1、高分子成型(chngxng)加工與設(shè)備課程設(shè)計(jì)可行性報(bào)告(bogo) -兒童樂(lè)高積木生產(chǎn)第一頁(yè)，共四十四頁(yè)。性能要求與原料(yunlio)選擇Contents01020304生產(chǎn)背景(bijng)與目標(biāo)配方設(shè)計(jì)(shj)與成型方法05總結(jié)設(shè)備選擇與工藝流程第二頁(yè)，共四十四頁(yè)。01.生產(chǎn)(shngchn)背景與目標(biāo)我國(guó)現(xiàn)今16歲以下兒童有3.6億左右，占人口的比重約20%。目前我國(guó)兒童消費(fèi)已占到家庭(jitng)總支出的30%左右，全國(guó)0-12歲的孩子每月消費(fèi)總額超過(guò)35億元。玩具消費(fèi)(xiofi)背景據(jù)預(yù)測(cè)，在2016年，我國(guó)人口增長(zhǎng)將保持每年1600萬(wàn)-2000萬(wàn)人的水平，這是我國(guó)玩具消費(fèi)的

2、一個(gè)重要群體。玩具市場(chǎng)預(yù)測(cè)第三頁(yè)，共四十四頁(yè)。玩具市場(chǎng)(shchng)規(guī)模國(guó)際市場(chǎng)：中國(guó)是世界(shji)最大的玩具生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，江蘇、浙江、廣東和上海等省市也是重要的玩具生產(chǎn)和出口基地，呈現(xiàn)出區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群現(xiàn)象。近年來(lái)玩具消費(fèi)從成熟的歐美地區(qū)逐漸延伸至新興市場(chǎng)，亞洲、南美、澳洲等地玩具消費(fèi)增長(zhǎng)迅速。其中亞洲地區(qū)的增長(zhǎng)速度最快，達(dá)到6.2%。01.生產(chǎn)(shngchn)背景與目標(biāo) 2011-2013年全球玩具市場(chǎng)零售額總量分析第四頁(yè)，共四十四頁(yè)。玩具(wnj)市場(chǎng)規(guī)模國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(shchng)：截至2013年，國(guó)內(nèi)玩具制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量達(dá)到了1291家，從業(yè)人員達(dá)到了62.35萬(wàn)人。資產(chǎn)總

3、額達(dá)到了825.01億元。2013年，國(guó)內(nèi)玩具制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入1664.44億元，同比增長(zhǎng)21.11%;實(shí)現(xiàn)銷售利潤(rùn)184.51億元，同比增長(zhǎng)24.57%;實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額83.34億元，同比增長(zhǎng)33.3%。行業(yè)整體毛利率為11.09%，整體銷售利潤(rùn)率為5.01%01.生產(chǎn)(shngchn)背景與目標(biāo)第五頁(yè)，共四十四頁(yè)。01.生產(chǎn)(shngchn)背景與目標(biāo)樂(lè)高積木是由丹麥的奧利柯克克里斯琴森（Ole Kirk Christiansen）發(fā)明的一種塑料積木，一面有凸粒，另一面有可嵌入凸粒的凹槽，形狀有1300多種，每一種形狀都有12種不同的顏色，以紅、黃、藍(lán)、白、黑為主。它靠小朋友

4、自己動(dòng)腦動(dòng)手(dng shu)，可以拼插出變化無(wú)窮的造型，令人愛不釋手，被稱為“魔術(shù)塑料積木”。樂(lè)高積木(jm)介紹此次設(shè)計(jì)將以樂(lè)高型拼裝塑料積木制品為生產(chǎn)目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)。第六頁(yè)，共四十四頁(yè)。02.性能要求(yoqi)與原料選擇產(chǎn)品對(duì)象(duxing)及其性能分析：樂(lè)高型拼裝塑料積木主要針對(duì)幼兒和青少年群體使用，產(chǎn)品除具有較好的強(qiáng)度和模量外，對(duì)電、熱有良好的隔絕性，由于該產(chǎn)品會(huì)長(zhǎng)期與人體皮膚接觸，需要(xyo)有一些特殊的性能要求。GB 6675.1-2014玩具安全 第1部分：基本規(guī)范GB 6675.2-2014玩具安全 第2部分：機(jī)械與物理性能GB 6675.3-2014玩具安全

