设备 EQUIPMENTS 光盘注塑模具的冷却是一项关键的工艺技术。模具冷却通常到设计的最后阶段 才得以注意。较好的冷却设计样式可缩短20%-30%或更短的循环生产时间,并提高 劳动生产率 编者 对光盘注塑模具却系统 的研究与设计 Design of the cooling system ofCD Injection Mould 文/余蔚荔余冠洲 摘要:对于薄壁件注塑模具,其冷却系统是防止塑件变形,提高生产率的重要部分。由于光盘结构的特殊性和高精密度的要求, 使得其注塑模具的冷却系统更加复杂,也更加具有至关重要的作用。本文详细研究了光盘注塑模具的冷却系统,并介绍了它的设计方 法,包括动镜面、定镜面,浇口 Sprue与冲 pUnch部分冷却水路的设计等 关键词:光盘注塑模具冷却系统 Abstract: For the injection mould of thin-wall plastic parts, it' s cooling system is the important section in preventing plastic parts from distortion and improving productivity Because it particularity in structure and request of high-precision for CD, cooling ystem of CD injection mould have more complexity and more important, The thesis detail studies cooling system of CD injection mould, and described the design manner of it, including the cooling water channel of moving plate, stationary plate, sprue and punch etc. Key words: CD: injection mould; cooling syster 友哪〓韁料宥限司 专业生产阻燃加单越质 阻燃增强牌号 PA6301G1045另:我公司大量生产各 PA66301G10-45种尼龙丝轴抽粒料品种 有:大白、原色、半透 增强牌号PA661045明、黑色等 诚邀 友邦工程塑料(深圳)公司:0755-27152972传真:075527152805 联系人:佘生:13823160279刘小姐:13823160271 各地经销商共同经营、 友邦工程塑料(常熟)公司:051252512680传真:0512-52512680 共同发展!加盟电话 誠聘业务员多名,联系人:孙生:183982968叶生:139218 佘生73B2376027 有工程塑料销售地址:常熟市支塘工业园区邮编:215531 刘小姐73B23760 地址:公明上村下南第三工业区3-5栋邮编;518106 2 C1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. al rights reserved. hp: //vw cnki.net
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光盘是一种薄壁塑件,通常采用注塑方式进行大批形,造成盘基的切向角发生偏差,如图1(b)所示,同 量生产。由于其壁薄的结构特点,在注塑生产中容易产样影响光盘的可播放性。 生翘曲等变形,大大影响了光盘的高精度和高的信息读 取准确性的要求。为了减小和消除翘曲变形,一个重要 双折射率局部快速变化 的方法就是研究和设计一套针对光盘注塑模具的、高效 适用的冷却系统。 