DVD鏡片注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔】
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東 莞 理 工 學(xué) 院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文（2010屆）題 目： DVD鏡片塑膠模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 郭斌 學(xué) 號(hào)： 201041101228 專業(yè)班級(jí)： 10機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化2班 指導(dǎo)老師： 田君教授 2014年5月 日摘 要隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)，該行業(yè)需要繼續(xù)增長(zhǎng)，注射成型工藝越來越多地用于成形制造的產(chǎn)品的各種性能要求。注塑模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)注塑機(jī)的生產(chǎn)效率直接影響成型，產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。模具可以是一個(gè)很好的注射成型上百萬次，因?yàn)槠漭^長(zhǎng)的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本，作為一個(gè)結(jié)果，一個(gè)好的更換，維修少，從而提高生產(chǎn)效率。為了滿足日益增長(zhǎng)的工業(yè)需求和生活質(zhì)量的需要，應(yīng)繼續(xù)研究和開發(fā)，已被設(shè)計(jì)來提高注塑模具注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。在本設(shè)計(jì)中，通過對(duì)DVD鏡片，CAD模具設(shè)計(jì)和開發(fā)利用包括凸，凹模的設(shè)計(jì)，頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選擇和校核，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具及其他工作選擇。在本設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了以成形件的凸，凹模的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)的靈魂和冷卻設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵。同時(shí)，模具溫度對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著直接的影響，對(duì)模具的凝固時(shí)間和收縮應(yīng)力，模具溫度的控制直接影響，從而影響模具和塑料件質(zhì)量的成型周期，和表面粗糙度。大小的凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過這樣的設(shè)計(jì)，我們首先學(xué)習(xí)了解當(dāng)前的形勢(shì)和發(fā)展情況，中國塑料模具結(jié)構(gòu)和成型工藝的模具及注塑模具設(shè)計(jì)的基本原理。 關(guān)鍵詞：DVD鏡片；注射模；設(shè)計(jì)；ABS+PC39AbstractWith the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements of the product manufacturing. The quality of injection mold design, the injection molding machine production efficiency directly affects molding, product quality and cost. Mold can be a very good injection molding millions of times, because of their longer life expectancy, on the other hand, reduces the cost of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, thereby improving the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development, has been designed to improve the performance of injection mold injection mold, to meet the needs of all walks of life.In this design, through the one or two point of cover on the air conditioning remote control, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of the injection machine, the design of gating system, cooling system design, mold and other work options. In this design, designed to focus on parts of the convex, concave mold design, gating system, cooling system. The gating system is the mold design of the soul and cooling design, the design of gating system directly affects the moulding quality and production efficiency 1. Therefore, the design of gating system is the key of the injection mold design work. At the same time, mould temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and contraction on die stress, mold temperature control of a direct impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex, concave die size, design key points and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current development situation, basic principle of injection mold and die design China plastic mould structure and injection molding process. Key Words: DVD lens, injection mold, design, ABS+PC第1章 緒論目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄1第1章 緒論11.1 CAD/CAM/CAE的發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢(shì)11.2塑料模具的工作原理、發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢(shì)6第2章 DVD鏡片塑料模工藝設(shè)計(jì)102.1DVD鏡片塑件的工藝分析102.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)102.2.2DVD鏡片塑料的選材102.3 ABS+PC材質(zhì)材料成型特性112.4注射成型基本過程122.5 DVD鏡片塑件參數(shù)14第3章 注射機(jī)的選擇和校核153.1注射機(jī)規(guī)格的選擇153.2注射機(jī)的校核153.2.1注射機(jī)注射容量的校核153.2.2注射機(jī)注射壓力的校核163.2.3注射機(jī)鎖模力的校核163.2.4注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核173.2.5注射機(jī)最大開模行程校核173.