基于Pro E的手机外壳模具设计与解析 硕士论文

1、东北农业大学学士学位论文 学号：a07110162基于pro/e的手机外壳模具设计与解析学生姓名：贺毅指导教师：李元强所在院系：工程学院所学专业：机械设计制造及其自动化研究方向：机械设计 东 北 农 业 大 学 中国 哈尔滨 2015年6月 neau dissertation of bachelor degree number:a07110162the mould design and analysis of mobile phone shell based on pro/estudent name: he yisupervisor: li yuanqiangdepartment and fa

2、culty: engineering institute major:mechanical : design, manufacturing and automation orientation: mechanical design and manufacturingnortheast agricultural universityharbinchinajune 2015摘 要 本设计是对华为c8812e手机后盖的注塑模设计并解析。注塑模具是塑件制品最常用的成型模具，因为用注塑模具可以一次性注射成型精密复杂的塑件，可以减少科研开发的投入。本设计都手机后盖注塑模具的设计有详细的过程和介绍，首先对华

3、为c8812e手机后盖造型设计、确定分型面、浇注系统的设计、选择注塑机、再到pro/e5.0中模架的选取、校核等等，这些过程都有非常细致的说明。在整个手机后盖注塑模具设计过程中主要运用了peo/e5.0对手机外壳的造型设计和它的emx模快对模架的选取。而运用moldeflow软件主要是对浇注系统浇口位置优化、冷却回路优化、注射时压力分析等一系列辅助分析，通过这些分析可以在设计的时候就去不断完善设计，非常大程度上节省了设计周期，提高了效率。通过这次设计，不仅对注射模具设计有了更深的理解，也让学习的知识得到了运用。关键词: 注塑模 pro/e 仿真加工 moldflowabstractthis d

4、esign is to china for c8812e mobile phone back cover of injection mold design and parsing.injection mould is one of the most common molding plastic products, because in plastic injection mold can be one-time injection molding sophisticated pieces,can reduce the scientific research and development.th

5、is design all mobile phone back cover injection mold design of the detailed process and the introduction, the first in china to c8812e mobile phone back cover design, determine the parting surface, gating system design, the choice of injection molding machine, and then to pro/e5.0 selection of die s

6、et, check, etc., these processes are very detailed instructions.throughout the cell phone back cover injection mold design process mainly uses the peo/e5.0 modelling design and its related to mobile phone shell emx die fast on the selection of die set.on gating system using moldeflow software mainly

7、 gate location optimization, cooling circuit optimization, injection pressure, and a series of auxiliary analysis, through these analysis can be design to improve design, a very large extent, save the design cycle, improve the efficiency.through this design, not only for injection mold design had a

8、deeper understanding, also make learning knowledge was obtained.keywords: injection mold, pro/e, simulation processing，moldflow目录摘 要- 1 -abstract- 2 -1前言- 1 -1.1模具工业在国内外现状及其重要性- 1 -1.2设计的目的及意义- 2 -2塑件成形工艺性分析- 4 -2.1手机后盖分析- 4 -2.2塑件的材料性能- 5 -2.3塑件的工艺性能- 5 -3注塑机的确定- 6 -3.1分型面的确定- 6 -3.2型腔的数量确定及排列方式- 6

9、 -3.3注塑机的选择- 8 -4浇注系统的设计- 10 -4.1浇注系统的组成和设计原则- 10 -4.2主流道的设计- 10 -4.3分流道的设计- 11 -4.4浇口的设计- 12 -4.5排气方式设计- 13 -4.6型腔、型芯的结构设计和固定方式- 14 -4.7型腔、型芯工作尺寸计算- 14 -4.8型腔侧壁和底板厚度计算- 15 -4.9动模垫板厚度- 16 -5脱膜机构的设计- 17 -5.1推出机构- 17 -5.2分型原理- 17 -5.3脱膜力计算- 17 -5.4推杆尺寸计算- 18 -5.5合模导向机构设计- 18 -5.6定位圈的设计- 18 -5.7复位机构设计-

