手机壳注塑模CAD毕业设计

1、 安徽工程大学毕业设计（论文） 联想A350手机壳注塑模CAD摘 要 塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。 本课题主要是针对手机壳的模具设计, 通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。 手机业的快速发展要求手机外壳快速更新。本设计进行了一款手机壳的注塑模设计，为了缩短模具开发

2、周期,降低模具成本及提高模具质量,越来越多的模具企业开始使用计算机辅助设计技术进行注塑模具结构的优化设计。Mold Wizard是NX系列软件中用于注塑模具自动化设计的专业应用模块。Mold Wizard运用知识嵌入的基本理念，按照注塑模具设计的一般顺序来模拟模具设计的整个过程。在此过程中，Mold Wizard只需要根据一个产品的三维造型，建立一套与产品造型参数相关的三维实体模具。 本文首先介绍了毕业设计的研究内容、意义及发展前景，再介绍了UG MoldWizard的功能和应用,最后介绍了利用UG MoldWizard对手机壳进行模具设计的过程。该模具是直接浇口的单分型注射模具，采用顶杆推出

3、成型，其优点在于简化结构，使模具体积减小，降低了模具的制造成本，通过模具设计表明该模具能达到手机壳的质量和加工工艺要求。关键词： 手机壳；UG建模；注塑模向导；注塑模设计 The injection molding CAD of Lenovo A350 phone shellAbstract Rich source of raw materials, plastic products, low price and excellent performance characteristics. It is in computers, mobile phones, cars, motors, ele

4、ctrical, instrumentation, home appliances and communication products manufacturer has an irreplaceable role, the application is extremely broad. Pieces of molding thermoplastic injection molding is the main method, so a wide range of applications. The main topic is covered in mold design for the Pho

5、ne shell, Through the process of plastic parts for analysis and comparison, the final design of an injection mold. Process from the product structure of the project, specific mold structure starting on the casting mold system, mold forming part of the structure, the top out of the system, cooling sy

6、stem, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, there are detailed design. The rapid development of mobile phone industry requires that the shell be renewed quickly.In order to reduce the development cycle and the cost of the mold, improve the mold quality, more a

7、nd more mold enterprises start to use the CAD technology to optimize the design of the mold structure. Mold Wizard is professional application modules for automation design of injection mold in the NX Series software. Mold Wizard uses the basic concept of knowledge embedding, according to the genera

8、l order of injection mold design to simulate the whole process of mold design. In this process, Mold Wizard only base on a three-dimensional modeling of a product, we can establish a set of three-dimensional modeling mold associated with parameters of the product. This article first introduces conte

9、nt, meaning and development prospects of graduation project, and then introduces function and application of UG Mold Wizard, at last, introduces the process of using UG Mold Wizard to optimize the design of Phone shell injection mold .The mold is a single-gate injection mold of direct sub-type, usin

10、g the mandrel to push out material forming, the advantage lies in simplifying the structure to reduce mold size and lower manufacturing costs of the mold, Through the entire process of the design indicated this mold can achieve the processing craft which the plastic reusable container requested.Keyw

11、ords：Phone shell；UG Modeling；Injection Mold Wizard；Injection Mold Design目 录引 言1 第1章 绪 论21.1 塑料成型技术在工业生产中的重要性21.2 毕业设计的研究内容31.3 研究的目的和意义4第2章 UG MoldWizard在注塑模具设计中的应用52.1 UG MoldWizard简介52.2 UG MoldWizard的菜单选项功能简介52.3 UG模具设计的一般过程6第3章 材料工艺性分析和模具结构分析73.1 手机壳的外形设计73.2 塑件的工艺性分析73.3 材料工艺性分析83.4 成型零件的设计93.5

12、 模具结构的分析11第4章 UG MoldWizard 5.0手机壳注塑模设计的过程134.1 手机壳建模134.2 项目初始化134.3 设置模具坐标系144.4 设置模具收缩率144.5 创建工件154.6 型腔布局154.7 分型164.8 模架的选择194.9 浇注系统的设计194.10 顶出机构的设计214.11 浇口的设计224.12 流道的设计234.13 冷却系统的设计244.14 腔体的设计274.15 绘制模具爆炸图294.16 绘制模具工程图31结论与展望32致 谢33参考文献34附 录A 外文文献及译文35附 录B 参考文献及摘要42插图清单图2-1 MoldWizar