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇183.3.1確定型腔數(shù)目183.3.1 型腔數(shù)目的確定183.3.2分模面的選擇21第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.1.1主流道的設(shè)計(jì)224.1.2分流道的設(shè)計(jì)224.1.3澆口設(shè)計(jì)234.1.4冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)244.1.5澆注系統(tǒng)的平衡254.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)254.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)264.3.1設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的必要性264.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計(jì)算27第5章 成型零件設(shè)計(jì)295.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)295.2 成型零件的尺寸確定30第6章 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)326.1脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)326.1.1脫模機(jī)構(gòu)的分類326.1.2脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則326.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)326.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則326.2.2導(dǎo)柱的外形尺寸計(jì)算336.2.3導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)336.2.4導(dǎo)柱的數(shù)量和布置346.3定位圈346.3.1定位圈的定義346.3.2導(dǎo)柱的數(shù)量和布置346.4主流道襯套346.5其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)34第7章 繪制模具圖367.1 創(chuàng)建模具367.2 繪制總裝配結(jié)構(gòu)圖和部分零件圖36結(jié) 論37參考文獻(xiàn)38致 謝39第1章 緒論1.1 CAD/CAM/CAE的發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢(shì)從20世紀(jì)80年代早期的第二十世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床產(chǎn)業(yè)中分離出來，和一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門的發(fā)展，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的價(jià)值。然后，隨著模具技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)也被廣泛用于航空航天，汽車，電子，儀器儀表，輕工，塑料制品，日用品等工業(yè)部門。在發(fā)達(dá)國家，人們認(rèn)為，沒有死亡，沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具享受“重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)”；“一個(gè)企業(yè)的心“；”的美譽(yù)，富裕的社會(huì)的一種力量”。改革開放以來，在中國模具工業(yè)的發(fā)展也很迅速。近年來，15%的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展。模具企業(yè)如竹筍春雨，快速啟動(dòng)后，發(fā)展。隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，中國的模具技術(shù)水平較高，可以做成很大，反映現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造水平的精密模具，模具的部分已達(dá)到國際先進(jìn)水平。雖然中國模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，對(duì)模具的部分已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量和質(zhì)量還不能滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求，大型，精密，復(fù)雜模具仍需要每年進(jìn)口1000000000美元。為了減少模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家之間的差距，模具在中國正朝著大型，精密，復(fù)雜模具的開發(fā)；加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；推廣CADCAMCAE技術(shù)的發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，也是發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無切削技術(shù)不可缺少的工具。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊行業(yè)中，有60%80%的零部件都需要模具加工，輕工制品的生產(chǎn)中應(yīng)用模具更多，因此模具行業(yè)有“百業(yè)之母”的美譽(yù)。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、企業(yè)的效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著 一個(gè)國家制造業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力，因此模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工藝水平和產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。隨著模具CAD/CAE /CAM技術(shù)的廣泛使用，模具生產(chǎn)的工藝水平和科技含量將有質(zhì)的飛躍。1 我國模具工業(yè)概況我國雖然很早就開始制造和使用模具，但長(zhǎng)期未形成高技術(shù)含量的產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，隨著科技的進(jìn)步，國務(wù)院和國家有關(guān)部門對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的給與了高度重視和支持，模具工業(yè)才駛?cè)肟焖侔l(fā)展軌道。近年來，我國模具工業(yè)發(fā)生了巨大的變化，不僅國有模具企業(yè)取得了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速，已經(jīng)形成珠三 角、長(zhǎng)三角、安徽等具有一定規(guī)模的模具生產(chǎn)基地。模具工業(yè)的技術(shù)水平也有了很大的提高，沖壓模具中具有代表性的是為汽車配套的汽車覆蓋件模具，以及為農(nóng)用 車、工程機(jī)械和農(nóng)機(jī)配套的覆蓋件模具；覆蓋件模具的技術(shù)要求高，大都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大中型模具，代表了沖壓模具的水平，一汽模具公司、東風(fēng)模具公司、天津模 具廠等已能夠生產(chǎn)出部分中檔新型轎車的覆蓋件模具。多工位級(jí)進(jìn)模是一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，美國UGS公司與我國 華中科技大學(xué)合作在UGNX軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于三維幾何模型的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM軟件NXPDW。此外，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大 學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開展了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。