1、I20 万只/ 年 HDPE 周转箱注塑工艺设计摘 要随着塑料工业的发展，塑料周转箱逐步显示出其优越性。周转箱帮助完成物流容器的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。结合现今塑料周转箱的发展趋势及对周转箱各项性能的要求，本设计选用高密度聚乙烯为主要原料，设计了 20 万只/年的高密度聚乙烯周转箱注塑工艺。设计包括对产品的介绍，原料高密度聚乙烯的简介，以及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，物料衡算与热量衡算，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内容。关键词：塑料工业，物流管理，周转箱，高密度聚乙烯，注塑工艺，配
2、方设计II200,000 /year HDPE Turnover Box Molding Process DesignABSTRACTAlong with the development of the plastics industry, plastic turnover box more and more shows its superior performance. Turnover box help complete logistics vessel generalization, integration management, is the production and circula
3、tion of modern logistics management enterprise in reserve. Combined with the development of plastic turnover box today to turnover box trends and each performance requirements, this design chooses high density polyethylene as main raw materials, design for 200,000/year high-density polyethylene turn
4、over box injection molding process. Design to include the introduction of products, raw materials, and the introduction of high-density polyethylene according to actual demand for products, raw material for improved the formula for product design, product injection process, material calculation and
5、heat calculation, equipment selection and related calculation, engineering economic estimate and factory operation management system of content.KEY WORDS: plastic industry, logistics management, turnover box, high density polyethylene, injection molding process, recipe design III目 录前 言 .1第 1 章 HDPE
6、周转箱 .21.1 产品的介绍 .21.1.1 周转箱的简介 .21.1.2 周转箱的特点及分类 .21.1.3 周转箱的实物图 .31.2 产品原料的介绍 .31.2.1 HDPE 的主要特性 .31.2.2 HDPE 的产品性能 .41.2.3 HDPE 的回收利用 .41.2.4 HDPE 的注塑工艺参数 .51.3 配方设计 .51.3.1 塑料配方设计原则 .51.3.2 配方结果 .6第 2 章 注塑成型 .72.1 概述 .72.2 注射成型的工艺过程 .82.2.1 成型前的准备 .82.2.2 注射成型 .112.2.3 制品的后处理 .14第 3 章 物料衡算与热量衡算 .
7、153.1 物料衡算 .153.1.1 物料衡算的意义 .153.1.2 物料衡算的方法 .153.1.3 物料衡算的计算 .163.2 热量衡算 .163.2.1 热量衡算的意义 .173.2.2 热量衡算的方法 .17IV第 4 章 设备选型及计算 .184.1 设备选型总原则及要求 .184.1.1 设备选型的原则 .184.1.2 设备选型的要求 .184.2 选择步骤 .194.3 注塑机的选择 .19第 5 章 车间管理与生产组织 .215.1 车间管理 .215.1.1 车间的含义及作用 .215.1.2 车间管理的性质 .215.1.3 车间管理制度及方法 .225.2 生产组
