关于Pro_E的手机外壳造型及注塑模具的设计
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件进行模流仿真分析 ! 设计出浇注系统和各零部件 ! 最后由 +89 软件设计出标准模架的整个流程 "
关键词： 手机 # 注射模具 # :5; # ’() * + # +89 中图分类号：<=&!&>#$ 文献标识码：5 文章编号：,""&?&%&! @!""#A "&?""%"?".
, 引言
随着全球经济的发 展 ! 新 的 技 术 革 命 不 断 取 得 新 的 进 展和突破 ! 技术的飞跃发展 已 经 成 为 推 动 世 界 经 济 增 长 的 重要因素 " 市场经济的不断 发 展 ! 促 使 工 业 产 品 越 来 越 向 多品种 & 小批量 & 高质量 & 低 成 本 的 方 向 发 展 ! 为 了 保 持 和加强产品在市场上的竞争 力 ! 产 品 的 开 发 周 期 & 生 产 周 期越来越短! 于是促使了制造各种产品的关键工艺装 %% 模具的飞速发展 " 随着信息化程度日益提高 ! :5+ & 备% 下$
球 $ 即绿化环境 $ 爱 护
!"
模具设计
其所对应的模具结构简单 ! 便于加工 "
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
#%$ 壁厚 % 由于产 品 的 壁 厚 与 熔 体 的 流 动 长 度 & 生 产 效率以及使用要求等有关 ’ 从 成 本 和 生 产 效 率 来 看 ! 产 品 壁厚过厚也是不可取的 ! 它 不 仅 会 增 加 制 品 的 成 本 ! 而 且 成型周期也较长 ! 所得制品 的 收 缩 率 明 显 增 加 " 因 此 ! 产 品壁厚均为 ’(!)) ! 衔接部分的上下唇壁厚为 *+,)) " (#$ 脱模斜度 % 产 品 的 脱 模 斜 度 与 其 收 缩 率 有 关 ! 由 于品级的不同 ! 产品形状不 同 以 及 成 型 条 件 的 不 同 ! 成 型 收缩率有一定的差异 ! 大致范围为 "($-.*+,- ) (,$ 加强筋等防止变形的结构设计 %
图* 方便开关机按钮孔
!" 颜色特点
以天蓝色为 主 色 调 其中掺杂着白色 ! 如 图
) 所示 "$ 蓝 色 代 表 忠
诚 # 安全 # 宁静 $ 隐 含 了向往自由和梦想 $ 特 别适合激情蓬勃的男 大 学生 )
图$ 爆炸图
以紫色为主色调$ 其中掺杂着一点粉红
! 如图 ! 所示 ") 紫色代表了创造 # 神 秘 # 稀 有 $ 深 受 女 性 朋友的喜好 $ 掺杂着的一点粉红给人一种特别温馨的感觉 $ 使其更加具有亲和力 ) !!" 细部造 型 设 计 及特色分析
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
模具设计
$ 手机外壳造型设计
!( " 手机总体造型设计
家园的含义 )
" 电池盖* 加了几个槽$ 如图 # 所示$ 加大其摩擦
力 $ 以防打滑 $ 便于电池盖的拆卸 )
源自文库
) " 造型特点 ! 如图 ) # 图 ! # 图 $ 所示 " ! 总体外形设计
源于在激流中抗争的 橡 皮艇 $ 寓意大学生们 向 往自由和挑战的激情 %
图+ 手机造型曲线
! 键盘* 如图 %
所示 $ 上面部分是个 椭 圆 $ 代表了地球 % 下 面 部分是以叶子形状构 成 的按键孔和发音孔 $ 代 表了绿叶 % 两部分构 成 寓意了以绿叶点缀地
图% 键盘孔
% 手机外壳工艺分析
!) " 材料的选择 * 从 手 机 的 功 能 和 结 构 分 析 $ 材 料 选 为 ,- . /01) !! " 尺寸精度 * 塑 件 等 级 选 择 为 # 级 精 度 ) 塑 件 各 尺 寸的具体公差可从塑料制品 公 差 数 值 表 中 查 取 ) 塑 件 图 无 公差要求的默认为 + 级精度 ) !$ " 形状 * 塑件几 何 形 状 应 满 足 使 用 要 求 和 尽 可 能 使
机频繁 ! 容易形成再次消费 # 倾 向 于 寻 求 方 便 # 消 费 心 理 还存在一定的攀比和面子问 题 # 主 要 购 买 群 体 为 毕 业 生 和 追赶时尚的学生 " 根据以上分析 ! 确 定 设 计 思 路 为 $ 学 生 手 机 就 是 在 功 能上能够为学生的生活 & 学 习 提 供 方 便 ! 外 观 上 为 学 生 所 喜爱 ! 在价格上能够为大部 分 学 生 所 接 受 ! 在 环 保 方 面 能 够做到对学生身体无伤害保证健康" 即具有时尚& 实用& 价廉 & 环保特色的手机才能 够 称 为 真 正 的 学 生 手 机 " 具 体 包括以下几个方面 $
# 摄像头部分* 在这里设计了一个曲面拉伸$ 整体
向下凹 $ 如图 ’ 所示 $ 既可 以 增 强 手 感 $ 也 可 以 保 护 摄 像 头 $ 防止划花表面 )
" 键盘和其它按
键的造型设计上大量 采 用了绿叶的形状 $ 寓 意 了大学生们爱护环境$ 绿化家园的心愿 %
图) 蓝色造型
# 外壳设计总体
! 时尚$ 人性化和环保化的外观设计和功能搭配!