在塑料模具方面，大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50頓以上的注塑模，精密塑料模 的精度已可達(dá)到3m，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模2560腔的塑封模，高速模具方面已能生和4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共 擠模具。其他類型的模具，也都達(dá)到了較高的水平。目前，在我國模具生產(chǎn)企業(yè)中，數(shù)字化設(shè)備比較齊全，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，采用高速加工及RP（Rapid Prototyping）/RT（Rapid Tooling）等先進(jìn)技術(shù)的企業(yè)也逐漸增多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道技術(shù)在塑料模具行業(yè)中應(yīng)用比例越來越高。2 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀模具CAD/CAE/CAM技術(shù)具體就是模具設(shè)計(jì)人員和組織模具產(chǎn)品制造的工藝設(shè)計(jì)人員在CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的輔助下，根據(jù)模具的 設(shè)計(jì)和制造程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的一項(xiàng)新技術(shù)。目前，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展很快，廣泛的應(yīng)用于模具生產(chǎn)企業(yè)。采用模具CAD/CAE/CAM 技術(shù)是模具生產(chǎn)革命化的措施，也是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。21國外模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀國外模具CAD/CAM技術(shù)的研究始于上世紀(jì)60年代，到70年代已經(jīng)研制出了模具CAD/CAM的專門系統(tǒng)，推出了面向中小型企業(yè)的CAD/CAM的商業(yè)軟件，可應(yīng)用于各種類型的模具設(shè)計(jì)和制造。1973年，美國的DIE COMP公司率先研制成功PDDC連續(xù)模系統(tǒng)。1977年，捷克斯洛伐克金屬加工工業(yè)研究所研制成功AKT沖模CAD系統(tǒng)。1978年，日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn) 室建立ME1連續(xù)模設(shè)計(jì)系統(tǒng)。1979年，日本旭光學(xué)工業(yè)公司研究成功的沖空模和彎曲模PENTAX的CAD系統(tǒng)。1985年，日本NISSIN精密機(jī)器 公司采用了冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)。到80年代末，美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具生產(chǎn)已有近50%采用了CAD/CAM技術(shù)。 近二十多年來，隨著計(jì)算機(jī)硬件的不斷提升，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的CAD/CAM技術(shù)不斷創(chuàng)新、完善、逐步發(fā)展，已經(jīng)形成一個(gè)從研究開發(fā)、生產(chǎn)制造到推廣應(yīng)用和銷 售服務(wù)的完整的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。國外在上世紀(jì)60年代開始開發(fā)有限元進(jìn)行軟件，1976年發(fā)行了第一套流動(dòng)分析軟件。利用CAE技術(shù)可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)成 型過程進(jìn)行模擬分析，減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高模具質(zhì)量和降低成本等。目前國外的模具CAE技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完全走向?qū)嵱没A段，并取得了顯著效 果。國外著名的CAE軟件有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、COSMOS等。22國內(nèi)模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀我國模具CAD/CAM技術(shù)開始于20世紀(jì)70年代末，與國外相比尚有一段距離，但目前也趨于成熟，并在模具生產(chǎn)企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。特別是 20世紀(jì)80年代后期，我國進(jìn)入了CAD/CAM技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)期，各大院校和科研單位不僅自主研發(fā)適合國情、專業(yè)化極強(qiáng)的CAD/CAM實(shí)用系統(tǒng)，也 引進(jìn)國外先進(jìn)CAD/CAM，同時(shí)在國外的CAD/CAM系統(tǒng)之上進(jìn)行二次開發(fā)。如吉林大學(xué)依托一汽對(duì)汽車覆蓋件CAD/CAM系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得顯著成 效，華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在AutoCAD軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于特征的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，上海交通大學(xué)為瑞士法因托 （Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)，西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)等，這些CAD/CAM系統(tǒng)的研 發(fā)促進(jìn)了國內(nèi)模具行業(yè)快速發(fā)展。經(jīng)過這十幾年的發(fā)展，我國模具CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外先進(jìn)水平。在政府的大力支持下先后出現(xiàn)了一批先進(jìn)的模具CAD /CAM示范企業(yè)，高校和企業(yè)也培養(yǎng)了一大批模具CAD/CAM軟件開發(fā)及應(yīng)用人才。但總的來說，我國目前模具CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還 是從商品化、市場(chǎng)化程度都與發(fā)達(dá)國家有不小的差距。隨著有限元技術(shù)的快速發(fā)展，早在上世紀(jì)80年代，國內(nèi)就有一批科研單位和高校投入有限元技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用中。在此背景下，國內(nèi)相繼取 得了可喜的成績(jī)，如：大連理工大學(xué)的JIFEX，鄭州機(jī)械研究所的紫瑞，北京農(nóng)機(jī)學(xué)院的有限元分析系統(tǒng)。在模具CAE方面：如湖南大學(xué)的沖壓CAE系統(tǒng)， 華中科技大學(xué)沖壓成型快速分析軟件FASTAMP，清華的鑄造CAE分析軟件FTStar，華北工學(xué)院的鑄造分析軟件CASTsoft等，但是與 CAD/CAM系統(tǒng)的集成度相對(duì)較弱。3 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)市場(chǎng)要求高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品，并且要求對(duì)各種不同的市場(chǎng)需求作出快速的反應(yīng)。模具制造技術(shù)的發(fā)展趨于專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化，這將使模具行業(yè)發(fā)生巨大變革。31模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的專業(yè)化程度顯著提高任何一種模具軟件不可能包羅萬象，完全能適應(yīng)不同的模具產(chǎn)品、不同生產(chǎn)企業(yè)的需求。