塑料成型工艺设计概论讲义.docx

塑料成型工艺设计概论讲义.docx

《塑料成型工艺设计概论讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料成型工艺设计概论讲义.docx（94页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

塑料成型工艺设计概论讲义

第一章毕业设计的准备……………………………………

（1）

第一节毕业设计的目的、内容、过程及要求…………………

（2）

第二节毕业设计选题……………………………………………（7）

第三节可行性研究报告与综述…………………………………（8）

第二章塑料车间工艺设计………………………………（10）

第一节概述……………………………………………………（10）

第二节车间工艺流程设计……………………………………（12）

第三节物料衡算与热量衡算…………………………………（17）

第四节设备选型及计算………………………………………（26）

第五节车间布置设计…………………………………………（29）

第六节工程经济概算…………………………………………（36）

第七节环境保护………………………………………………（46）

第八节车间管理与生产组织…………………………………（53）

第四章毕业论文与答辩…………………………………（57）

第一节毕业论文………………………………………………（57）

第二节答辩……………………………………………………（69）

塑料成型工艺设计概论

毕业设计阶段是有关理工科类学生在校接受专业训练的最后阶段。

毕业设计也是教学过程中必不可少的实践性教学环节。

本课程主要以常见的塑料成型工艺车间为讨论的对象。

同时还将选择性的介绍毕业设计的准备工作、工艺设计、科学研究与实验、论文的撰写以及毕业答辩、成绩考核与评定等相关流程。

第一章毕业设计的准备

第一节毕业设计的目的、内容、过程及要求

一、目的

1、能够正确利用本专业的基础知识、专业基础知识和专业知识，初步独立解决工程技术问题和科研问题；

2、能够树立正确的工艺设计或科学研究思想，进一步掌握工艺设计或科学研究的基本程序和方法；

3、通过毕业设计检验学生处理工艺设计或科学研究问题的综合能力。

二、设计的内容

根据下达的毕业设计课题和内容，大致分成两类：

1、工艺设计主要以绘图、编写设计说明书和工艺计算等为主；

2、科学研究主要以科学实验、数据处理和论文撰写等为主。

三、毕业设计过程

毕业设计整个过程主要由以下几部分构成：

1、指导教师下达毕业设计任务书、指导书阶段；

（1）任务书内容：

包含课题名称，完成任务时限等；

（2）指导书内容：

旨在指导学生怎样按设计要求、设计程序完成指定的设计任务或科研项目。

请参看以下毕业设计（论文）课题申报表、科学研究指导书和工艺设计任务书格式。

下面给出有关毕业设计申请、毕业设计任务等参考资料：

参考资料一：

废旧聚苯乙烯涂料和粘结剂研究

一、废旧PS处理

1、破碎

2、清洗

3、烘干备用

4、离子交换量

二、混合处理技术

1、溶剂剂选择

（1）柠烯处理（比例与量）

（2）混合试剂处理（甲苯、乙酸丁酯、汽油120#）（比例与量）

2、改性剂、助剂选择与作用分析

（1）增塑剂邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）

（2）活性单体丙烯酸甲酯、丙烯酸挤过氧化苯甲酰（BPO）

（3）增稠剂氧化锌、轻质碳酸钙

（4）分散剂羟甲基纤维素

3、基本配方设计

三、反应步骤与条件选定

1、改性处理（最佳温度、时间确定）

2、混合处理（最佳温度、时间确定）

3、季铵盐、季铵化反应

四、涂料和粘结剂性能测定

1、外观

2、粘度（涂料－4#杯）

3、表干时间

4、实干时间

5、硬度

6、光泽

7、附着力

8、耐冲击力

9、柔韧性

五、结果分析

1、不同溶剂对粘结性影响

2、改性剂影响

（1）结构