10、 19 -5.8冷却系统的设计- 19 -6校核- 21 -6.1注射压力机的校核- 21 -6.2锁模力的校核- 21 -6.3最大注塑量的校核- 21 -6.4具厚度和注射机闭合高度校核- 21 -6.5注射机的开模行程校核- 22 -7模具运动仿真分析- 23 -7.1造型设计- 23 -7.2型芯型腔设计- 23 -7.3moldflow软件的分析- 26 -结束语- 29 -致 谢- 30 -参考文献- 31 -1 前言 1.1 模具工业在国内外现状及其重要性模具是工业生产中的基础工艺装备，是国民经济各部门发展的基础工业，模具生产水平的高低, 在一定程度上决定着一个产品的质量和所能获

11、得的效益以及一个新产品的开发能力,也是用来衡量一个国家制造水平的高低的一个重要标志。这是因为模具制造在汽车、电子、电器、仪表、通信等产品中应用十分广宽，其内零件需要依靠模具成形的比例达到了60%80%。更重要的是用模具生产制造的制品能达到的高精度、高生产率和消耗很低的特点，是用其它制造加工方法不能达到的。在发达国家有这么一个说法“进入富裕社会的源动力是模具工业”，由此可见其模具工业在一个国家的重要性。我国的模具工业从开始发展到现在，有半个世纪了。可以说是突飞猛进，年均保持在15%左右的增长速度在飞速发展，现如今我国模具工业的产值仅次于美国、日本，在国际上排名第三，生产厂家更是达到了20000余

12、家，有多达50于万的从业人口。而且具有高技术含量大型复杂的模具份额从20%提升到了30%，使得中国的模具产品结构不断完善。在2010年我国模具制品达到了1120亿元的销售额，同时业内专业人士预计到2015年的时候，我国这方面的产值有望达到3500亿。但是目前我国的模具制造生产厂，大多数是自身需要了才制造生产模具的工模具车间，达到商品化的模具仅占所有模具的1/3 左右。再从模具市场去看，我国国内的模具生产仍然供不应求,每年大概20%的模具仍然需要进口。尤其是大型、精密、长寿命的高档模具，占每年进口比例的40%。，从这方面可以看出，虽然我国模具生产总量有了一定规模,模具生产技术水平也有很大程度的提

13、高，但是模具所制造出来的产品水平和模具生产的工艺水平在总体上要比德、美、日、法等一些发达国家至少要落后十年，主要体现在模具的寿命、精度、复杂程度、工艺装备和加工等方面比之发达国家还有比较大的差距。如国内模具的使用寿命大部分只有国外发达国家模具使用寿命的1/2 1/10，甚至还没有，但是模具的生产周期比国际先进水平多很多。另外，我国国内模具的专业化、标准化和商品化程度比较低，模具自身材料方面以及模具的相关技术比较落后。这也是造成我国与发达国家水平差距很大的重要原因。我国大多数模具生产厂家模具开发能力比较低，尤其是创新能力方面的不足。主要体现在三方面，一方面是技术人员所占比例低，水平不太高;另一反

14、面是模具科研开发时投入资金少;最主要的是观念的落后，对模具的创新和开发不太重视。如果要改变现状，生产模具的企业就需要重视模具的创新和开发。但是模具的制造手段正在发生改变，从过去的依靠钳工转变为如今的依靠技术，这不仅仅是生产手段的转变，同时也是模具生产方式和观念在转变。这种转变的趋势让模具的标准化程度、精度得到了提高，生产周期也变得原来越短，钳工制造越来越少，最终模具工业的整体水平得到了促进。与这趋势相呼应的是模具生产的主要生产人员必须由技艺型人才向技术型人才转变。不过在目前和未来一段时间里，机艺型的人才仍然很重要，毕竟模具生产很难摆脱对着方面的依靠。在以前设计一套注塑模具，设计中所需要的很多重

15、要数据都是依靠设计人员的丰富经验，使得整个模具没有一个具体的规则，而且每个设计人员都有自己的心得，这也造成了整个市场的参差不齐。要设计出一套好的模具一般都要不断的去使模、修模，这些过程不仅浪费了人力，也耗费了大量的财力，使得开发一个新的模具需要很大的投入。现如今利用cad/cam/cae一体化技术，大大的节省了人力和物力，因为利用这个一体化技术在设计初期就可不断的去分析设计的可行性，更可以在设计完成后对一些数据通过分析获得优化。这样不仅可以让设计产品的方案最好的方案，也提高了生产效率，缩短科研开发周期。在如今的信息化时代中，要成为一个高水平高技术的现代化模具企业，不能只靠cad/cam的应用了