這就要求有針對(duì)性的開發(fā)專用模具CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)軟件，或者根據(jù)模具生產(chǎn)企業(yè)自身的特點(diǎn)對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)。這樣才有可能一切從實(shí)際出發(fā)，最大的發(fā)揮出軟件的潛能，充分利用好企業(yè)自身的設(shè)備，制 造出高質(zhì)量的模具產(chǎn)品。隨著模具工業(yè)的快速發(fā)展，各大主要軟件開發(fā)商和有獨(dú)立科研實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)開始有針對(duì)性地開發(fā)專用模具CAD/CAM實(shí)用軟件系統(tǒng)，并取得了 巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如：專用的進(jìn)級(jí)模系統(tǒng)NXPDW，專用的塑料注射模系統(tǒng)MoldWizard，專用的鍛壓模系統(tǒng)AutoMolder，此外還有法國 Misslelsoftware公司的注射模專用軟件TopMold和級(jí)進(jìn)模專用軟件ToABS+PCrogress、日本UNISYS株式會(huì)社的塑料模設(shè)計(jì)和制 造系統(tǒng)CADCEUS等。這些專用模具軟件的產(chǎn)生，大大的提高了模具設(shè)計(jì)人員的工作效率，讓模具設(shè)計(jì)人員從繁瑣的勞動(dòng)中解放出來，進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)活動(dòng)。32模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化勢(shì)在必行標(biāo)準(zhǔn)化模具 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫、非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫。標(biāo)準(zhǔn)零件庫中的零件 在模具CAD設(shè)計(jì)中可以隨時(shí)調(diào)用，并采用GT（Group Technology，成組技術(shù)）生產(chǎn)。非標(biāo)準(zhǔn)零件庫中存放的零件，雖然與設(shè)計(jì)所需結(jié)構(gòu)不盡相同，但利用系統(tǒng)自身的建模技術(shù)可以方便地進(jìn)行修改，從而加快 設(shè)計(jì)過程，使典型模具結(jié)構(gòu)庫在參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)的傳遞、轉(zhuǎn)化成為企業(yè)之間、企業(yè)與客戶之間、軟件之間、軟件與設(shè)備之間進(jìn)行信息傳遞的最大障礙。在模具CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng) 中也存在這樣的問題，為保障數(shù)據(jù)在傳遞、轉(zhuǎn)化的過程中不丟失，建立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)顯得非常重要，這樣可以模具CAD/CAE/ CAM軟件系統(tǒng)內(nèi)部的信息交流成為整體，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)了模具制造信息傳遞的暢通。33模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成化是必然趨勢(shì)國內(nèi)模具制造企業(yè)雖然也采用了CAD/CAM/CAE技術(shù)，但模具的設(shè)計(jì)尚未形成成熟的理論指導(dǎo)和設(shè)計(jì)體系，各類設(shè)計(jì)工具更多的表現(xiàn)為單一 學(xué)科的軟件化，其相互集成也是以軟件接口實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)集成。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)與GT、CE（Concurrent Engineering）、CAE、CAABS+PC（Computer Aided Process Planning）、PDM（Product Data Management）等技術(shù)密切相連，組成一個(gè)有機(jī)的整體，建立一個(gè)統(tǒng)一的全局模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，在模具開發(fā)、模具設(shè)計(jì)中，提供全部的信息，使信息共 享、交換處理和反饋，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)集成技術(shù)，并行技術(shù)和管理技術(shù)，最終將發(fā)展成為 CIMS（Computer Integrated Manufacture System，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）。34智能技術(shù)將使模具CAD/CAE/CAM技術(shù)如虎添翼模具CAD/CAE/CAM技術(shù)中的智能化是指由模具CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)，它能再模具生產(chǎn) 過程中進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等智能活動(dòng)，有效地實(shí)現(xiàn)了人與模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有機(jī)融合及人的智能的充分發(fā)揮。近年來，人工智能在模具 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)中的應(yīng)用主要集中在知識(shí)工程的引入和模具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)開發(fā)上。目前，在模具的設(shè)計(jì)和制造過程中，在很多環(huán)節(jié)上仍然依靠模具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。如模具設(shè)計(jì)方案的選擇、工藝流程和參數(shù)的選擇、模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 等，模具CAD/CAE/CAM設(shè)計(jì)系統(tǒng)只是完成一些簡(jiǎn)單建模和數(shù)值計(jì)算，缺乏靈活性和可靠性。這就要求模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須利用 KBE（KnowledgeBased Engineering）技術(shù)進(jìn)行深入的改造，從分發(fā)揮、利用知識(shí)庫和專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的模具。在模具行業(yè)已有成功案例，如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國產(chǎn)注射成型模擬軟件HSCAE610中成功地引入了人工智能技術(shù)。35虛擬技術(shù)將在模具CAD/CAE/CAM得到應(yīng)用虛擬制造（VM）是一種新的制造技術(shù)，它以仿真技術(shù)、信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支撐，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造等生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)一建 模。虛擬制造技術(shù)應(yīng)用于模具生產(chǎn)實(shí)際是模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成和延伸，因此，模具工業(yè)今后推廣應(yīng)用虛擬制造技術(shù)，必須首先對(duì)當(dāng)前應(yīng)用于模具 生產(chǎn)的各種先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)和方法進(jìn)行全面、深入的消化吸收和推廣應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)在國外模具工業(yè)中也有成功的應(yīng)用。