手机壳注塑模具设计作业流程

Pro/E手机壳注塑模具设计步骤

关键词：Pro/E手机外壳注般模具

在手机外壳注射模具设计中，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

有较强创新意识，深入钻研每个关键步骤，对产品可行性和工艺进行了具体分析。采取Pro/E

+EMX建立模型并进行模型受力分析，模拟模型在现实情况下使用情况，并得出模型检验结果,

以认真负责工作态度出色完成了整个注塑模设计全过程，含有了设计人员应有基础素质和能

力。

一.调研汇报

1.手机壳造型结构发展情况

移动电话普及速度大大超越了教授估计和想象。它己从最初模拟系统发展到现在数字系

统。在此期间，移动电话功效越来越丰富，体积越来越小，造型越来越美观，充足表现了技

术和艺术结合。除了最基殆实用功效外，移动电话还要考虑美观和舒适，在设计上必需充足

考虑使用对象、使用场所、功效要求、人机工效学等原因，

2.材料确定

PC/ABS合金在汽车、机械、家电、计算机、通讯器材、办公设备等方面取得了广泛应用,

如移动电话机壳、手提式电脑外壳、和汽车仪表盘（板）等。资料显示：PC/ABS已广泛应用于

制造手机外壳。

3.薄壳制品和模具设计

薄壳制品成型时模具设计是至关关键一步。成型薄壳制品时需要尤其设计薄壳件专用模

具。和常规制品标准化模具相比，薄壳制品模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系

统、脱模系统全部发生了重大改变，成本也增加了30%~40%

4.塑件选择

据调查，东亚尤其是中国用户对于翻盖手机却相当青睐，在中国市场销售全部手机中，

翻盖手机数量超出了二分之一。国产手机厂商了解本土消费者心理，摒弃欧美崇尚直板机而

主推折叠机，开发出符合东方人审美趣味机型，款式漂亮，内容丰富，得到了广大消费者喜

爱。针对以上情况，选择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

塑件选择：女性翻盖手机

本人负责部分是翻盖部分，翻盖部分特点是上盖采取复杂曲面设计，上下盖分型面全部

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.塑件制品工艺分析

(1)尺寸和精度

尺寸：塑件尺寸大小受到塑料材料流动性好坏制约，塑件尺寸越大，要求材料流动性越好，流

动性差材料在模具型腔未充满前就已经固化或熔接不牢，造成成品缺点和强度下降。

尺寸精度：影响塑件制品尺寸精度原因是比较复杂，如模具各部分制造精度，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塑,牛，选择3级精度。

⑵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),选择壁厚

1mm,均匀抽壳。

(3)脱模斜度

结合本塑件形状，设定脱模斜度为40分。

(4)加强筋和凸台

针对本塑件，在壳体转角史设置距壁面有一定距离凸台，并设加强筋。同时在复杂曲面凸起

地方设置加强筋预防变形。

三、模具结构设计和参数计算

1.塑件制品分析

(1)产品要求

从对本产品进行工艺分析中能够得悉，所设计塑件材料为，材料收缩率为：0.005,精度

要求高，故一次注塑四个，采取圆形分布流道部署。塑件立体图以下所表示：

(2)计算制品体积重量：材料采取PC/ABS,查找GE企业网页得悉其密度为L12,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体积，当然也能够依据实体尺寸

手动计算出它体积。下曲是部分计算过程：

经过计算塑件体积为：VI=2737.24mm3

塑件重量:Ml=3.07g

浇注系统体积：V2=4413.07mm3

浇注系统重量：M2=P.V2=1.12X4.41=4.94g

3

故VA=4V1+V2=4X2737.24+4413.07=15362.03mm

故M『V总XP=1.12X15362.03=17.21g

P—塑料密度g/m3

下盖部分：

经过计算塑件体积为：Vl=2230.86mm3

塑件重量：Ml=2.498g

浇注系统体积：V2=3857.89mm3

浇注系统重量：M2=P.V2=l.12X3857.89=4.32g

故V&=4V)+V2=4X2230.86+4320.84=12781.35nlm,

故M总=V/XP=l.12X12781.35=14.315g

2.注塑机确实定

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

注塑机参数以下：

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：125mli注塑机拉杆间距：410X410(mm

Xmm)

喷嘴球半径：10mm喷嘴前端孔径：3mm

3.模具结构设计

模具结构采取一模四腔两板式结构，考虑到壳体表面美观性，采取潜伏式胶口。

依据■塑料模具设计〉(附录B)所提供标准模架图例选模架型号为：大水口，4040o

4.注塑机参数校核

对注塑机最大注塑量、锁模力、模具和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。

5.浇注系统设计

(1)主流道设计

主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过部位，它将注塑机喷嘴注出塑料熔体导入分流

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。因为主流道要和高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不宜接开在定模板上，而

是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。

浇口套选择：

进料口直径：D=d+(0.5〜Dmm=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〜l)mm=lC+0.5=10.5mm

