光盘盒注塑模具设计
目 录
1 引言 1
1.1 模具技术发展概况和应用背景 1
1.2 模具业的未来发展趋势 1
1.3 课题概述 2
2 光盘盒的设计 3
2.1 计算机辅助设计软件的选用 3
2.2 光盘盒的三维设计3
3 注塑设备选择 4
3.1 塑件的工艺分析 4
3.2 计算塑件的体积和重量 5
3.3 型腔数目的确定 5
3.4 注射机型号的确定 6
4 成型零件的设计与计算 7
4.1 型腔的径向尺寸与深度 7
4.2 型芯的径向尺寸与深度 8
4.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 9
5 浇注系统的设计 9
5.1 主流道设计 9
5.2 分流道设计10
5.3 冷料井设计 11
6 注塑模导向及脱模机构设计 11
6.1 导向与定位机构设计 11
6.2 脱模机构设计 11
7 温度调节系统的设计 13
7.1 模具冷却系统的设计 13
7.2 模具加热系统的设计 14
8 注塑机参数校核 15
8.1 最大注塑量校核 15
8.2 最大注塑压力校核 15
8.3 锁模力校核 15
8.4 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 15
9 注塑机与模具的关系 16
9.1 注塑机与模具的关系 16
10 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
模具的装配 20
10.1 模具零件的装配工艺 21
10.2 模具的装配程序 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
模具是工业产品生产用的重要工艺装备，成品无不需要借助模具进行大批量生产，几乎工业类的产品都离不开模具。例如一辆汽车有近80%的零部件需要借助模具进行生产，家电类产品也有近65%以上的零部件需要借助模具进行生产。生活中借助模具制造出来的产品更是无处不在，所以模具被称为制造业的支点绝不为过，更被称为财富的制造机。随着中国模具工业基础设施的完善，模具产业基层员工素质的不断提高，产品更新换代的加速，产品品质要求的不断提升，未来的模具产业将面临新的挑战与机遇，对模具设计也将提出更高要求。
1.1 模具技术发展概况和应用背景
随着塑料制品在日常生活中的广泛利用，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。国内注塑模在质与量上都有了较快的发展。但是与国外的先进技术相比，我国还有大部分企业仍然处于需要技术改造、技术创新、提高产品质量、加强现代化管理以及体制转轨的关键时期。模具行业作为制造业的重要组成部分，具有广阔的市场前景。塑料工业近20几年来发展势头十分迅猛，早在7年前，若按体积计算，塑料的年产量已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在人们日常生活息息相关的各个领域以及汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱型产业中得到了较为广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中一半以上是注塑模具。随着塑料制品的不断发展，其复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的减短，主要依靠经验的传统模具设计方法已经不能适应市场的要求，并且在小型精密和大型复杂注射模具的方面，我国还需要从国外购买模具。
1.2 模具业的未来发展趋势
(1)模具的精度越来越高。一些模具企业多工位级进模精度已达到2微米，寿命可达3亿冲次以上，个别企业的多工位级进模已可在2500次／分钟的高速冲床上使用，精度可达1微米。精密塑料模具已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具以及精度达5微米的7800腔塑封模具等，已能生产43英寸大屏幕彩电、65英寸背投式电视塑壳模具、整体仪表板等大型塑料模具。
(2)机床数控化率和CAD/CAM技术应用率提高1倍。
(3)随着手机和MP3等产品需求骤增，许多小型民营企业应运而生，对模具的寿命和品质也将提出越来越高的要求。IT模具企业要全面实现信息化管理，通过ISO9000等质量管理体系认证。
(4)多功能复合模具的发展将得到进一步的提高。新型多功能复合模具除了用于冲压成型零件外，还将用于叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对于钢材性能的要求也将进一步加大。