如美國的Foundry Service（FSC）公司采用虛擬制造技術(shù)對(duì)整個(gè)工藝生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果更改設(shè)備參數(shù)后，成功地完成了生產(chǎn)系統(tǒng)的改造工程，節(jié)約了大量 的資金。AUTODIE公司采用虛擬制造技術(shù)后，在810個(gè)月內(nèi)完成一種車型的設(shè)計(jì)與制造，一年內(nèi)可以接受5種車型的模具定貨。36網(wǎng)絡(luò)化是模具CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用的重要手段網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造與模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的結(jié)合是當(dāng)今模具制造業(yè)中的主流方向之一。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化制造的研 究已經(jīng)達(dá)到了前所未有的高度。網(wǎng)絡(luò)化模具制造指的是：面對(duì)模具市場(chǎng)機(jī)遇，針對(duì)模具市場(chǎng)需要，利用以因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息高速公路，靈活而迅速地組織社會(huì)模具 制造資源，快速地組合成一種超越空間概念的、靠電子手段聯(lián)系的、統(tǒng)一指揮的經(jīng)營實(shí)體網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟模具制造企業(yè)，以便快速推出高質(zhì)量、低成本的模具產(chǎn)品。此類的 研究已經(jīng)相當(dāng)多，如東莞地區(qū)模具行業(yè)敏捷化趨勢(shì)的分析與研究。由此可知模具網(wǎng)絡(luò)化制造研究的重點(diǎn)的是如何有效的實(shí)現(xiàn)不同模具企業(yè)之間的資源共享，多種高新 技術(shù)的集成，因此能集成多方面的資源，具有多種功能的網(wǎng)絡(luò)化模具制造平臺(tái)將成為網(wǎng)絡(luò)化模具制造的技術(shù)支持工具，將使模具企業(yè)快速的應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的變換。1.2塑料模具的工作原理、發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢(shì)塑料模具的工作原理注塑模具是在成型中賦予塑料以形狀和尺寸的部件。模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件三部分組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復(fù)雜，變化最大，要求加工光潔度注塑模具是在成型中賦予塑料以形狀和尺寸的部件。模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件三部分組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復(fù)雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。塑料模具的發(fā)展隨著通用及工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，合理設(shè)計(jì)的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件，塑料制品的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，塑料產(chǎn)品的用量也在迅猛的增加。這大大促進(jìn)了中國塑料模具行業(yè)的快速發(fā)展。有關(guān)專家指出：近年來，中國塑料模具發(fā)展速度十分迅猛，當(dāng)前中國塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著數(shù)控加工裝備水平的不斷提高，各企業(yè)也在紛紛的加大塑料模具開發(fā)力度，塑料模具已成為模具品種中最為誘人的“蛋糕”。尤其是隨著中國汽車、家電、電子通訊等行業(yè)的迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來模具市場(chǎng)中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。在生產(chǎn) 汽車時(shí)，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車就需200余件內(nèi)飾件模具，而制造保險(xiǎn)杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從 模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長(zhǎng)，汽車模具潛在市場(chǎng)十分巨大。另據(jù)一份專業(yè)模具研究報(bào)告顯示：在建筑領(lǐng)域，塑料建材代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料也是大勢(shì)所趨，預(yù)估今年中國塑料門和塑管普及率將超過45%，塑料排水管市場(chǎng)占有率將超過50%，這都促進(jìn)了模具的需求量的增加。未來大型、精密、設(shè)計(jì)合理的注塑模具將受到市場(chǎng)青睞。塑料模具的現(xiàn)狀近年來，國外的塑料模具的發(fā)展速度也迅速增長(zhǎng)，在許多國家（日本，德國，瑞士）塑料模具工業(yè)的發(fā)展是高于沖壓模具，塑料模具產(chǎn)值占1 / 2模具行業(yè)的整個(gè)經(jīng)濟(jì)。大量的塑料模具生產(chǎn)國外主要采用一模多腔，多層膜和多腔，多站多型腔模具，多層膜已發(fā)展到6464腔，以及多層成型機(jī)模具的發(fā)展，塑料飲料瓶，杯數(shù)鞋模采用多站多腔模32腔，飲料瓶模具。一些日本和歐美國家的鋁模具生產(chǎn)，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼，是鋼的三倍，注塑周期可縮短為25 30%，和模具，大大降低。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，在我國起步比較晚，但是，發(fā)展非常迅速，特別是近幾年來，無論在質(zhì)量上有了很大的發(fā)展，技術(shù)和制造能力，取得了巨大的成就。中國30年的發(fā)展歷程，過去90年在海外的塑料模具的發(fā)展，現(xiàn)在有相當(dāng)規(guī)模。1987我有塑料產(chǎn)量已達(dá)2970000噸，居世界第五位。現(xiàn)在，中國的塑料工業(yè)已形成完整的具有相當(dāng)規(guī)模，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，塑料模具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)，CAABS+PC技術(shù)具有相應(yīng)的。塑料生產(chǎn)，加工，塑料機(jī)械及設(shè)備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步不斷發(fā)展和高新技術(shù)，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高，這促使我們必須大力發(fā)展模具設(shè)計(jì)技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)技術(shù)的世界也給予了高度重視，投入了大量的研究和開發(fā)。在塑料模具的未來主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的國際發(fā)展趨勢(shì)：在模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，實(shí)踐證明，CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。注射模CAD的實(shí)用化塑料模MoldFlow或CFlow軟件和塑料模MoldCool或CCool軟件已經(jīng)商品化，注射模CAD正向?qū)嵱没较蜻~進(jìn)。我國政府對(duì)注射模CAD實(shí)用化進(jìn)程也十分重視。專門組織了“八五”國家重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專家的知識(shí)解決注射模的問題。