CD盒塑料模具设计

三门峡职业技术学院毕业设计(论文)1CD盒子塑料模具设计摘要：CD盒的形状较为复杂，所以模具设计中要考虑的因素有很多，除考虑它的出模、分型面，还需考虑它成型的质量，表面光洁度等。更重要的是考虑它的制造难度和成本。所以我们设计应认真分析塑料制品的结构，寻求最佳的设计方案。分型面的选择也很重要，制件不是平直表面，制件的形状很不规则，分型面的选择既要考虑不影响制件表面的美观，又要达到结构要求。由于制品体积比较大，所以浇注系统的设计也很重要，在此次设计中我选顶面侧浇口，并设有冷料穴。拉料杆采用倒锥形，这就解决了制品出模的问题。关键词：分型面成型凸模凹模分型面三门峡职业技术学院毕业设计(论文)2前前言言本课题是自己所选的，来自日常生活中到处可见塑料制品。塑料制品占模具中的80%以上，所以对塑料模具的设计自目前对我们是非常重要的一门设计，学好本内容才可以对它进行基本的设计，也为今后设计复杂的塑料模具奠定良好的基础。本人所设计的是一般的CD盒注塑模设计，在设计中附有大量的模具结构图和模具局部图，还有通过Pro/E软件画出它的三维立体图，这就帮助评省老师更易看到设计者所设计的内容的难易程度。文字大约有10000字，已详细地说明设计的全过程。但本人是初次设计，有很多的错误和不足，敬请谅解。还有在模具制造加工中用到了现代先进技术的线切割和电火花成型加工，这也是现代社会通用的模具制造加工机器，并数控加工也不例外。三门峡职业技术学院毕业设计(论文)3目目录录前言………………………………………………………………1第1章塑件工艺分析……………………………………………2第1.1节塑件分析…………………………………………………2第1.2节CD盒原料（聚炳烯）的物料性能、成型性能与工艺参数………………………………………………………………………2第2章注塑设备选择……………………………………………5第2.1节估算塑件体积……………………………………………5第2.2节选择注射机………………………………………………5第3章浇注系统的设计…………………………………………7第3.1节主流道设计………………………………………………7第3.2节分流道设计………………………………………………7第3.3节冷料井设计………………………………………………7第4章成型零件的设计与计算…………………………………10第4.1节型腔的径向尺寸与深度…………………………………10第4.2节型芯的径向尺寸与深度…………………………………10第4.3节模具型腔侧壁和底板厚度的计算………………………11第5章合模导向机构设计………………………………………12第5.1节导向与定位机构设计……………………………………12第6章脱模机构设计……………………………………………14第6.1节脱模机构设计……………………………………………14第7章注塑机参数校核…………………………………………16第7.1节最大注塑压力校核………………………………………16第7.2节最大注塑量校核…………………………………………16第7.3节锁模力校核………………………………………………16第7.4节模具与注射机安装相关部分尺寸校核…………………16第8章温度调节系统的设计……………………………………18第8.1节模具冷却系统的设计……………………………………18第8.2节模具加热系统的设计……………………………………19第9章模具的装配………………………………………………20三门峡职业技术学院毕业设计(论文)4第9.1节模具的装配程序…………………………………………20第9.2节模具零件的装配工艺……………………………………21第10章注塑机与模具的关系……………………………………22第10.1节注塑机与模具的关系……………………………………22设计总结………………………………………………………………27参考资料………………………………………………………………28致谢………………………………………………………………29三门峡职业技术学院毕业设计(论文)5第1章塑件工艺分析第1.1节塑件分析1.1.1、塑件三维立体图及二维工作图：图（1.1）1.1.2塑件工艺分析CD盒选择的材料是聚丙烯（PP），该产品在使用过程中经常接触光盘，为防止光盘磨损因此塑件的厚度必须均匀，如果可能的话，应没有接触痕，不充分熔合的熔接痕易于形成薄弱的部位，所以要尽量避免。第1.2节CD盒原料（聚炳烯）的物料性能、成型性能与工艺参数1.2.1、该CD盒原料为聚炳烯（PP）：物料性能：电绝缘性能和耐腐蚀性能与聚乙烯相同,但机械强度,硬度较高(接近PS和硬PVC)。具有优异的抗疲劳弯曲性能，常温下可受300万次弯折。成型性能：(1)结晶性好料,吸湿性小,可能发生熔融破裂,长期与热金属接触易发生分解。(2)流动性极好，溢边值0.03mm左右。(3)冷却速度快,浇注系统冷却系统应散热缓慢。(4)成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强。三门峡职业技术学院毕业设计(论文)6(5)注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于50℃以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕；90℃以上易发生翘曲、变形。(6)塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以避免应力集中。