式中r为注塑机喷嘴球头半径。

所选浇口套立体图图2所表示：

图2浇口套

⑵冷料井设计

选择底部带有推杆冷料井，倒锥孔冷料井底部由•根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，

所以它常和推杆或推管脱模机构连用。

(3)分流道设计

分流道尺寸：分流道尺寸由塑料品种、塑件大小及流道长度确定。大多数塑料所用分流道

直径为6mm—10mm,先预定用6mm,经过塑料顾问分析再决定。

分流道部署：选择平衡式圆形分流道布局，即分流道到各型腔浇口长度、断面形状、尺寸

全部相同。

(4)浇口设计

浇口又称进料口，是连接分流道和型腔之间一段细短流道，其截面积约为分流道0.03〜

0.09,长度约为0.5mm~2nlm。具体尺寸经过Pro/E塑料顾问分析确定。

经过Pro/E塑料顾问分析可知最好浇口位置在壳体内恻。再加上考虑手机外壳美观性，决

定用潜伏式浇口。选择图3浇口

图3推杆式浇口

潜伏式浇口能够是圆形或半圆形，通常尺寸：氏L=1.5—2mm,浇口直径d=0.5—1.5mm,分流

道和点浇口交界处过分圆角R=l.5-3mm

6.分型面选择

定模和动模相接触面称为分型面，分型面形状有平面、斜面、阶梯面和曲面等。分型面选择就

有利于脱模，取在塑件尺寸最大处，并使塑件留在动模部分，有利于塑件外观质量和精度要求。

盖b）下盖

图4分型面

囚为下盖还有侧向抽芯，所以还要做型芯分型面

图5分型面

7.排气系统设计

因为本模具属小型模具，可利用型芯、顶杆、镶拼件、分型面等间隙排气

8.成型零件设计

凹模结构：因为按钮形状复杂，故选择局部镶拼式凹嗔；凸模：选择镶拼式凸模。其结构

见图8,图9所表示。

9.导向机构设计

模具设计通常购置标准模架，其中包含了导向机构，导向机构包含导套和导柱，依据模架尺寸

结构选择小40导柱，然后选择相对应导套。其结构见下图所表示：

图6导套图7导柱

10.型腔侧壁和底板厚度计算

通常模具设计中，型腔壁厚及支承板厚度不经过计算确定，而是凭经验确定。

参考《塑料模具设计》中经验数据表能够得悉：

型腔侧壁厚度S经验值为：S=0.2L+17=0.2X190+17=55nm

支承板厚度h经验数据：h^O.12b^0.12X190^38mm

a）凹

模b）凸噗

图8上盖部分

a)凹模b)凸

模

图9下盖部分

11.脱模机构设计

(I)薄壳制品顶出颇具技术性°因为壁和筋全部很薄，很轻易损坏，而且壁薄沿厚度方向收

缩就很小，使得加强筋和其它小结构很轻易粘合，同时高保压压力使收缩更小。为避免顶穿和

粘模，T根应使用比常规成型数量更多、尺寸更大顶出销。

脱模机构设计：设计成顶杆脱模机构，选择小4顶杆，具体结构见图2-25。因为采取推柠式浇

口，还应采取特殊推杆放置在浇口位置，推杆形状图10。

图10顶杆

图11特殊推杆

12.侧向抽芯机构设计

塑件侧面有孔或凹槽，应采取侧向成型芯才能满足塑件成型上要求。经过查阅资料，确定

采取斜导柱抽芯，它是利用注塑机开模力，经过传动零件，将活动型芯抽出。结构原理是斜导

柱抽芯机构由和模具开模方向成一定角度斜导柱和滑块组成，并有确保抽芯动作稳妥可行滑块

定们装置和锁紧装置。依据＜＜注塑模具设计》中公式表算出抽拔力、斜导柱受弯曲力、拍芯距、

斜导柱直径、斜导柱长度等，以后在Pro/E数据库中选择适宜型号，入加模具中，见图12。

四、CAE分析

1.模流分析

此次设计采取塑件顾问(PlasticAdvisers)遂行模流分析，型件顾问是Pro/E系

统外持程序之一，属于CAE分析软件，专门用来处理塑料时出成形模流分析，使设计者能在模

具设计阶段，对塑料在型腔中弃填情况能够有所掌握。能检测出你所做出来铸件质量，而且塑

料顾问工具能模拟浇铸塑料零件铸模填充动作。高级特征泥供了有用工艺性知识，它们能够大

大降低后期设计更改和重新设计铸模成本。

分析过程：

(1)对产品造型分析出最好浇口位置，在最好浇口位置设置浇口，查看填冲情况，在这个过程

中还能够进行选材，得出最好材料及最好浇口位置。

(2)铸件模流分析，确定浇=1,分流道形状。一样经过上盖部分来确定。

(3)经过质量估计结果，分析结构问题，看是否能使情况改善。

以下是分析结果，能够看出，塑件模流分析出来质量还是不错。

a）填充情

况b）质量估计

图13上盖

部分

a）填充情

况b）质量估计

图14下盖部

分

2.有限元分析

MSC.Patran软件对可直接从各CAD软件中抓取几何模型，然后，MSC.Patran能够最

大程度地创建一个模型供多个程序进行分析，比如,直接读取

Pro/ENGINEER,CATIA,Unigraphics,SolidWork关键等几何模型，创建分析模型供VSC.N