350吨/年PP塑料碗注塑工艺设计摘要随着塑料制品的推广使用，塑料碗逐步显示出其优越性。
由于其质轻不易碎等特点，塑料碗已经成为我们日常生活中必备品之一。
结合现今塑料碗的发展情况及对塑料碗各项性能的要求，本设计选用聚丙烯为主要原料，设计了年产350吨的PP塑料碗注塑工艺。
主要内容包括：对产品和原料的简介，并根据实际需求对产品原料进行改良，制定了产品的配方设计，产品注塑工艺过程，以及物料衡算与能量衡算，设备的选型及相关计算，工程经济概算及厂区运营管理制度等方面。
关键词：PP，塑料碗，注塑工艺，物料衡算目录前言 (1)第1章PP塑料碗 (2)1.1 产品的介绍 (2)1.1.1塑料碗的特点及分类 (2)1.1.2塑料碗的主视图 (2)1.2 产品原料的介绍 (3)1.2.1 PP的主要特性 (3)1.2.2 PP产品的性能 (3)1.2.3 PP的注塑工艺参数 (4)1.3 配方设计 (4)1.3.1 塑料配方设计原则 (4)1.3.2 配方设计结果 (5)第2章注塑成型工艺 (6)2.1 概述 (6)2.2 注射成型的工艺过程 (6)2.2.1 成型前的准备 (7)2.2.2 注射成型 (9)2.2.3 制品的后处理 (12)2.2.4 废料的后处理 (13)第3章物料衡算与热量衡算 (14)3.1 物料衡算 (14)3.1.1 物料衡算的意义 (14)3.1.2 物料衡算的方法 (14)3.1.3 物料衡算的计算 (15)3.2 热量衡算 (16)3.2.1 热量衡算的意义 (16)3.2.2 热量衡算的方法 (16)第4章设备选型及计算 (17)4.1 设备选型总原则及要求 (17)4.1.1 设备选型的原则 (17)4.1.2 设备选型的要求 (17)4.2 选择步骤 (18)4.3 注塑机的选择 (18)第5章车间管理与生产组织 (21)5.1 车间管理 (21)5.1.1 管理项目 (21)5.1.2 管理职能 (22)5.2 生产组织 (23)5.2.1 生产组织形式 (23)5.2.2 车间生产人员的确定 (23)第6章工程经济概算 (25)6.1 编制概算的意义及修正 (25)6.1.1 编制概算的意义 (25)6.1.2 编制原则 (25)6.1.3 编制和修正 (25)6.2 年总效益概算 (27)结论 (29)参考文献 (30)前言近年来，随着科学技术的飞速发展，塑料制品的应用领域日益广泛。
如今，有许多塑料制品已经逐渐成为我们日常生活中必不可少的日用品，比如牙刷、脸盆、肥皂盒、塑料杯、茶瓶外壳等。
与传统材料相比，塑料制品具有质量轻、化学稳定性好、电绝缘性好、消声抗震不易碎、机械强度高等许多优点。
与此同时，为不断满足注塑制品向高度集成化、高度精密化、高产量等方面的发展要求，最大程度地发挥聚合物的特性，达到制品高性能的目的，注塑技术也有了很大的发展。
聚丙烯（PP）是继尼龙之后发展最快的又一优良树脂品种，它是一种高密度、无侧链、高结晶度的线性聚合物，具有优良的综合性能。
聚丙烯无毒、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。
具有良好的电性能且高频绝缘性不受湿度影响，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。
聚丙烯成型精度高，尺寸稳定性好，对注塑机的选用没有特殊要求。
由于PP具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑。
本文是通过了解和分析PP材料的性能，利用其各种优良性能，对产量为350吨/年的塑料碗注塑成型工艺的设计。
第1章PP塑料碗1.1 产品的介绍1.1.1塑料碗的特点及分类近年来，随着塑料制品应用的日益成熟，塑料碗已逐渐成为人们日常生活中必备的塑料餐具之一。
常见塑料碗的主要特点如下：（1）外观酷似瓷器或象牙，不易脆裂又适宜机械洗涤；（2）刚性和强度比传统的陶瓷碗好，制品不易变形；（3）质量轻，外形多样，耐用，特别适合儿童使用；（4）耐高温性能较好，可在微波炉内加热食品，但低温脆性高；（5）采用注塑模具成型，工艺简单，成型周期短，原料丰富，成本低。
根据使用时间塑料碗常分为一次性和非一次性两种，由于一次性塑料碗经常造成白色污染，现在已经限制生产使用，所以我们这次选择设计的是一种无毒、无味、无公害且可以长久使用的塑料碗。
此外，根据其大小和适用人群分类，塑料碗可分为儿童碗和成人碗；根据其用途分类，塑料碗可分为泡面碗、汤碗、沙拉碗等；根据其原材料分类，塑料碗有PP碗、PE碗、PS碗等。
1.1.2塑料碗的主视图本次设计选取了平时盛米饭用的小碗，其材料为PP，规格为碗口外圆直径130mm，壁厚3mm，碗底外圆直径60mm，碗高70mm，重量约为72g。
主视图如下图1-1所示：图1-1 产品的主视图1.2 产品原料的介绍目前国内市场上常见的塑料碗主要使用聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）或高密度聚乙烯（HDPE）等。
但是PS常用于一次性塑料碗，HDPE的耐高温性能不是太好，而PP材料成本低，易成型，无毒无味，此外，PP还有许多优良的特性，比如耐高温，耐气候性能优良，韧性好等。
故综合各方面因素，本次设计选用PP 为原料。
1.2.1 PP的主要特性PP学名聚丙烯，是一种非极性的结晶性高聚物，其主要特点如下：（1）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是抗弯曲疲劳性，俗称百折胶。
