手机壳注塑模具设计

手机壳注塑模具设计

林晓丹

深圳大学工程技术学院机械设计制造及其自动化

学号：2000111014

指导老师：李积彬、程蓉、胡琳、王红志、王贤坤

【内容提要】：主要阐述手机壳的注塑模设计，提供了使用PRO/E软件进行整个注塑模设计的流程，以及塑件的CAE分析。

【关键词】：手机壳、塑料、注塑模、PRO/E模具设计

【教师点评】：该同学在手机外壳的注射模具设计中，经过认真调研和方案论证，确定了具体设计方案，在产品造型上有较强的创新意识，深入钻研每个重要环节，对产品的可行性和工艺进行了详细分析。采用Pro/E＋EMX建立模型并进行模型的受力分析，模拟模型在现实情况下的使用情况，并得出模型检验结果，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：胡琳职称：副教授一．调研报告

1．手机壳的造型结构发展状况

移动电话的普及速度大大超越了专家的预测与想象。它已从最初的模拟系统发展到目前的数字系统。在此期间，移动电话的功能越来越丰富，体积越来越小，造型越来越美观，充分体现了技术与艺术结合。除了最基本的实用功能外，移动电话还要考虑美观和舒适，在设计上必须充分考虑使用对象、使用场合、功能要求、人机工效学等因素。

2．材料确定

PC／ABS合金在汽车、机械、家电、计算机、通讯器材、办公设备等方面获得了广泛应用，如移动电话的机壳、手提式电脑的外壳、以及汽车仪表盘〔板)等。资料显示：PC/ABS 已广泛应用于制造手机外壳。

3．薄壳制品与模具设计

薄壳制品成型时模具设计是至关重要的一步。成型薄壳制品时需要特别设计的薄壳件专用模具。与常规制品的标准化模具相比，薄壳制品模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统、脱模系统都发生了重大变化，成本也增加了30％---40％

4．塑件选择

据调查，东亚尤其是中国的用户对于翻盖手机却相当青睐，在中国市场销售的全部手机中，翻盖手机的数量超过了一半。国产手机厂商了解本土消费者的心理，摒弃欧美崇尚的直板机而主推折叠机，开发出符合东方人审美趣味的机型，款式漂亮，内容丰富，得到了广大消费者的喜爱。针对以上情况，选用翻盖式手机壳注塑模设计。

二、产品工艺分析

1．产品造型设计

塑件的选择：女性翻盖手机

本人负责的部分是翻盖部分，翻盖部分的特点是上盖采用复杂曲面设计，上下盖的分型面都比较复杂，而且下盖需要侧向抽芯。见图1：

a)装配图b)爆炸图

图1 塑件造型

2．塑件制品的工艺分析

(1)尺寸和精度

尺寸：塑件尺寸的大小受到塑料材料流动性好坏的制约，塑件尺寸越大，要求材料的流动性越好，流动性差的材料在模具型腔未充满前就已经固化或熔接不牢，导致制品缺陷和强度下降。

尺寸精度：影响塑件制品尺寸精度的因素是比较复杂的，如模具各部分的制造精度，塑料收缩率，成型工艺及模具加工表面质量等等。手机机壳属于高精度的塑件，选用3级精度。

(2)壁厚

对于手机机壳本身尺寸向着轻巧化发展，属于高级薄壳制品（壁厚小于1.2mm），选用壁厚1mm，均匀抽壳。

(3)脱模斜度

结合本塑件的形状，设定脱模斜度为40分。

(4)加强筋和凸台

针对本塑件，在壳体转角处设置距壁面有一定距离的凸台，并设加强筋。同时在复杂曲面凸起的地方设置加强筋防止变形。

三、模具结构设计与参数计算

1．塑件制品分析

（1）产品要求

从对本产品进行的工艺分析中可以得知，所设计的塑件材料为，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）计算制品的体积重量：材料采用PC/ABS，查找GE公司网页得知其密度为1.12，收缩率为0.5%。

上盖部分：

使用pro/engineer软件对三维实体产品自动计算出产品的体积，当然也可以根据实体尺寸手动计算出它的体积。下面是部分计算过程：

通过计算塑件的体积为：V

1

=2737.24mm3

塑件的重量：M

1

=3.07g

浇注系统体积：V

2

=4413.07mm3

浇注系统重量：M

2

=ρ.V2=1.12×4.41=4.94g

故V

总=4V

1

+V

2

=4×2737.24+4413.07=15362.03mm3

故M

总=V

总

×ρ=1.12×15362.03=17.21g

ρ—塑料密度g/ m3

下盖部分：

通过计算塑件的体积为：V

1

=2230.86mm3

塑件的重量：M

1

=2.498g

浇注系统体积：V

2

=3857.89mm3

浇注系统重量：M

2

=ρ.V2=1.12×3857.89=4.32g

故V

总=4V

1

+V

2

=4×2230.86+4320.84=12781.35mm3

故M

总=V

总

×ρ=1.12×12781.35=14.315g

2.注塑机的确定

根据制品的体积和重量查《塑料模具设计》（表5—3）选定注塑机型号为：JPH150A。

注塑机的参数如下：

注塑机最大注塑量：186g 锁模力：1500KN

注塑压力：194MPa 最小模厚：180mm

最大开距：800mm 顶出行程：80mm

注塑机定位孔直径： 125mm 注塑机拉杆的间距：410×410(mm×mm) 喷嘴球半径：10mm 喷嘴前端孔径：3mm

3.模具结构设计

模具结构采用一模四腔两板式结构，考虑到壳体表面美观性，采用潜伏式胶口。

根据<<塑料模具设计>>（附录B）所提供的标准模架图例选模架型号为：大水口，4040。

4.注塑机参数校核

对注塑机的最大注塑量、锁模力、模具与注塑机安装部分相关尺寸、开模行程等进行校核，校核结果是满足要求的。

5.浇注系统的设计

(1)主流道的设计

主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，便于熔体顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地拉出来。由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。

浇口套的选用：

进料口直径：D=d+(0.5～1)mm=3＋0.5＝3.5mm

式中d为注塑机喷嘴口直径。

球面凹坑半径：R=r+(0.5～1)mm=10+0.5＝10.5mm

式中r为注塑机喷嘴球头半径。

所选浇口套的立体图如图2所示：