苏州工业园区职业技术学院 2009届毕业项目
冲击韧性KJ?m- 220.6 软化温度℃ 120 PS中文名：聚苯乙烯 英文名：Polystyrene
1.基本特性
聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054g/cm3。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分子质量越大，机械强度起高。聚苯乙烯有优良的电性能（尤其是高频绝缘性能）和一定的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、10﹪~30﹪的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。但耐热性低，热变形温度一般在70~98 oC，只能在不高的温度下使用。质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此限制了它在工程上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的用途。
2.成型特性
1.无定形料,吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力。 2.流动性较好，溢边值0.03mm左右，防止出飞边。
3.塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件，(如有嵌件应预热)，缺口，尖角，各面应圆滑连接。 4.可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。
5.宜用高料温，模温、高注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件），但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。 6.可采用各种形式浇口，浇口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件，脱模斜度宜取2度以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道结构。
3.综合性能
热变形温度： 65oC ---- 96oC 屈服强度: 35~63 MPa
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抗拉强度: 35~63 MPa 断裂伸长率 1.0% 拉伸弹性模量： 2.8~3.5 GPa 抗弯强度： 61~98MPa 抗压强度： 80~112 Mpa
4.PS的成形条件
注射机类型： 螺杆式 预热： 温度 60~75 oC
时间 2h
料筒温度： 前段 170~190C
后段 140~160oC
模具温度： 32~65 oC 成形时间： 注射时间 15~45s 高压时间 0~3s
冷却时间 15~60s 总 周 期 40~120s
注射压力： 60~110Mpa
螺杆转速： 48（r/min）
参照树脂性能对照产品性能与使用要求可知， PSH-GN-095-06能满足要求，故除加增强剂外不需加其它助剂配方，即可生产产品。
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三、工艺参数的确定
1.注射量计算
根据一次注射出的产品和浇注系统的体积进行计算
V实=6(V塑+ V分)+ V主
V塑=?πd12×2+?π(d22- d32)×1+ ?πd22×0.5 =?π(13.5)2×2+?π(102- 62)×1+ ?π102×0.5
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=316㎜3
V分=π×(d/2)2×h=3.14×4×10=12.56㎜3 V主=?πh(r2+Rr+R2)=?π×35(1.752+1.75×3+32)
=634.2㎜3
V实=6(376+12.56)+634.2=2965.56㎜3=2.966㎝3
2.锁模力计算
根据[3]：F=K? P? A
根据PS的流动性和模具结构特点选取K=0.6；注射压力考虑采用多型腔注射，压力应高些，取P=60MPa/cm2。A表示表示成型面积 A的计算：A= ?πd2=0.25×13.52=1.4316cm
F=K? P? A=0.6×60×1.4316=51.696KN
2
3.保压时间的计算
T保=0.3(S+2S2)=0.3×(2+2×32)=3s
4.冷却时间的计算
T冷=[S2/π2k]×in[8(Ts-Tm)/π(TE-Tm)]=3s
5.塑化时间的计算
T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23s Ts—成型温度[5] Tm—模具温度
TE—脱模温度 α—热扩散系数（㎡/h），取 3.2×1
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表3—1注射工艺控制参数
项目 温度（℃） 控制部位 干燥 料筒后段 料筒中段 料筒前段 喷嘴 模具 压力(Map) 塑化背压 注射压力 保压压力 锁模力（吨） 时间（秒） 干燥时间 注射时间 保压时间 冷却时间 开合模时间 成型周期 控制参数 60 150±5 180±5 160±5 150±5 60±5 <20 60 30~40 52 2h 0.2 3 3 5 12 备注 [5]P237附D
四、设备的选择
1.注射机的选择
（1）注射量的确定
由工艺参数的确定中已知一次注射量为2.4cm
3
射机的公称注射量Q为：Q＝2.4×1.2＝2.88cm3 取注射机的公称注射量为~~3 cm
3
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（2）锁模力的计算
由工艺参数的确定中已知为（0.6）吨，（3）所需注射机台数的计算
成型面积为（ 1.4316 ）cm2
由月产量和注射机的生产能力（成型周期）及考虑设备利用率求出:
本产品生产工作制度设计为24h三班工作制，设备24小时连续运转，设备利用率设为0.85，根据如前初设的工艺控制参数成型周期约为12秒，生产模具一模六件，则所需注射机台数为:
1500000÷（3600×6×0.85） =1.36（台） 取整数值2台
1230?24根据以上计算出的公称注射量（3）cm3, 锁模力（ 0.6 ）吨，成型面积选用 SYS-10型号注射机）数量为（2 ）台。
表4—1注射机技术性能参数表 项目 理论注射量 注射压力 最大注射面积 锁模力 最大模具厚度 最小模具厚度 模板行程 喷嘴球半径 喷嘴口半径 单位 cm3 Map cm KN ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ 2参数 10 150 90 15 180 100 120 12 2.5 五、模具设计
1.选择制品的分型面[5]
分型面应设置在零件截面最大的部位，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模件精度要角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，而且不影响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。如A-A面，箭头的朝向代表动模的位置，塑料包紧动模的型芯而留在动模，模分型如下图：
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