(5)热流道模具占塑料模具中的比例越来越高。使用热流道技术的模具可以大幅度提高制件的生产率和质量，并且能大幅度的节约制作的成本，因此在外国热流道技术的应用发展十分迅速，很多塑料模具厂采用热流道技术生产的塑料模具占本厂生产的塑料模具的50%以上，有的厂家使用率甚至达到了80%以上，对于厂家的经济效益有较大的提高。热流道技术在我国也得到应用，目前发展较快，有些企业使用率上升到20%~30%。
(6)随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很严。
(7)模具标准化及模具标准件的应用将缩短模具制造的周期，提高模具的产品质量，并且降低模具制造的经济成本。要扩大模具标准件的品种，提高生产集中度，实现大规模生产，模具标准件使用覆盖率从目前的约45%提高到2010年60%，2020年的70%以上。
(8)快速经济模具的发展前景十分广阔。多品种小批量生产是当今时代的主题，这种生产方式占工业生产的比重已达到75%以上。由于制品使用周期缩短，样式变更频繁，要求模具的生产周期越短越好，因此越来越多的人开始关注快速经济模具的开发。
(9)大型、精密、复杂等技术含量高的模具的比例从目前的约30%提高到2010年的40%和2020年的50%，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。
1.3 课题概述
随着世界制造加工业的竞争愈加激烈，对注塑产品与模具的制造提出了新的要求，应用CAD/CAE/CAM技术从根本上改变了传统的产品开发和模具生产方式，大大提高了产品质量，缩短了产品开发周期，降低了生产成本，强有力的推动了模具行业的发展。本设计的研究课题是基于Pro/E的产品设计及塑料模具CAD。以Pro/E为平台，建立普通常用光盘盒的三维几何造型，并在此基础上进行相应塑料模具设计，详细叙述了注塑机的选择、模具型腔数目的确定、浇注系统以及浇口位置的设置、模具工作零件的结构设计、导向及脱模机构的设计、温度调节系统的设计等。
2 光盘盒的设计
2.1 计算机辅助设计软件的选用
随着模具设计自动化的不断发展，世界上出现了越来越多的CAD/CAE/CAM一体化设计软件，来自PTC公司的Pro/ENGINEER就是其中最成功的一款设计软件之一。本设计成品三维图就采用Pro/E来完成，塑件的密度、体积、质量都可以很方便的用此软件功能计算出来。
1 引言 1
1.1 模具技术发展概况和应用背景 1
1.2 模具业的未来发展趋势 1
1.3 课题概述 2
2 光盘盒的设计 3
2.1 计算机辅助设计软件的选用 3
2.2 光盘盒的三维设计3
3 注塑设备选择 4
3.1 塑件的工艺分析 4
3.2 计算塑件的体积和重量 5
3.3 型腔数目的确定 5
3.4 注射机型号的确定 6
4 成型零件的设计与计算 7
4.1 型腔的径向尺寸与深度 7
4.2 型芯的径向尺寸与深度 8
4.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 9
5 浇注系统的设计 9
5.1 主流道设计 9
5.2 分流道设计10
5.3 冷料井设计 11
6 注塑模导向及脱模机构设计 11
6.1 导向与定位机构设计 11
6.2 脱模机构设计 11
7 温度调节系统的设计 13
7.1 模具冷却系统的设计 13
7.2 模具加热系统的设计 14
8 注塑机参数校核 15
8.1 最大注塑量校核 15
8.2 最大注塑压力校核 15
8.3 锁模力校核 15
8.4 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 15
9 注塑机与模具的关系 16
9.1 注塑机与模具的关系 16
10 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
模具的装配 20
10.1 模具零件的装配工艺 21
10.2 模具的装配程序 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
模具是工业产品生产用的重要工艺装备，成品无不需要借助模具进行大批量生产，几乎工业类的产品都离不开模具。例如一辆汽车有近80%的零部件需要借助模具进行生产，家电类产品也有近65%以上的零部件需要借助模具进行生产。生活中借助模具制造出来的产品更是无处不在，所以模具被称为制造业的支点绝不为过，更被称为财富的制造机。随着中国模具工业基础设施的完善，模具产业基层员工素质的不断提高，产品更新换代的加速，产品品质要求的不断提升，未来的模具产业将面临新的挑战与机遇，对模具设计也将提出更高要求。
1.1 模具技术发展概况和应用背景