13、d工具栏5图3-1 手机壳零件三视图7 图3-2 手机壳零件图7图3-3 模具的型腔布置图11图4-1 手机壳建模13图4-2-1 注塑模向导工具条13图4-2-2 载入零件13 图4-2-3 选择材料13图4-2-4 项目初始化14图4-3-1 CSYS对话框14 图4-3-2 设置坐标系14图4-4-1 比列对话框15 图4-5-1 工件参数设置15图4-5-2 创建工件15图4-6-1 型腔布局对话框16 图4-6-2 创建工件16图4-7-1 分型管理器对话框16 图4-7-2 区域设置16图4-7-3 定义各面16 图4-7-4 完成定义面16图4-7-5 分型线对话框17 图4-7

14、-6 创建分型线17图4-7-7 分型面对话框17 图4-7-8 创建分型面17图4-7-9 补片环选择对话框18 图4-7-10 完成修补18图4-7-11 区域对话框18 图4-7-12 抽取区域18图4-7-13 型芯和型腔对话框19 图4-7-14 型芯和型腔19图4-8-1 模架的参数设置19图4-8-2 添加模架19图4-9-1 标注件管理对话框20 图4-9-2 定位圈的设计20图4-9-3 浇口套参数设置20图4-9-4 浇口套20图4-10-1 设置顶针参数设置21 图4-10-2 推件杆的定位21图4-10-3 顶杆的设计21图4-10-4 顶杆修剪操作过程22图4-10-

15、5 修剪后的顶杆22 图4-11-1 绘制直线22图4-11-2 浇口设计对话框23 图4-11-3 浇口参数设置23图4-12-1 流道设计对话框23 图4-12-2 流道参数设置23图4-12-3 浇口的设计24 图4-12-4 流道的设计24图4-13-1 冷却管参数设置24 图4-13-2 尺寸选项设置24图4-13-3 冷却管位置设置25 图4-13-4 另一侧冷却管的定位25图 4-13-5 选择冷却面25图4-13-6 冷却管25图4-13-7 喉塞的设计26 图4-13-8 尺寸设置26图4-13-9 添加喉塞26 图4-13-10 添加浇水口26图4-13-11 浇水口参数设

16、置27 图4-13-12 冷却管俯视图27图4-14-1 腔体管理27 图4-14-2 选择工具体和刀具体27图4-14-3 模具三视图29图4-15-1 爆炸图工具条29图4-15-2 模具爆炸图30图4-16-1 型芯2D图31图4-16-2 型腔2D图31- 43 -引 言 随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加

17、工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务1。  近年来，我国塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。我国模具制造目前总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德国、美国、日本、法国、意大利等发达国家落后许多，造成这种现象的一个重要原因就是从产品到模具的设计制造过程中的自动化程度低，先进的设计制造软件没有起到应有的作用2。 UG NX/Mol

18、dWizard是UGS公司面向模具行业用户推出的、基于知识驱动自动化理念的应用系统。UG NX/MoldWizard在注塑模具设计自动化方面取得了极其显著的效果，收到了用户的普遍欢迎。UG MoldWizard模块集成了一个大型的通用模架库和一个模具配件标准件库，用户只需根据产品的三维实体模型，按照UG MoldWizard提供的模具设计菜单，就可以非常轻松地对产品进行分模，在模架库及标准件库调用所需部件，就可以建立一套与产品模型参数相关的三维模具实体模型24。 本次毕业设计的主要任务是手机壳注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产手机壳塑件产品，以实现自动化提高产量。针对手机壳的具体结构

19、，本文通过UG NX5.0建立手机壳的三维实体模型，使用MoldWizard模块进行模具设计，详细介绍了手机壳注塑模具设计的过程，并附带有注塑模具结构零件的2D、3D图。设计过程清晰明了，方便读者阅读学习。 通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。 本次设计中得到了余老师的详细指点，同时也非常感谢朱老师的精心教诲。由于实际经验和理论技

20、术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。第1章 绪 论1.1 塑料成型技术在工业生产中的重要性1.1.1 塑料及塑料工业的发展 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻。塑料比强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中