光盘塑件分析 作为大枕量注塑生产的光盘塑件,兵有以下特点; (a)有局部变化的双折射率检测分布图(b)冷却不均匀引起的切向角偏差 a、光盘的厚度较薄,如 CD-ROM碟片的厚度只有 Ll2m,直径Φ120m,是个典型的薄壁体,易在批量注 图1冷却不均匀引起的光盘缺陷 b、光盘的躯体通常被称为盘基,光盘上保存的大牵却速度 对于光盘这种小型塑件制品,注射时间和保压时间 量信息和数据实际上是依靠盘基上的一些同尘埃大小差 都比较短,所以其成型周期主要由冷却时间左右,因此 不多的凹坑来记录的,这些凹坑也叫做CD凹点,光盘 信息的读取就是通过激光头读取这些CD凹点来完成充分而高效的冷却系统成为提高生产率的必备条件。目 前国内的光盘生产周期一般为2~3秒,在高效的冷却系 统的辅助下,注射生产周期最快可以缩小到1.5秒。 光盘注塑生产中最关键的技术就是如何保证高精度 地生产出具有轮廓清晰的CD凹点的PC光盘,其中重要 的一点就是保证光盘塑件的尺寸稳定性,以防塑件的局 部结构变化造成光盘较大的双折射率,或双折射率的局 部不对称,影响光盘的可读性与可播放性。 c、目前光盘的材料多采用聚碳酸酯(简称PC), 其熔点温度较高,达300~340℃,必须采用高温高压成 型,但光盘尺寸不大,厚度较薄,每片光盘的注射量 很小,注射时间短,只有0.5秒,同时相应的保压补料 量也很小,因此注塑时与熔体直接相接触的地方温度较 进水口 出水口 出水口 进水口 (a)动静面水路图 (b)定静面水路图 图2动、定静面的螺旋循环式冷却水路图 冷却系统的设计要求 冷却系统的设计 光盘模具中的冷却系统是保证光盘注塑加工精度 提高生产率的重要方面,其设计要求包括以下几点 光盘模具中的动镜面【动模)和定镜面(定模)是 主要的成型部件,也是设计冷却回路的主要部位(参照 冷却均勺 均匀冷却是保证光盘尺寸稳定性的重要条件。若注 图6所示)。除此之外,浇口 Sprue和用于冲切光盘中心 孔的冲子 Punch在注塑时也与熔体直接相接触,为保证 塑模具的各部分温度不均匀,将在光盘塑件的内部产生 不均匀收缩和局部应力,造成局部变形,使光盘盘基的 均匀且高效的冷却,对它们也设计相应的冷却回路。 双折射率发生局部不对称,影响光盘的可播放性,如图 1(a)所示;同时冷却不均匀还可使整个盘片翘曲、亦动镜面与定镜面冷却無的设计 光盘采用中心直浇口注塑方式,且由于是盘状结 2007年6月刊 PLASTICS MANUFACTURE料制造109 201994-2009chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://wnw.cnki.net
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 光盘是一种薄壁塑件 , 通常采用注塑方式进行大批 量生产 。 由于其壁薄的结构特点 , 在注塑生产中容易产 生翘曲等变形 , 大大影响 了光盘的高精度和高的信息读 取准确性的要求 。 为了减小和消除翘 曲变形 , 一个重要 的方法就是研究和设计一套针对光盘注塑模具 的 、 高效 适 用的冷却系统 。 形 , 造成盘基的切 向角发生偏差 , 如 图 所示 , 同 样影响光盘的可播放性 。 作乃大批 注全生产的光盘塑件 , 兵有以下特点 、 光盘的厚 度较薄 , 如 压 幽 碟片的厚度只有 五扭 , 直径中 伍 , 是一个典型的薄壁体 , 易创比蚤主 塑生产中因冷却不均匀而产生翘曲 、 变形 。 、 光盘的躯体通常被称为盘基 , 光盘上保存的大 量信息和数据实际上是依靠盘基上的一些 同尘埃大小差 不 多的凹 坑来记录 的 , 这些 凹 坑也 叫做 凹 点 , 光盘 信息 的读取就是 通过 激光头读取这些 凹 点来 完成 的 。 光盘注塑生产 中最关键的技术就是如何保证高精度 地生产出具有轮廓清晰的 凹点的 光盘 , 其中重要 的一点就是保证光盘塑件的尺寸稳定性 , 以防塑件的局 部结构变化造成光盘较大 的双折射率 , 或双折射率的局 部不对称 , 影响光盘的可读性与可播放性 。 