时 尚 的 款 式 和 颜 色 采 用 尽 显 优 雅 特 性 的 蓝H白 及 紫H白 色 调"
" 实 用 $ 摄 像 头! 上 网 功 能 ’可 下 载(! 超 强 短 信
息 ! 学生用计算器 ! 笔记薄 记 录 本 ’ 可 储 存 公 式 或 其 它 笔 记 (! 智能时间表 ’ 计时 & 提醒 (" 智 能 中 文 输 入 & 来 电 显 示& 电话薄检索! 闹铃功能! 内置震动和震铃& 和弦音 乐 & 智力游戏等 "
!"E ! 其 中 每 百 人 移 动 电 话 拥 有 量 为 !#>& 部 ! 比 !""" 年
增加 ,&>, 部 # 我国已成为全球手机生产销售第一大国 " 与此同时 ! 随着手 机 由 模 拟 向 数 字 发 展 ! 我 国 的 手 机 在造型和功能方面的变化也 是 日 新 月 异 ! 手 机 的 体 积 和 重 量都朝着轻 & 薄 & 小巧方向 发 展 ! 功 能 也 越 来 越 丰 富 " 另 外手机作为时尚消费品 ! 必 然 走 向 个 性 化 ! 不 同 层 次 和 年 龄的使用者选择不同款式 & 型 号 的 手 机 " 近 几 年 来 ! 我 国 手机消费人群日益扩大 ! 学 生 手 机 消 费 人 群 异 军 突 起 " 据 统 计 ! 目 前 学 生 手 机 消 费 量 约 在 #" 万 部 左 右 & 约 占 市 场 总消费量的 ->!E! 虽然还不能说是对市场起举足轻重的影 响 ! 但这一特殊的消费群体 具 有 其 他 消 费 群 体 所 不 具 备 的 优点和潜力 ! 抓住这块市场 ! 对于厂商来说大有裨益 "
的按钮孔 $ 是为了某些不便 把 手 机 拿 出 来 的 场 合 $ 例 如 开 会 $ 上课的时候 $ 可以把手 伸 进 口 袋 里 关 机 $ 更 加 体 贴 和 人性化 )
图!
紫色造型
% 流畅的曲
面与憨厚的头部造 型* 流畅的曲面增 强手握时的舒适 感$ 憨厚的头部造 型显得其可爱$ 中 间那条白线充分勾 勒出它的流畅性 ! 如图 + 所示 ")
# 手机外壳塑件 123 有限元分析
( 4 $ 对 手 机 外 壳 塑 件 进 行 123(567869 分 析 ! 首 先 用
5:;< 建立塑件造型 ! 存为 =+2>< 文件 "
( ! $ 打 开 123+567869 ?@ABCD?@B)EF87 ! 导 入 先 前 保 存 的模型 " 接着创建有限元网格和边界条件 " ($$ 设定受力以及约束 ! 一 般 情 况 下 手 机 的 质 量 1!
’!( 消费对象分析 学生手机消费人群具有特殊的消费特点! 现综合如
,( 购 买 准 则 $ 大 & 中 学 生 购 买 手 机 主 要 考 虑 因 素 是
时尚个性化款式 & 功能 & 价 格 & 品 牌 等 ! 这 也 成 为 学 生 购 买手机的四个基本准则 "
!( 购 买 特 点 $ 选 购 要 求 时 尚 & 实 用 和 低 价 # 更 换 手
图 44 塑件浇口分析图
, 手机外壳模具设计
(4$ 5C6M7BN KOPBMF8 注塑仿真分析 以前盖为例进行注塑仿真分析如下 %
图 4!
