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1、目 录1 绪论11.1题目背景及目的11.2国内外的研究现状21.3展望41.4概述52 产品设计内容62.1塑件材料的选择62.2塑件材料的性能62.2.1一般性能62.2.2力学性能62.2.3热学性能62.2.4电学性能62.2.5环境性能72.2.6 PP的加工特性72.3 PP注塑制品72.4 纯PP材料的综合性能参数72.5 聚丙烯的改性82.6 成型塑件的主要缺陷及消除措施103 光盘架的结构设计图113.1 结构113.2 结构工艺124 模具设计内容134.1 选择分型面134.2 确定型腔数目144.3 注射机的选择144.4 注射机的校核144.4.1锁模力的校核144.
2、4.2开模行程的校核155 浇注系统的设计165.1 浇注系统165.1.1主流道的设计165.1.2分流道的设计175.1.3浇口的设计175.2 排气结构的设计195.3 模架及合模导向机构的选择195.3.1合模导向机构的设计205.3.2导柱的设计215.3.3导套设计216 脱模推出机构的设计226.1 结构分析226.2 冷却系统的设计计算226.2.1冷却装置的作用236.2.2注射机每小时注射量236.2.3塑件在固化时每小时释放的热量Qt236.2.4冷却水的体积流量Qv236.2.5却管道直径d246.2.6冷却水在管道内的流速v246.2.7管道孔壁与冷却介质间传热系数k
3、246.2.8冷却管道总传热面积A246.2.9模具应开设的孔数n246.3 脱模力的计算256.4 成型零件的尺寸及公差计算267 模具的试模与修模277.1 模具的试模与修模277.2 成型缺陷27结论28参考文献29致谢301绪论1.1题目背景及目的光盘即高密度光盘(Compact Disc)， 从信息存储的角度看，CD完全可以看成一种新型的纸。一张小小的塑料圆盘，其直径不过12厘米（5英寸），重量不过20克，而存储容量却高达600多兆字节。如果单纯存放文字，一张CD相当于15万张16开的纸，足以容纳数百部大部头的著作。但是，CD在记录信息原理上却与纸大相径庭，CD盘上信息的写入和读出都
4、是通过激光来实现的。激光通过聚焦后，可获得直径约为1微米的光束。据此，荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始使用激光光束来进行记录和重放信息的研究。1972年，他们的研究获得了成功，1978年投放市场。最初的产品就是大家所熟知的激光视盘（LD, Laser Vision Disc）系统。第一张商业化的CD只读光盘自1982年问世后的近二十年来，CD只读光盘作为光存贮类产品在各行业中都得到了广泛的应用。产品类别也从单一的CDDA光盘逐渐发展到CDROM电脑用光盘等多个格式。第一，这首先得益于信息产业的高速发展，导致信息量的成倍增加；第二，得益于光盘产品在贮存容量、快速查询、长期保存及存贮
5、密度上比原各类记录介质有明显的优势；第三，得益于形成了一套CD只读光盘与光盘驱动器等的相互适应性标准，使得光盘的各技术指标可适合于不同种类的光驱或播放设备的对光盘的使用要求，而文件格式可适用于不同电脑操作系统的应用要求。从上世纪90年代以来, 随着电子信息技术快速地向数字化、网络化和智能化发展 , 数字技术将信息社会推进了数字时代。随着信息技术的数字化发展 , 信息记录技术由磁记录向磁光、光、半导体记录发展 , 记录介质也由磁性介质 (磁带、磁盘、磁卡)向磁光介质 (磁光盘)、光介质 (光盘、光带、光卡) 和固态介质发展。发展的目标向高密度化、大容量化、高性能化和小型化迈进。光记录是从 70