21、，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段：1. 初创阶段 30年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。2. 发展阶段 30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。3. 飞跃阶段 50年代中期到60年代末，塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。 4.稳定增长阶段 70年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不拓

22、宽功能性和塑料的新领域发展37。我国塑料工业发展较晚。50年代末，由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和70年代中期引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次的跃进，与此同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展，各种加工工艺都已经齐全。塑料由于其不断的被开发和应用，加之成型工艺的不断发展成熟于完善，极大地促进了成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料的产量和质量提出了越来越高的要求26。1.1.2塑料模具在工业生产中的重要作用模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用

23、于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。 近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务412。1.1.3塑料模具技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制

24、造有很大的关系。塑料成型技术发展趋势可以简单地归纳为一下几个方面:1. 模具的标准化 为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国标准化程度只达到20。注射模具零部件、模具技术条件和标准模架等目前有14个标准。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置；精密标准模架、精密导向件系列；标准模板及模具标准件的先进技术和等向标准化模块等。2. 快速成型与快速制模(RPRT)技术的发展与应用。3. 塑料制件的精密化、微型化和超大型化。4. 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用。5. 模具加工技术的革新，CAD/CAM/CAE技术的应用

25、都是模具设计制造的发展趋势。 6. 模具自动加工系统的研制与应用28。1.1.4 CAD/CAM开发平台及其发展趋势 CAD/CAM技术从诞生至今已有三十多年的历史，历经二维绘图、线框模型、自由曲面模型、实体造型、特征造型等重要发展阶段，其间还伴随着参数化、变量化、尺寸驱动等技术的融入。通过三十多年的努力，CAD/CAM技术在基础理论方面日趋成熟，同时推出了许多商品化系统，诸如Pro/Engineer，UGII,CATIA，Solid Works等。CAD/CAM系统的开发正伴随着计算机软硬件技术的高速发展向着更高、更深层次方向发展。CAD/CAM系统的开发主要可分为三种方式：1.完全自主版权

26、的开发，一切需从底层做起；2.基于某个通用CAD 系统的二次开发，如基于AutoCAD软件的二次开发；3.基于CAD/CAM软件平台的开发，此类开发界于前两种方式之间，较二次开发可以更深入核心层，具有开发周期短、见效快、系统稳定性好和功能强等特点，当然平台的价格也很昂贵4.可以得知CAD/CAM开发平台向着更深、更高层次发展，同时不断融入计算机软件新技术，并呈现出开放化、多元化发展趋势。CAD/CAM平台发展趋势概括如下： (1) 进一步加强CAE技术研究 ,在其他合理简化方法基础上开发的CAE分析软件适合不同用途的需要，同时促进优化设计方法与CAE 软件结合在一定程度上改变“被动地”依靠人的

27、设计经验提供设计方案的局面。 (2) 不断深入基于变动产品模型的注塑模变动设计系统的研究,在较低层次上引入2D几何推理技术和基于特征的3D几何推理技术;在较高层次上可以引入基于知识的高级约束管理与变动路径求解技术 ,形成较理想的CAD系统19。 (3) 辅助设计的功能工具的大量出现,由于注塑模设计自身的特点,对于复杂模具难以一次设计成功,为了提高设计质量和效率,必须大量地补充各类的辅助工具,及早地发现并解决问题10。 (4) 人工智能技术在注塑模 CAD/ CAE/ CAM 中更大范围地运用,提高 CAD 系统的实用性和自动化程度。 (5) 进行基于微机局域网络实现注塑模 CAD/ CAE/

28、CAM 一体化的研究与应用 ,提高我国 CAD/ CAE/ CAM 应用水平. 因为它具有很好的性能价格比,能为大中型企业提高产品竞争力。 (6) 注塑模 CAD/ CAE/ CAM 等的集成化 目前出售的注塑模商品化集成系统大多为各类(软件的松散组合 ,软件之间数据依靠文件传送 ,因而发展目标是建立基于STEP产品数据变换)标准的注塑模设计、制造和生产的综合性集成化系统，即注塑模CIMS系统916。1.2毕业设计的研究内容 本课题的性质是以UG等CAD软件进行注塑模的计算机辅助设计。其主要内容是已知手机壳及相关技术要求，完成一副注塑模的设计，包括造型该塑料零件和重要模具零件的3D图、绘制模具

