3.2 工艺流程设计

工艺流程设计是对选定的工艺路线具体化的过程。只有当工艺流程确定后，才有可能进行设备的选型和计算，提出与这一生产流程有关的设计数据和技术经济指标，完成车间设备布置及绘制设备布置图。因此，工艺流程设计结果决定整个生产车间集体面貌的关键，对车间布置、设计选型、管线布置等单项设计起着决定性的作用。

3.2.1 工艺流程设计内容

塑料制品生产工艺流程设计是通过分析比较确定的工艺路线，以图解的形式表达塑料制品生产的全过程。即由原料进入到产品输出全过程，包括物料和能量发生的变化、流向以及生产中所经历的工艺控制、设备和仪表等程序。工艺流程设计的任务主要包括两方面内容：

①确定从原料到制品的整个工艺流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式。

②绘制工艺流程图，以图示的方式将工艺流程设计结果具体化。

在初步设计和施工图设计阶段都需要进行深度不同的工艺流程设计，而且随着设计工作的深入和非工艺设计人员有关条件的反馈，还须对工艺流程作进一步修改。所以，工艺流程设计往往是最先开始，而最后完成的设计工作。

塑料制品生产各工序间的连接方式对车间设备和管线布置有着直接影响，应结合车间具体情况，对生产流程的连续化、物料输送方式等具体问题给以考虑。

（1）连续化生产流程

某些塑料制品生产工序存在间歇式生产和连续化生产两种工艺。例如，塑料造粒工序，挤出造粒为连续化生产，而开炼——拉片——造粒是间歇式生产。又如塑料挤出成型为连续化生产，而注射模塑为间歇式生产。

连续化生产具有生产率高、生产成本低，原材料及能源消耗低等优点，是塑料生产发展的方向。但是连续化生产工艺需要有较高的管理和操作水平，才能实现稳定生产。而间歇式生产比较简单，更换产品快，工艺控制容易，但生产效率低，需要设备台数多，占地多，能耗大。因此，在保证质量的前提下，应尽量选取连续化的工艺流程。

（2）物料输送方式

物料输送方式对整个车间设计、布置和厂房建筑形式选择等有直接影响。塑料制品生产物料输送方式主要有以下几种。

①小型车辆输送。常用于同一楼层内工序间的物料输送，或运送距离较远的场合。这种输送方式较好地保持物料外形和性能，效率低、劳动强度较大。

②升降机输送。多用于楼层间的物料垂直输送，输送能力不高，需与小车输送配合使用。如向高位贮槽输送物料，以配合重力流程的应用。

③风送。物料在风力作用下通过密闭管道输送的方式。风送设备简单，灵活性大，可进行水平、垂直及各种角度的输送，也可以同时向多处输送，利于连续性生产。但对物料有磨损，动力消耗大，输送高度和距离有限制，一般用于短距离的输送或几台设备同时送料。

④泵送。利用液体泵在密闭管道内输送液体。常用于液态物料由低位向高位输送。

⑤负压上料。特点与风送相同，只是物料流动的动力不是风力，而是靠真空抽吸物料，输送距离短。常用于附近有真空管道的单机上料，如图3-1。

⑥弹簧上料。靠弹簧在管内旋转带动物料上升。适用于单机上料，如图3-2。

⑦输送带输送。可连续输送除液体外的各种物料。适用于水平和角度不大的物料输送，如压延工艺中由开炼机向压延机输送高温物料。但占地面积大，设备较复杂。

⑧重力输送。用于具有一定位差的高位向低位物料输送。利用物料自重或稍加外力使物料“自流”而下，节约能源和输送设备。需要与升降机或风送等方式配合使用。

以上几种物料输送方式各有利弊，进行工艺流程设计时应根据实际情况，综合各方面的要求，选一种或几种形式相配合，以便扬长补短，取得最佳效果。

3.2.2 工艺流程设计的步骤

塑料制品生产工艺比较简单，多数生产过程的工序组成已在工艺路线选择中确定，而生产工序又常常由一台或一套固定连接的设备完成的单元操作，因而使工艺流程设计工作得以简化。工艺流程设计的具体工作步骤如下：

①根据选定的工艺路线，落实生产过程的工序组成、各工序的设备构成。

②根据生产规模和工艺要求，通过物料计算和设备计算，确定设备型号和台数（或给出设备设计要求），同时确定各工序的物料转换关系。

③根据设备管口形式和方位，确定公用工程的连接方式和位置；给出工艺要求，通过能量计算确定公用工程的规格和用量。

④根据原料性能、制品要求等生产工艺要求，确定每台设备的操作条件；与自控专业配合，确定控制方法和控制点位置。

⑤确定各工序间的连接方式。

⑥绘制工艺流程图。工艺流程设计的最后工作是绘制工艺流程图。