（2）用量

3、反应温度反应时间对粘结性或附着力等影响

4、引发剂含量的影响

参考资料二：

毕业设计任务书

（第一小组）

一、课题名称：

PE多孔管材挤出车间工艺设计

二、设计主要参数：

年生产能力：

4000吨外径：

32mm

三、课程要求、主要任务及数量（数量指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）：

1.说明书：

（说明书页数：

40页）它是对塑料制品生产车间的工艺设计进行全面介绍。

包括：

（1）概述：

以设计说明书为依据，概括说明PE管材挤出车间设计的生产规模、生产方法、生产工艺流程的特点；

（2）根据制品质量要求选原辅材料，配方设计的依据；

（3）生产工艺流程的确定：

按生产工序叙述各环节的作用，工艺参数的确定、控制项目及控制指标等（可用表格形式表示出来）；

（4）物料衡算、热量衡算；

（5）由具体产量选择挤出机的规格及配台数量的计算；

（6）废料的后处理（粉粹机、造粒机的选择）；

（7）车间管理与生产组织的确定；

（8）对设计进行总体的分析与讨论（包括产品的检测等）；

（9）产品及设备图（2号图纸）。

2.工艺流程图：

根据已确定的生产方法和选定的设备，按物料变为产品的运行顺序绘制成（1号图纸），形象地表示出生产工艺过程。

3.车间选址与布置图：

确定生产设备的位置关系，为设备安装提供依据（车间外部环境，车间内部情况，熟悉工艺流程，了解设备，物料流动，能量消耗，水、电、汽对车间的要求，排气方式，原、废料的存放等）。

车间布置图（1号图纸），全厂布局图（1号图纸）。

4.设备一览表：

包括设备的名称、主要技术规格、数量、重量、生产厂家及备注等项。

5.工程经济概算：

6.参考文献：

四、课题阶段进度安排：

1、××年××月××日—××年××月××日完成的具体任务

2、××年××月××日—××年××月××日完成的具体任务

3、××年××月××日—××年××月××日完成的具体任务

4、××年××月××日—××年××月××日完成的具体任务

五、课题参考资料（列出至少10篇以上）：

参考资料三：

毕业设计（论文）课题申报表

学生年级：

三年级系别：

材料系

课题名称

PE多孔管材挤出车间工艺设计

课题参数或

研究方向组数

1

课题类型

□工程实际□模拟工程□科研开发□研究论文

□调查报告

课题来源

工程实际

课题起止日期

4.26~6.13

指导教师

职称

所在教研室

指导班级

专业

指导学生数

课题主要内容

根据给定的主要参数，设计PE多孔管材挤出车间

学生完成

课题目标

任务及主

要工作量

1、设计说明书，页数40页，包括工艺流程、物料衡算、热量衡算、设备选型等；

2、工艺流程图（1号图纸）；

3、车间布置图（1号图纸）及全厂总图（1号）；

4、设备一览表；

5、工程经济概算

课题进度

安排计划

4.26~5.2有关资料查询与收集，包括系里出证明，图书馆借阅有关工具书；

5.3~5.10计算相关数据；

5.11~5.24绘图；

5.25~6.13编制设计说明书

教研室意见

教研室主任：

日期：

系领导意见

系主任：

日期：

注：

该表每一课题填写一份

参考资料四：

毕业设计科学实验研究论文

一、论文题目：

要求不超过20字，能够概括论文中心内容，做到确切、恰当、鲜明、简短、精练、醒目等。

二、目录：

要求能够准确反映论文概况、主要论点、章节布局和文体风格等内容，并包括注明参考文献、附录、索引等附属部分页次。

三、摘要：

要求200字左右，能够反映本研究课题的可行性、来源、重要性以及主要研究内容、研究主要技术过程、主要成果（含结论性结果）和成果意义。

四、论文主体结构：

要求三段式，即：

1、前言：

相当于论文开头，要求不得雷同摘要部分，应包含撰写本论文的目的、解决的问题、主要的观点、背景的评述（包括资源来源、性质及可行性）以及采用的研究手段、方法、方式、以及研究的范围、界限和成果与意义。