29、的总装2D、3D图等。本课题利用UG等CAD软件进行塑料模具设计，可以提高整个模具设计的效率和模具的各项技术指标，通过研究产品数据管理技术和参数化特征造型技术 ,可以实现模具管理、注塑工艺分析与设计及结构设计一体化，从而可降低生产成本、提高产品质量。1.2.1 手机壳的外形设计 利用UG NX5 软件对手机壳进行实体建模，UG的图形设计是基于三维的，它与传统的二维绘图有着本质的区别。生成的模型直观，立体感强，可以在任何角度进行观察。UG NX5具有强大的实体造型、曲面设计、虚拟装配和生成工程图等设计功能，在设计的同时可以进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，可以直接生成数控代码用

30、于产品的加工。另外系统还能计算出实体的表面积、体积、重量等。使设计者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立体图生成三视图，大大提高工作的效率和准确性1720。1.2.2 利用UGMold wizard进行模具设计 （1）创建合适的实体模型； （2）以虚拟的塑料制品为原型复制每一个参考模型，同时建立存放模具零部件的配套文件，形成装配结构树构架。进行项目名称、装配产品和单位等的初始化； （3）确定模具装配坐标系，给后续零件的安装建立定位坐标系； （4）设置模具收缩率，是参考模型成为成型零件生成模腔的模板； （5）为参考模型创建成型零件毛坯，如果多模腔模具需要进行多模腔布局； （6）参考模型上如

31、有孔，先修补孔洞，用参考模型分割成型零件毛坯，生成两块独立的型芯和型腔零件； （7）根据型芯和型腔零件添加标准模架，创建、安装标准件。参考模型有抽芯结构的要配上侧抽芯机构；再创建浇筑系统和冷却系统； （8）成型零件有的部位必须电腐蚀加工，要创建工具电极；安装的零件还呈毛坯状态，要对其进行裁剪；不需要创建工具电极和毛坯裁剪就直接对所有模具零件相互间进行安装控件的分割，使各个模具零件呈现最终使用状态的结构形状； （9）列出模具零件的材料清单，创建模具的三维和二维装配图； （10）模具的相关校核和干涉验证1020。1.3 研究的目的和意义 由于塑料具有许多优点，目前正逐渐成为金属的良好代用材料，在很

32、多领域都出现了金属材料塑料化的趋势。注塑成型是塑料产品最常用的制造方法之一。采用这种方法既可以生产小而精巧的电子器件和医疗用品，也可以生产大型的汽车配件或建筑构件。随着塑料新品种的不断出现以及塑料制品在结构、外观上要求的日益提高，使产品的设计和模具设计过程变越来越复杂。而传统的模具设计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的，已经很难满足这种发展变化的需要。注塑模具CAD/CAM 技术的应用，从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加工方式，大大地提高了产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本、强有力地推动了模具工业的发展。有资料统计表明，采用CAD 技术可以使模具设计时间缩短50%。在欧美一些

33、工业发达的国家，CAD/CAM 已经成为模具行业一种普遍应用的技术。在CAD 应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段。在模具设计中采用三维CAD 软件的企业已经接近90%615。 传统的手工设计与制造早己满足不了注塑模具设计和制造的需要。采用计算机辅助设计技术可以显著地提高塑料产品和塑料模具设计制造效率，减少了设计者的劳动量，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短了从产品设计、模具设计、模具制造到产品注塑生产的整个周期，增强企业对市场需求的应变能力。第2章 UG MoldWizard在注塑模具设计中的应用2.1 UG MoldWizard简介 UG MoldWizard（模具向

34、导）是UG的专业应用模块，用来进行注塑模具的设计。MoldWizard运用UG中知识嵌入的基本理念，根据注塑模具设计的一般原理来模拟注塑模具设计的全过程，提供了功能全面的计算机模具辅助设计方案，极大地方便了用户进行模具设计。MoldWizard模块与UG的其他功能相结合，具有功能强大的造型和修改能力，自动化程度也极高，为设计模具的型芯、型腔、滑块、推杆和嵌件提供了进一步的建模工具，使模具设计变得更快捷、简单，使其创建出与产品参数相关的三维模具，并能应用于加工。MoldWizard用全参数的方法自动处理那些在模具设计中耗时多而且难做的部分，而产品参数的改变会反馈到模具设计上，MoldWizard

