1、毕业设计文献综述院 系 名 称 专 业 名 称 学 生 姓 名 指 导 教 师 20xx年03月5日DVD机上盖板注射工艺分析及模具设计摘要：通过对DVD机上盖板的结构及工艺分析，介绍了DVD机上盖板注射成型模具的设计要点。为确保DVD机上盖板外观并降低模具成本，重点探讨了浇注系统、排气系统、冷却系统、脱模机构等关键部件的设计问题，还有模具设计常见的缺陷和问题。关键词：DVD机上盖板 注射模具 浇注系统Abstract：Through the DVD machine cover structure and process analysis, introduced the DVD machine
2、 on the cover plate injection mold design. In order to ensure that the DVD machine cover appearance and to reduce the cost of the mold, focusing on the pouring system, exhaust system, cooling system, demoulding mechanism and other key components of the design problem, and the common defects and prob
3、lems in mold design.Key words: DVD machine cover injection mold casting system1 引言随着注射成型技术的不断发展，塑料制品已经深入到日常生活中的每一个角落。由于塑料件具有重量轻，生产方便，价格便宜，故大到成人用品，小到儿童玩具，几乎全部采用塑料件生产。塑料件的模具结构应根据实际生产的具体要求来进行设计。2 模具设计与制造工艺的特点模具是工业生产的主要装备之一，一套模具制成后，通过它可以生产出大量制品或零件，但对于模具本身的设计和制造，它的生产规模只能是单件生产，其生产工艺特征主要表现为以下几方面。2. 1 结构和功能
4、上的相似性一般情况下，注射模具从结构上可以分为模架、浇注系统、成型零部件、导向机构、脱模机构等部分；从功能上可分为注塑、成型、冷却、脱模等部分。尽管依塑件结构、材质不同，成型部分各不相同，但在模架、导向机构、脱模机构之间具有很大的相似性，进而在工艺安排上也有可彼此借鉴之处。2. 2 制造工艺的特殊性一般模具广泛采用配合加工方法，对于精密模具应考虑工作部分的互换性。不同于普通机械加工，模具加工中电加工等非传统加工占据了很大一部分，而这些主要集中在型腔和型芯的加工上。同时，高速切削，表面技术等先进制造技术应用十分普遍。3 模具的变形与模具寿命1引起模具变形的因素很多，而其中的一个重要的因素是热处理
5、变形，于是在设计模具时，要求尽量减少截面厚薄悬殊，避免薄壁和尖角，尽量采用对称截面，例如DVD机上盖板等。对形状复杂、尺寸过大的模具，可采用组合结构。在模具上根据需要适当增加工艺孔、留工艺筋等措施，在模板受力较大时，尽量避开危险截面2。在模具生产过程中，要提高模具寿命是一个综合性的问题。除了模具材料、热处理形式以及制造工艺等对模具的寿命有影响以外，模具结构的合理性、模具使用时的润滑条件、冷却方式等都对模具的使用寿命会有很大的影响。4 塑件分析DVD机上盖板，如图4.1，整体壁厚均匀，没有太多较复杂的孔或凸起。选用聚碳酸酯(PC)(丙烯腈丁二J烯苯乙烯)共聚物(ABS)合金作为原料。PCABS合
6、金既改善了PC的熔融流动性、成型性、可电镀性及外观性，又提高了ABS的耐热性、抗冲击及薄壁制件的刚性。该合金材料力学性能高，尺寸稳定性优异，耐高低温性能和加工工艺性好，适用于制造大型薄壳、中空、高刚性、高冲击韧性的制件，如DVD机上盖板、各种电器外壳、汽车仪表盘等3。图4.1 DVD机上盖板三维图 DVD机上盖板，整体壁厚均匀，没有太多较复杂的孔或凸起。选用聚碳酸酯(PC)(丙烯腈丁二J烯苯乙烯)共聚物(ABS)合金作为原料。PCABS合金既改善了PC的熔融流动性、成型性、可电镀性及外观性，又提高了ABS的耐热性、抗冲击及薄壁制件的刚性。该合金材料力学性能高，尺寸稳定性优异，耐高低温性能和加工
7、工艺性好，适用于制造大型薄壳、中空、高刚性、高冲击韧性的制件，如DVD机上盖板、各种电器外壳、汽车仪表盘等4。5 确定模具结构形式5.1主分型面的确定打开模具取出塑料件或浇注系统凝料的面为分型面，它的确定是否合理将直接影响模具设计的成功与否。分型面设计的原则5为：应选择在塑料件的最大截面处；尽可能将塑料件留在动模一侧；有利于保证塑料件的尺寸精度；有利于保证塑料件的外观质量；满足塑料件的使用要求；尽量减小塑料件在合模平面上的投影面积；长型芯应置于开模方向；有利于排气；应有利于简化模具结构；非平面分型面的选择应有利于型腔加工和脱模方便。在基本满足上述设计原则的前提下，此DVD机上盖板模具的分型面主
8、要考虑应选在塑料件断面轮廓尺寸最大的地方，同时，考虑到塑件壁厚、形状、体积以及塑件成型时收缩对型芯包紧力的大小，DVD机上盖板应选在上表面，这样能够保证塑件留在动模，使塑件能够顺利顶出，在保证塑件外观的同时，简化了模具的脱模机构。5.2 型腔数目及浇注系统的设计综合考虑塑料件大小、塑料件结构、设备生产能力、塑料件尺寸精度及经济效益等因素，该模具采用一模一腔结构。浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地引入并充满型腔，以获得外轮廓清晰、内在质量优良的塑料件。其设计应保证充模过程快而有序、压力损失小、热量散失小、排气条件好、浇注系统凝料易于脱离并不影响塑料件的外观6。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷
9、料井等组成。而在设计浇注系统时首先要考虑浇口的设计。5.3 浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的最后部分，其作用是使塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔7。它能够很快冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体倒流。设计时必须考虑制件尺寸、截面积尺寸、模具结构、成型条件及塑料性能。浇口应尽量短小，易与制件分离，以免造成明显痕迹。考虑到塑件的外观质量，并且该塑件的体积比较小，此模具可采用点浇口，由于它的尺寸小，浇口前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，利于充模8。点绕口在开模时容易实现自动切断，制件上残留
10、浇口痕迹很小。所以该模具采用点浇口是比较合理的。根据该塑件的具体情况，可以把点浇口的位置设计在塑件的中心。5.4 脱模系统。薄壳制品的顶出颇具技术性。因为壁和筋都很薄，非常容易损坏，而且壁薄沿厚度方向收缩就很小，使得加强筋和其他小结构很容易粘合，同时高保压压力使收缩更小。为避免顶穿和粘模，应使用比常规成型数量更多、尺寸更大的顶出销。5.5 冷却系统薄壳制件不像传统壁厚件那样可以承受较大的因传热不均而产生的残余应力。为保证制品的尺寸稳定性，把收缩和翘曲控制在可以接受的范围内，就必须加强模具的冷却，确保冷却均衡。冷却水道设计有以下基本原则9：冷却水道数量尽量多，冷却通道孔径尽量大；冷却水道至型腔表
11、面距离应尽量相等；浇口处加强冷却；冷却水道出人口温差应尽量小；冷却应沿着塑料收缩的方向设置；冷却水道的布置应避开制品易产生熔接痕的部位。DVD机上盖板对外观有较高的要求，因此正常生产时模温尽可能均匀一致，以减少塑料件变形。根据产品形状分布，动、定模分别设置冷却水路，均采用循环冷却方式，但注意动模冷却水道要避开顶出机构。5.6 排气方式的确定在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统原有的空气外，还有塑料受热或凝固时产生的低分子挥发气体。这些气体若不能顺利排出，则可能因填充时气体被压缩而引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件形成气泡、产生熔接不牢，表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷。另外气体的存在还会产生
12、反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题10。由于该模具的总体尺寸较小，属于小型模具，可以利用推杆、活动型芯以及型芯端部与模板的配合间隙、分型面进行排气。其配合间隙为003一O05mm。5.7 排气系统易出现的问题注射模在生产过程中，塑料熔体要进入模腔内成型，而模腔内充满空气，有时还有水蒸气和熔融塑料材料中的挥发物，如果模具设计过程忽视排气系统设计，就会导致模具模腔内的气体无法及时排出而出现故障。比较常见的有以下几种现象11。1塑料件缺料。这种现象在大中型塑件的生产中比较常见。因为大中型塑件模具模腔内的气体量多，如排气不好模腔内的气体无法在注射周期内迅速排出，熔融塑料就会被残
13、留的气体隔阻而无法完全充满模腔，因此造成塑件缺料。2塑料件有气泡。当熔融塑料充满了模腔，无法排出的气体就会进入塑料内部，使生产出的塑料件产生气泡。3模具脱模不正常。模具排气不顺会导致塑料件在脱模瞬间与型腔壁形成真空状态，而造成脱模不正常。4熔合线不良。浇口部位出现银纹、晕斑、表面发暗、表面轮廓不清等问题。5型腔内排气不畅会引起注射压力加大，影响成型周期，形成断续注射，从而降低生产效率。6 模具结构设计注意事项6.1 注意事项模具结构设计是上述工作内容具体化的概括，设计时还须注意以下事项：（1） 模具各相关运动部件的相对关系必须精确计算，制造时严格保证。否则会出现零部件的干涉，以及毁坏模具的现象
14、；模具结构的工艺性；安装方式；结构总图的绘制比例最好用1：1 绘制，及方便又可避免出错。（2）成型零件尺寸的确定成型零件尺寸的确定通常可采用平均收缩率计算法和公差带法12，根据塑件结构特点及模具使用寿命要求选择恰当的方法有利于保证塑件质量、便于修模。（3）模具材料的选取模具材料的选择是保证模具质量、提高模具寿命的关键环节。模具材料必须具备相当高的机械强度，高温硬度，足够的韧性，良好的耐磨性和抗粘着能力。6.2 塑件成型缺陷在塑料制品生产中，注射成型是最常用的方法之一虽然注射成型得到了较为广泛的应用，但是在实际生产中经常出现由于设计经验不足、塑料件结构复杂、注射成型工艺影响因素多等原因造成塑料件
15、不合格成型时的各种缺陷造成塑料件的不合格常见的塑料件缺陷有：充填不足、飞边、缩孔、气泡、熔接痕等造成注塑件这些缺陷的原因非常复杂，有时很多原因相互影响，要准确确定缺陷产生的原因有一定的困难但总体可分为由于注塑成型设备、注塑成型工艺及注塑模设计三个方面选择和设计不当而引起的缺陷。所以，设计模具时要严格按照要求设计。结束语在满足制件使用要求的前提下，合理地考虑浇口和脱模的设计，简化了模具结构，减小了模具的尺寸并降低了模具成本。经生产验证，该模具结构合理、紧凑，动作可靠，实用性强。 参考文献1 焦振学. 先进制造技术M. 北京：北京理工大学出版社，1997.2 蔡建国，吴祖育. 现代制造技术导论M. 上海：上海交通大学出版社，2000.3 凌绳，王秀芬，吴友平聚合物材料M北京：中国轻工业出版社，20064 冉新成塑料成型模具M北京：化学工业出版社，20045 Jack AveryPlastics technology，1999，(6)：64696 Roben c
