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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.手机壳注注塑模具具设计林晓丹深圳大学学工程技技术学院院 机机械设计计制造及及其自动动化学号：22000011110144指导老师师：李积积彬、程程蓉、胡胡琳、王王红志、王王贤坤【内容提提要】： 主要要阐述手手机壳的的注塑模模设计，提提供了使使用PRRO/E软件件进行整整个注塑塑模设计计的流程程，以及及塑件的的CAEE分析。【关 键键 词】： 手机机壳、塑塑料、注注塑模、PPRO/E模具具设计【教师点点评】：该同学学在手机机外壳的的注射模模具设计计中，经经过认
2、真真调研和和方案论论证，确确定了具具体设计计方案，在在产品造造型上有有较强的的创新意意识，深深入钻研研每个重重要环节节，对产产品的可可行性和和工艺进进行了详详细分析析。采用用Proo/EEMXX建立模模型并进进行模型型的受力力分析，模模拟模型型在现实实情况下下的使用用情况，并并得出模模型检验验结果，以认真负责的工作态度出色的完成了整个注塑模设计的全过程，具备了设计人员应有的基本素质和能力。点评教师师：胡琳琳 职称称：副教教授一调研研报告1手机机壳的造造型结构构发展状状况移动电话话的普及及速度大大大超越越了专家家的预测测与想象象。它已已从最初初的模拟拟系统发发展到目目前的数数字系统统。在此此期间
3、，移移动电话话的功能能越来越越丰富，体体积越来来越小，造造型越来来越美观观，充分分体现了了技术与与艺术结结合。除除了最基基本的实实用功能能外，移移动电话话还要考考虑美观观和舒适适，在设设计上必必须充分分考虑使使用对象象、使用用场合、功功能要求求、人机机工效学学等因素素。2材料料确定PCAABS合合金在汽汽车、机机械、家家电、计计算机、通通讯器材材、办公公设备等等方面获获得了广广泛应用用，如移移动电话话的机壳壳、手提提式电脑脑的外壳壳、以及及汽车仪仪表盘板板)等。资资料显示示：PCC/ABBS已广广泛应用用于制造造手机外外壳。3薄壳壳制品与与模具设设计薄壳制品品成型时时模具设设计是至至关重要要的
4、一步步。成型型薄壳制制品时需需要特别别设计的的薄壳件件专用模模具。与与常规制制品的标标准化模模具相比比，薄壳壳制品模模具从模模具结构构、浇注注系统、冷冷却系统统、排气气系统、脱脱模系统统都发生生了重大大变化，成成本也增增加了330-4404塑件件选择据调查，东东亚尤其其是中国国的用户户对于翻翻盖手机机却相当当青睐，在在中国市市场销售售的全部部手机中中，翻盖盖手机的的数量超超过了一一半。国国产手机机厂商了了解本土土消费者者的心理理，摒弃弃欧美崇崇尚的直直板机而而主推折折叠机，开开发出符符合东方方人审美美趣味的的机型，款款式漂亮亮，内容容丰富，得得到了广广大消费费者的喜喜爱。针针对以上上情况，选选
5、用翻盖盖式手机机壳注塑塑模设计计。二、产品品工艺分分析1产品品造型设设计塑件的选选择：女女性翻盖盖手机本人负责责的部分分是翻盖盖部分，翻翻盖部分分的特点点是上盖盖采用复复杂曲面面设计，上上下盖的的分型面面都比较较复杂，而而且下盖盖需要侧侧向抽芯芯。见图1：a)装配配图 b)爆爆炸图 图图1 塑件造造型2塑件件制品的的工艺分分析(1)尺尺寸和精精度尺寸：塑塑件尺寸寸的大小小受到塑塑料材料料流动性性好坏的的制约，塑塑件尺寸寸越大，要要求材料料的流动动性越好好，流动动性差的的材料在在模具型型腔未充充满前就就已经固固化或熔熔接不牢牢，导致致制品缺缺陷和强强度下降降。尺寸精度度：影响响塑件制制品尺寸寸精
6、度的的因素是是比较复复杂的，如如模具各各部分的的制造精精度，塑塑料收缩缩率，成成型工艺艺及模具具加工表表面质量量等等。手手机机壳壳属于高高精度的的塑件，选选用3级级精度。(2)壁壁厚对于手机机机壳本本身尺寸寸向着轻轻巧化发发展，属属于高级级薄壳制制品（壁壁厚小于于1.22mm），选选用壁厚厚1mmm，均匀匀抽壳。(3)脱脱模斜度度结合本塑塑件的形形状，设设定脱模模斜度为为40分分。(4)加加强筋和和凸台针对本塑塑件，在在壳体转转角处设设置距壁壁面有一一定距离离的凸台台，并设设加强筋筋。同时时在复杂杂曲面凸凸起的地地方设置置加强筋筋防止变变形。三、模具具结构设设计与参参数计算算1塑件件制品分分析