35、会自动更新所有相关的模具部件。MoldWizard的模架库和标准件库具有参数化的模架装配结构和模具标准件，模具标准件还包括滑块、内抽芯等，并可通过Standard Parts功能用参数控制所选用的标准件在模具中的位置。用户还可以根据自己的需要定义和扩展MoldWizard的库。2.2 UG MoldWizard的菜单选项功能简介 使用UG MoldWizard进行注塑模具设计时，首先选择菜单命令【应用】进入【MoldWizard】模块，由于在设计过程中有时需要对零件进行修改，所以同时也进入【建模】模块。选择菜单命令【应用】【MoldWizard】，弹出MoldWizard工具栏如图2-1所示。

36、图2-1 MoldWizard工具栏加载产品加载产品是指用来载入需要进行模具设计的产品零件。载入零件后，系统将生成用于存放布局、分模图素、型芯和型腔等信息的一系列文件。 多腔模设计多腔模设计也叫模具族，在一个模具里可以生成多个塑料制品的型芯和型腔，适合于一模多腔不同零件的应用。模具工作坐标系MoldWizard的自动处理功能是根据坐标系的指向来进行的，例如ZC轴正向为产品的顶出方向，电极进给沿ZC轴方向进行等，因此需要首先正确定义坐标系的方向。收缩率指因液态塑料凝固为固态塑料制品而产生的收缩率，是用以补偿零件收缩的一个比例因子。工件工件也叫毛胚，用来定义毛胚的形状及外形尺寸。型腔布局对于一个模

37、具里放置了多个零件产品，且要指定零件产品在毛胚中的位置，需要使用该命令定义其方位。模具工具模具工具是指为了简化分模的过程，改变型芯和型腔的结构，用以修补各种孔、槽以及修剪修补块的方法。分型分型也叫分模，是把毛胚分割成型芯型腔的一个过程。分型的过程包括了创建分型线、分型面和型芯型腔等，是创建模具的关键步骤之一。模架模架库中有标准模架供用户选择，并且可以对模架的某些部件尺寸进行修改，以符合生产实际的需要。标准部件标准部件用于模具设计中起固定、导向等作用的标准器件，MoldWizard的标准件包括螺钉、导向柱、镶块、定位环和电极等。顶杆顶杆也是一种标准件，用于开模时将成品顶出模腔。设计顶杆时，先从标

38、准件库调出合适的标准件，然后修剪顶杆的顶部形状使其符合零件的顶出面。滑块抽芯零件上通常有侧向凸出或凹进的特征，一般正常的开模动作无法分离这样的零件，需要创建能够侧向运动的滑块，在分模时提前滑动离开，使模具能够顺利开模，分离零件成品，这种能够侧向滑动的模块称为侧抽芯。镶块模具上某些难以加工的特征，可以采用镶块方法解决，以减少制造的难度及成本。镶块的创建可以使用标准件，也可以添加实体创建，或者从型芯型腔毛胚上分割实体再创建。浇口液态塑料进入型腔的入口，它影响到液态塑料的流动速度、方向等。在MoldWizard中有8种浇口可供选择。流道流到是浇口套与浇口之间的通道，形状及尺寸对于塑料件成型的好坏有很

39、大的关系。冷却模具工作时会因受热产生一定的变形，从而影响产品的精度，冷却系统的作用是减少模具的受热变形。冷却系统也可以使用标准件来设计。标准件的裁剪用于把型芯或型腔毛胚上多余的部分修剪去掉，从而获得所需的轮廓外形。腔体设计用于把型芯、型腔上需要安装标准件的区域建立型孔并留有间隙，所有与之相交的零件部分都会自动切除标准件部分，并且保持尺寸及形状上与标准件的相关性。材料清单材料清单也称明细表，是基于模具的装配状态产生的与装配信息相关的模具部件列表。创建的材料清单上显示的项目可以由用户选择定制。模具图纸根据实际的工艺要求，创建出模具工程图，可以在其上添加不同的视图或者截面图，它包括装配图纸、组件图纸