、 目前光盘的材料多采用聚碳酸醋 简称 , 其熔点温度较高 , 达 一 叱 , 必须采用高温高压成 型 , 但光盘尺寸不 大 , 厚度较薄 , 每片光盘的注射量 很小 , 注射时间短 , 只 有 秒 , 同 时相应 的保压补料 量也很小 , 因此注塑时与熔体直接相接触的地方温度较 健甘 毛习 图 冷却不均 匀引起 的光盘缺陷 冷却 速 度 对于光盘这种小型塑件制品 , 注射时间和保压时间 都比较短 , 所以其成型周期主要 由冷却时间左右 , 因此 充分而高效的冷却系统成为提高生产率的必备条件 。 目 前国内的光盘生产周期一般为 一 秒 , 在高效的冷却系 统的辅助下 , 注射生产周期最快可以缩小到 秒 。 光盘模具 中的冷却系统是保证光盘注塑加工精度 、 提高生产率的重要方面 , 其设计要求包括以下 几点 冷知 均 匀 均匀冷却是保证光盘尺寸稳定性的重要条件 。 若注 塑模具 的各部分温度不均匀 , 将在光盘塑件的内部产生 不均匀收缩和局部应力 , 造成局部变形 , 使光盘盘基的 双折射率发生局部不对称 , 影响光盘的可播放性 , 如图 所示 同时冷却不均匀还可使整个盘片翘曲 、 变 光盘模具 中的动镜面 动模 和定镜面 定模 是 主要 的成型部件 , 也是设计冷却回路的主要部位 参照 图 所示 。 除此之外 , 浇口 ’和用于冲切光盘中心 孔 的冲子 在注塑 时也与熔体直接相接触 , 为保证 均匀且高效的冷却 , 对它们也设计相应的冷却回路 。 动 镜 面 与 定镜 面 冷却 系晚 的设计 光盘采 用 中心 直浇 口 注塑 方式 , 且 由于是盘状结 年 月 刊 尸 一 「 刊 , 。 且料制造
构,所以对动镜面和定镜面都可以采用漩涡状循环冷 Punch内件之间留出环形冷却水槽,如图4所示,在 却水回路方式,如图2所示,冷却水由进水口进入,从 Punch外件的底端两侧分别开有进水口和出水口,冷却 内團到外團循环一周。这种循环冷却方式可以使模具 水从进水口沿 Punch内件循环到头部后,再沿底部流 温度在1~2秒钟内迅速冷却,冷却效果较好,且温度 均匀 口$prue冷却集统的设计 进水口 浇口 Sprue由Spue外件和Spe内件组成,在 Sprue外件上开有冷却水道通入Spue内件,与Spue内 Punch外件 冷却水槽 件外侧的一圈凹槽相连。进水口与出水口都位于 Spue外件的底部,两者呈180°夹角分布在两侧,如图 3所示。冷却水由进水口进入 Sprue外件的底部,流经 Sprue内件的凹檀,从另一侧流回 Sprue外件的底部,流 Punch内件 向出水口。 对浇口 Sprue的冷却,加速了塑件进胶位的冷却 出水口 对保压补料量较小的光盘塑件来说,是一种提高成型 效率的好方法。 图4 punch水路图 spUe外件 pnue内件 动静面 空气一 Punch外件 冷却水槽 出水口 Punch内件 前顶针 5Pnch冲载光盘中心孔 冲子 Punch冷卸集统的设计 冲子 Punch主要在脱模时用来冲切光盘中心孔,如 图5所示。开模后顶针推动P山nch向前运动,完成冲切 模兵冷却集统总裝图 中心孔的任务,并由继续向前运动的前顶针将冷料及 光盘注塑模具冷却系统总装图如图6所示,冷却部 Punch切下的中心孔料推出 位集中在动镜面、定镜面、浇口Spue和冲子 Punch Punch由Pch外件和 Punch内件组成, Punch内件 上,整个冷却水回路依靠模板上钻出的深孔来完成 属于浇注系统的一部分, Punch外件属于推出机构的 孔直径φ8mm。 部分,它们都与熔体直接相接触,温度较高。Pnch的 横向长度较大,为了简化模具结构,在P山nch外件与 110 制逢 PLASTICS MANUFACTURE2007年6月刊 o1994-2009ChinaAcademicournalElectronicPublishingHouseallrightsreservedhttp://w.cnki.ner
