手机壳注射模具毕业设计

摘要在现实生活里，手机已经成为人们的一个生活必须品。随着计算机技术和网络技术取得了突破性的成就，模具设计越来越多地使用CAD/CAM技术。在产品生产之前，使用这些新技术来进行模具的设计和改善，是现代设计必然趋势。本设计主要是为让读者们能够清楚地了解到塑料注射模的设计过程，能够对模具设计过程中所使用的各种基本工具，例如Pro/ENGINEER，MoldflowPlasticsInsight等等，具有一个基本的了解，并且能够熟悉地运用这些软件来进行注射模的设计。本设计主要是针对Nokia2100手机前后盖的模具设计过程。由于手机前后盖都具有侧孔部分，所以本设计选用了侧向分型与抽芯机构。工件用分型面分割之后，分成凸模，凹模，前滑块和后滑块四个部分。其中，凹模是定模部分，凸模、前滑块和后滑块都是动模部分。注射结束后，凸模在力的作用下，连同动模套板一起向下运动，而塑件在推杆的作用下，从凸模上被推出来。除了侧抽芯机构和推出机构之外，还有浇注系统，冷却系统，排气系统等等。本设计主要应用Pro/ENGINEER2.0来进行手机塑料模具前后盖的零件设计和模具设计，通过对塑件的计算，运用EMX来进行模架部分的设计，同时借助了第三方软件MoldflowPlasticsInsight5.0对注塑过程进行仿真分析，最后使用AUTOCAD2004来对装配图和零件图进行一定的完善。关键词：手机模具设计注射模EMXMPI目录1前言…………………………………………………………………………………11.1设计目的与意义…………………………………………………………………12文献综述……………………………………………………………………………12.1手机的发展和现状………………………………………………………………12.2我国模具工业的发展现状………………………………………………………22.3采用注射模成形手机产品的优点………………………………………………23总体方案的确定……………………………………………………………………33.1零件的选择………………………………………………………………………33.2尺寸精度…………………………………………………………………………33.3尺寸计算…………………………………………………………………………33.4塑件的材料性能…………………………………………………………………43.4.1ABS……………………………………………………………………………43.4.2PC……………………………………………………………………………53.5注塑机的确定……………………………………………………………………53.6塑件分型面的选择………………………………………………………………63.7型腔数目…………………………………………………………………………94理论分析与设计计算………………………………………………………………94.1浇注系统的设计…………………………………………………………………94.2脱模机构的设计………………………………………………………………104.3复位机构的设计………………………………………………………………134.4排气系统………………………………………………………………………144.5导向机构的设计………………………………………………………………144.6定位圈的设计…………………………………………………………………154.7成形零件的结构设计…………………………………………………………154.8成型零件工作尺寸的计算……………………………………………………184.9模具型腔侧壁和底板厚度的设计……………………………………………214.10侧向分型与抽芯机构的设计…………………………………………………224.10.1斜导柱的设计………………………………………………………………244.10.2滑块的设计…………………………………………………………………254.10.3楔紧块的设计………………………………………………………………264.11冷却系统和加热系统的设计…………………………………………………264.12塑料注射机的校核……………………………………………………………264.12.1最大注射量的校核…………………………………………………………264.12.2最大注射压力校核…………………………………………………………284.12.3锁模力的校核………………………………………………………………284.12.4模具厚度H与注射机闭合高度的校核……………………………………284.12.5开模行程校核………………………………………………………………294.13模具总装图和爆炸图…………………………………………………………295注塑工艺过程仿真………………………………………………………………315.1最佳浇口地位置………………………………………………………………315.2MPI的FLOW仿真分析…………………………………………………………335.2.1填充时间……………………………………………………………………335.2.2最大压力……………………………………………………………………335.2.3熔接痕位置…………………………………………………………………335.2.4平均速度……………………………………………………………………335.2.5熔料的最高温度……………………………………………………………335.2.6体积收缩率…………………………………………………………………345.2.7气穴分布……………………………………………………………………345.3MPI的COOL仿真分析…………………………………………………………345.3.1冷却管道的液流量…………………………………………………………345.3.2冷却管道的入口温度………………………………………………………355.3.3平均温度和冷却时间………………………………………………………355.4翘曲（Warp）分析结果………………………………………………………356结论………………………………………………………………………………36致谢…………………………………………………………………………………37参考文献……………………………………………………………………………38Abstract……………………………………………………………………………391前言1.1设计目的与意义随着我国制造业的迅速发展，一些新兴产业业取得了长足的进步。