塑料模專用材料研究和開發(fā)目前，塑料模鋼擁有的類型有：基本型、預(yù)硬化型、時(shí)效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時(shí)效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開發(fā)塑料模專用系列鋼，這將進(jìn)一步擴(kuò)大和完善塑料模鋼材。塑料模加工程控化機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的密切結(jié)合，日益更多地采用數(shù)控?cái)?shù)顯、計(jì)算機(jī)程序控制的加工方法，實(shí)現(xiàn)高層次、多工位加工，使塑料模在質(zhì)量上、效率上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。模具研磨拋光自動(dòng)化、智能化模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,我國目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個(gè)模具周期的1/3),且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量不穩(wěn)定,制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī),可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。第3章 注射機(jī)的選擇和校核第2章 DVD鏡片塑料模工藝設(shè)計(jì)2.1DVD鏡片塑件的工藝分析2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)DVD鏡片，一般的樹脂鏡片都是熱固性材料，即原料為液態(tài)，加熱后形成固態(tài)鏡片原料為固態(tài)，經(jīng)加熱后塑形為鏡片，所以這種鏡片成品后受熱過度也會(huì)變形，不適于高濕熱場(chǎng)合。DVD鏡片有著極強(qiáng)韌性，不破碎（可用于防彈玻璃），故又稱 安全鏡片。塑料一般具有重量輕，低密度的優(yōu)點(diǎn)，比強(qiáng)度高，電，熱，聲和優(yōu)良的絕緣性能，耐腐蝕性能和光學(xué)性能強(qiáng)，耐磨性強(qiáng)，優(yōu)秀的。塑料成型過程中在許多方面的性能特點(diǎn)，一些操作相關(guān)，一些特性直接影響成型方法及工藝參數(shù)的選擇。熱塑性塑料，成型工藝參數(shù)包括收縮期，流動(dòng)性，相容性，吸濕性和熱靈敏度和熱力學(xué)性質(zhì)，結(jié)晶度和取向.2.2.2DVD鏡片塑料的選材塑料材料是根據(jù)材料的選擇和使用，不需要一個(gè)很大的負(fù)載，其工作溫度不高，因此要求的耐熱性不高。根據(jù)需要和條件看，一般塑料結(jié)構(gòu)材料能滿足他們的要求，因此在材料的空調(diào)遙控器蓋材料的選擇。為塑料材料的一般結(jié)構(gòu)，主要是在高，低密度聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，ABS，聚甲基丙烯酸甲酯，高抗沖聚苯乙烯樹脂，玻璃鋼和丙烯晴共聚物等。但塑件注射模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)在優(yōu)良的初步選擇注塑成型材料，低密度聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚碳酸酯和其他四種材料作為原材料制造DVD鏡片。DVD鏡片要求有極強(qiáng)韌性，要求透明。綜合選擇ABS+PC材質(zhì)作為DVD鏡片的材質(zhì)。2.3 ABS+PC材質(zhì)材料成型特性現(xiàn)今ABS+PC新型材料在歐美及日本已經(jīng)非常的流行，并憑借著其抗壓、耐摔，輕便和亮麗的特性被廣大消費(fèi)者所喜愛。其高貴的外型和獨(dú)特的色彩，更是在商務(wù)旅行等場(chǎng)合成為了身份的象征和個(gè)性的體現(xiàn). ABS即丙烯腈丁二烯苯乙烯Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Terpolymer三元共聚物，簡(jiǎn)稱ABS。ABS中的丙烯腈提供化學(xué)性和熱穩(wěn)定性；丁二烯提供韌性、彈性和抗沖性,而苯乙烯則賦予了剛性、光澤性和加工流動(dòng)性。 PC是一種非晶體工程材料，具有特別好的抗沖擊強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性,憑借抗壓、耐摔、輕便和亮麗的特性，迅速博得商務(wù)及時(shí)尚人士的喜愛，在日本和歐美已經(jīng)開始流行。以及抗污染性。ABS樹脂的主要特點(diǎn)：1、較好的抗沖強(qiáng)度和一定的耐磨性。2、耐寒性能良好，溫度范圍40100度。3、良好的耐油性、耐水性和化學(xué)穩(wěn)定性。4、電性能良好，其絕緣性很少受溫度、濕度的影響。5、無毒，無臭，不透水但略透水蒸氣。 典型用途 ： 汽車、飛機(jī)配件，電冰箱， 大強(qiáng)度工具（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體， 打字機(jī)鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 優(yōu)點(diǎn)：輕便、亮麗、抗壓、抗摔、易保潔、殼輕薄、韌性好。 缺點(diǎn)：加工難度大、成本高、耐磨性差。2.4注射成型基本過程圖2.1. 注射成型基本過程生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作一般是為了使注射成型生產(chǎn)順利進(jìn)行和保證制件質(zhì)量，在生產(chǎn)前進(jìn)行的包括原料的預(yù)處理、清洗機(jī)筒、預(yù)熱嵌件和選擇脫模劑等準(zhǔn)備工作。1、原料的預(yù)處理原料的預(yù)處理包括三個(gè)方面：一是質(zhì)量檢驗(yàn)，造型材料的分析。這一部分包括材料，水含量測(cè)試的顏色，紋理，無雜質(zhì)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性，收縮率。粉狀物料，在注塑前還將制成小丸的要求。兩個(gè)，著色。根據(jù)塑件成型的產(chǎn)品需求，成型材料中添加一個(gè)顏色或顏色的材料，以達(dá)到所需的顏色。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，用直接法和間接法兩種方法實(shí)現(xiàn)。前者稱為著色的方法，它是天然的彩色塑料著色劑和精細(xì)的簡(jiǎn)單混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。該方法比較簡(jiǎn)單，容易操作。間接染色方法相比是更困難的，它需要使用被稱為“塑料粒子、彩色塑料顆粒高的顏料濃度色母比例稱重放入攪拌機(jī)，攪拌，然后發(fā)送到成型設(shè)備的使用。其步驟簡(jiǎn)單，容易染色的分散均勻，色澤明亮的部分和沒有顏料粉塵污染，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)著色工藝。但因?yàn)樗呛?jiǎn)單和自然的彩色塑料顆?；旌?，沒有混合功能或只成型設(shè)備的混合功能很差，所以當(dāng)成型顏色均勻性高的產(chǎn)品不需要使用顏色形成材料。三，預(yù)熱和干燥。對(duì)材料的吸濕性和粘性的水性強(qiáng)，預(yù)熱干燥適當(dāng)根據(jù)水的要求允許的注射成型工藝，以在材料和揮發(fā)水分太多出去，成型后的產(chǎn)品以防止氣泡和裂紋缺陷，而且可以避免注水時(shí)間的降解。但是，吸濕性和粘性的水是不強(qiáng)的材料，如果包裝是更好的可以不預(yù)熱干燥。2、清洗料筒如果你需要在塑料制品的生產(chǎn)，改變顏色或更換，更換材料在熱分解或降解反應(yīng)時(shí)間形成的過程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)注塑機(jī)清洗桶的需要。通常，筒柱塞式機(jī)庫存量大，必須拆卸清洗機(jī)筒，螺桿機(jī)筒，可用于清潔空氣噴射的方法。3、預(yù)熱嵌件本程序主要用于塑料插入，因?yàn)榻饘俸退芰鲜湛s率不同，導(dǎo)致插入周圍的塑料易收縮應(yīng)力和裂縫，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在成型前可插入的預(yù)熱溫度，減少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收縮應(yīng)力和裂紋插入的抑制作用。