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 构 , 所以对动镜面和定镜面都可 以采用漩涡状循环冷 却水回路方式 , 如图 所示 , 冷却水由进水口 进入 , 从 内圈到外圈循环一周 。 这种循环冷却方式可 以使模具 温度在 一 秒钟内迅速冷却 , 冷却效果较好 , 且温度 均匀 。 坦 内件之 间留出环 形冷却水棺 , 如图 所示 , 在 功比外件的底端两侧分别开有进水 口 和出水口 , 冷却 水从进水 口 沿 川 内件循环 到头部后 , 再 沿底部流 出 。 浇 口 冷却 系晚 的设计 浇 口 由 夕卜件 和 。内 件 组 成 , 在 外件上开有冷却水道通入 内件 , 与 。内 件 外 侧 的一 圈 凹 槽相连 。 进 水 口 与 出 水 口 都 位 于 外件的底部 , 两者呈 “ 夹角分布在两侧 , 如图 所示 。 冷却水由进水 口 进入 外件的底部 , 流经 明内件的凹槽 , 从另一侧流回 矽卜件的底部 , 流 向出水口 。 对浇口 的冷却 , 加速 了塑件进胶位的冷却 , 对保压补料 较小的光盘塑件来说 , 是一种提高成型 效率的好方法 。 冲于 冷扣 系洗 的 设计 冲子叭川 主要在脱模时用来冲切光盘中心孔 , 如 图 所示 。 开模后顶针推动 向前运动 , 完成冲切 中心 孔的任务 , 并由继续 向前运 动的前顶针将冷料及 叭坦 切下 的中心孔料推出 。 坦比 由扒功 外件和 内件组成 , 内件 属于浇注系统的一部分 , 外件属于推出机构的一 部分 , 它们都与熔体直接相接触 , 温度较高 。 的 横向长度较大 , 为 了简化模具结构 , 在 外件 与 棋 共 冷却 系晓 总装 图 光盘注塑模具冷却系统总装图如 图 所示 , 冷却部 位 集 中在 动镜 面 、 定镜 面 、 浇 口 和 冲 子 上 , 整个冷却水回路依靠模板上钻出的深孔来完成 , 孔直径中 。 妞料创造 刊 , 年 月刊
设备 EQUIPMENTS 2221201918171615141312 图6光盘注塑模具冷却系统总装图 定镜面冷却水口2,hode外件3,真空环4.定位环5、spne冷却水路6,sone内件7、sone外件 8、 holder内件9、定模面板10、定镜面座11、定模隔热板12、定镜面螺旋循环冷却水路13、镇扣轴 4.定镜面15.定模定位环16,光盘塑件17,动镜面18、型腔环19、动镜面蝶旋冷却水路 20、动模定位21,动模面板22、动模隔热板23、动镜面座24, Ejector25,Pnch外件26,活塞 27,汽缸盖28,Pnch内件29、后顶针30、弹簧31,前顶针32、Pnch冷却水口33、密封圈34、中心环 结束语 光盘动镜面和定镜面的漩涡状循环冷却方式不但加速了塑件的冷却 速度,提高了成型效率,更重要的是可以使塑件均匀冷却,有效的减少 了内应力,保证了光盘尺寸的稳定性。浇口Spne与冲子 Punch的循环式 冷却,也大大缩短了注塑成型周期,使光盘生产周期达到2~3秒,甚至 是1.5秒的时间。E 参考文献 塑料模具设计手册编写组,塑料模具设计手册/M北京:机械工业出版社,198212 毛谦德,李振清,机械设计师手册M北京:机械工业出版社,20212 3.陈剑鹤,模具设计基础/M北京:机械工业出版社,2002 「余蔚荔:1970年出生,女,高级技师,主要从事数拉加工 模具 CAD/CAM技术方面的研究与教学 广东机电职业技术学院邮编510515 112塑料制造 PLASTICS MANUFACTURE2007年6月刊 201994-2009chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://wwnw.cnki.net
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