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1、中南大学机电学院目 录第1章 绪 论3第2章 光驱外壳的造型设计32.1光驱外壳的选料及其性能32.2光驱外壳注射成型工艺过程4 2.3光驱外壳的结构分析52.4 光驱外壳造型设计过程6第3章 注射机的选择73.1 注塑机的初选7 3.2注射机的有关工艺参数校核73.3模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核9第4章 成型零件与浇注系统的设计94.1凹、凸模成型零件的设计94.1.1加载参照模型94.1.2成型零件设计94.2浇注系统设计124.2.1 主浇道的设计134.2.2分浇道的设计134.2.3 浇口及冷料穴设计144.2.4铸模和开模154. 3 冷却系统设计164.3.1 凹、凸模冷
2、却系统设计16第5章 模具零件设计175.1 推出系统设计175.2 确定模架185.3 模架各装配零件设计195.3.1 导向零件设计195.3.2 浇注系统零件设计205.3.3 推出机构零件225.3.4定位圈225.3.5 其他零件23第6章 模具的装配和调试256.1 模具的装配256.2 模具的调试26结束语32参考文献33第1章 绪 论注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。 注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料
3、被压缩并向前移动，通过机简前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。 注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等，视需要而定。 注射成型具有生产周期快、生产效率高、能成型形状复杂、尺寸精确或带微件的制品以及易于实现自动化等特点，因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的2030。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。注射成型机是由塑料塑
4、化、模具闭合、注射入模、压力保持、制品固化定型、开模取出制品等多道工序组成的连续生产过程。液压传动和电器控制则是为了保证注射成型机按照成型工艺的要求，如压力、速度、温度等和动作程序准确有效地进行工作而设置的。 第2章 光驱外壳的造型设计2.1光驱外壳的选料及其性能选用热塑性塑料ABS作为光驱外壳的材料。ABS树脂是本世纪四十年代末开始研制成功并于五十年代开始投入工业化生产的一种热塑性塑料。是在聚苯乙烯改性的基础上发展起来的热塑性工程塑料。主要是由丙烯腈(A)丁二烯(B)苯乙烯(S)三元共聚而成的高聚物，因而具有优异的耐冲击性和综合性能。 ABS树脂是一种成型收缩率小，表面光洁度高，电性能和机械
5、性能良好，质硬，坚韧的材料，并且是工程塑料中最易加工的品种之一。可采用热塑性材料的各种成型方法加工。其注射成型可生产冲击强度高，制件尺寸较稳定的工业产品，如机电产品，交通工业中的齿轮、叶片、轴承、仪表仪器的外壳，电视机外壳，冰箱内衬，纺织用各类管材及汽车零件等等。其制品具有强度高，重量轻，光洁度高等优点。可节约大量的金属材料，降低成本，实现以塑代钢，以塑代木。从而可节约大量能源，起到环保的效果。 综上所述，ABS注射成型工艺具有广泛的发展前景，下面就ABS的性能，加工特性及生产中可能产生的不正常现象及其解决方法作论述。 一、ABS的性能： 1、物理性能：ABS是浅象牙色，不透明，无毒，无味的非
6、晶型材料。可缓慢燃烧,燃烧时火苗呈黄色，冒黑烟，有特殊气味，但无滴落。其密度为1.021.06g/c，热变型温度93124，流动温度110120，使用温度-40100,吸水率0.20.4%。 2、化学性能：能耐水、无机酸、碱、盐及大部份烃和醇，但溶于酮、醛及某些卤代烃，可被浓硫酸和硝酸腐蚀，被芳烃类溶剂溶胀。 3、电性能：ABS电性能良好,温度和湿度的变化对电性能的影响很小。 4、机械性能：具有优良的抗冲击性，耐磨性和很好的尺寸稳定性，且具有优良的着色性。ABS因兼有“韧、钢、硬”三种综合性能，而被称为塑料中的合金材料。 二、ABS的加工特性： 1、ABS属于无定型聚合物，由于分子中氢基团(-
7、CN)的存在，吸水性大，吸水率高达0.45%，而塑料加工时含水率要求小于0.3%，因而在加工前需在7080度烘箱中对物料进行24小时的干燥处理(料层厚度2.54)。 2、ABS树脂流动温度范围宽，但它的融体粘度大，不易流动，成型温度要高，压力要大速度要快，成型模具的流道和浇口应适当大些，但因ABS树脂中含有橡胶成份(丁二烯)，过高的加工温度并不会使其流动性增加，相反会引起橡胶分解而流动性降低。因此，加工时应严格控制温度在允许范围内，选用螺杆式注塑机的成型温度一般控制在，后端150170，中间165180，前端180200，喷嘴170180。 3、ABS热稳定性不如PO，成型后最好清洗螺杆机筒。
