光驅(qū)外客注射模設(shè)計

1、第1章 塑料注射模具 塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣泛的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。設(shè)計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的ABS塑料便是丙烯青、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其既有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具行腔，產(chǎn)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連接成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。既然

2、是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工是收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動方向的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮范圍較廣，在實際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)急確定注射時溫度壓力的大小和取向性。一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。塑料注塑模具基本分為靜模和動模。在注塑機的注射頭一邊的帶澆口套的為靜模，靜模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點的模板就可以了。澆口套一般為標準件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有

3、利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有寫特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度先割割成。部分模具必須靜模脫模是，還得加上靜模脫模機構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動?？堪?、脫模機構(gòu)以及模腳和裝機固定板。脫模機構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，部分模具還要增加彈簧以實現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。當為一產(chǎn)品設(shè)計模具時，首先要設(shè)定墨菊的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料。來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸?，F(xiàn)在的模具基本上要進行熱處理，家高模具的硬度，提高模具使用壽命。早熱處理前，先對模板進行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回

4、位孔（動模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等?，F(xiàn)在普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼，CR12等硬度不能太高，在HRC60度時經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為Cr2W8v，制造后在氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下和容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不 至于影響模具壽命

5、。第2章 塑件分析2.1 材料分析（1） 產(chǎn)品的材料為：尼龍1010（2） 查資料可知道尼龍1010的主要物理參數(shù)：聚酰胺俗稱尼龍（Nylon）英文名稱為Polyamide（簡稱PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團NHCO的熱塑性樹脂總稱。擺闊脂肪族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66，占絕對主導(dǎo)地位，其次是尼龍11，尼龍12，尼龍610，尼龍612，例外還有尼龍1010，尼龍46，尼龍7，尼龍9，尼龍13，新品種有尼龍6I，尼龍9T和特殊尼龍MXD6（阻隔性樹脂）等，尼龍的改性品種數(shù)量繁多，如增強尼

6、龍，但體澆鑄尼龍（MC尼龍），反應(yīng)注射成型（RTM）尼龍，芳香族尼龍，透明族尼龍，高抗沖（超韌）尼龍，電鍍尼龍，導(dǎo)電尼龍，阻燃尼龍，尼龍與其它聚合物工混合合金等，滿足不同特殊要求，廣泛用作金屬，木材等傳統(tǒng)材料代用品，作為各種結(jié)構(gòu)材料。尼龍是最重要的工程材料，產(chǎn)量在五大通用工程塑料中居首位。性能：尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬尼龍具有很高的機械強度，軟化點高，耐熱，摩擦系數(shù)低，耐磨損，自滑潤性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強可降低

7、樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。尼龍中尼龍66的硬度、剛性最高，但韌性最差。各種尼龍按韌性大小排序為：PA66PA66/6PA6PA610PA11PA12。尼龍的燃燒性為UL94v-2級，氧指數(shù)為24-28，尼龍的分解溫度299攝適度，在449499攝適度時會發(fā)生自燃。尼龍的溶體流動性好，故制品壁厚可小到1mm。水份Q-GHPF3-1999 1.0熔點Q-GHPF3-1999 大于等于相對粘度Q-GHPF3-1999 1.70細度（通過180um篩網(wǎng)）Q-GHPF3-1999 96尼龍1010的收縮率在0.5%-5%。由于塑件的料厚為5mm，故最終確定注塑件

8、是收縮率在2.5%。2.2 塑件缺陷分析（1）變形：產(chǎn)品出模時變形，有模溫、料溫和產(chǎn)品出模時溫度較高，保壓時間不夠和殘余應(yīng)力的作用等非設(shè)計原因，產(chǎn)品壁厚和收縮不均，澆口位置不當和頂桿位置不當、粘模造成的等是設(shè)計是必須考慮的。（2）斷裂：回料或填料過多、頂桿太小太少、頂速過快、料濕太低、粘模、間隙太小造成的真空態(tài)等，有嵌件的嵌件預(yù)熱不夠也回造成裂痕。少數(shù)產(chǎn)品須經(jīng)退火消除應(yīng)力。（3）磨損：脫模斜度太小脫模困難、垂直度不行，磨損處有加工殘留，如磨床后在型腔鋒角處毛刺。粗糙度過大等，很容易解決。氣泡溫度太低、太高，壁厚懸殊或過厚，水份過高，含溶劑或易揮發(fā)無，壓力過大、排氣不暢，注射周期太長造成塑料在料