16、。很多的企业已经运用cae/cat等技术及其它一些高新制造技术等去制造生产模具。可以说向信息化方向发展是模具制造业的共同认识，这种cad/cam/cae一起运用的一体化先机技术是模具未来主要发展方向。这也促使各种更精密、更智能化的模具得到发展和应用。但是任何东西的转型过程都是油过程的，对于目前来说这种一体化先进技术运用推广和普及仍有很大困难。1.2 设计的目的及意义手机作为主要的通讯产品，在生活中处处可以看到，可以这么说现代社会已离不开手机。因为手机不仅让我们在说活中通信获得了极大方便，更有很多实用功能，如上网、聊天、浏览最新时势、了解在我们附近发生的新闻，当今我国有6.3亿的手机用户，它带领

17、我们走向互联网时代。最重要的是如此多的功能，手机的价格却越来越低，现在已成为大众都能消费的起的物品。从刚开始的多按键厚手机到现在的智能大屏触屏手机，手机发展在不断的适应大众。我们再来了解手机的市场，在我国国内2013年手机的销售额达到了570亿美元，手机销量也达到了3.7亿台，而到了2014年销售额高达870亿美元，手机销量高达4.7亿台，这么大的市场，重要的是手机零件大部分都是用注塑模具注射成型出来的，可见模具工业在手机制造领域的重要性。有专门的调查机构，通过调查的数据显示，未来的几年手机销量仍会不断的增长，而且增长的速率会保持在53%左右。手机制造厂家要想在这么大的市场下占头，就必须从两反

18、面入手，第一手机造型要符合大众审美观，更要强烈吸引消费者；第二要降低科研开发周期，以达到降低生产成本的目的。由于手机外形在前期设计就已经确定好了，所以主要还是从第二方面去入手。手机外壳大多是注塑模具注射成型，因为注塑模具有注塑出来的塑件精度高、尺寸精确的优点，而且适合大批量的生产。作为手机外形最直观的手机外壳，使得手机外壳对于表面要求很高，也由于手机后盖有很多的倒勾，增加了注塑成型难度，这也使得整个手机外壳的设计难度加大，因此对手机外壳的注塑设计过程研究具有很大的实用价值，如设计过程中的浇口位置、浇口形式、冷却系统的设计等。本设计的目的是为了让读者通过我的设计去清晰的认清楚手机注塑模具是咋样的

19、一个设计过程，这次设计的是华为手机后盖，型号为c8812e，从手机后盖的造型设计开始，在到确定型腔、型芯的分型面，模局的零件设计、模架的选择、校核，再到最后对整个模具进行的注塑仿真，让读者对于注塑模具的设计有个非常清晰的认识。同时也让读者了解设计一个模具需要的一些专业设计软件，如pro/engineer、moleflow分析软件，和这些软件的作用。pro/engineer主要是设计手机外壳的造型、型腔、型芯和模架的选择，而mlodflow分析软件主要是去分析浇注系统设计中的最佳浇口位置、模具成型压力、冷却系统优化分析、熔接痕位置分析等一系列优化分析，使得整个模具设计过程不断得到优化。在日常的设

20、计模具中，设计工作者通过pro/engineer这款专业的设计软件，让许多复杂的工作变得简单，这不仅是设计简单优化，同时让工作效率得到极大提高，这就相当于降低了科研周期，使得科研投入减少。在这次利用pro/engineer软件设计中，正常的注塑模具设计中对于模架的设计时很麻烦的，因为一套模具有很多的配件，但是运用emx5.0这个专门设计注塑模具模块，可以在模架加载块里选择很多的标准模架和标准配件，节省了设计工作者大量的在这方面的工作。而且模架和配件选好后，还可以进行运动仿真，让读者清楚的观察到注塑模具整个开模过程。最后还可以在所有工作完成后把整个模具3d图转化成二维图纸。而moldflow这款