6、年代初发展起来的一项高新信息存储技术。随着数字技术应用领域的扩展 , 计算机的普及和网络技术的进步, 对图、文、声像等数据量庞大的数字化处理 , 需要高密度记录技术和大容量的记录介质。仅经过20多年的发展光记录技术和记录介质由 LD 发展到 CD , 再到 DVD , 最近又推出了更大容量的蓝光光盘系列。以 CD 光盘为代表的光记录介质具有记录密度高、容量大、随机存取、保存寿命长、稳定可靠和使用方便等一系列特点 , 特别适用于大数据量信息的存储和交换。光记录技术不仅能满足信息社会海量数据存储的需要 , 而且能同时存储图、文、声像等多种信息 , 改变了传统的信息记录、传输与管理方式。近年来 ,
7、由于 CD R光盘价格低廉 , 存储读取的方便、可靠得到了广大用户的认可 , 再加上刻录机价格的降低 , 促使了CD R光盘成为人们普遍使用的记录媒体。而随着光盘的大量普及和应用，伴随着发展的便是光盘架的发展，由于光盘数量的增多，其光盘架的款式和形状也日益的多样化起来。光盘架的发展让CD的存储和收藏更加方便和保障。1.2国内外的研究现状CD R起初作为专业用的记录介质 , 用于广播素材的保存和特级音库等 , 随着电子信息技术的发展 , CD R的应用扩大到信息存储的各个领域 ,在文档资料电子化方面扮演着重要角色。CD R写入的信息不可修改 , 保密性、安全性强 , 因而现在广泛用于政府文件的保
8、存 , 医疗系统病历 X 光片等医疗资料的保管 , 企业财会票据类的保存等 ,珍贵文史资料、法律政局等特别需要防范篡改的资料也要用 CD R 保存。可录CD即CD-R光盘，可由用户自行将声音、文字、图像等录入光盘并永久保存，可用各种格式一次或分段刻录，并能在CD机、VCD机和CD-ROM光驱上播放和检索。自90年代问世以来，CD-R光盘技术在文件、档案的永久保存以及计算机游戏、软件和信息的分配等方面得到了越来越广泛的应用，并迅速进入家庭，成为消费性光电子产品，市场潜力巨大，是当前市场上最热门的光盘产品之一。和简单的CD、VCD及CD-ROM光盘的复制生产技术不同，CD-R光盘的生产工艺十分复杂
9、，难度极高，其关键技术和原材料由发达国家的少数大公司所垄断。至去年年底，我国还不具备自行开发生产CD-R光盘的能力。中科院院士干福熹教授领衔的中国科学院上海光学精密机械研究所光盘实验室在过去进行“一次写入光盘”和“有机光存储材料”研究的基础上，联合深圳市先科企业集团共同承担了国家计委的国家重点科技攻关项目的“5寸可录CD光盘生产工艺开发研究”专题。经过科技人员一年多的努力，在CD-R光盘存储材料的选择、多层膜的结构设计、光存储薄膜的制备以及CD-R光盘摆动伺服槽的误码测试技术等方面开发出具有自主知识产权的技术。在深圳市先科企业集团投资500多万美元建立年产150万片CD-R光盘生产线上，用自制
10、染料完成了CD-R光盘批量生产定型实验，批量试生产的成品率及产品性能均达到国际先进水平，所生产的CD-R光盘能进行2倍速和4倍速刻录。目前，该生产线可以大批量生产能进行4倍速刻录的CD-R光盘，成品率达80%以上，光盘性能和使用寿命均达到国际先进水平。欧、美、日等发达国家正在大力推行公共文书的电子化 , 需要的介质首选CD R。信息存储介质存储数据的可靠性一直是人们普遍关注的问题。光盘的记录层是由有机染CD R料甩涂而成的 这种介质性能危害性对存储信息的,可行性具有直接的影响。在我们日常的使用环境下 CD R 具有较高的可靠性 但在一些特殊环境下诸如盐雾腐蚀严重的沿海和舰船 经常出现高温、高湿