塑件质量分析图
" 质量分析% 绿色的浇注质量最好! 黄色中等! 红
色 最 差 " 由 分 析 结 果 知 % 图 4! 中 红 色 部 分 很 少 ! 质 量 基
4#GH ! 所 以 外 壳 的 接 触 受 力 不 超 过 4#I ! 其 主 要 的 接 触 位
置为前盖的上表面的按键部分 " (%$ 进行分析计算 ! 导 出 结 果 " 查 阅 相 关 资 料 得 出 塑 件 材 料 53 J KL2 的 弹 性 模 量 和 泊 松 比 值 ! 得 出 分 析 结 果 ( 如图 & & 4" 所示 $"
图 4* 手机前盖应力图
! 浇口分析% 由于手机的造型质量直接影响手机的
销售量 ! 如果在前盖的外表 面 设 定 浇 口 会 产 生 断 浇 口 ! 影 响手机造型质量 ! 因此选择 对 造 型 影 响 较 小 的 侧 浇 口 " 由 分析结果知 % 蓝色的位置都 属 于 最 适 合 做 浇 口 的 位 置 ( 如 图 44 所示 $"
’;8& :5’’ & B+& :C8D & +B’ 及 其 他 许 多 先 进 制 造 技 术
和虚拟网络技术等广泛应用于模具行业 "
! 手机的发展现状及消费对象分析
’,( 手机的发展现状 近几年来 ! 我国移 动 通 讯 市 场 增 长 迅 速 ! 手 机 用 户 的 普及率迅速上升 " 据 C;: 的数据 ! !""% 年全球手机出货量 为 .>.%# 亿 部 ! 我 国 境 内 生 产 的 手 机 约 占 $#>,E # 我 国 手 机 用 户 $>$%- 亿 @ 新 增 .%-F 万 户 G ! 约 占 全 球 用 户 总 数 的
! 加强筋% 根据筋尺寸的一般标准! 筋间距取为 #+*)) * 筋厚度取为 *+/ )) ) " 加强结构% 为避免制品变形翘曲! 在制件中心的
薄壳处做成拱曲面 ) (0$ 圆角 % 产品制 品 的 内 外 表 面 的 交 接 转 折 处 ! 均 应 设计成圆角 ! 可以避免因尖 角 引 起 的 应 力 集 中 ! 改 善 产 品 强度 ) 确定塑件的圆角半径为 *+$)).’)) ) ( /$ 铰 链 与 搭 扣 % 利 用 塑 件 的 良 好 弹 性 + 柔 软 可 塑 性& 优良抗弯折疲劳性! 可设计成轻巧实用的塑料联结 件 ! 其中手机下壳与电池盖就采用了搭扣的联结方式 "
以追求流畅的曲线为 主 $ 其中多处用到了 曲 面 $ 使人的触觉和手 感 更加舒适贴心 $ 更加 接 近人性化 % 手机头部相 对 尾 部 & 笨重 ’$ 给人一种憨态 可鞠的亲切感 $ 但同 时 也突出了它的可爱与 憨 厚 $ 更受女性大学生 的 欢迎 (
图# 电池盖槽 图’ 摄像头孔
$ 方便开关机按钮* 图 * 所示这个孔是方便开关机
# 价 廉 $ $ 年 的 保 证 使 用 寿 命 ’ 更 新 快 (! 更 加 实 用
的功能组合 ! 手机成本低 # 假 如 依 托 小 灵 通 设 计 ! 话 费 便 宜实在 "
$ 环保$ 手机发射功率极低! 辐射极少! 对人体无
伤害以保护学生健康 "
收稿日期 $ !""# % ". % ",
!"
模具设计
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
基于 ’() * + 的手机外壳造型及注塑模具的设计
胡 琳，丘 彬
#,-"."） （ 深圳大学工程技术学院， 广东深圳
摘要： 本文论述了如何运用 ’() * + 软件进行手机外壳造型 ! 并对其进行可行性分析和工艺分析 ! 然 后 用 ’/01234 56731)( 软 件 对 塑
图& 手机前盖应变图
本符合要求 "
!"
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
模具设计
! 压力分析 ! 由 图 ($ 中 可 知 " 压 力 情 况 良 好 " 浇 注
效率高 " 有利于缩短生产周 期 # 图 中 蓝 色 为 压 力 最 低 " 黄 色中等 " 红色压力最高 #
G % 创建浇道系统 H-?=F>- :8?IJ=K /00-1 ( 型 腔 组 件 % :L*+J, :8F= :3-M I*+I-:0*+J,:C*D-:AD- 0J,-:C*D-" 以 3NOPQ 基准面作为绘
关键词： 手机 # 注射模具 # :5; # ’() * + # +89 中图分类号：<=&!&>#$ 文献标识码：5 文章编号：,""&?&%&! @!""#A "&?""%"?".