5、第3部分：易燃性能GB 6675.4-2014玩具安全 第4部分：特定元素的遷移第七頁(yè)，共四十四頁(yè)。1.力學(xué)性能拼裝塑料積木在使用過(guò)程中要無(wú)數(shù)次的堆疊和拆散，塑料的強(qiáng)度和模量需要有較高要求，此外材料的韌性也需要較高要求。力學(xué)性能是產(chǎn)品的基本要求。2.無(wú)毒無(wú)味由于玩具會(huì)長(zhǎng)期與人體皮膚接觸，若是在加工合成過(guò)程中加入一些甚至只是微量的有毒性物質(zhì)都會(huì)對(duì)人體造成很大的危害，所以在原料(yunlio)選擇過(guò)程中避免具有毒性的原料，無(wú)毒、環(huán)境友好型的材料是首要選擇目標(biāo)。3.成型性好因?yàn)楫a(chǎn)品的形狀多樣，所以對(duì)其的成型性要求較高，使加工方便，便于生產(chǎn)。4.易上色塑料玩具積木的一個(gè)特點(diǎn)就是顏色鮮艷，便于辨認(rèn)，所以

6、應(yīng)該選擇著色性好的原料5.穩(wěn)定性產(chǎn)品在使用過(guò)程中，隨著環(huán)境的改變，需要其保持良好的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用時(shí)間。所以在原料選擇中需要加如光穩(wěn)定劑等。6.耐老化塑料的一個(gè)特點(diǎn)就是老化，造成資源的浪費(fèi)。如今玩具需求量與日俱增，具有耐老化性能的玩具變得炙手可熱。7.阻燃性此外為了人身安全，還添加了阻燃劑，避免在接近火源時(shí)引起燃燒。02.性能要求(yoqi)與原料選擇第八頁(yè)，共四十四頁(yè)。02.性能要求與原料(yunlio)選擇ABS:ABS綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好；有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別(jbi)；流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好；適于制作一般

7、機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。第九頁(yè)，共四十四頁(yè)。02.性能(xngnng)要求與原料選擇ABS:1,3-丁二烯：提供(tgng)延展性、抗沖擊性、韌性。丙烯腈：提供(tgng)硬度、剛度、耐熱性、穩(wěn)定性、耐酸堿鹽苯乙烯：提供良好的加工性、易上色性、表面光潔度。接枝共聚第十頁(yè)，共四十四頁(yè)。02.性能(xngnng)要求與原料選擇PC:PC:加工性能好、阻燃性、抗氧化性、尺寸穩(wěn)定、蠕變(r bin)小，但長(zhǎng)期暴露于紫外線中會(huì)發(fā)黃。第十一頁(yè)，共四十四頁(yè)。ABSPC共混提高(t go)高分子材料的物理力學(xué)性能、加工性能，降低成本，擴(kuò)大使用范圍02.性能要求(yoqi)與原料選擇第十二頁(yè)

8、，共四十四頁(yè)。原料(yunlio)選擇：02.性能(xngnng)要求與原料選擇原料作用ABS可以在-2560的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性，加工出的產(chǎn)品表面光潔，易于染色和電鍍，其耐油、耐酸堿鹽及化學(xué)試劑等性能良好PC無(wú)毒無(wú)味，電絕緣性好環(huán)氧脂肪酸增塑劑氧化鋅硫代丙酸二月桂脂增加材料的耐老化性能二苯甲酮紫外線吸收劑，光穩(wěn)定劑AMS-576抗靜電劑碳酸鈣填充劑主要原料：ABS、PC共混添加劑：環(huán)氧脂肪酸、氧化鋅硫代丙酸二月(r yu)桂脂、二苯甲酮、AMS-576、烷基-二（聚氧乙烯基）季銨乙內(nèi)鹽氫氧化物、碳酸鈣第十三頁(yè)，共四十四頁(yè)。原料用量ABS100PC15環(huán)氧脂肪酸2氧化鋅硫代丙酸