40、和孔表3个选项。创建模拟浇注系统用于在模型中创建一个模拟浇注零件。视图管理器对所设计模具的构件的视图进行管理。删除文件对所设计模具的部分或者全部不合理的部分删除。2.3 UG模具设计的一般过程 MoldWizard设计过程一般由以下几个部分构成： （1）项目名称、装载产品和单位等的初始化。 （2）确定拔模方向、收缩率和工件等。 （3）修补开放面等。 （4）定义分型面，创建型芯、型腔。 （5）标准模架的设计。 （6）推杆、滑块、内抽芯和内嵌件的设计。 （7）浇口、流道、冷却系统、电极、建腔、材料清单和模具装配图的设计。第3章 材料工艺性分析和模具结构分析3.1 手机壳的外形设计3.1.1 设计任

41、务 如图所示（图3-1）为手机外壳的塑料制件，材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），收缩率0.3%0.8%，其形状，尺寸如上图所示。生产批量不大，为中小批生产。 图3-1 手机壳零件三视图 图3-2 手机壳零件图该塑件为中小尺寸，一般精度等级，为保证精度，兼顾经济性，采用一模两腔，并不对制品进行后续加工。 为满足制品高光亮的要求与提高成型效率采用潜伏浇口。为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用拼镶结构。 考虑到实际手机壳的尺寸，本产品最大几何尺寸为120×54×6mm。3.2 塑件的工艺性分析3.2.1 使用性能、制件技术要求和生产要求 该塑件外形矩形，材料为：丙

42、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。要求材料有较好的机械性能，如抗拉强度、抗应力开裂性、弹性模量都要求较高。根据产品要求，该塑件为大批量生产，采用注塑成型。3.2.2 塑件尺寸精度 塑件中的各个尺寸精度要求为IT7，各尺寸可以按照自由尺寸的精度查取公差等级，因此在模具设计和制造中要按照IT5IT6精度要求设计制造。3.2.3 塑件表面质量分析 1）该塑件表面质量要求表面光泽，必须避免在塑件有飞边毛刺，缩孔，流痕等工艺缺陷。 2）注意通孔处不出现锐边； 3）表面粗糙度只有塑件外形要求Ra3.2，其它部位没有较高粗糙度要求。3.3 材料工艺性分析3.3.1 材料的选择本产品为手机壳，首先从它的使

43、用性能上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性。能满足以上性能的塑料材料有多种，但从材料的来源以及材料的成本考虑，ABS更适合些。ABS是目前世界上应用最广泛的材料，它的来源广，成本低，符合塑料成型的经济性。因此，在选用材料时，考虑采用ABS，并且作为手机壳材料，ABS能满足它的使用性能和成型特性。塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3，ABS（抗冲）收缩率为0.30.8，ABS（耐热）收缩率为0.30.8。熔点为130°C 160°C ，ABS具有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速降解。有良好的机械强度

44、和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70°C左右，热变形温度约为93°C左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等

45、。3.3.2 材料主要用途ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。3.3.3 材料成型特点ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大。ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力。在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060&#

46、176;C，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080°C。3.3.4 模架的确定 根据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为170×105，又根据型腔侧壁最小厚度为2.5，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推件板等各方面问题，确定选用模架为W×L=350×350的模架结构为A1的形式。3.3.5材料注塑工艺流程 混料干燥螺杆塑化充模保压冷却制品后处理3.3.6注塑机型号的选定 注射量的计算运用UG软件中的【分析】【几何属性】，得到零件的体积为：V=3684.1494mm3,ABS的密度为，则塑件的质量为：流道凝料的质量还是个未知数，可按塑件质量的0

47、.6倍来计算。从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为 符合条件的注射机有多种，在此是初步选用SZ-40/25卧式注射机。下面是SZ-40/25卧式注射机的技术规格： 螺杆直径/mm 30 注射压力/MPa 200 拉杆间距/（mm×mm） 250×250 模具最小厚度/mm 130 模具最大厚度/mm 220 顶出行程/mm 55 理论注塑容量/cm3 40 注射速率/（g/s） 353.3.6注射压力的校核： 由ABS注射参数可知，注射压力为70120 MPa，注射机额定注射压力为200MPa，符合要求。 实际上，热塑性塑料注塑成型所需的注射压力，可通过理论分析，进行流