随着塑料制品在日常生活中的广泛利用，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。国内注塑模在质与量上都有了较快的发展。但是与国外的先进技术相比，我国还有大部分企业仍然处于需要技术改造、技术创新、提高产品质量、加强现代化管理以及体制转轨的关键时期。模具行业作为制造业的重要组成部分，具有广阔的市场前景。塑料工业近20几年来发展势头十分迅猛，早在7年前，若按体积计算，塑料的年产量已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在人们日常生活息息相关的各个领域以及汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱型产业中得到了较为广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中一半以上是注塑模具。随着塑料制品的不断发展，其复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的减短，主要依靠经验的传统模具设计方法已经不能适应市场的要求，并且在小型精密和大型复杂注射模具的方面，我国还需要从国外购买模具。
1.2 模具业的未来发展趋势
(1)模具的精度越来越高。一些模具企业多工位级进模精度已达到2微米，寿命可达3亿冲次以上，个别企业的多工位级进模已可在2500次／分钟的高速冲床上使用，精度可达1微米。精密塑料模具已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具以及精度达5微米的7800腔塑封模具等，已能生产43英寸大屏幕彩电、65英寸背投式电视塑壳模具、整体仪表板等大型塑料模具。
(2)机床数控化率和CAD/CAM技术应用率提高1倍。
(3)随着手机和MP3等产品需求骤增，许多小型民营企业应运而生，对模具的寿命和品质也将提出越来越高的要求。IT模具企业要全面实现信息化管理，通过ISO9000等质量管理体系认证。
(4)多功能复合模具的发展将得到进一步的提高。新型多功能复合模具除了用于冲压成型零件外，还将用于叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对于钢材性能的要求也将进一步加大。
(5)热流道模具占塑料模具中的比例越来越高。使用热流道技术的模具可以大幅度提高制件的生产率和质量，并且能大幅度的节约制作的成本，因此在外国热流道技术的应用发展十分迅速，很多塑料模具厂采用热流道技术生产的塑料模具占本厂生产的塑料模具的50%以上，有的厂家使用率甚至达到了80%以上，对于厂家的经济效益有较大的提高。热流道技术在我国也得到应用，目前发展较快，有些企业使用率上升到20%~30%。
(6)随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很严。
(7)模具标准化及模具标准件的应用将缩短模具制造的周期，提高模具的产品质量，并且降低模具制造的经济成本。要扩大模具标准件的品种，提高生产集中度，实现大规模生产，模具标准件使用覆盖率从目前的约45%提高到2010年60%，2020年的70%以上。
(8)快速经济模具的发展前景十分广阔。多品种小批量生产是当今时代的主题，这种生产方式占工业生产的比重已达到75%以上。由于制品使用周期缩短，样式变更频繁，要求模具的生产周期越短越好，因此越来越多的人开始关注快速经济模具的开发。
(9)大型、精密、复杂等技术含量高的模具的比例从目前的约30%提高到2010年的40%和2020年的50%，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。
1.3 课题概述
随着世界制造加工业的竞争愈加激烈，对注塑产品与模具的制造提出了新的要求，应用CAD/CAE/CAM技术从根本上改变了传统的产品开发和模具生产方式，大大提高了产品质量，缩短了产品开发周期，降低了生产成本，强有力的推动了模具行业的发展。本设计的研究课题是基于Pro/E的产品设计及塑料模具CAD。以Pro/E为平台，建立普通常用光盘盒的三维几何造型，并在此基础上进行相应塑料模具设计，详细叙述了注塑机的选择、模具型腔数目的确定、浇注系统以及浇口位置的设置、模具工作零件的结构设计、导向及脱模机构的设计、温度调节系统的设计等。
2 光盘盒的设计
2.1 计算机辅助设计软件的选用
随着模具设计自动化的不断发展，世界上出现了越来越多的CAD/CAE/CAM一体化设计软件，来自PTC公司的Pro/ENGINEER就是其中最成功的一款设计软件之一。本设计成品三维图就采用Pro/E来完成，塑件的密度、体积、质量都可以很方便的用此软件功能计算出来。
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