11、的南方、严寒的北方以及灰尘较多的地区则对CD R盘的工作可靠性提出了挑战。最近中国人民大学的专业人员也对各种不同牌号的 CD进行了在湿热、光照条件下的老化试验研究,得到了一些值得参考的结果:在高温高湿的条件下进行的老化实验中得到光盘老化寿命差异很大,另外从理论上说:金的反射层性能稳定, 应有更长的数据存档寿命,却没有达到理想的结果。实验表明光盘的生产工艺对光盘的寿命非常重要 , 如果盘片的洗边不好 , 腊克未干燥 , 油墨与腊克的配合不当等因素都可能造成盘片耐高温高湿性能变差。日本东京大学的研究团队已经发现一种材料，可以用来制造更便宜、容量更大得多的超级光盘，可以储存的容量是目前一般DVD的5
12、千倍。这种材料平常是能导电的黑色金属状态，在受到光的点击后会转变成棕色的半导体。这是一种透明的新型氧化钛，在室温下受到光的照射，能够任意在金属和半导体之间转变，因而产生储存数据的功能。 容量是蓝光光盘的1千倍，而蓝光光盘的容量则是一般DVD的5倍。一般来说，一张DVD容易为4.7G，一张蓝光光盘容量为25G。最新的蓝光协会表示，新蓝光光盘容量可以达到128G。但是东京大学的最新光盘容量将达25000G，也就是所谓的25T。2003 年度我国可录光盘生产线的总量将超过 300 条的规模 , 其中主要的是 CD R 光盘生产线。由于光盘生产设备和技术更新速度十分快 , 新增生产线大多是生产周期快、
13、成品率高、工艺成熟的最新生产线 , 产能比老的生产线有很大提高2003年度我国 CD R 光盘的产能与 2003 上半年相比翻了一番以上。2004 年我国内地 CD R 光盘产能还会继续增长。由于 CD R 光盘生产的利润有限 , 占 CD R光盘世界市场的 70 %左右的台湾地区光盘企业把相当部分的 CD R 生产线改造为DVDR生产线 , 他们缩小了的 CD R 生产线产能空缺将由内地新增生产线补充。世界可录光盘市场正在迅速发展 , 2003 年世界CD R光盘市场需求超过 70 亿张 , 2004 年可能达到 100 亿张。由于存储容量更大的DVDR光盘的技术和市场开始成熟 , DVDR
14、 光盘刻录机价格逐步被用户接受 , DVDR 光盘的需求将迅速上升而 CD R光盘需求则趋于饱和甚至开始下降。我们收纳CD、VCD、DVD等光盘通常都使用CD架或光盘盒来保存，但光盘数太多时，寻找起来就十分麻烦。最近在日本上市了一种很有创意的智能型光盘盒，它通过USB接口和电脑相连，并借助软件驱动光盘盒，只需在电脑上输入一个光盘号，就可以调出你所需要的光盘了。由于每个光盘盒储存光盘容量较大，同时又能与多台同类的光盘盒相连，因此，可以任意检索和取出各种光盘，实在是方便之极 。 1.3展望由于产品行业标准制定和厂商设计均是以普通商业 (民用环境下) 作为目标 , 因此将这些产品拿来直接在特殊的恶劣
15、环境中使用 , 不可避免地将暴露出工作性能下降 , 可靠性变差 , 甚至不能使用等问题。因此 , 为了保证 CD R 光盘在军事及其它恶劣环境下胜任工作必须采取适当的保护措施是非常必要的。全球刻录型DVD 光驱发货量超上年4 倍日本电子信息技术工业协会公布了 2003 年显示器、打印机以及磁存储设备等信息设备发货业绩的调查结果。记录型DVD光驱发货数量比上年大幅增加 ,2003 年全球市场的发货数量达到2292 万台 ,相当于上年的416 %;日本市场的发货数量达到 593 万台 ,相当于上年的 362 %。并预测 ,2006 年记录型DVD光驱的全球市场规模将达到 8800 万台 ,其市场份额将超过 CDRRW光驱。全球各种光驱的发货数量达到 2 亿 2200 万台 ,其中日本市场的发货数量达到 2006 万台。显示器方面 ,液晶显示器替换 CRT显示器的步伐加快。液晶显示器在全球市场的发货数量 5045 万 7000 台 ,相当于上年的 166 %;在日本国内达到 618 万 7000 台 ,相当于上年的 134 %。由于电脑需求恢复 ,全球和日本国内的硬盘(HDD)发货数量均比上年增加。全球的发货数量达到2 亿5327 万台 ,其中