48、动模拟分析确定更为合理、准确。3.4 成型零件的设计 模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本次设计中成型零件就是成型手机壳外表面的凹模，成型内表面的凸模。3.4.1 成型零件的结构设计 凹模（型腔） 凹模是有两个平衡式型腔的镶嵌式凹模。 凸模（型芯） 型芯是为两个凸模，分别镶嵌在动模板上。3.4.2 成型零件钢材的选用 手机可是大批量生产，成型零件所选用钢材耐磨性应该良好；接械加工性能和抛光性能也应良好，构成型腔的凹模为镶嵌式，即在定模板上制造，故与定模板为同一钢材。定模板在成型时有料流的冲刷，但没有脱模时塑件的摩擦，因此采用45钢调质。 型芯采用推件板脱模，磨损比较厉害，采

49、用硬度比较高的模具钢Gr12MoV,淬火后表面硬度为58HRC-62HRC。3.4.3 成型工工作尺寸的计算 塑件尺寸公差按SJ1372-78标准中的5级精度选取。型腔长度尺寸： 模具最大磨损取塑件公差的1/6;模具制造公差取1/4;取.x=0.75式中：塑件外形最大尺寸 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的型腔宽度尺寸： 模具最大磨损取塑件公差的1/6;模具制造公差取1/5;取型腔深度尺寸:式中： 塑件内腔的深度最小尺寸型腔弧度尺寸： 型芯长度尺寸： 模具最大磨损取塑件公差的1/6;模具制造公差取1/4;取.x=0.75式中：塑件外形最大尺寸 塑件的平均收缩率 塑

50、件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的型芯宽度尺寸： 模具最大磨损取塑件公差的1/6;模具制造公差取1/5;取 型芯宽度尺寸：式中： 塑件内腔的深度最小尺寸2） 型芯弧度尺寸 3.5模具结构的分析3.5.1分型面数量的选择 注射模具的典型结构有单分型注射模、双分型注射模、斜导柱侧向分型与抽芯注射模、斜滑块侧向抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、定模带有推出装置的注射模等等。跟据塑件的结构特征和使用要求，本模具采用单分型面结构，分型面的作用总要是用于脱模。3.5.2型腔数量的选择 注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，每一次注射生产一个塑件，也可以是多腔，每一次注射生产多个塑件，模具按型腔数目可

51、以分为两类： 单型腔模具 该类型仅有一个型腔的模具，每次成型一个塑件。 多型腔模具 该类型有两个或两个以上的型腔，可一模制成成型多个塑件。目前常规设计都是单层腔。另外也有双层型腔模具，它的优点是在模板面积大小基本不变，获的加倍数量产品，提高经济效益。本模具的型腔布置图如下： 图3-3 模具的型腔布置图3.5.3分型面的选择 根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分型面和双分型面 方案一：双分型面 选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。 选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹，不符合模具的加工经济性。 方案

52、二：单分型面 选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹，进料的距离也大大的缩短了。 从以上的两个方案进行比较，采用方案二（单分型面）比采用方案一（双分型面）更符合要求，方案二符合了模具的加工经济性，因此，本模具宜采用单分型面的形式。3.5.4浇注系统的选择原则浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要环节，它对获得性能优良的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计中必须加以重视的问题。 对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：1. 采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失2. 浇注系统设计应有利于良好的排气3. 便于修整浇口以保证塑件外观质量4. 浇注系统应结合型腔布局同时考虑从给出的塑料制件看，既要保证塑件的外观要求，又要考虑浇注系统设计的几项原则，故浇注系统选用直接浇口的形式。3.5.5 推出机构的设计要求推出机构一般由推出、复位和导向等三大元件组成。对推出机构进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：1. 推出机构设计时应尽量使塑件留于动模一侧2. 塑件在推出过程中不发生变形和损坏3. 不损坏塑件的外观质量4. 合模时应使推出机构正确复位5. 推出机构应动作可靠根据对推出