2、正文：

要求对所作的科学研究工作进行详细表述。

具体内容有：

（1）理论分析部分：

在综述或可行性分析报告基础上，详细说明研究的目的、内容和开展研究的依据和必要性。

特别还应指出创新点即新技术、新方法、新材料、新工艺和新论点等采信、采纳和采用状况。

（2）实验研究部分：

要求能够详细介绍实践资料、计划、方案、方法、实验仪器、设备、原辅材料的分析与选择、试样的制备方法（包含配方设计）、过程、测试和数据处理方法等。

特别应该着重于重复验证时必要又充分的信息。

（3）实验结果与讨论：

要求能够如实全面反映作者本人科学研究认识水平，正确评析实验数据及处理方法，所得结论和推论，应与实验结果相吻合。

同时要求能够表达自己观点或看法，理论联系实际，指出对本课题存在的问题和展望，以及成果推广的现实意义和深远意义。

3、结论：

要求能够把全文简明扼要画龙点睛的叙述一遍。

其目的是：

在实验结果和讨论的基础上，经过严密逻辑推理和判断，形成全文总观点，集中反映作者的研究成果、见解和主张。

五、参考文献：

要求不得少于10篇，特别是那些重要的、学术性强的、并被引用过的文献资料必须列出。

其格式一般为：

序号作者，著作名称，刊物或出版社名称发表时间。

六、致谢：

要求对毕业论文指导教师，对毕业论文提过有益建议或给予指导帮助的同学、同志与集体，都应在论文结尾部分书面致谢。

七、附录：

要求在论文后将不便放入正文的重要数据、表格、公式、图纸、佐证资料等相关信息附上，以供读者参考。

2、设计准备阶段（开题准备）

（1）应该清楚了解并熟悉任务书和指导书的内容及要求；

（2）针对性的收集相关的文献资料；

（3）撰写可行性分析报告或综述。

3、毕业设计阶段

（1）工艺设计论文型：

根据拟定的工艺设计方案完成后，编写毕业设计说明书；

（2）科学研究论文型：

依据实验现象、实验数据和结果，撰写毕业论文。

4、毕业答辩阶段

四、毕业设计要求（针对学生）

1、在规定的时限内，能够独立、认真地完成毕业设计任务书中所下达的各项设计任务或指标，同时还要求能够反映或体现独立自主的设计思想和正确的设计方案，以及有所创新、具有潜在的工程价值和学术水平的内容或信息。

