课程设计-塑料方凳注射成型设计

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1、高分子材料成型加工设计说明书塑料方凳注射成型设计起止日期：2010年6月28日至2010年7月4日学生姓名222班级高分子材料与工程071班学号07404300110成绩指导教师(签字)包装与材料工程学院2010年7月4日23目录第一章制品基本条件的确定21.1制品基本参数的确定21.2制品的成本估计2第二章方凳结构设计2第三章选材及配方设计43.1基材和性能分析43.2配方设计4第四章注射量计算及注射机的初步确定54.1注射量的计算54.2注射机的初步确定6第五章浇注系统设计计算7第六章成型零件工作尺寸及模具设计86.1

2、型芯的设计86.2型腔的设计9第七章模具加热与冷却系统设计与校核137.1加热系统设计与校核137.2冷却系统设计与校核13第八章注射压力、锁模力和安装尺寸校核及注射机的选定168.1注射压力的校核168.2锁模力的校核168.3安装尺寸与工艺的设计与校核178.4注射机的确定18第九章成型工艺条件18第十章成本及利润核算1910.1方凳的成本1910.2每天的利润19第十一章课程设计总结2023第一章制品基本条件的确定1.1制品基本参数的确定该制品为塑料方凳，作为可以承受成人体重的凳子，现在人一般在80Kg以下，则需要方

3、凳能承受的载荷条件要达到784N；塑料方凳的主要用于湖南等南方城市一带，要能承受40℃的高温和—10℃的低温；塑料凳子要能耐磨，硬度也要高，设计洛氏硬度>70；弯曲强度>45MPa；凳子成型收缩率要低，这样才不至于变形，收缩率<0.7%；凳子要持久耐用则不能存在应力集中，缺口冲击强度>55J.m-2；同时，凳子的韧性必须好，这样才能不至于太脆而易损坏，则需断裂伸长率100-200%。1.2制品的成本估计为了获得更大的利润，必须控制单张凳子的成本在7元左右。第二章方凳结构设计根据现在人得平均身高和体型特征，可设计方凳的高度为

4、500mm，上表面宽度为300mm，腿的侧边和上边缘分别为70mm，中部加强横档为50mm。设计的方凳示意图和效果图如图1(a)所示；图1中的（b）图为凳子底部加强筋的示意图，有了这些加强筋，力学性能就更好，则能承受784N的力。23（a）(b)图123第三章选材及配方设计3.1基材和性能分析根据以上制品的用途及所需达到的性能，决定选用聚丙烯作为基体树脂来做这个塑料方凳。聚丙烯是一种高结晶度的聚合物，由于C-O键的键长比C-键短，因而聚丙烯轴方向的填充密度大，由于侧甲基的位阻效应，成螺旋结构。聚丙烯韧性好，耐热性好，可在1

5、00℃以上温度上工作，但低温下耐冲击强度不高。下表为基体树脂聚丙烯的主要性能指标。表1聚丙烯的主要性能指标密度()0.90弯曲强度/MPa50结晶率/（%）0.94-0.96热变形温度(1.82MPa/℃﹚112.5-126.6吸水率24h长时期（%）0.01-0.03剪切强度/MPa54-67洛氏硬度/MPaR80—R110拉伸强度/MPa29拉伸强度/MPa60-70压缩强度（屈服）/MPa112.5-126.6断裂伸长率（%）200缺口冲击强度/（）0.53.2配方设计由于聚丙烯价格很高，达到6875元一顿，为了降低

6、成本，需加入一些其他的助剂来满足要求，但加入助剂就会降低聚丙烯的力学强度。GF和LCP的配合使用时得其增强效果更好，它们的作用是改善制品的力学性能，使制品强度达到预期的效果；PP的成型收缩率很大，为了达到要求的0.7%，也为了降低成本，需加入碳酸钙，但会使PP的韧性下降；POE由于加入了填料及增强材料，需加入增韧剂来改善PP的韧性；PP的在—10℃时耐冲击强度低，而且各项性能指标均不好，则需加入耐寒剂EPDM；由于凳子会经常用来做，则需很好的耐磨性，而PP本身是质地比较软的树脂，则需加入耐磨剂来改善性能，石墨和配合使用是很

7、好的耐磨增强剂；PP—g—MAH是相容剂，因为PP23和POE以及EPDM同时使用时相容性达不到，而PP—g—MAH做相容剂时能使得这三者达到很好的相容性；KH-550是作为的偶联剂，因为是无机物，而树脂等式有机物，加入偶联剂能增进无机物和有机物之间的粘合性能；由于PP的结晶度很高，熔融流动性不强，需加入润滑剂来改善它的流动性，HSt润滑剂兼有内，外润滑的作用，除了改善流动性，能增加塑料表面的润滑性；PP的抗紫外光老化性能较差，而塑料方凳很多时候会用在一些餐馆摆出的户外摊位上，所以必须加入紫外光吸收剂来增强制品的抗紫外光老

8、化性能；钛白粉，群青，酞菁蓝组合的使用是使得制品的颜色是深蓝色，这是种接近自然的颜色，用的很广。由上述这些分析可将方凳的配方设计如下：表2方凳的配方组分名称分数树脂PP100增强材料及耐热剂GFLCP3010填料50增韧剂POE15耐寒剂EPDM15耐磨增强剂石墨105相容剂PP—g—MAH5偶联剂KH