8、织 .235.2.1 车间内管理及生产人员的确定 .235.2.2 车间人员的编制 .24第 6 章 工程经济概算 .256.1 定额、编制概算的意义及修正 .256.1.1 定额的概念及分类 .256.1.2 编制的意义及修正 .266.2 工程概算 .276.3 年总效益概算 .286.3.1 产品费用 .286.3.2 员工工资费用 .296.3.3 利润核算 .29结 论 .30谢 辞 .31参考文献 .32外文资料翻译 .331前 言HDPE是性能优异的通用合成树脂，在工农业、国防、建筑业和日用品等方面都有广泛的用途。随着石油化工的发展，产量增长很快，目前我国HDPE的主要消费领域是
9、注塑、吹塑，产量仅次于低密度聚乙烯 ( LDPE)、聚氯乙烯( PVC) ，成为第三大合成树脂。近年来，为满足不同行业的不断增长需求，HDPE专用料的发展也越来越受到重视，我国HDPE专用料市场具有巨大的潜力，国产HDPE专用料的发展空间较大。随着塑料工业的发展，塑料周转箱越来越显示出其优越性能，逐渐被市场接受，并且迅速发展。周转箱可与多种物流容器和工位器具配合，用于各类仓库、生产现场等多种场合，在物流管理越来越被广大企业重视的今天，周转箱帮助完成物流容器的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。塑料周转箱近年来每年保持量在 2 亿2.5 亿只水平（消耗树脂 4 万5
10、万 t），并由啤酒箱、饮料箱、食品箱向蔬菜箱、禽蛋箱等发展，规格型号走向系列化，对韧性、抗冲击强度、耐环境应力开裂及耐低温、防老化等性能有一定要求。以目前我国周转箱保有量水平与日本、德国早在上世纪 70 年代就已达 3 亿多只的水平相比，估计近几年每年至少还有 3 万5 万 tHDPE 用于生产周转箱，周转箱产业前景一片光明，具有很大发展空间。2第 1 章 HDPE 周转箱1.1 产品的介绍1.1.1 周转箱的简介周转箱也称为物流箱，是以聚烯烃料为主要原料注塑成型。广泛用于机械、汽车、家电、轻工、电子等行业，能耐酸耐碱、耐油污，无毒无味，可用于盛放食品等，清洁方便，零件周转便捷、堆放整齐，便于
11、管理。其合理的设计，优良的品质，适用于工厂物流中的运输、配送、储存、流通加工等环节。周转箱可与多种物流容器和工位器具配合，用于各类仓库、生产现场等多种场合，在物流管理越来越被广大企业重视的今天，周转箱帮助完成物流容器的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。1.1.2 周转箱的特点及分类周转箱具有无毒、无味、防潮、耐腐蚀、重量轻、耐用、可堆叠、外观华丽、颜色丰富、纯正等特点，具备抗折，抗老化，承载强度大，拉伸、压缩、撕裂、温度高、色彩丰富、做成包装箱式周转箱既可用于周转又可用于成品出货包装。可根据用户需求订做各种规格、尺寸，铝合金包边，可加盖，防尘，外形美观大方。可应用
12、于五金、电子、机械零配件、冷藏、储存、运输等行业。一般中空板周转箱根据客户提供的尺寸设计制作，做到最合理装载，并可多箱重叠，有效利用厂房空间，增大零部件储存量，节约生产成本。 根据用途塑料周转箱可分为防静电周转箱，导电周转箱，阻燃周转箱，零部件周转箱，仪器周转箱，饮料周转箱，农药周转箱，精密仪器的内包装，药品包装箱、邮政包装箱、 电子元器件包装的垫板、隔板等；根据性能可分为可堆式周转箱、可插式周转箱、折叠式周转箱,万通板周转箱等主要几种；周转箱根据物理性能可以分为：防静电，表面阻值 10-10；导电，表面阻值 10-10 ；绝缘，表面阻值在 10以上。1.1.3 周转箱的实物图本次设计的 HD
13、PE 周转箱其规格为外围尺寸 530mm370mm205mm，内侧3尺寸 480mm330mm200mm，自重 1440g。实物图见图 1-1。图 1-1 周转箱实物图1.2 产品原料的介绍国内市场上周转箱注塑制品主要使用高密度聚乙烯（HDPE）或共聚聚丙烯（PP） 。对这两种材料的性能要求是：熔体流动速率（MFR ）为 3.65.4g/10min、拉伸强度大于 25Mpa、断裂拉伸率大于或等于 60%、压缩强度大于 40Mpa。北方地区由于气温较低，一般使用 HDPE 为基材，因为 HDPE 的冲击韧性及耐低温性能较佳，耐受温度为-20 +100；而南方地区由于气温较高，一般使用 PP为基材
14、，因为 PP 的刚性及耐高温性能较好，耐受温度为 0135。结合多方因素，本次设计选用 HDPE 为原料。1.2.1 HDPE 的主要特性HDPE 是 一 种 结 晶 度 高 、 非 极 性 的 热 塑 性 树 脂 。 原 态 HDPE 的 外 表 呈 乳白 色 不 透 明 白 色 腊 状 固 体 ， 在 微 薄 截 面 呈 一 定 程 度 的 半 透 明 状 ， 比 重 比 水 清 ，柔 软 而 且 有 韧 性 ， 但 比 LDPE 略 硬 ， 也 略 能 伸 长 ， 无 毒 无 味 。 PE 具 有 优 良 的耐 大 多 数 生 活 和 工 业 用 化 学 品 的 特 性 。 某 些 种
15、类 的 化 学 品 会 产 生 化 学 腐 蚀 ，例 如 腐 蚀 性 氧 化 剂 （ 浓 硝 酸 ） ， 芳 香 烃 （ 二 甲 苯 ） 和 卤 化 烃 （ 四 氯 化 碳 ） 。该 聚 合 物 不 吸 湿 并 具 有 好 的 防 水 蒸 汽 性 ， 可 用 于 包 装 用 途 。 HDPE 具 有 很 好的 电 性 能 ， 特 别 是 绝 缘 介 电 强 度 高 ， 使 其 很 适 用 于 电 线 电 缆 。 中 到 高 分 子 量4等 级 具 有 极 好 的 抗 冲 击 性 ， 在 常 温 甚 至 在 -40F 低 温 度 下 均 如 此 。 各 种 等 级HDPE 的 独 有 特 性 是