2、初步了解有关技术指标、企业或国家标准、规范及相关的政策和法规等。

熟悉并掌握查阅和使用各类技术情报、文献资料的方法以及有关工具书，特别是专业工具书。

3、通过计算、绘图和实验等手段，提高动手能力和编写技术文件的能力。

4、严格贯彻和执行有关规则、规范和标准

（1）依据BG对试样进行测试，确保实验结果以及实验数据的可靠性和准确性；

（2）根据国家标准进行绘图时，应该做到：

设计合理，绘制正确，标注规范，表示正确和图面政界；

（3）毕业论文和毕业设计说明书要按规定格式书写，整洁规范，有章可循。

5、要求完成一定的设计工作量

工艺设计型毕业设计一般为8周（由教学计划确定），绘图量：

零号图纸2~3章，编制设计说明书文字量：

8千左右；科学研究型一般安排5周，撰写8千字左右的论文。

6、严格要求理论联系实际，注重培养兢兢业业的工作作风和一丝不苟的科学态度，树立正确的生产观、经济观和全局观。

第二节毕业设计选题

一、选题基本原则

1、科学性原则：

指的是应在已知的科学理论或技术的基础上，不能空想或空谈，否则整个设计或实验都将变得毫无意义。

2、创新性原则：

主要指的是课题有创新点，这是衡量一项科研或应用技术价值大小的重要标准。

例如，能够体现新观点、新理论、新方法、新产品、新配方、新工艺和新设备等。

3、应用性原则：

所选课题能够直接应用于生产实践，并能迅速将科研项目转化为生产力，产生相应的经济效益和社会效益。

4、可行性原则：

指的是主观条件和客观条件必须同时具备，缺一不可。

（1）主观条件专业对口、业务专长、具备相关专业知识和能力等；

（2）客观条件指的是经费来源、技术资料文献、设计场所、仪器设备、原材料和时间等。

二、毕业设计课题类型

1、探索性研究指对新领域、新学科或新理论进行科学探索和研究；

2、生产性研究针对生产实践中提出的、亟待解决的实际问题或技术问题，例如：

工艺新方案、成型新工艺、新材料的研制、新配方设计和生产等；

3、模拟性课题该类课题是以综合应用学生所学的知识和强化学生技能训练为目的设计的。

例如包括：

成熟的生产配方、工艺和某些理论的验证等；

4、综述型课题以某些特定的课题，进行资料文献的收集、整理和撰写，为今后从事科研生产打下基础。

三、注意事项

1、选题应与培养目标相一致

本专业培养具备系统的专业知识和良好的科学素养，能在高分子材料的合成、改性、塑料模具设计、成型加工等领域从事模具设计、材料改型、成型加工生产、工艺设计、技术开发及经营管理等方面工作的应用型高级工程技术人才。