8、ABS的成型收缩率较小，一般0.40.7%，但它易产生内应力。制件成型后应进行退火处理。一般在70的热空气中静置24小时。 4、ABS在熔融状态下，呈假塑性流变行为。其表观粘度对加工中的剪切应力，剪切速率，温度的敏感程度并不一致，实验表明，表观粘度随剪切应力的增大下降很快。同样，表观粘度对剪切速 率也较敏感，剪切速率增大时，表观粘度下降也很快。相反，表观粘度对温度的变化却不敏感。由此可见，ABS成型加工应注意剪切应力和剪切速率对流动性的影响，重点是控制螺杆转速及注射速度。 2.2光驱外壳注射成型工艺过程光驱外壳注射成形工艺过程如下：注射成型工艺 1、工艺流程 开车前准备原料制备（加入辅料搅拌均
9、匀）干燥 加料合模注射（充模）保压冷却开模制件顶出合模 2、开车前的准备 检查电源，电压是否与额定电压相符。各按钮，电器线路及限位开关是否正常。安全门滑动是否灵活，打开润滑开关，并检查料斗内有无杂物。对料筒进行预热，达到设定温度后，恒温半小时。检查喷嘴是否堵塞，并调整喷嘴模具位置，用螺栓固定模具并进行试模。模具调试好后进行注射，注射压力应逐渐提高。 3、原料的预热干燥 由于ABS吸湿性大，为保证产品质量，将制备好的物料放入烘箱，在7080度下干燥14小时（视料层的厚度而定），以达到树脂加工规定的含水率。 4、配色 根据制件所需色彩加入相应的色母粒，用量适当（一般视颜色的深浅而定）搅拌均匀。 5
10、、注射过程 注射过程一般包括加料，塑化，注射（充模），冷却保压和脱模，各步骤分述如下： a、加料：由于注射成型是一个间歇过程，因此要保持定量定额加料，以保证操作稳定，物料塑化均匀，最终获得良好的制品。加料过多，受热时间过长，易引起物料的热降解，同时注塑机功率损耗增加。加料过少，料筒内缺少传压介质，模腔内塑料熔体压力降低，难以补塑，容易引起制品收缩，凹陷，空洞等缺陷。 b、注射：加入的物料在料筒中加热，由固态粒子转变为熔 体，通过混合与塑化后，塑化好的熔体被螺杆推挤至料筒前端。 经过喷嘴，模具，浇注系统进入并填满型腔（充模）。 C、保压 冷却：在模具中，熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的螺杆迫使
11、浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模（补塑）。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品（保压）。当模腔中的塑料已经冷却硬化（凝封）后。退回螺杆加入新料（预塑），同时通入冷却水等冷却介质，对模具进一步冷却。实际上冷却过程从塑料注入模腔就开始了。它包括充模完成，保压，到脱摸这段时间。 d、后处理：制品冷却到所需温度后，即可脱模。由于物料在料筒中塑化不均匀或在模腔中冷却速度不同，因此常会产生不均匀的结晶，定向收缩。使制品有内应力存在，因而要对制品进行后处理一般是在70热空气循环烘箱中静置一段时间。 2.3光驱外壳的结构分析此制品是大批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时需要考虑制品的一些特
12、点。制品的主要特点是其结构形状比较复杂，且在两侧伸长的部位有一斜锲台，在这里利用模具成型时，可用小滑块进行侧向抽芯，在这里采用强制性脱模。制品在外性尺寸和内部结构尺寸方面是按照标准系列来定的，在模具设计时需要注意！下面确定光驱外壳的各项技术参数：1）尺寸大小和精度 光驱外壳的尺寸大小根据干测量的大小即可。光驱外壳壁厚的厚度不宜过大或过小。如果壁厚太小，则光驱外壳的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。如果壁厚太大，不仅造成才量浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺陷，同时因冷却时间过长而降低生产率，所以光驱外壳壁厚取1.5mm。塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，由于我们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加之选用的塑料ABS推荐精度等级为3、4、5级，所以只要求光驱外壳能与光驱外壳的其它零件能正常装配即可，因此光驱外壳选用4级精度。2）壁厚和圆角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等成形缺陷。塑件转角处一般采用圆角过渡，其半径为塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。，转角处的半径见附录零件工作图，即03号图纸。3）加强肋 为了保证光驱外壳的强度和刚度而不使光驱外壳的壁厚过大，在光驱外壳的适当位置设置了加强肋。l 4）孔 严格意义上讲塑件上的通孔和
