2成型工艺内容2.1 成型机械结构及操作简介本次加工工艺设计主要讲述的是塑料成型机械的基本成型原理、结构组成、主要技术参数、主要零部件及有关的系统和辅助装置、设备的安全操作和维护保养以及主要故障的排除等内容，同时阐述这些内容之间的相互关系及影响。

而在工艺设计中讲述的主要是注塑机和挤出机的结构与操作。

2.1.1 注射机注射机（又名注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。

注射成型是通过注塑机和模具来实现的。

2.1.1.1注射机的类型注塑机的类型有:立式、卧式、角式等，但是无论那种注塑机，其基本功能有两个：1）加热塑料，使其达到熔化状态；2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。

按螺杆类型划分有柱塞式注射机、螺杆式注射机和排气式注射机等。

2.1.1.2注射机的结构和功能注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。

其结构如下图所示卧式注射机外观图（1）注塑系统注射系统的作用：注射系统是注塑机最主要的组成部分之一，一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式。

目前应用最广泛的是螺杆式。

其作用是，在注塑料机的一个循环中，能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后，在一定的压力和速度下，通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。

注射结束后，对注射到模腔中的熔料保持定型。

注射系统的组成：注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。

螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射咀部分组成。

动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置（熔胶马达）。

（2）合模系统合模系统的作用：合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。

同时，在模具闭合后，供给予模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝，造成制品的不良现状。

合模系统的组成：合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。

（3）液压系统液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。

它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成，其中油泵和电机是注塑机的动力来源。

各种阀控制油液压力和流量，从而满足注射成型工艺各项要求。

（4）电气控制系统电气控制系统与液压系统合理配合，可实现注射机的工艺过程要求（压力、温度、速度、时间）和各种程序动作。

主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。

一般有四种控制方式，手动、半自动、全自动、调整。

（5）加热/冷却系统加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的，注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置，安装在料筒的外部，并用热电偶分段检测。

热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源；冷却系统主要是用来冷却油温，油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。

另一处需要冷却的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，导致原料不能正常下料。

（6）润滑系统润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路，以便减少能耗和提高零件寿命，润滑可以是定期的手动润滑，也可以是自动电动润滑；（7）安全保护与监测系统注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。

主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成，实现电气——机械——液压的联锁保护。

监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警。

2.1.1.3注射机工作原理及操作过程注塑机的工作原理：与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。

注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。

取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。

注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，由锁模装置合模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制品推出。