21、分析软件，利用其强大的功能，对整个设计过程需要优化的地方对其进行分析优化，同时分析的结果和过程以特别直观的方式直接呈现出来，让设计人员可以根据这些直观的观察和所得的分析数据进行优化，让设计方案不断的优化。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 塑件成形工艺性分析2.1 手机后盖分析 手机后盖的外观如下图1 手机后盖的有关技术参数见零件图纸所选手机后盖所采用的塑料名称pc+abs这款手机的生产批量中等批量体积和重量见表12-1手机后盖造型图2-2尺寸图 表1

22、华为c8812e后盖的主要参数体积密度质量7.79 cm31.12 g/cm38.72g2.2 塑件的材料性能 pc+abs材料在手机、汽车、家电、机械等行业获得广泛的应用。尤其是在手机行业，大部分手机外壳采用的材料是pc+abs。它是由聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物组成的混合物。具有pc的耐热性、抗冲击性和abs的易加工特性，热变形温度可达80125，普遍用于耐高温的电器中，如手机的外壳。它的材料性能参数见表1-2. 表2 pc+abs的材料性能参数注射压力50-100mpa拉伸强度69mpa最大载荷热变形温度75拉伸弹性模量2600mpa伸比1.00-1.10模具温度50-80 p

23、c+abs具有以下一些优点：1. 综合性能比较好，抗冲击强度高，良好的耐热性。2. 流动性、柔韧性好。3. 卓越的机械性能。4. 热变形温度达80125。5. 易于注塑。2.3 塑件的工艺性能（1）塑件尺寸精度：塑件制品尺寸精度受很多因素影响，首先是模具各部分的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料收缩率以及成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具的结构等。手机机壳属于高精度的塑件，本设计选用3级的塑料精度，也就是公差等级为it8。（2）塑件壁厚：塑料制件规定了它的成形最小壁厚值，不同的塑件都有不同的壁厚值。塑件过厚不仅会造成原料的浪费，也使热塑性塑料得冷却时间增加，降低了生产率，而且影

24、响了产品的质量，可能会产生缩孔、气泡、凹陷等缺陷。上网查的pc+abs材料的最小壁厚值为0.75mm。为了避免壁厚不均匀造成的塑件翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂等的缺陷。在本设计中，壁厚均匀取1mm。 （3）塑件表面质量分析：本设计手机后盖表面质量要求表面光泽，粗糙度精度高，必须避免在后盖上有缩孔，飞边毛刺，流痕等工艺缺陷。本设计的手机外壳外表面粗糙精度为ra0.8。 （4）塑件工艺性分析：由于本设计的手机尺寸为122.3mmx62.6mm，切要求表面精度要高，无凹痕。选择点浇口形式，进行二次分型可以保证表面精度。3 注塑机的确定3.1 分型面的确定模具设计中，选择分型面是很重要的，它决定了模具的结

25、构。选择分型面时要根据塑件的成型要求和分型面选择原则。具体有如下要求：（1）分型面应设在塑件的最大截面处，便于加工型腔和脱膜。（2）尽可能使塑件留在动模一侧，便于设置和制造简便易行的脱模机构。（3）有利于保证塑件的尺寸精度。（4）有利于保证塑件的外观质量。（5）有利于排气。（6）考虑锁模力，尽量减少塑件在合模方向上的投影面积。（7）有利于简化模具结构。为了满足以上要求，将分型面布置如下图：3-1 分型面布置3.2 型腔的数量确定及排列方式 上面已经确定了点浇口的浇口方式，根据以下经验公式来求型腔数目,公式如下：式中：n型腔数目；p塑料熔体对型腔的平均压力/mpaa1浇注系统在分型面上的投影面积

26、/ cm2；a2单个产品在分型面上的投影面积/ cm2通常情况a1=a2*（0.20.5），取0.5利用moldflow软件分析得到a211.15 cm2，平均压力p=31.07mpa。如下图：总投影面积/ cm2体积/cm311.1518 cm27.4474 cm3moldflow分析投影面积图压力/mpa流动速率6.2414.158.7114.3910.6314.4812.4314.5314.1714.5715.8914.5917.7414.5919.5714.6421.2914.6823.1314.6325.1714.6627.7214.7030.3414.7332.9414.7635.