9、筒里分解。（4）飛邊：鎖模壓力敵不過注射壓力，模板變形、閉合不緊，溫度過高，芯子型腔間隙太小、位置偏移等。（5）斑紋：塑料過熱分解，壓力太低，流道、澆口太小和位置不當，當澆口設(shè)計不合理，發(fā)生噴射，塑料沒有充分干燥。溫度太低在充模時形成波紋。熔接痕在多芯子并破壞時是很難避免的，合理的調(diào)控溫度和注射溫度，設(shè)計好澆口和排氣溢流位置以改善產(chǎn)品外觀。 第3章 注射機的選擇3.1 初選注射機：根據(jù)制件要求 初選注射機的型號為：XSZY125型號的螺桿式注射機！3.2 注射機的有關(guān)工藝參數(shù)校核 3.2.1 型腔數(shù)量的確定和校核 對于多型腔對于多型腔注射模，其型腔數(shù)量與注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模力等參

10、數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響。 （1）按注射機的額定塑化量進行校核 nmKMt/3600-m1 公式（3-1）式中 K注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M注射機的額定塑化量，g/h或cm3/h; t成型周期，S； m1澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，g或cm3； m單個塑件的質(zhì)量或體積，g或cm3； n型腔的數(shù)量。 （2）按注射機的額定鎖模力進行校核npAFP-pA1 公式（3-2）式中 FP 注射機的額定鎖模力,N; A 單個塑件在模具分型面上的投影面積，mm3 A1 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm3 P 塑料熔體對型腔的成型壓力，MPa,其大小一般是注

11、射壓力的80%。 按上述方法確定或校核型腔數(shù)量是，還必須考慮成型塑件的尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟性及注射機安裝模板的大小。一般說來，形腔的數(shù)量越多，塑件的精度就越低（經(jīng)檢驗認為，沒增加一個行腔，塑件的尺寸精度便降低4%-8%），模具的制造成本也越高，但效率會明顯增加。 由于本制品為小尺寸塑件，為了不浪費材料，選用一模二腔。3.2.2 最大注射量的校核最大注射量是指注射機一次注射塑料的最大容量。設(shè)計模具時，應(yīng)保證成型塑件所需的總注射量小于所選注射機的最大容量，即：nm+m1Kmp 公式（3-3） 式中 mp注射機允許的最大注射量，g或cm3 因聚苯乙烯塑料的密度是1.05g/cm3近似于1 g/cm，

12、因此規(guī)定注塞式注射機的允許最大注射量是以一次注射聚乙苯的最大克數(shù)為標準的；而螺桿式注射機是以體積表示最大注射量的，與塑料品種無關(guān)。nm+m1Kmp 關(guān)n 型腔的數(shù)量為1m 單個塑件的質(zhì)量或體積，g或cm3m1 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，g或cm3k 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8mp注射機允許的最大注射量，g或cm3系統(tǒng)的凝料設(shè)為0.4 cm3，則m1=0.4所以 左邊=2×9.9+0.4=20.2 右邊=0.8×125=100因此 滿足公式（3-3）所以 不等式成立！所以 注射量的標準符合要求3.2.3 鎖模力的校核當高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生使模具

13、分型面漲開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機的額定鎖模力FP，才能保證注射時不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即：Fz=p(nA+A1)<Fp 公式（3-4）式中Fz熔融塑料在型面上的漲開力，N。型腔內(nèi)的壓力約為注射機注射壓力的80%左右，通常取2040MPa。常用塑料注射成型時所用的型腔壓力值列于表3-1。 表3-1 常用塑料注射時所選用型腔壓力塑料品種高壓聚乙烯（PE）低壓聚乙烯（PE）PSASABSPOMPC型腔壓力101520152030303540Fz=p(nA+A1)<FpFz_熔融塑件在分型面上的漲開力；A 單個塑件在模具分裂面上

14、的投影面；P成型壓力MPa，大小一般為注射壓力的80%；由于制品為ABS材料，左邊=125x（1xx16+2xx16）=100480N=100.48KN右邊=900因此 滿足公式3-4所以 不等式成立所以 鎖模力符合要求！3.2.4 注射壓力校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機類型、噴嘴形式、塑件形狀和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對于粘度較大的塑料以及形狀細薄、流程長的塑件，注射壓力應(yīng)取大些。由于柱塞式注射機的壓力損失比螺桿式大，所以注射壓力也應(yīng)取大些。注射壓力的校核是核定注射機的額定注射壓力是否大于成型時所需的注射壓力。由于注射機的額定注射壓力為120MPa,而成型時所需的

