U盘外壳模具设计过程

Ｕ盘外壳模具设计过程

【摘要】：U盘产品的外壳造形很多，市面上不断出现U盘外壳的各种款式。选择这一款U盘外形美观而畅销产品的外壳形状进行模具设计。因这款U盘外壳较小，有一定的技术装配要求和它的加工特点。我们通过分析和研究，参照有关的技术文献，对材料的选定、模具设计的运算过程和有关技术的参数选择，设计出这款U盘外壳的模具。经多次审核，该模具设计是合理的，现提供给有关模具设计与制造专业的爱好者参考。

【关键词】：设计；技术要求；模具结构；装配

U盘是人们经常用来下载储存有关的文体和资料的一种高科技类产品，因U 盘的外壳造形很多，我们选择其中一款U盘外形美观而畅销产品的外壳形状进行模具设计（如图1），，由于市场的特殊，有备U盘外壳产品外形款式过时，模具设计使用期限为10万次，批量生产。该模具设计过程要点提供给有关模具设计与制造专业的爱好者参考：

1．U盘外壳材料选用

由于U盘外壳较小，根据选用ABS塑料生产，其具有较好冲击强度、硬度、耐磨、流动性好、不易变形等特点。

2．塑料制品（简称塑件）分析

塑件图样（如图2所示）

2．1 塑件技术要求

2．1．1 且U盘的芯片和U盘的壳体有一定的装配技术要求，考虑到生产的成本，选择塑件精度等级为4级；外表面粗糙为Ra1.6；内表面粗糙度为Ra3.2。

2．1．2 塑件脱模斜度和壁厚选取

因塑件的厚度和尺寸较小，根据脱模斜度控制在1°以内。平均厚度为1mm 左右。

2．2塑件分型面的选择

该塑件的体积较小，成型时不需侧抽芯，分型面如图5 A—A面所示，这样分型便于脱模，分模面在塑件上下壳体的装配面上，不影响产品外观，而且有利于排气。

3．模具类型及结构的确定

3．1 模具类型

参考采用注射模成型。

3．2 塑件的型腔数及排列方

式的确定为提高生产效率，型腔数为一模

八腔，排列方式如图6所示

3．3模具结构的确定

3．3．1整体结构

根据塑件的结构及开模方式，选用模具为两板模。采用整体嵌入式模具。模架以龙记（LKM）为标准，模架的参数为：型号ECI；规格3030；动、定模座板高度25 mm；动模板高度70 mm；定模板高度60 mm；垫块高度90 mm；推杆固定板高度20 mm；推板高度25 mm。模具的结构如图

3．3．2流道和浇口的设计

流道的形式如图6所示，一、二级分流道都是圆形流道，直径为6 mm，可以减小塑料熔体在流道中的磨擦力，在注射时沿程压力损失减小。二级分流道设置在两相邻的塑件之间，可以减小离模具中心最远的塑件的流道行程，使各型腔的压力差不会太大，以减小塑件的内部性能差异。

主流道要装流道衫套，其直径为12 mm，从定模座板贯穿到分模面，衫套头部安装止转销。衫套和型腔的配合为H7/n6。主流道衫套用定位圈固定在定模座板，定位圈直径100 mm，高15 mm，埋入定模座板5 mm。其具体形式见图7。

因塑件的体积和厚度较小，浇口不能过大，否则成型时注射速度降低，熔体温度下降，制品可能产生明显的熔接痕和表面云层现象，成型后浇口痕会影响外观，浇口凝固时间也会延长，且不易去除；浇口太小，熔体流动阻力大，压力损失大，冷凝快，补缩困难，会造成制品充模不足，而且小浇口的剪切速率大，可能使塑料熔体升温变质。为了避免这些缺陷，选择浇口的形式为侧浇口，其位置如图6所示，尺寸为0.8×0.8×0.5 mm(长×宽×高)。

3．3．3冷却装置的设计

动模的顶针和镶件较多，冷却水道不宜通过塑件的下方，否则会引起渗漏，只能通过塑件的外围。为了保证型腔和型芯的强度，水道离塑件的距离不能太小。设置水道的直径为8 mm，离塑件的距离为8 mm左右，离顶针和镶件的最小距

离为6.83 mm。动定模单独冷却，动模部分冷却水从动模板流进，流经型芯后从动模板流出，动模板和型芯之间加装胶垫圈，以防止渗漏；定模部分和动模类似。其具体形式如图9所示。

3．3．4 顶出装置

塑料制品的厚度比较小，可能会因为顶出力过大和太集中造成塑件出现“顶白”现象甚至破坏，顶针的直径应尽量大，由于塑件体积较小，限制了顶针直径的大小，但可以增加其数量。这里选用顶针的直径为2mm，每个型腔8根（如图9所示）。因顶针太细，在推出制品的时候可能折弯，选用有托顶针，托高为75 mm，使顶针孔里除了针托外，留下的空间应大于推出行程，修配时推杆平面应高出分型面0.02—0.05 mm。为了脱模顺利，流道也要安装顶针，安装位置在一、二级分流道的交界处，共4根，直径为5 mm。在型芯的主流道下方安装拉料杆，直径为8 mm。顶针和拉料杆与模仁的配合为H7/f6。顶出装置的具体形式见图7。

3．3．5 镶件的设计

如图10所示，塑料制品有10处凸起的地方，这在型芯里是细孔，不利于排气，成型时可能充型不足或产生气泡，所以必须装镶件。镶件上段材料为粉末冶金，下段用顶针代替，和模仁的配合为H7/s6。具体形式见图11

3．3．6复位装置

模具在开模后的再次合模过程中，需要复位装置完成顶针板的复位运动。复位装置由复位杆和复位弹簧组成，复位杆直径为φ20mm，长度为131.8 mm，和动模板的配合为H7/f6。合模时复位杆不能与上模板接触，以免合模时碰撞，复位杆和上模板之间0.2 mm空间。复位弹簧外径为40 mm，原长100 mm,预压长度10 mm，最大行程35 mm，最大压缩度为(10+35)/100=0.45。复位装置如图7（右侧）

3．3．7 止动装置

模具在合模时顶针板复位的时候，推板和动模座板接触，由于模具在制造过程中会产生误差，可能使推板不平行，导致下次顶出时顶杆折弯。另外，如果推板和动模座板之间堆积有污垢，也可能出现上述情况。安装止停销后，就可以避免这些情况发生。止动装置见图7（左侧2-止停销）。

4．模具零件的必要计算

型腔侧壁厚度和底板厚度的强度计算

此模具为小尺寸型腔，在发生大的弹性变形之前，内应力已经超过许用应力，因而强度是主要矛盾，型腔侧壁和底板厚度应按强度计算。