模具是工业生产的基础工艺装备，在机械、电子、汽车、航空以及通信等领域有着广泛的应用。随着人民生活水平的不断提高，日常生活中使用的物品越来越多地用到了模具。目前，模具生产水平的高低已经成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。当前，计算机技术和网络技术取得了突破性的成就，CAD/CAM技术、数控加工技术以及快速成型技术为模具技术的发展提供了强大的技术支持。同时，以高分子塑料为主的模具材料不断被开放出来，这些材料种类繁多，性能优良，价格低廉，这更为模具产业的发展提供了有力的帮助。本设计主要是为让读者们能够清楚地了解到塑料注射模的设计过程，能够对模具设计过程中所使用的各种基本工具，例如Pro/ENGINEER，MoldflowPlasticsInsight等等，具有一个基本的了解。本设计主要是对诺基亚2100型号的前后盖进行设计，从零件的尺寸确定，模具设计，模架设计，到最后的注塑仿真，向读者们展示手机塑料模具的整个设计过程。随着Pro/ENGINEER的不断完善，借助于Pro/ENGINEER设计软件，我们可以比较轻松地完成一些复杂的设计工作，同时也可以全面地提高设计效率和设计质量。使用EMX注塑模具设计专家系统可以轻松完成模具模架及配件的设计工作，并能模拟开模过程。EMX具有完整的滑块结构和完整的开模机构，为设计者带来极大的方便。设计完成后可以直接输出3D化模型。MoldflowPlasticsInsight是一款应用广泛的模拟仿真软件，使用该软件可以全面模拟注塑成型过程，并以图形的方式直观地显示分析结果，为设计参数的确定和优化提供理论依据，可以帮助设计者进一步修改模具设计方案。2文献综述2.1手机的发展现状手机已经成为人们的一个生活必须品，从最古老防身砖头到现在厚度不足5.9mm的超薄，从简单的通话功能，到能上网能看电视、手机电影，甚至可以手机视频聊天。手机的功能在不断增多，而手机价格则在不断下降，它已经从一个奢侈品成为一件生活必需品，现在如果谁没有手机在年轻人眼里是一件不可想象的事情。2007年公布的数据显示中国的手机用户已经达到了5.4亿。根据研究近几年还将以每年43%的速度增长。中国手机时代可以从1987年中国移动开始运营模拟移动移动电话业务开始。当时国内的手机市场基本都被摩托罗拉公司占领。第一款进入国内的手机就是摩托罗拉3200。体积大、重量沉，只有基本的通话功能外，不能实现任何增值服务，当然遇见某某坏人的时候，还可以用来当作防身武器。随着科技的飞速发展，只能单纯通话的手机很快就退出了市场。各手机制造商们也是费尽了脑汁，爱立信第一个制作出了可以自编铃声的GH398，第一个彩屏手机T68。诺基亚第一个推出了内置游戏的6110，第一个可以上网的手机7110。随后可以拍照的手机出现了，能够播放mp3的手机也出现了，在手机上看书、聊天、学习、工作、炒股已经不在是新闻。从此手机进入了娱乐时代。2.2我国模具的发展现状模具是工业生产的基础工艺装备,被称为“工业之母”。75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件由模具成型,绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础工业,模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,应用范围十分广泛。模具技术水平的高低,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力,因此模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力。这些年来,中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,年模具生产总量仅次于日、美之后位居世界第三位。但目前我国模具生产厂点多数是自产自用的工模具车间(分厂),商品化模具仅占1/3左右。从模具市场来看,国内模具生产仍供不应求,约20%左右靠进口,特别是精密、大型、复杂和长寿命的高档模具进口比例高达40%。由此可见,虽然我国模具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提高,但在模具产品水平和生产工艺水平总体上要比德、美、日、法、意等发达国家至少落后十年,主要表现在模具精度、寿命、复杂程度、设计、加工、工艺装备等方面与发达国家有较大的差距。国内模具的使用寿命只有国外发达国家的1/2至1/10,甚至更短,模具生产周期却比国际先进水平长许多。此外,模具的标准化、专业化、商品化程度低,模具材料及模具相关技术比较落后,也是造成与国外先进水平差距大的重要原因。CAD/CAE/CAM一体化先进技术已经在国内部分模具企业得到应用,但要得到推广和普及仍很困难。2.3采用注射模成形手机产品的优点（1）注射成形工艺可由机床自动按照一定的程序完成，便于实现自动化，生产效率较高，适于大批量生产。（2）注射一般可一次成形，减少了制品再加工程序。（3）可以制作形状较复杂的塑料制品。（4）模具通用简单，制品成本较低。（5）注射成形后的废品及废料可以重新加热注射，故节约材料。（6）操作易于掌握，不需要等级较高的技术操作。3总体方案的确定3.1零件的选择本设计所选择的手机是诺基亚2100。3.2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，故本设计选用3级的塑料精度，也就是公差等级为IT8。3.3尺寸计算（1）前盖直接使用Pro/E的测量功能，测出体积V＝4.87cm3重量M=4.87×1.12＝5.4544g（材料采用PC/ABS，查找GE公司网页得知其密度为1.12）图1前盖（2）后盖直接使用Pro/E的测量