1.2.2、聚炳烯塑料的主要技术指标:密度(Kg.dm-3)91.0~90.0比体积dm-3.kg-11.38吸水性%5.0~07.0收缩率%5.1~1熔点℃200~180热变形温度℃0.46MPa174~1581.50MPa157~110抗拉屈服点0.1MPa690拉伸弹性模量0.1MPa2.5×104变动强度0.1MPa1040冲击韧度Kg.dm-2无缺口1040有缺口202邵氏硬度D75-85体积电阻系数Ωcm1012—1014击穿强度Kv.cm-118.61.2.3、（PP）的注射成型工艺参数(1)注射机类型螺杆式(2)料筒温度℃前段150～170中段180～190后段190～205(3)加热和干燥温度℃170～190时间h3～5(4)喷嘴温度℃170～190三门峡职业技术学院毕业设计(论文)7(5)模具温度℃40～60(6)注射压力MPa60～100(7)成型时间S注射时间1～5高压时间5～10冷却时间10～20总周期15～35(8)螺杆转速r/min30~80三门峡职业技术学院毕业设计(论文)8第2章注塑设备选择第2.1节估算塑件体积该产品大批量生产故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于塑件较大，所以模具采用一模一腔结构，浇口形式采用点浇口。该产品材料为PP，查书《设计与制造实训》得知其密度为391.0~9.0cmg,收缩率为1%～2.5%，计算出其平均密度为3905.0cmg,平均收缩率为1.75%。通过计算得塑件体积为32.24cmV塑塑件的质塑塑vM(2.1)即gvM9.212.24905.0塑塑浇注系统体积39CMV浇浇注系统质量*浇浇VM(2.2)gVM1.8905.0*9*浇浇故22.33cmV总故gM30总第2.2节选择注射机根据塑料制品的体积或质量，查《模具设计与制造实训》书附录5的附表5-2或查有关手册选定注塑机型号为SZ-60/40。注塑机的参数如下：螺杆直径/mm30mm螺杆转速（r/min）200~0理论注塑容量/3cm60注塑压力/MP180注塑速率（g/s）70塑化能力(kg/h)35锁模力/kN400拉杆间距)/()(mmmmVH300220模板行程/mm250模具最小厚度/mm150模具最大厚度/mm250三门峡职业技术学院毕业设计(论文)9定位孔直径/mm80定位孔深度/mm10喷嘴伸出量/mm20顶出行程/mm70喷嘴半径/mmSR10顶出力/kN12三门峡职业技术学院毕业设计(论文)10第3章浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统前首先必须确定塑料的成形位置，该CD盒模具采用一模一腔二板式结构，侧浇口，顶出装置采用推杆式结构第3.1节主流道设计3.1.1、主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机制喷嘴在同一轴线上断面为圆形，且有一定的锥度。主流道的设计要点如下：便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因聚炳烯（PP）的流动性好，故其锥度取3～6度，内壁粗糙度为R0.63um。主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,以减少流速转向过渡的阻力，r=1.5mm。（1）（2）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。（3）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(1～2),其小端直径D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。（4）于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。同时因该CD盒采用聚氯炳烯（PP），需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。第3.2节分流道设计由于采用1模1腔式结构所以不用设计分流道。第3.3节冷料井的设计冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大端直径，长度约为主流道大端直径。如下图。三门峡职业技术学院毕业设计(论文)11图（3.1）冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大端直径，长度约为主流道大端直径。此模具设计带有推杆的冷料井。这类冷料井的底部由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，因此它常与推杆或推管脱模机构连用。并设计成倒锥孔冷料井，脱模时由冷料井倒锥将主流道凝料拉出。当其被推出时，塑件和流道能自动坠落，易实现自动化操作。冷料井如下图：12图（3.2）三门峡职业技术学院毕业设计(论文)12具体结构见模具装配图。三门峡职业技术学院毕业设计(论文)13第4章成型零件的设计与计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。因聚炳烯（PP）的成型收缩率为1%-2.5%所以平均收缩率取K=1.75%塑件的尺寸公差IT=5第4.1节型腔的径向尺寸与深度4.1.1、凹模尺寸计算：对于塑件000.194、030.1124、038.015、022.03、022.02、064.043尺寸的凹模外形尺寸：因为塑模LL[（1+k）-(3/4)△]0（4.1）式中塑L—塑件外形最大尺寸；k—塑件平均收缩率；△—塑件的尺寸公差；δ—模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/3～1/6。故33.0000.1)3/1(089.94]00.1)4/3()0175.01(94[模L.42.125]00.14/30175.01124[33.0000.13/10）（模）（）（L12.0038.03/1097.14]38.04/30175.0115[）（模）（）（L07.0022.03/1088.2]22.04/30175.013[）（模）（）（L21.0064.03/1027.43]64.04/30175.1143[）（模）（）（L4.1.2、对于塑件022.02、22.003尺寸的凹模深度尺寸：因为模H=[模H（1+k）-(2/3)