7、（1）产产品要求求从对本产产品进行行的工艺艺分析中中可以得得知，所所设计的的塑件材材料为，材料收缩率为：0.005，精度要求高，故一次注塑四个，采用圆形分布的流道布置。塑件立体图如下所示：（2）计计算制品品的体积积重量：材料采采用PCC/ABBS，查查找GEE公司网网页得知知其密度度为1.12，收收缩率为为0.55%。上盖部分分：使用prro/eengiineeer软件件对三维维实体产产品自动动计算出出产品的的体积，当当然也可可以根据据实体尺尺寸手动动计算出出它的体体积。下下面是部部分计算算过程：通过计算算塑件的的体积为为：V1=27737.24mmm3塑件的重重量：MM1=3.007g浇注系
8、统统体积：V2=44113.007mmm3浇注系统统重量：M2=.V2=1.1124.441=4.994g故V总=4V1+V2=427337.224+44113.007=153362.03mmm3故M总=V总=11.122153362.03=17.21gg塑料料密度gg/ mm3下盖盖部分：通过计算算塑件的的体积为为：V1=22230.86mmm3塑件的重重量：MM1=2.4498gg浇注系统统体积：V2=38557.889mmm3浇注系统统重量：M2=.V2=1.11238557.889=4.332g故V总=4V1+V2=422330.886+43220.884=127781.35mmm3故
9、M总=V总=11.122127781.35=14.3155g2.注塑塑机的确确定根据制品品的体积积和重量量查塑塑料模具具设计（表表53）选选定注塑塑机型号号为：JJPH1150AA。注塑机的的参数如如下：注塑机最最大注塑塑量：1186gg 锁模模力：115000KN注塑压力力：1994MPPa 最小模模厚：1180mmm最大开距距：8000mmm 顶出出行程：80mmm 注塑机定定位孔直直径：1125mmm 注塑机机拉杆的的间距：41004100(mmmmm)喷嘴球半半径：110mmm 喷嘴嘴前端孔孔径：33mm3.模具具结构设设计模具结构构采用一一模四腔腔两板式式结构，考考虑到壳壳体表面面美
10、观性性，采用用潜伏式式胶口。根据（附附录B）所所提供的的标准模模架图例例选模架架型号为为：大水水口，440400。4.注塑塑机参数数校核对注塑机机的最大大注塑量量、锁模模力、模模具与注注塑机安安装部分分相关尺尺寸、开开模行程程等进行行校核，校校核结果果是满足足要求的的。5.浇注注系统的的设计(1) 主流道的的设计主流道是是塑料熔熔融体进进入模具具型腔时时最先经经过的部部位，它它将注塑塑机喷嘴嘴注出的的塑料熔熔体导入入分流道道或型腔腔。其形形状为圆圆锥形，便便于熔体体顺利地地向前流流动，开开模时主主流道凝凝料又能能顺利地地拉出来来。由于于主流道道要与高高温塑料料和注塑塑机喷嘴嘴反复接接触和碰碰撞
11、，通通常不直直接开在在定模板板上，而而是将它它单独设设计成主主流道衬衬套镶入入定模板板内。浇口套的的选用：进料口直直径：DD=d+(0.511)mmm=30.553.5mmm式中d为为注塑机机喷嘴口口直径。球面凹坑坑半径：R=rr+(00.51)mmm=110+00.510.5mmm式中r为为注塑机机喷嘴球球头半径径。所选浇口口套的立立体图如如图2所示示：图图2浇浇口套(2)冷冷料井设设计选用底部部带有推推杆的的的冷料井井，倒锥锥孔冷料料井的底底部由一一根推杆杆组成，推推杆装于于推杆固固定板上上，因此此它常与与推杆或或推管脱脱模机构构连用。(3)分分流道的的设计分流道的的尺寸：分流道道尺寸由由