9、二月桂脂0.5二苯甲酮0.5全氯戊烷癸烷0.5AMS-5761碳酸鈣30ABS配方(pi fng)單位(dnwi)：質(zhì)量份03.配方(pi fng)設(shè)計(jì)與成型方法第十四頁(yè)，共四十四頁(yè)。03.配方(pi fng)設(shè)計(jì)與成型方法按成型(chngxng)方法分注射(zhsh)成型擠出成型壓制成型壓延成型第十五頁(yè)，共四十四頁(yè)。注射(zhsh)在加壓下，將物料由加熱料筒經(jīng)過(guò)主流(zhli)道、分流道、澆口，注入閉合模具型腔的模塑方法。03.配方設(shè)計(jì)(shj)與成型方法注射成型注射模塑(注塑)注壓第十六頁(yè)，共四十四頁(yè)。03.配方設(shè)計(jì)(shj)與成型方法塑化注塑充模冷卻固化加料脫模準(zhǔn)備過(guò)程。將塑料在料筒內(nèi)受

10、熱達(dá)到充分(chngfn)熔融狀態(tài)和良好可塑性塑料熔體在柱塞或螺桿的推動(dòng)下，經(jīng)噴嘴、模具澆注(jio zh)系統(tǒng)流入型腔冷卻制品，使模內(nèi)剛成型好的制品具有一定的剛性和強(qiáng)度增密保壓第十七頁(yè)，共四十四頁(yè)。03.配方設(shè)計(jì)(shj)與成型方法1.生產(chǎn)速度快、周期短、效率高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；2.制品密度均勻、尺寸(ch cun)精度高，適于制造復(fù)雜精密且具有特殊要求的小零件；3.可一次成型且易更新?lián)Q代；4.產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性能可靠第十八頁(yè)，共四十四頁(yè)。擠出(j ch)指物料通過(guò)擠出機(jī)料筒和螺桿(lu n)間的作用，邊受熱塑化，邊被螺桿(lu n)向前推送，連續(xù)通過(guò)機(jī)頭而制成各種截面制品或半制品的一種加工方法。

11、03.配方設(shè)計(jì)與成型(chngxng)方法主要包括管材、棒材、板材、片材等第十九頁(yè)，共四十四頁(yè)。加料(ji lio)段熔融(rngrng)段均化段塑料自料斗進(jìn)入擠出機(jī)的料筒內(nèi)，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下，由于料筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用而向前(xin qin)運(yùn)動(dòng)。物料受到料筒的外加熱和螺桿與料筒之間的強(qiáng)烈剪切攪拌作用，溫度不斷升高，物料逐漸熔融黏流體在機(jī)頭口模阻力造成的回壓作用下被進(jìn)一步混合塑化均勻03.配方設(shè)計(jì)與成型方法第二十頁(yè)，共四十四頁(yè)。1.連續(xù)成型，產(chǎn)量大，生產(chǎn)效率高；2.制品外形簡(jiǎn)單(jindn)，是斷面形狀不變的連續(xù)型材；3.制品質(zhì)量均勻密實(shí)，各向異性小，尺寸精確性較好；4.不能生產(chǎn)三維

12、尺寸的制品，制品往往需要二次成型；03.配方(pi fng)設(shè)計(jì)與成型方法第二十一頁(yè)，共四十四頁(yè)。壓制(yzh)模塑料在閉合模腔內(nèi)主要(zhyo)借助加壓(一般尚須加熱)的，實(shí)現(xiàn)成型物料造型的一次成型技術(shù)。03.配方設(shè)計(jì)與成型(chngxng)方法壓制成型模壓成型層壓成型廣泛用于熱固性塑料和橡膠制品。第二十二頁(yè)，共四十四頁(yè)。預(yù)壓(y y)預(yù)熱(y r)模壓(my)為改善制品質(zhì)量和提高模塑效率等，將粉料或纖維狀模塑料預(yù)先壓成一定形狀為改善模塑料的加工性能和縮短成型周期等，把模塑料在成型前先行加熱在模具內(nèi)加入所需量的塑料，閉模、排氣，在模塑溫度和壓力下保持一段時(shí)間，然后脫模清模03.配方設(shè)計(jì)與成型