因此，选题必须结合培养目标，充分运用学生所学的基础理论、专业知识和实验技能，锻炼学生的独立工作能力。

2、选题难易程度两相宜

指的是毕业设计的选题，既要有一定难度，又要考虑学生实际的接受能力。

3、课题名称要与设计内容相吻合

4、严禁照抄照搬他人论题及内容

第三节可行性研究报告与综述

一、可行性研究报告

现在每一个新项目或科学研究，都必须从各方面进行全面详细的调查研究和综合论证。

其目的就是评估所立项目的科学性和合理性以及其经济效益和社会效益。

这种为决策提供依据的研究即为可行性研究，其研究结果的书面表达则称之为可行性研究报告。

1、可行性研究报告的作用作为决策依据的可行性报告主要作用体现在以下几方面：

（1）是否投资的决策依据；

（2）编制计划任务输的依据；

（3）银行贷款的依据；

（4）与兴建项目有关部门签订协议的依据；

（5）进行项目设计和施工的依据；

（6）编制国民经济计划的依据；

（7）开展科学研究、技术革新、设备改造、技术引进等重要的参考文件。

2、可行性报告的内容

（1）有关格式目前尚无建立统一规范格式。

但撰写时可以参照GB7713－87《科学技术报告，学位论文和学术论文的编写格式》。

（2）常见类型归纳为以下几种：

1）工业生产性建设项目主要包含内容有：

①前言具体内容：

项目的背景、投资的必要性和经济效益和研究工作的的依据和范围等；

②市场需求情况和拟建规模具体内容：

国内外市场近期需求情况和现有生产能力的估计；产品的销售情况、价格分析、竞争能力预测级市场前景；拟建项目的规模等；

③资源、原材料、燃料级公用设施具体包括有：

资源储备，原辅材料、燃料种类、数量、来源和供应情况以及当地水、电、气等公用设施情况等；

④厂址选定包含建厂的地理位置、当地自然条件、社会经济条件、交通运输、能源供应等硬件条件；

⑤设计方案包括的内容有：

主要工艺技术参数、设备选型方案、全厂土建结构和工程量、公用辅助设施、全厂总图布置、厂内外运输方式等；

⑥环境保护和安全生产包括有：

环境现状、三废处理与处置、对环境影响的预评价和分析，以及安全生产管理等措施；

⑦生产组织与管理；

⑧拟建项目的实施计划具体内容有：

勘察设计、设备订货与制造、工程施工和安装、调试和投产时间、拟建项目实施的可行方案等；

⑨投资估算和资金筹措主要指的是各单项工程及外部协作配套工程的资金估算和建设资金总额、生产流动资金的估算、资金来源、筹措方式、数额和利率估计等；

⑩产品成本估算和经济效果评价具体内容有：

原材料消耗定额、价格、各种费用的定额标准；折旧、税金、利息、总成本以及财务评价、国民经济评价和评价结论等。

2）科学研究课题正文部分应该包括以下内容：

①在国民经济中的需求程度和所占地位，有何意义；

②课题本身的合理性；

③课题的先进性；

④课题人员构成；

⑤经济来源；

⑥实验条件；

⑦实验对环境的影响状况。

对于购置大型仪器设备、改扩建项目、申请银行贷款等都应该写出相应的可行性报告。

3、可行性研究报告的编制步骤

这是一项严肃、认真、细致的工作。

编制工作可分两步进行：

（1）初步研究阶段

1）筹划研究、讨论研究范围和确定研究目标；

2）进行实地调查和技术经济研究；

3）对文献资料、情报等进行收集、整理、归纳、分析，提出初步方案。

2）确定研究阶段在初步方案的基础上，进行优化提出报告，供决策参考。

4、可行性研究报告的编写要求

1）内容真实

2）观点鲜明

3）条理清晰

5、可行性研究报告编写顺序

1）说明目的：

提出从是该项研究的理由；

2）划定范围：

提出将作什么以及怎样做；

3）概述或说事实：

对选中的情报、文献资料、数据、进行必要的罗列和必要的说明和解释；

4）做出结论：

将正文中的要点逐一归纳；

5）提出建议：

主要陈述作者的观点。

二、综述

综述指的是某一研究领域或课题在一段时间内的进展情况的汇总。

1、综述的作用

（1）检索作用由于浓缩了大量的原始信息资料，可供有关人员直接检索；

（2）参考、借鉴作用可以使科技人员节约时间，节省精力，快速获取某一课题发展水平、存在问题、动向等相关信息。

2、综述的内容主要有以下四部分组成：

（1）前言主要介绍综述编写的目的、编写过程、参加单位、信息收集范围、使用对象等；

（2）正文综述的主要内容，包括：

1）历史回顾：

按时间顺序简要介绍本课题各阶段的发展状况及特点；原有的基础、水平、条件；有关理论、概念等；

2）目前状况和存在的问题：

首先应该较为广泛的、系统的介绍有关既得成果或成就，例如：

建立的新理论、新概念、新假说、新工艺、新技术、新产品等，以及获取的途径、方法、条件等。

其次，要客观评价或指出存在的问题或不足，必要时还要反映不同学派和专家的观点和意见等。

3）发展趋势：

进行必要的历史与现状的对比，提出今后的发展趋势。

（3）结束语对本篇综述内容的总结

（4）参考文献目录列于文章末尾，便于读者查找原文出入，同时是对所参考的或引用的参考文献原作者的尊重。

3、综述的编写步骤

撰写综述，是对所收集的文献资料、技术情报等进行再创作的过程，一般有四个步骤组成：

（1）选题综述的题目，应该符合当今科技发展方向、最新科技成就和当前科研与生产的需要。

根据题目来源一般可以分为：

1）战略性课题一般由上级决策部门提出；

2）战术性课题在科研、生产、设计、教学过程中提出；

3）信息处理加工中形成的课题。

综述标题格式一般为：

“××动态”、“××概况”、“××现状”、“××发展动态”和“××进展”等。

（2）收集信息信息收集的要求是：

量大、齐全、规范、及时、可靠。

并且要严格筛选，不断更新。

（3）信息研究主要是通过阅读、鉴别、整理、归纳等工作，形成必要的素材。

（4）编写文稿通常分两步进行：

1）拟定提纲包括内容有：

文章的结构和内容、各级标题、各部分的论点及全文观点、字数、材料的安排等。

2）按有关提纲编写。

4、编写要求

（1）不得随意加入自己的观点，不作任何评论，不提具体建议和设想；

（2）对原始信息中的观点、数据只作客观分析和综合，以及系统的叙述；

（3）对引用的文献资料必须按出现的先后顺序编号，并在正文的相应位置的右上角标明，不允许列入所引用的文献资料中的、自己又没阅读的第二手文献。

第二章塑料车间工艺设计

第一节概述

一、设计的目的及意义

1、目的高分子材料已从代替部分金属、木材、皮革等材料，发展成为各个工业领域不可或缺的新型材料。

合成塑料要变成具有使用价值的各类型材和制品，必须在一定温度和压力下成型。

塑料成型加工车间的设计则是扩大再生产的基础。

2、意义新建生产车间的工艺设计，主要包括的内容有：

原辅材料选择、工艺配方的设计、生产工艺流程最佳方案的确定、物料衡算、热量衡酸、设备的选型及非定型设备的工艺设计、生产组织、生产管理和环境保护等方面。

通过完整的毕业设计，对学生进行全面的、系统的、严格的训练，致力于提高学生专业素质，使学生进一步提高独立思考、独立工作、独立分析问题、独立解决问题、独立查阅文献资料、收集、整理数据和撰写科技文章等方面的能力。