4、選擇脫模劑常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對(duì)于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對(duì)模具施用一次，即可以長(zhǎng)效脫模，但是價(jià)格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對(duì)于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。加料：計(jì)量將粒料和粉料加入料斗，通過料斗進(jìn)入注射機(jī)料筒，物料一般是在注射機(jī)的料筒中塑化。通過對(duì)塑化計(jì)量的計(jì)算設(shè)定好后，物料在設(shè)定的計(jì)量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注射模閉合，注射機(jī)注射充模。注射充模：注射充模一般劃分為流動(dòng)充模、保壓補(bǔ)縮和倒流三個(gè)階段。注流指的過程中熔體注射將好的塑料進(jìn)入模腔。在注射壓力注射過程中隨時(shí)間而變化，流動(dòng)期，噴射壓力、噴嘴壓力迅速上升，而腔（柵極端子）壓力接近于零，所以注射壓力主要是用來克服阻力，熔體在模腔中的思想。在填充過程中，熔體流入模腔，模腔壓力的急劇增加，注射壓力和噴嘴的壓力將增加到最大，然后停止變化，注射壓力對(duì)熔體起兩個(gè)作用，一是克服在模具型腔的液流，二是壓實(shí)熔融程度。包裝料，夾持進(jìn)給階段從熔體充滿型腔在機(jī)筒螺桿回現(xiàn)在開始。壓力定義為熔體的注射壓力，模腔的壓實(shí)過程，喂養(yǎng)是注塑機(jī)的包裝工藝，模具型腔逐漸開始空冷熔體由于成型收縮，美聯(lián)儲(chǔ)的行動(dòng)。反在機(jī)筒柱塞或螺桿后退（即解除保羅的壓力），熔體在澆口和流道流動(dòng)方向相反的方向。冷卻：冷卻凍結(jié)時(shí)間開始從大門，放行產(chǎn)品到目前為止，這是注射成型過程的最后階段。在這個(gè)階段，有問題的注模腔壓力，冷卻部分的密度，熔體在模和脫模條件。的后處理部分：從模具零件，在塑性成形過程中熔體的流動(dòng)行為的溫度和壓力是非常復(fù)雜的，再加上不均勻的熔體流動(dòng)前沿和冷卻速率不同填充塊后，往往會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)晶，部分不均勻取向和收縮，產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶，取向和收縮應(yīng)力，脫模后的變形的影響，還可使機(jī)械零件可轉(zhuǎn)換的光學(xué)性能，和表面質(zhì)量，甚至開裂，需要解決一系列我們必須作出相應(yīng)的處理問題。當(dāng)這個(gè)過程完成后我們將推出的產(chǎn)品，卸料，清洗模具，可總回筒重新塑化注射成型周期，開始循環(huán)。2.5 DVD鏡片塑件參數(shù) 該塑件經(jīng)測(cè)量所得，其基本幾何值為：密度：p=1.24g/cm3；體積：V=21cm3；質(zhì)量：M=18.9g；長(zhǎng)度：L=59.3mm；第3章 注射機(jī)的選擇和校核3.1注射機(jī)規(guī)格的選擇 注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注射機(jī)。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注射機(jī)。在此我們通過假設(shè)的模腔數(shù)目初步確定注射機(jī)的規(guī)格。初步設(shè)計(jì)模腔個(gè)數(shù)為兩個(gè)，ABS+PC材料的密度p為p=1.24 g/cm3。通過測(cè)量所得出塑件的體積（V）和質(zhì)量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g。根據(jù)注射機(jī)的最大注射量初步選擇型號(hào)為HTF86/TJ的注射機(jī)，其工藝參數(shù)如下：螺桿直徑/mm：38 注射容量cm3：60注射壓力/105Pa：122 鎖模力/10KN：500最大成型面積/cm2：130 模板最大行程/mm：180定位孔直徑/mm： 55mm模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：43.2注射機(jī)的校核3.2.1注射機(jī)注射容量的校核模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須是得在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需注射的塑件料溶體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)，且在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料溶體的容量和質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質(zhì)量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj式中：V（M）一個(gè)成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積和質(zhì)量，cm3或g；n 型腔數(shù)目；Vn（Mn）單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量，cm3或g；Vj（Mj）澆注系統(tǒng)凝料的容量和質(zhì)量，cm3或g；故應(yīng)使0.8Vn+Vj0.8Vg或M=0.8Mn+Mj0.8Mg式中：Vg（Mg）注射機(jī)額定注射量，cm3或g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質(zhì)量不等式來對(duì)注射量進(jìn)行校核）得：M=nMn+Mj=218.9+5.5=43.3g0.8Mg=0.860=48g滿足要求上式中的：Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤5.5g由于為制件所選的材料為ABS+PC，該材料非熱敏性材料，所以只需對(duì)其進(jìn)行最大注射量即可，不必對(duì)其進(jìn)行最小注射量的校核。3.2.2注射機(jī)注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注射機(jī)額定的注射壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需要的注射壓力，因此注射機(jī)的最大注射壓力要大于該制件所要求的注射壓力。制件成型時(shí)所需要的注射壓力，與塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形狀、制件形狀的復(fù)雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)系。可以根據(jù)塑料的成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)來確定制品成型時(shí)所需要的注射壓力。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得ABS+PC材料的成型注射壓力在（70120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機(jī)的額定注射壓力為119Mpa，在其設(shè)定的注射壓力之間，滿足工藝要求。3.2.3注射機(jī)鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注射機(jī)的鎖模力，否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式算得：P=KPo式中：P 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力 （MPa）Po 注射壓力（MPa）K 壓力損耗系數(shù) 0.20.4將數(shù)據(jù)代入上式得：P=KPo=(0.20.4)119MPa=23.8MPa47.6MPa在該次設(shè)計(jì)中，并基于ABS+PC這種塑料上我們?nèi)⌒颓恢腥垠w的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計(jì)算推力大小。式中：T 塑料熔體在注射機(jī)軸向上的推力（MPa）P 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，在此我們?nèi)=30MPaS 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）將數(shù)據(jù)代入該公式得：T=PS=30MPa73.4cm2220.2KN860KN滿足要求經(jīng)校核合格。3.2.4注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設(shè)計(jì)的模具的厚度必須要在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當(dāng)模具厚度小時(shí)，可以加墊板。