13、方法第二十三頁(yè)，共四十四頁(yè)。1.間歇操作，工藝成熟，生產(chǎn)控制方便，成型設(shè)備和模具簡(jiǎn)單且精確；2.所得制品內(nèi)應(yīng)力小，取向程度低，不易變形，穩(wěn)定性好。3.需要交替加熱與冷卻(lngqu)模具，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低，較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不能成型形狀復(fù)雜和較厚制品。03.配方設(shè)計(jì)與成型(chngxng)方法第二十四頁(yè)，共四十四頁(yè)。壓延(yyn)將接近粘流溫度的物料通過(guò)一系列相向旋轉(zhuǎn)著的平行輥筒的間隙，使其受到擠壓和延展(yn zhn)作用，成為具有一定厚度和寬度的薄片狀的制品的連續(xù)成型方法。03.配方(pi fng)設(shè)計(jì)與成型方法廣泛用于橡膠和熱塑性塑料的成型加工。第二十五頁(yè)，共四十四頁(yè)。03.配方設(shè)計(jì)(s

14、hj)與成型方法第二十六頁(yè)，共四十四頁(yè)。03.配方設(shè)計(jì)與成型(chngxng)方法特點(diǎn)：1.連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，操作方便、易自動(dòng)化；2.產(chǎn)品(chnpn)質(zhì)量均勻、致密、精確；3.成型不用模具，輥筒為成型面，制品為薄層連續(xù)型材；4.斷面尺寸固定，制品形狀單一且尺寸易受設(shè)備寬度的限制；5.設(shè)備龐大，投資高，輔助設(shè)備多。用途：1.用于橡膠成型加工(ji gng)，包括壓片、壓型、粘膠、擦膠；2.用于塑料和復(fù)合材料的成型加工；3.用于造紙和金屬等加工行業(yè)。第二十七頁(yè)，共四十四頁(yè)。注射壓制壓延周期(zhuq)短、效率高；制品密度均勻、尺寸精度高，適于制造復(fù)雜精密且具有特殊要求的小零件；制品質(zhì)量均勻密

15、實(shí)(m shi)，各向異性小，尺寸精確性較好；不能生產(chǎn)三維尺寸的制品；需要交替加熱與冷卻模具，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率(xio l)低；不能成型形狀復(fù)雜和較厚制品。斷面尺寸固定，制品形狀單一且尺寸易受設(shè)備寬度的限制產(chǎn)品；質(zhì)量均勻、致密、精確擠出03.配方設(shè)計(jì)與成型方法第二十八頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備(shbi)選擇與工藝流程工藝流程(n y li chn):原料按配方比例(bl)加入到密煉機(jī)混煉混煉后產(chǎn)品通過(guò)喂料機(jī)加入擠出機(jī)造粒得到的粒料通過(guò)注射機(jī)注塑成型出去注塑多余殘料，得到產(chǎn)品，包裝存儲(chǔ)第二十九頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備(shbi)選擇與工藝流程混合(hnh)設(shè)備生產(chǎn)(shngchn)設(shè)備其他生

16、產(chǎn)設(shè)備設(shè)備第三十頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程混合(hnh)設(shè)備生產(chǎn)此項(xiàng)產(chǎn)品，物料(w lio)的配方需要事先混合均勻，用于物料混合的設(shè)備有z形捏合機(jī)，高速混煉機(jī)，開煉機(jī)、密煉機(jī)、螺桿擠出機(jī)等。其中z形捏合機(jī)、高速混煉機(jī)、開煉機(jī)、密煉機(jī)為間歇式混合設(shè)備，考慮到工業(yè)生產(chǎn)的效率與成本，本設(shè)計(jì)采用密煉機(jī)混煉，后通過(guò)螺桿混合擠出機(jī)造粒。第三十一頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程生產(chǎn)(shngchn)設(shè)備此設(shè)計(jì)采用了注射(zhsh)成型的加工方法，故生產(chǎn)設(shè)備為塑料注射(zhsh)機(jī)（注塑機(jī)），由于產(chǎn)品為小型塑料制品，故可以采用柱塞式注射(zhsh)機(jī)，也可采用移動(dòng)