16、 四 种 基 本 变 量 的 适 当 结 合 ： 密 度 、 分 子 量 、 分 子 量 分 布和 添 加 剂 。 不 同 的 催 化 剂 被 用 于 生 产 定 制 特 殊 性 能 聚 合 物 。 这 些 变 量 相 结 合生 产 出 不 同 用 途 的 HDPE 品 级 ； 在 性 能 上 达 到 最 佳 的 平 衡 。1.2.2 HDPE 的产品性能高 密 度 聚 乙 烯 为 无 毒 、 无 味 、 无 臭 的 白 色 颗 粒 ， 熔 点 约 为 130， 分 解温 度 为 300， 相 对 密 度 为 0.9410.960。 它 具 有 良 好 的 耐 热 性 和 耐 寒 性 ， 化学
17、 稳 定 性 好 ， 还 具 有 较 高 的 刚 性 和 韧 性 ， 机 械 强 度 好 。 介 电 性 能 ， 耐 环 境 应力 开 裂 性 亦 较 好 。贮 存 时 应 远 离 火 源 ， 隔 热 ， 仓 库 内 应 保 持 干 燥 、 整 洁 ， 严 禁 混 入 任 何 杂 质 ，严 禁 日 晒 、 雨 淋 。 运 输 应 贮 放 在 清 洁 、 干 燥 有 顶 棚 的 车 厢 或 船 舱 内 ， 不 得 有 铁钉 等 尖 锐 物 。 严 禁 与 易 燃 的 芳 香 烃 、 卤 代 烃 等 有 机 溶 剂 混 运 。1.2.3 HDPE 的回收利用高 密 度 乙 烯 属 环 保 材 质
18、， 加 热 达 到 熔 点 ， 即 可 回 收 再 利 用 。 须 知 塑 胶 原料 可 大 分 为 两 大 类 ： “热 塑 性 塑 胶 ”及 “热 固 性 塑 胶 ”， “热 固 性 塑 胶 ”是加 热 到 一 定 温 度 后 变 成 固 化 状 态 ， 即 使 继 续 加 热 也 无 法 改 变 其 状 态 ， 因 此 ， 有环 保 问 题 的 产 品 是 “热 固 性 塑 胶 ”的 产 品 （ 如 轮 胎 ） ， 并 非 是 “热 塑 性 塑 胶 ”的 产 品 ， 所 以 并 非 所 有 “塑 胶 ”皆 不 环 保 。HDPE 是 塑 料 回 收 市 场 增 长 最 快 的 一 部 分
19、 。 这 主 要 因 为 其 易 再 加 工 ， 有 最小 限 度 的 降 解 特 性 和 其 在 包 装 用 途 的 大 量 应 用 。 主 要 的 回 收 利 用 是 将 25%的 回 收 材 料 ， 例 如 后 消 费 回 收 物 （ PCR） ， 与 纯 HDPE 经 再 加 工 后 用 于 制 造不 与 食 物 接 触 的 瓶 子 。1.2.4 HDPE 的注塑工艺参数查 找 资 料 得 出 HDPE 的 注 塑 工 艺 参 数 如 下 ：注 塑 机 类 型 螺 杆 式螺 杆 转 速 3060r/min喷 嘴 形 式 直 通 式喷 嘴 温 度 1501805料筒前段温度 180190
20、料筒中段温度 180200料筒后段温度 140160模具温度 3060注射压力 70100MPa保压压力 4050 MPa注射时间 05s保压时间 1560s冷却时间 1560s成型时间 40140s1.3 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） ，在配方设计是应该坚持以下原则：1.满足最终使用和耐久性原则。2.塑料制品制备过程中的选材、配方设计、产品设计、成型加工及制品的后处理等工序中，最终的目的就是制备出质量优良，满足应用要求的产品。3.配方设计是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。4.充分发挥添加剂组分功能的原则。这
21、是配方设计的中心任务，对添加剂组分选择力求要准，用量适当。要做到这一点，除具有丰富的实践经验外，还要吸取前人的经验教训，弄懂各添加组分功能，结合应用性能要求与树脂本身特性，制定几套用量确定方案，再进行试验加以确定。能用一个添加剂解决问题的绝不用两个。5.降低成本的原则。配方设计时，除考虑性能外，还必须认真考虑到原材料的来源成本。在形同的条件下，要选择原材料来源广、产量多、价格低廉的产品。6.依据添加剂组分性能的设计原则。6首先，要充分考虑到组分与树脂的相容性。只有添加剂组分与树脂具有好的相容性才会均匀地分散于树脂体系中，才能形成一定的整体结构，从热发挥其应有的功能与作用。其次，要考虑添加剂组分
22、的耐加工性。确保小分子液态添加剂组分物质在加工中不蒸发，固体不分解（发泡剂除外） ，液体不溢出。最后，添加剂一般都具有毒性，应在不影响制品性能的情况下尽量选择低毒性物质。1.3.2 配方结果以高密度聚乙烯为主要原料注塑成型的周转箱，为降低成本，提高其加工性能，可适量加入一些辅助料。根据以上配方原则并参照相关资料，制出配方结果如下(按质量份记) ：高密度聚乙烯(HDPE) 100轻质碳酸钙（偶联剂处理） 20硬脂酸锌 0.3硬脂酸钡 0.3硬脂酸 0.4钛白粉 0.06耐晒黄 0.02立索尔红 0.5除 HDPE 和 轻 质 碳 酸 钙 外 ， 其 他 料 应 先 用 混 合 机 配 混 ， 然 后 用 挤 出 机 混 炼造 粒 制 成 母 粒 。