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足HminHHmax式中：H 模具厚度 mmHmin 注射機(jī)允許的最小模具厚度 mmHmax 注射機(jī)允許的最大模具厚度 mm根據(jù)我們已選擇的注射機(jī)得到Hmin=70mm；Hmax=200mm。根據(jù)已選擇的中小型標(biāo)準(zhǔn)模架中的模板規(guī)格BoL為350350的模架，根據(jù)模架的布置方式，則模具閉合高度H為：H=176將數(shù)據(jù)代入式中得：H=176mm將上述的數(shù)據(jù)代入HminHHmax得：70176200滿足不等式HminHHmax，符合要求。3.2.5注射機(jī)最大開模行程校核 模具開模后為了便于取出書簡(jiǎn)，要求有足夠的開模距離，而注射機(jī)的開模行程是有限的，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)是必須進(jìn)行注射模開模行程的校核，在我們所選擇的這個(gè)規(guī)格的注射機(jī)中開模最大行程為180mm。注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需要的開模距離，即是必須滿足下式：SkH1+H2+(5 10)式中：Sk 注射機(jī)行程 Sk=300mmH1 脫模距離（頂出距離）H1=5mmH2 塑件高度+澆注系統(tǒng) H2=10+50=60mm所以H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=310mm能滿足要求。通過上述校核得出該規(guī)格的注射機(jī)滿足要求，因此，確定選擇型號(hào)為：HTF86/TJ的注射機(jī)。3.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇3.3.1確定型腔數(shù)目3.3.1 型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件生產(chǎn)批量及經(jīng)濟(jì)性，通過注射量及鎖模力計(jì)算，可確定盡可能多的型腔數(shù)，以提高生產(chǎn)率。其型腔在一模中的數(shù)目確定方法見表三：序號(hào)確定依據(jù)確定方法說明1按塑件的經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)按總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)時(shí)的原材料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi)。其型腔數(shù)量，可用下式計(jì)算：N=式中 N每副模具型腔數(shù)； P計(jì)劃生產(chǎn)總件數(shù)； Y單位小時(shí)模具加工費(fèi)用（元h）；T成型周期（min）；c每個(gè)型腔模具加工費(fèi)用（元）；單型腔模具比多型腔模具制造成本低、周期短，所以批量較少的塑件，不宜采用多型腔特別是形狀復(fù)雜、尺寸較大的、精度要求較高、小批量試生產(chǎn)的塑件應(yīng)選用單型腔模具比較經(jīng)濟(jì)。2按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)塑件的每次注射量總和不能超過注射機(jī)最大額定注射量的80，其計(jì)算方法是：N式中 N每臺(tái)模具允許型腔數(shù)； V注射機(jī)最大注射量； Vj澆注系統(tǒng)凝料量； Vs單個(gè)塑件的容積；或質(zhì)量（cm 或g） 若每次注射量總和大于注射機(jī)額定注射量，則型腔數(shù)應(yīng)減小或采用單型腔；3按注射機(jī)額定鎖模力確定型腔數(shù)按注射機(jī)額定鎖模力確定所需設(shè)型腔數(shù)，可以按下式核算：N式中 F注射機(jī)額定鎖模力（KN）； P塑料對(duì)型腔平均壓力（MPa）；A澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm）；AZ單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（cm）；所確定的型腔個(gè)數(shù)總鎖模力不應(yīng)超過注射機(jī)額定鎖模力，否則合模時(shí)，模具難以合嚴(yán)，有溢料產(chǎn)生，應(yīng)減小型腔個(gè)數(shù)。4按制品精度要求確定型腔數(shù)型腔數(shù)越多精度越低，從滿足精度要求出發(fā)型腔數(shù)可按下式確定：N2500-24式中 L塑件基本尺寸（mm）； 塑件尺寸公差（mm）； 單腔時(shí)，塑件可能達(dá)到尺寸公差（mm），其中聚甲醛為0.2、PE、PP、PC、PVC為0.05 ；1.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，其尺寸精度可降低4。2.一模一腔時(shí)，塑料公差聚甲醛為0.2，尼龍66為0。3，聚碳酸酯ABS，聚乙烯為0.05。3.對(duì)于高精度塑件，一模不能超過四腔。表三此塑件采用第二種方法確定型腔數(shù)目；按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)；根據(jù)公式：NN5（取整）最終確定采用一模4腔的結(jié)構(gòu)形式；所以取N = 4。符合設(shè)計(jì)要求，所以確定型腔數(shù)目為4個(gè)。3.3.2分模面的選擇分模面為定模與動(dòng)模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：使塑件在開模后留在動(dòng)模上；分型面的痕跡不影響塑件的外觀；澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；使塑件易于脫模。根據(jù)對(duì)塑件的形狀結(jié)構(gòu)特殊，分型面的選擇，應(yīng)符合上述原則。然后我考慮塑件的形狀，以及整體的設(shè)計(jì)，模具制造，加工要求，我選擇一個(gè)平面分型面。第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1.1主流道的設(shè)計(jì)主流道的設(shè)計(jì)通常設(shè)計(jì)成梯形形，塑件所選擇的塑料為ABS+PC材料，以便于凝料從主澆道中拔出，內(nèi)壁的粗糙度一般為Ra=0.63m為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對(duì)接處緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形凹坑。4.1.2分流道的設(shè)計(jì)1、分流道截面形狀的選擇分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V 形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設(shè)計(jì)采用圓形截面。分流道的尺寸由公式：d=Tmax1.5式中：Tmax塑件最大壁厚d=51.56.5mm2、分繞道的布置形式分澆道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應(yīng)是排列緊湊，能縮小模板尺寸，減小流程，鎖模力力求平衡。分繞道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，本次設(shè)計(jì)采用平衡式布置。3、分流道的表面粗糙度7分流道的表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取為Ra=1.252.5m，這可以增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于保溫。但為了保證脫模和分型，我們又必需保證表面的粗糙度不能過大以至于表面出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，從而給脫模和分型都帶來難度。所以我們?cè)诖诉x擇分流道的表面粗糙度為Ra=1.5m。4.1.3澆口設(shè)計(jì)1、分流道與澆口的連接形式分流道與澆口的連接形式通常有斜面和圓弧連接等兩種連接方式，根據(jù)我們型腔的排樣方式和分流道的布置方式，分流道與澆口的連接地方選擇在寬度方向連接更佳。但在寬度上的連接時(shí)候，由于斜面會(huì)使分流到逐漸變窄，那么不同階段冷卻較快，產(chǎn)生不必要的壓力損失，而圓弧過渡的接口較斜面的寬，所以以上出現(xiàn)的缺陷能得到解決，所以分流道與澆口的連接選擇為在寬度上的圓弧過渡連接。2、澆口形狀的選擇及其尺寸確定澆口是連接流道與型腔之間
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