（2）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。
（3）化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。
（4）吸水率很低，约为0.03%～0.04%。
注射时一般不需干燥，必要时可在80～100℃下干燥3～4h。
PP的熔点为160～175℃，分解温度为350℃，成型温度范围较宽，约为205～315℃。
1.2.2 PP产品的性能PP产品质量轻，密度为0.91g/cm3～0.93g/cm3，具有优良的耐热性，长期使用温度可高达100℃～120℃，无载荷时使用温度可达150℃，是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能承受135℃消毒温度的品种。
PP具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好。
均聚型和共聚型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。
由于均聚型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业用的PP材料是加入1%～4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。
共聚型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。
1.2.3 PP的注塑工艺参数查找资料得出PP的注塑工艺参数如下：注塑机类型柱塞式或螺杆式喷嘴形式直通式喷嘴温度200～250℃料筒温度210～280℃模具温度40～80℃注射压力70～120MPa注射时间20～60s高压时间0～3s冷却时间20～90s成型时间50～160s1.3 配方设计1.3.1 塑料配方设计原则塑料配方设计应充分运用添加组分（添加剂或助剂），在配方设计时应该坚持以下原则：1、满足最终使用和耐久性原则。
2、配方设计的主要任务是弄清楚使用环境条件、使用性能要求，才能选择合适的树脂。
3、充分发挥添加剂组分功能的原则。
对添加剂组分选择力求要准，用量适当。
4、降低成本的原则。
在性能相似的条件下，要选择原材料来源广、产量多、价格低廉的。
5、依据添加剂组分性能的设计原则。
1.3.2 配方设计结果以聚丙烯（PP）为主要原料注塑成型的塑料碗，为降低成本，提高其加工性能，可适量加入一些辅助料。
根据以上配方设计原则并参照相关资料，制定出的配方结果如下（按质量份记）：表1-1 生产配方其中产品的颜色为无色透明，需加入增色剂；由于结晶性高，结晶慢，添加润石粉缩短结晶时间，缩短生长周期。
根据所选配方，得出材料的密度为0.91g/cm3。
废料的回收率按90%计算，则回收配方如下：表1-2 回收配方第2章注塑成型工艺2.1 概述注塑制品广泛应用在国防工业、交通运输业、机电产品、建筑材料、农业、科教卫生和日常生活中，已成为人们日常生活和国民经济发展中不可缺少的一种重要物品。
目前，用注塑机成型的塑料制品数量接近于整个塑料制品总数量的1/3。
制品生产用注塑机台数约占塑料制品成型设备总台数的1/4。
塑料注塑生产特点是：能在较短的时间内一次在注塑模具中成型，生产工艺有效率也比较高，可以一次成型外形比较复杂的零件，而且尺寸还比较精确，注塑时还可同时与金属嵌件结合成一体。
一个塑料制品的生产必须经过一定的工艺过程才能从原料转化为具有使用价值的制品。
所谓工艺流程就是指从原料转换为制品的基本工艺过程。
任何一种材料都有其特有的加工性。
根据塑料这一典型的高分子材料的加工特点，在基本流程的设计上必须包括：加热、剪切、塑化、成型、冷却定型等过程。
完成成型加工的必要条件有：加工设备、工艺流程和工艺条件，三者缺一不可又互相制约，但要强调的是：工艺流程是主体，必须通过它将其它过程联系在一起。
2.2 注射成型的工艺过程完整的注塑成型工艺过程包括成型前的准备，注射成型和成型后的加工处理三个阶段，归纳见图2-1：成型前准备注射成型成型后的加工处理图2-1 注塑成型工艺过程针对原料和制品的特点，并非每一种制品的生产都要完整地经过途中所列的全部工序，提出某些工序后，仍须按图中所列顺序进行，不可颠倒或越次。
在注塑制品生产全过程中，每个工序对最终制品的质量都骑着不同程度的保证作用。
在多数情况下，注射成型工序对制品质量具有决定性作用。
但若其他工序操作控制不当，也会使次品和废品增加，甚至不能顺利地注射成型。
因此，有必要了解各工序的主要控制因素及相互关系。
2.2.1 成型前的准备1.塑料性能检测检测项目应包括物理机械性能、成型工艺性能和外观质量。
物理机械性能由制品使用要求决定。
主要的成型工艺性能有熔融指数、充模流动长度、水分含量和模塑收缩率等。
对含水量较高的塑料必须进行干燥。
需要着色的塑料最好在造粒过程中着色，或者采用色母粒（浓缩着色剂的树脂颗粒）着色。
塑料颗粒过大或过小时，夹带的空气较多或很难从加料口排出空气，制品上容易出现气泡或银丝。
力度不均匀的塑料，不仅使柱塞式注射机料筒内的压力顺势显著增大，而且会使从喷嘴射出的融了有较大的温差。
用于注塑的高密度聚乙稀树脂原态外表呈乳白色不透明白色腊状颗粒，高密度聚乙稀的流动性在成型加工之前可通过熔体指数测定法予以了解。