15、注射壓力為100MPa所以 注射壓力符號要求！3.2.5 開模行程的校核 注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出是所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。 本模具是具有側(cè)向抽芯是的最大形成。當模具需要利用開模動作完成側(cè)向抽芯時，開模行程的校核應(yīng)考慮側(cè)向抽芯所需的開模行程，若設(shè)完成側(cè)向抽芯所需的開模行程為Hc，當HcH1+ H1，Hc對開模行程沒有影響。當Hc< H1 +H2時，可用Hc代替公式中H1 +H2的進行校核SH1 +H2+（510） 公式（3-5）Hc側(cè)向抽芯所需的開模形成 mm；H1推出距離 mm；H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm;S=

16、160mm經(jīng)計算Hc=10mmH1=4.5+2=6.5mmHc< H1 +H2SH1+H2+(510)所以 開模行程符合要求！3.2.6 模具與注射機的安裝部分相關(guān)尺寸的校核 為了使注射模具能順利的安裝在注射機上并生產(chǎn)出合格的塑件，在設(shè)計模具時必須校核注射機與模具安裝有關(guān)的尺寸。一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安裝螺孔尺寸等。 （1）噴嘴尺寸設(shè)計模具時，主流道始端的球面必須比注射機噴嘴頭部球面略大一些，如圖3.1所示，即R比r大12。主流道小端直徑略大，即D比d大0.51，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。RdDr圖3-1 主流道與

17、噴嘴1-注射機噴嘴; 2-澆口套已知：r=12 d=4又R=r+(12)D=d+(12) 用數(shù)控銑床，甚至加工中心來進行。斜滑塊（斜型芯）是模具的重要成型零件，常用T8、T10、45鋼等材料來制造，熱處理硬度要求HRC50，對于45鋼HRC40。本設(shè)計中的制品要求不高，為減少成本，提高經(jīng)濟性，可采用45鋼，HRC40。圖7-47.4鍥緊塊的設(shè)計 由于在注射成型過程中，側(cè)向分型在成型壓力的作用下會使側(cè)滑塊向外位移，側(cè)向力會通過側(cè)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，使其變形，如果斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊上的斜導(dǎo)孔采用較大的間隙配合，側(cè)滑塊的外移會降低塑件側(cè)向凹凸處的尺寸精度，所以必須采用鍥緊塊。 設(shè)成型的過程中，側(cè)向成型零件在

18、成型壓力的作用下會使側(cè)滑塊向外位移，如果沒有鍥緊塊鍥緊，側(cè)向力會通過側(cè)滑塊傳遞給斜導(dǎo)柱，使其發(fā)生變形。如果斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊上的斜導(dǎo)孔采用較大的間隙（0.4-0.5）配合，側(cè)滑塊的外移會極大降低塑件側(cè)向凹凸處的尺寸精度，因此，在斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計時，必須考慮側(cè)滑塊的鎖緊。鍥緊塊的結(jié)構(gòu)形式如圖8.5所示。 由于本設(shè)計中，側(cè)滑塊的抽芯方向垂直于合模方向 所以=+（23） 即=18圖7-5第8章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否合適，均勻與穩(wěn)定，對塑料熔體的充模流動，固化定型，生產(chǎn)效率以及塑料的外形和精度尺寸都有重要的影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具

19、的溫度，使注射成型塑件有良好的 產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計冷卻回路的設(shè)計應(yīng)該做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介能充分吸收成型塑料所導(dǎo)致的熱量，使模具成型表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需要的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通。（1）冷卻回路尺寸的確定：A=Mq/3600a(m+w)式中：A冷卻回路總面積；M單位時間內(nèi)注入墨菊中樹脂的質(zhì)量C單位質(zhì)量樹脂在墨菊內(nèi)釋放的熱量q冷卻水的表面?zhèn)鹘y(tǒng)系數(shù)m模具成型表面的溫度w冷卻水的平均溫度（2）冷卻回路總長的確定：L=100A/d式中：L冷卻回路總長度A冷卻回路總面積 d冷卻水孔直徑 確定冷卻水孔直徑時應(yīng)該注意，無論多大的模具，水孔的直徑

20、不能大于14毫米，否則冷卻水難以成為最佳狀態(tài)，以至降低交換效率。一般水空的直徑可以根據(jù)壁厚來確定。平均壁厚為2毫米時水孔直徑可去810毫米。 本墨菊設(shè)計中冷卻水道直徑為d=8mm（3）冷卻水體積流量計算塑料樹脂傳給墨菊的熱量與自然對流量到空氣中的墨菊熱量，輻射散發(fā)到空氣中的墨菊熱量以及模具傳給注射機熱量的差錯，即為冷卻水擴散的模具熱量。假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話，即忽略其它穿因素，那么模具所需要的冷卻水體積流量則可用下式計算。Qv=Mq/60cp(1-2)式中：Qv冷卻水體積流量M單位時間沒注射模具的樹脂質(zhì)量q單位時間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量冷卻水的比熱容冷卻水的密度1冷