17、螺桿式注射(zhsh)機(jī)，本設(shè)計(jì)采用移動(dòng)螺桿式注射機(jī)。第三十二頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程移動(dòng)(ydng)螺桿式注射機(jī)第三十三頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備(shbi)選擇與工藝流程移動(dòng)(ydng)螺桿式注射機(jī)第三十四頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程模具設(shè)計(jì)(shj)：采用動(dòng)模模具模具(mj)工作步驟：1、合模鎖緊，注射沖模2、保壓固化第三十五頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程3、開模頂出制品(zhpn)模具(mj)設(shè)計(jì)：采用動(dòng)模模具模具工作步驟：第三十六頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮每一次注射量的

18、充分應(yīng)用(yngyng)，因此采用如下圖所示的模具形狀.第三十七頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程模具設(shè)計(jì)過(guò)程(guchng)中還需考慮冷卻過(guò)程(guchng)，設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)留冷卻水管路。第三十八頁(yè)，共四十四頁(yè)。04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮模具是否能被頂出，故設(shè)計(jì)時(shí)采用如下圖所示的形狀，即積木塊內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)成有一定(ydng)角度，使產(chǎn)品易于脫模。第三十九頁(yè)，共四十四頁(yè)。機(jī)器型號(hào)設(shè)備信息參考價(jià)格購(gòu)買渠道密煉機(jī)廣東35升密煉機(jī)1. 捏煉有效容量：35L 2. 混煉室總?cè)萘浚?5L3. 主電機(jī)功率：55KW 4. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（前/后）：30/24.5r/mi

19、n5. 混煉室傾翻角度：140 6. 壓料氣缸內(nèi)徑：265mm7. 翻轉(zhuǎn)電機(jī)功率：2.2KW 8. 壓縮空氣壓力：0.6-0.8Mpa9. 冷卻水壓力：0.2-0.4Mpa 10. 加熱蒸汽壓力：0.5-0.8Mpa11. 外形尺寸（長(zhǎng)寬高）：320019002900mm12. 整機(jī)重量：6500kg（不包括電控柜、油、水）13萬(wàn)中塑在線雙螺桿擠出機(jī)智誠(chéng)ZC-65擠出機(jī)型號(hào):zc-65 產(chǎn)品別名:雙螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品用途:造粒 生產(chǎn)能力:100-600（kg/h）旋轉(zhuǎn)刀數(shù):32（把）固定刀數(shù)量:1（把）回旋直徑:100（mm） 進(jìn)料口直徑:150（mm）濾篩板孔徑:3-6（mm）切刀轉(zhuǎn)速:1400

20、（r/min）機(jī)器中心高:1000（）電動(dòng)機(jī)功率:75-90（kw）加熱功率:50（kw） 適用原料:ABS,EVA,TP配套設(shè)備 電儀控制系統(tǒng)、拉條造粒系統(tǒng)15萬(wàn)阿里巴巴柱塞式注射機(jī)SUMITOMO/住友SE130EV產(chǎn)品用途塑膠產(chǎn)品成型螺桿直徑25（mm）射膠量49（g）合模力1300（kN）49萬(wàn)阿里巴巴04.設(shè)備選擇(xunz)與工藝流程第四十頁(yè)，共四十四頁(yè)。05.總結(jié)(zngji) 以“世紀(jì)玩具”之稱樂(lè)高積木以獨(dú)有的益智性，可玩性，趣味性。在幼兒，青少年，成人等消費(fèi)人群中占據(jù)著相當(dāng)大的市場(chǎng)份額，有較好的市場(chǎng)前景同時(shí)擁有穩(wěn)健的口碑。在近幾年的玩具市場(chǎng)上，樂(lè)高積木的市場(chǎng)份額連年提升，銷售額連報(bào)佳績(jī)，遠(yuǎn)勝于其他玩具巨頭，尤其在中國(guó)市場(chǎng)，樂(lè)高積木更是取得50%以上的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。在這種良好的市場(chǎng)大環(huán)境下，我們組討論并且完成了本次設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)以無(wú)毒無(wú)味，成型性好，穩(wěn)定性高，耐老化等性能要求為主要方針，在配方設(shè)計(jì)上進(jìn)行一定的調(diào)整和改良(giling)，如選擇放棄添加有毒，有污染性質(zhì)的阻燃劑，而是選用ABS與P