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随着全球经济的发 展 ! 新 的 技 术 革 命 不 断 取 得 新 的 进 展和突破 ! 技术的飞跃发展 已 经 成 为 推 动 世 界 经 济 增 长 的 重要因素 " 市场经济的不断 发 展 ! 促 使 工 业 产 品 越 来 越 向 多品种 & 小批量 & 高质量 & 低 成 本 的 方 向 发 展 ! 为 了 保 持 和加强产品在市场上的竞争 力 ! 产 品 的 开 发 周 期 & 生 产 周 期越来越短! 于是促使了制造各种产品的关键工艺装 %% 模具的飞速发展 " 随着信息化程度日益提高 ! :5+ & 备% 下$
球 $ 即绿化环境 $ 爱 护
!"
模具设计
其所对应的模具结构简单 ! 便于加工 "
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
#%$ 壁厚 % 由于产 品 的 壁 厚 与 熔 体 的 流 动 长 度 & 生 产 效率以及使用要求等有关 ’ 从 成 本 和 生 产 效 率 来 看 ! 产 品 壁厚过厚也是不可取的 ! 它 不 仅 会 增 加 制 品 的 成 本 ! 而 且 成型周期也较长 ! 所得制品 的 收 缩 率 明 显 增 加 " 因 此 ! 产 品壁厚均为 ’(!)) ! 衔接部分的上下唇壁厚为 *+,)) " (#$ 脱模斜度 % 产 品 的 脱 模 斜 度 与 其 收 缩 率 有 关 ! 由 于品级的不同 ! 产品形状不 同 以 及 成 型 条 件 的 不 同 ! 成 型 收缩率有一定的差异 ! 大致范围为 "($-.*+,- ) (,$ 加强筋等防止变形的结构设计 %
图* 方便开关机按钮孔
!" 颜色特点
以天蓝色为 主 色 调 其中掺杂着白色 ! 如 图
) 所示 "$ 蓝 色 代 表 忠
诚 # 安全 # 宁静 $ 隐 含 了向往自由和梦想 $ 特 别适合激情蓬勃的男 大 学生 )
图$ 爆炸图
以紫色为主色调$ 其中掺杂着一点粉红
! 如图 ! 所示 ") 紫色代表了创造 # 神 秘 # 稀 有 $ 深 受 女 性 朋友的喜好 $ 掺杂着的一点粉红给人一种特别温馨的感觉 $ 使其更加具有亲和力 ) !!" 细部造 型 设 计 及特色分析
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
模具设计
$ 手机外壳造型设计
!( " 手机总体造型设计
家园的含义 )
" 电池盖* 加了几个槽$ 如图 # 所示$ 加大其摩擦
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源自文库
) " 造型特点 ! 如图 ) # 图 ! # 图 $ 所示 " ! 总体外形设计
源于在激流中抗争的 橡 皮艇 $ 寓意大学生们 向 往自由和挑战的激情 %
图+ 手机造型曲线
! 键盘* 如图 %
所示 $ 上面部分是个 椭 圆 $ 代表了地球 % 下 面 部分是以叶子形状构 成 的按键孔和发音孔 $ 代 表了绿叶 % 两部分构 成 寓意了以绿叶点缀地
图% 键盘孔
% 手机外壳工艺分析
!) " 材料的选择 * 从 手 机 的 功 能 和 结 构 分 析 $ 材 料 选 为 ,- . /01) !! " 尺寸精度 * 塑 件 等 级 选 择 为 # 级 精 度 ) 塑 件 各 尺 寸的具体公差可从塑料制品 公 差 数 值 表 中 查 取 ) 塑 件 图 无 公差要求的默认为 + 级精度 ) !$ " 形状 * 塑件几 何 形 状 应 满 足 使 用 要 求 和 尽 可 能 使
机频繁 ! 容易形成再次消费 # 倾 向 于 寻 求 方 便 # 消 费 心 理 还存在一定的攀比和面子问 题 # 主 要 购 买 群 体 为 毕 业 生 和 追赶时尚的学生 " 根据以上分析 ! 确 定 设 计 思 路 为 $ 学 生 手 机 就 是 在 功 能上能够为学生的生活 & 学 习 提 供 方 便 ! 外 观 上 为 学 生 所 喜爱 ! 在价格上能够为大部 分 学 生 所 接 受 ! 在 环 保 方 面 能 够做到对学生身体无伤害保证健康" 即具有时尚& 实用& 价廉 & 环保特色的手机才能 够 称 为 真 正 的 学 生 手 机 " 具 体 包括以下几个方面 $
# 摄像头部分* 在这里设计了一个曲面拉伸$ 整体
向下凹 $ 如图 ’ 所示 $ 既可 以 增 强 手 感 $ 也 可 以 保 护 摄 像 头 $ 防止划花表面 )
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键的造型设计上大量 采 用了绿叶的形状 $ 寓 意 了大学生们爱护环境$ 绿化家园的心愿 %
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# 外壳设计总体
! 时尚$ 人性化和环保化的外观设计和功能搭配!