同时有助于培养学生深入实际，务实的工作作风和严谨的科学态度。

二、设计的可行性研究

一个工厂或一个生产车间作为设计项目，一般要经历可行性研究、勘擦设计、施工安装、验收投产等过程。

可行性研究的目的就在于一个建设项目在未列入基本建设计划前，先从技术和经济角度进行分析和论证拟建项目的可行性，供投资时决策。

可行性研究是编制和审查设计任务书的基本依据。

我国有关部门已明确规定：

所有建设项目，都必须进行可行性研究；凡列入基本建设计划的项目，还都必须以审计过的可行性报告作为依据，在可行性研究报告的基础上编制建设项目的任务书。

三、设计依据和设计程序

1、设计任务书

设计任务书是在设计工作开展前下达的指令性文件。

其作用是为拟建项目的设计工作提出有关设计的原则，要求和指示，可以看作是给设计人员接受设计任务的纲领性文件。

塑料成型车间的工艺设计任务书一般包括以下内容：

（1）编制设计任务的依据；

（2）塑料制品名称、规格及年产量；

（3）原材料技术规格；

（4）产品测试标准；

（5）设计质量及进度要求等。

2、设计类型

设计类型通常有三种：

新建工厂（或车间）设计、原有工厂（或车间）改建或扩建设计以及车间、厂房的局部改建设计。

新建的设计涉及面最广、任务最重、也最具有代表性。

3、设计阶段划分

（1）设计一般流程由浅入深、由原则到具体分段进行，即先确定主要的设计原则，再进一步解决技术细节。

（2）设计阶段划分依据主要根据工程的大小，技术复杂程度，设计水平高低等状况确定。

一般划分如下：

设计阶段划分

（3）塑料成型车间工艺设计一般两段设计，即：

初步设计和施工设计。

1）初步设计

要求：

着重解决设计中的设计原则和主要技术经济问题，具体包括：

设计依据及设计指导思想、原辅材料及工艺配方、生产流程、物料及热量衡算、生产设备的确定、生产组织的确定、环境保护与安全生产等。

表达形式：

可以文字、图（工艺流程、工艺布置等）、表（设备一览表、原材料消耗总表）表示。

意义与作用：

供筹建单位的主管部门进行设计审查，并作为施工设计依据。

2）施工设计在初步设计审批后的基础上进行，实际将获准设计原则进一步具体化。

第二节车间工艺流程设计

一、概述

1、工艺流程设计指的是用工艺流程图形式，示意塑料制品生产整个过程，其中包含有：

原料的投入到产品的输出时物料和能量的变化，生产各环节工艺过程，主要设备和各类装置等。

2、重要性及意义工艺设计核心，为设备选型、工艺计算、设备布置等技术工作提供依据。

其意义还在于：

是其他各项工作的前提条件，即流程设计确定后其他工作才能进行。

二、生产方法和工艺流程的选择

1、生产方法简介特点生产方法多样性，即技术路线的多样化。

指的是同一制品可采用不同原料和生产方法。

2、工艺流程选择原则

（1）技术路线及工艺流程选择原则：

1）先进性指技术上的先进和经济上的合理。

主要体现在：

生产能力大小、产品质量的优劣、基本投资的多少、劳动生产率和产品成本的高低、投资回收状况等。

2）可靠性指所选择的技术总路线是否成熟。

特别注意的是：

试验中的新技术、新工艺、新设备、新材料等应积极而慎重。

3）结合国情因地制宜，结合具体国情。

总之，综合考虑，择优选定。

总的目标时所设计的工艺能够满足现在、将来产品质量、生产成本、技术指标发展的需要。

3、生产方法和工艺流程确定步骤

（1）收集资料、进行可行性研究该阶段主要任务是：

根据建设项目的方案和生产规模，有计划，有目的收集有关技术资料，例如，技术特点、工艺参数、原材料情况、产品质量、三废治理、经济等信息。

（2）设备确定完成生产必需的硬件。

应在资料收集过程给予