21、卻水出口處溫度Q冷卻水入口處溫度（4）冷卻水管的分布設(shè)置冷卻效果良好的冷卻回路的模具是縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率最有效的方法。如果不能實現(xiàn)均一的快速冷卻，則會使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而變形或開裂，隨意應(yīng)根據(jù)塑件的形狀，壁厚以及塑料品種，設(shè)計與制造出能實現(xiàn)均一，高效的冷卻回路。冷卻回路設(shè)置的基本原則：冷卻水道應(yīng)盡量多，截面應(yīng)盡量大冷卻水道離模具型腔表面的距離一般為1015毫米水道入口的不止?jié)部谔幖訌娎鋮s和入口溫差盡量小冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向冷卻水道的不止應(yīng)避開容易產(chǎn)生熔接痕的部位8.2 加熱系統(tǒng)的設(shè)計 由于本模具屬于小型模具，所以不需要設(shè)置加熱裝置。 所以本模具采用四個直徑為8個冷卻水道！第9章

22、 模具的裝配（1）精修定模定模經(jīng)過鍛、刨后，磨削4面。下，上平面留修模余量：劃線技工型腔。用銑床銑型腔回用電火花加工型腔。深度按要求尺寸增加0.2毫米；用油石休整膜型腔表面。（2）精修動模型芯以及動模固定板型孔按圖紙將預(yù)加工的動模芯精修成型，鉆鉸頂桿孔；按劃線加工動模固定板型孔，并與型芯配合加工。（3）同時鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔將定模，動模板固定合在一起，使分型面緊密接觸，然后加緊鏜削導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔；括導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔的臺階。（4）復(fù)鉆各螺孔，銷孔以及推桿孔定模與定模固定板合在一起，夾緊復(fù)鉆螺孔，銷孔；動模固定板，墊板，支撐板，動模板合在一起夾緊，復(fù)鉆螺孔，銷孔。（5）動模型芯壓入動模固定板將動模型芯壓入固

23、定板并且緊密配合；裝配后型芯外露部分要求符合圖紙要求。（6）壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套將導(dǎo)套壓入定模；將導(dǎo)柱壓入動模固定板；檢驗導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合的松緊程度。（7）磨安裝基面將定模上基面磨平；將動模固定板下基面磨平。（8）復(fù)鉆推板上的推桿以及頂桿孔通過動模固定板以及型芯，復(fù)鉆推桿以及推桿孔。卸下后再復(fù)鉆墊板各孔。（9）將澆口套壓入定模板用壓力機將澆口套壓入定模板（10）裝配定模部分定模板，定模復(fù)鉆螺孔，銷孔后，擰入螺釘和敲入銷釘緊固（11）裝配動模將動模固定板，墊板，支撐板，動模板復(fù)鉆后擰入螺釘，打入銷釘固定（12）修正推桿，復(fù)位桿，頂桿長度將動模部分全部裝配后，使支撐板底面和推板金貼與動模板。自型芯表面測出

24、推桿，頂桿的場地，進行修正（13）試模與調(diào)整第10章 試模（1）試模前的準備 領(lǐng)取并對原材料進行檢查 準備好相關(guān)的試模資料 準備好測量設(shè)備 依據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體要求， 合適的注射機 對模具進行自檢 對模具進行預(yù)熱、清洗料管（2）試模1）架模：用布擦凈工作臺與模具上下面調(diào)整模具的閉合高度將定位環(huán)進入設(shè)備的定位孔內(nèi)快速閉合設(shè)備用壓板或螺釘鎖緊模具卸下鎖?？劢由纤懿⒋蜷_開關(guān)2）調(diào)模進行定循環(huán)試驗，在手動或半自動狀態(tài)下檢查模具的各運動機構(gòu)是否順暢對頂出距離進行調(diào)節(jié)清洗模面，避免模面上貼有物體等對模具和噴嘴筒進行預(yù)熱按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進行成型加工，同時根據(jù)產(chǎn)品的狀況，確認是否修改參數(shù)和如何修改工藝參數(shù)，直至生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。（3）試模后的工作檢驗：選一模按照產(chǎn)品圖進行首件形狀和尺寸的檢查，對自檢不合格的填寫報告工藝參數(shù)的確定。如檢查合格，要將此工藝參數(shù)記錄。試模完后需卸下模具并作保養(yǎng)檢討：試模完后，有設(shè)計組里試模人員參加的試模檢討會把試模中的問題，原因，解決辦法寫報告第11章 修