时 尚 的 款 式 和 颜 色 采 用 尽 显 优 雅 特 性 的 蓝H白 及 紫H白 色 调"
" 实 用 $ 摄 像 头! 上 网 功 能 ’可 下 载(! 超 强 短 信
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紫色造型
% 流畅的曲
面与憨厚的头部造 型* 流畅的曲面增 强手握时的舒适 感$ 憨厚的头部造 型显得其可爱$ 中 间那条白线充分勾 勒出它的流畅性 ! 如图 + 所示 ")
# 手机外壳塑件 123 有限元分析
( 4 $ 对 手 机 外 壳 塑 件 进 行 123(567869 分 析 ! 首 先 用
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’!( 消费对象分析 学生手机消费人群具有特殊的消费特点! 现综合如
,( 购 买 准 则 $ 大 & 中 学 生 购 买 手 机 主 要 考 虑 因 素 是
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图 44 塑件浇口分析图
, 手机外壳模具设计
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图 4!
塑件质量分析图
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图 4* 手机前盖应力图
! 浇口分析% 由于手机的造型质量直接影响手机的
销售量 ! 如果在前盖的外表 面 设 定 浇 口 会 产 生 断 浇 口 ! 影 响手机造型质量 ! 因此选择 对 造 型 影 响 较 小 的 侧 浇 口 " 由 分析结果知 % 蓝色的位置都 属 于 最 适 合 做 浇 口 的 位 置 ( 如 图 44 所示 $"
’;8& :5’’ & B+& :C8D & +B’ 及 其 他 许 多 先 进 制 造 技 术
和虚拟网络技术等广泛应用于模具行业 "
! 手机的发展现状及消费对象分析
’,( 手机的发展现状 近几年来 ! 我国移 动 通 讯 市 场 增 长 迅 速 ! 手 机 用 户 的 普及率迅速上升 " 据 C;: 的数据 ! !""% 年全球手机出货量 为 .>.%# 亿 部 ! 我 国 境 内 生 产 的 手 机 约 占 $#>,E # 我 国 手 机 用 户 $>$%- 亿 @ 新 增 .%-F 万 户 G ! 约 占 全 球 用 户 总 数 的
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薄壳处做成拱曲面 ) (0$ 圆角 % 产品制 品 的 内 外 表 面 的 交 接 转 折 处 ! 均 应 设计成圆角 ! 可以避免因尖 角 引 起 的 应 力 集 中 ! 改 善 产 品 强度 ) 确定塑件的圆角半径为 *+$)).’)) ) ( /$ 铰 链 与 搭 扣 % 利 用 塑 件 的 良 好 弹 性 + 柔 软 可 塑 性& 优良抗弯折疲劳性! 可设计成轻巧实用的塑料联结 件 ! 其中手机下壳与电池盖就采用了搭扣的联结方式 "
以追求流畅的曲线为 主 $ 其中多处用到了 曲 面 $ 使人的触觉和手 感 更加舒适贴心 $ 更加 接 近人性化 % 手机头部相 对 尾 部 & 笨重 ’$ 给人一种憨态 可鞠的亲切感 $ 但同 时 也突出了它的可爱与 憨 厚 $ 更受女性大学生 的 欢迎 (
图# 电池盖槽 图’ 摄像头孔
$ 方便开关机按钮* 图 * 所示这个孔是方便开关机
# 价 廉 $ $ 年 的 保 证 使 用 寿 命 ’ 更 新 快 (! 更 加 实 用
的功能组合 ! 手机成本低 # 假 如 依 托 小 灵 通 设 计 ! 话 费 便 宜实在 "
$ 环保$ 手机发射功率极低! 辐射极少! 对人体无
伤害以保护学生健康 "
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模具设计
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
基于 ’() * + 的手机外壳造型及注塑模具的设计
胡 琳，丘 彬
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摘要： 本文论述了如何运用 ’() * + 软件进行手机外壳造型 ! 并对其进行可行性分析和工艺分析 ! 然 后 用 ’/01234 56731)( 软 件 对 塑
图& 手机前盖应变图
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机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
模具设计
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