12、塑料品品种、塑塑件的大大小及流流道长度度确定。大大多数塑塑料所用用的分流流道的直直径为66mm10mmm,先先预定用用6mmm，通过过塑料顾顾问分析析再决定定。分流道的的布置：选用平平衡式的的圆形分分流道布布局，即即分流道道到各型型腔浇口口的长度度、断面面形状、尺尺寸都相相同。(4)浇浇口设计计浇口又称称进料口口，是连连接分流流道与型型腔之间间的一段段细短流流道，其其截面积积约为分分流道的的0.00300.099，长度度约为00.5mmm22mm。具具体尺寸寸通过PPro/E塑料料顾问分分析确定定。通过Prro/EE塑料顾顾问分析析可知最最佳浇口口位置在在壳体内内侧。再再加上考考虑手机机外壳的
13、的美观性性，决定定用潜伏伏式浇口口。选用用图3浇口图3 推推杆式浇浇口潜伏式浇浇口的可可以是圆圆形或半半圆形，一一般尺寸寸：长LL=1.522mm，浇浇口直径径d00.51.55mm，分分流道与与点浇口口交界处处过度圆圆角R=1.553mmm6分型型面的选选择定模和动动模相接接触的面面称为分分型面，分分型面的的形状有有平面、斜斜面、阶阶梯面和和曲面等等。分型型面的选选择就有有利于脱脱模，取取在塑件件尺寸最最大处，并并使塑件件留在动动模部分分，有利利于塑件件的外观观质量和和精度要要求。 aa)上盖盖 b)下盖 图44 分型型面由于下盖盖还有侧侧向抽芯芯，所以以还要做做型芯分分型面图5 分分型面7
14、.排气气系统的的设计由于本模模具属小小型模具具，可利利用型芯芯、顶杆杆、镶拼拼件、分分型面等等的间隙隙排气8.成型型零件的的设计凹模结构构：由于于按钮形形状复杂杂，故选选用局部部镶拼式式凹模；凸模：选用镶镶拼式凸凸模。其其结构见见图8，图9所示， 9.导向向机构设设计模具设计计通常购购买标准准模架，其其中包括括了导向向机构，导导向机构构包括导导套和导导柱，根根据模架架的尺寸寸结构选选用40的的导柱，然然后选用用相对应应的导套套。其结结构见下下图所示示：图6导导套图图7导导柱10.型型腔的侧侧壁和底底板厚度度计算通常模具具设计中中，型腔腔壁厚及及支承板板厚度不不通过计计算确定定，而是是凭经验验确
15、定。参考塑塑料模具具设计中中的经验验数据表表可以得得知：型腔侧壁壁厚度SS的经验验值为：S00.2LL+177=0.21900+177555mm支承板厚厚度h的经验验数据：h0.112b0.11219038mmma) 凹凹模 bb) 凸凸模 图8 上盖部部分a) 凹凹模 b)凸模 图9 下盖盖部分11.脱脱模机构构设计（1）薄薄壳制品品的顶出出颇具技技术性。因因为壁和和筋都很很薄，非非常容易易损坏，而而且壁薄薄沿厚度度方向收收缩就很很小，使使得加强强筋和其其他小结结构很容容易粘合合，同时时高保压压压力使使收缩更更小。为为避免顶顶穿和粘粘模，TTWM应应使用比比常规成成型数量量更多、尺尺寸更大大
16、的顶出出销。脱模机构构的设计计：设计计成顶杆杆脱模机机构，选选用4顶杆杆，具体体结构见见图2-25。由由于采用用推杆式式浇口，还还应采用用特殊推推杆放置置在浇口口位置，推推杆形状状如图110。 图100 顶杆杆 aa) bb) 图图11 特特殊推杆杆12.侧侧向抽芯芯机构设设计塑件的侧侧面有孔孔或凹槽槽，应采采用侧向向成型芯芯才能满满足塑件件成型上上的要求求。通过过查阅资资料，确确定采用用斜导柱柱抽芯，它它是利用用注塑机机的开模模力，通通过传动动零件，将将活动型型芯抽出出。结构构原理是是斜导柱柱抽芯机机构由与与模具开开模方向向成一定定角度的的斜导柱柱和滑块块组成，并并有保证证抽芯动动作稳妥妥可
17、行的的滑块定定们装置置和锁紧紧装置。根根据中中公式表表算出抽抽拔力、斜斜导柱受受弯曲力力、抽芯芯距、斜斜导柱直直径、斜斜导柱长长度等，之之后在PPro/E数据据库中选选取合适适的型号号，入加加模具中中，见图图12。 图122 侧向向抽芯四、CAAE 分分析1.模流流分析本次设计计采用塑塑件顾问问（Plaastiic AAdviiserrs）进进行模流流分析，塑件顾问是Pro/E系统的外持程序之一，属于CAE分析软件，专门用来处理塑料射出成形的模流分析，使设计者能在模具设计的阶段，对塑料在型腔中的弃填情况能够有所掌握。能检测出你所做出来的铸件的质量，而且塑料顾问工具能模拟浇铸塑料零件的铸模填充动
18、作。高级特征提供了有用的工艺性知识，它们可以大大减少后期的设计更改和重新设计铸模的成本。分析过程程：(1)对对产品造造型分析析出最佳佳浇口位位置，在在最佳浇浇口位置置设置浇浇口，查查看填冲冲情况，在在这个过过程中还还可以进进行选材材，得出出最佳材材料及最最佳浇口口位置。(2)铸铸件模流流分析，确确定浇口口，分流流道形状状。同样样通过上上盖部分分来确定定。(3)通通过质量量预测结结果，分分析结构构问题，看看是否能能使情况况改善。以下是分分析结果果，可以以看出，塑塑件模流流分析出出来的质质量还是是不错的的。a) 填填充情况况 b) 质量量预测 图113 上盖盖部分a) 填填充情况况 b) 质量量预
19、测 图114 下盖盖部分2.有限限元分析析MSC.Pattrann软件对对可直接接从各CCAD软软件中抓抓取几何何模型，然然后，MMSC.Pattrann可以最最大限度度地创建建一个模模型供多多个程序序进行分分析,例例如,直直接读取取Proo/ENNGINNEERR,CAATIAA,Unnigrraphhicss,SooliddWorrk核心心等几何何模型,创建分分析模型型供MSSC.NNasttrann作结构构强度及及动力响响应分析析,同时时又供MMSC.Pattrann作高度度非线性性分析等等。可见见，MSSC.PPatrran就就好像一一座桥梁梁,将CCAD软软件,分分析求解解器和材材料
20、信息息等连在在一起。使用MSSC.PPatrran软软件对本本塑件进进行分析析,首先先先对其其进行受受力分析析。在上表面面加载115N的的力产生生的分析析结果：最大变变形：11.122E-44 最大大应力：8.666E66图15 下盖部部分在上表面面加载115N的的力产生生的分析析结果：最大变变形：66.466E-55 最大大应力：3.557E66图17 上盖部部分五、总结结：模具设计计的创新新与特色色总结：选择以女女性手机机为主题题的翻盖盖手机，本本人负责责的是翻翻盖部分分，这部部分的难难点是复复杂曲面面的设计计，并决决定以后后模具设设计中分分模面的的设计及及侧向抽抽芯的设设计。通通过塑料料
21、顾问分分析得到到最佳浇浇口在内内侧，也也可以保保证了产产品外观观，以及及采用特特殊推杆杆放置在在浇口位位置。通通过塑料料顾问进进行模流流分析来来修改材材料，浇浇口形状状，分流流道形状状，产品品结构，这些修改都可以在做分型面之前完成，也就不用再把整套模具再重新做一次。这个过程也是花了很长时间，最终结果还是另人满意的。采用侧向成型芯才能满足塑件成型上的要求。根据公式算出各个尺寸之后在Pro/E数据库中选取合适的型号，入加模具中。通过这次次模具设设计，使使我加深深了模具具方面的的认识，在在这个过过程中，培培养了我我独立思思考题、解决决问题的的能力。毕毕业在即即，即将将投入到到社会工工作中去去，我会会
22、尽自己己的能力力把学到到的理论知识运运用到实实践工作作中，做做一个有有用的人人才。最最后要感感谢母校校及老师师们对我我的栽培培!【参考文文献】： (1)中国机机械工程程学会.中国模模具设计计大典编编委会.中国国模具设设计大典典.江江西科学学技术出出版社,20001(2)林林清安.Prro/EEngiineeer20001模模具设计计.清清华大学学出版社社,20004(3)张张祥杰.实战战Proo/Ennginneerr20001模具设设计.中国铁铁道出版版社,220033(4)林林清安.Prro/EEngiineeer20001零零件设计计高级篇篇上、下下.清清华大学学出版社社,20003(5
23、)朱朱光力 万金金保 等等.塑塑料模具具设计.清华大大学出版版社,220033(6)曹曹文鑫.PCC/ABBS合金金的开发发和应用用现状. 化工工新型材材料,220011.8(7)田田立斌 刘敏江江.PPC/AABS 合金研研究进展展.工工程塑料料应用, 20002.3(8)PPC/AABS 合金研研究进展展刘建建芳 闻闻获江 苏苏州大学学学报 20002.44(9)缪缪德建.模具具制造中中CADDCAAECCAMCATT的应用用.DDie andd Moouldd Teechnnoloogh, 20002.2(10)张芳.模具具CADDCAAM技术术的应用用. 呼和浩浩持科技技,20002.4