27、7414.7838.5714.7841.6114.80moldflow分析压力图由此得n500-31.07*0.5*11.15/31.07*11.150.94，取n=1。故采用一模一腔。它的主要优点有：塑件的形状和尺寸始终一致，单型腔模具机构简单紧凑，工艺参数易于控制，分型面设计比较方便，制造成本低，制造简单。3.3 注塑机的选择注塑机的注塑量要满足式中：v机额定注塑量（cm3）；v塑件塑件与浇注系统凝料体积和（cm3）用proe软件中的分析命令直接测出本次设计的手机后盖体积为v后盖=7.79 cm3由于是单型腔，正常流道内体积要比塑件小先假设v塑件=2xv后盖=15.58 cm3得：v机19

28、.475 cm3上网查的pc+abs材料密度为1.12 g/cm3，所以m机21.81g根据上面所得总体积和总质量，查中国模具工程大典第3卷初选xs-z-60机。这款注塑机的规格参数如表3：表3：xs-z-60注塑机规格参数型号xs-z-60额定注塑量/ cm360柱塞直径/mm38注射压力/mpa122注射行程/mm170注射方式柱塞式锁模力/kn500最大成型面积/ cm3130模板最大行程/mm180模具最小厚度/mm70模具最大厚度/mm200喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴孔直径/mm4顶出形式中心没有顶杆，机械顶出动定模固定板尺寸mmxmm330x440拉杆空间/mm350x300和模方

29、式液压-机械液压泵压力/mpa6.5液压泵流量l/lim70,12电动机功率 /kw11加热功率/kw2.7机器外形尺寸3160x850x15504 浇注系统的设计4.1 浇注系统的组成和设计原则浇注系统一般由主流道、浇口、分流道、冷料井四部分组成。浇注系统对塑件成形过程中补料和充模起着控制作用。因此浇注系统的设计是否合理对塑件性能、尺寸、结构、表面质量等影响很大，所以浇注系统的设计是整个模具设计中的很重要环节。本设计在对浇注系统进行设计时遵循了以下一些原则：（1）浇注系统流程要尽量短，流道截面尺寸尽可能大，整个流道折弯尽量少，流道表面粗糙度要低便于脱废料，使得热量和压力损失减少。（2）在充满

30、型腔的前提下，浇注系统容积要尽量小，降低塑料的用量。（3）浇注系统要可以收集温度较低的冷料，以防冷料进入型腔，对塑件质量造成影响。（4）整个浇注系统排气要良好，浇注系统对塑件充填时要能引导塑料熔体充满型腔各部位，让型腔内的气体顺利排出；（5）防止塑件在熔体充填时造成的充填不足及塑件出现气孔、翘曲变形、等各种成型工艺不良现象。（6）要方便去除修正浇口，浇口痕迹不能对塑件的美观和使用造成影响。（7）尽量让塑件不加工或少加工，让成型周期短，提高效率。本设计的华为c8812e后盖在日常生活中很常见，生产批量中等，本设计采用普通浇注系统，冷流道结构。4.2 主流道的设计 一般主流道与喷嘴对接处多做成半球

31、形的凹坑。使得主流道与喷嘴紧密接触，防止了高压塑料的溢出。半球形凹坑半径和喷嘴有以下关系：式中：r凹主流道半球形凹坑半径r喷喷嘴圆弧半径由表2-1可知，r喷=12mm，取r凹=14mm。而主流道小端直径比喷嘴孔直径约大0.5-1mm，取5mm，为了方便开模时从主流道中把凝料取出，将主流道设计成圆锥形，能够让熔体顺利地向前流动，但是锥度不易过大，一般斜度为2 6，取3。由于主流道在注塑时会和高温塑料和注塑机喷嘴反复碰撞和接触，主流道通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成可拆卸的主流道衬套，镶入定模板内，以便有效地选用优质钢材单独对其进行工艺加工。主流道具体尺寸如下：小端直径d=5mm半球形凹

32、坑半径sr=14mm主流道锥度3.5球面配合高度h一般为35mm取3mm主流道长度l一般小于60mm，先预取42mm大端直径7.5mm主流道和分流道接触部位倒圆角一般为13mm取1mm主流道衬套如下图：4-1主流道衬套4.3 分流道的设计 分流道是浇口和主流道之间的连接通道，主要有分流和转向作用，一般开设在分型面上。在具有多型腔的模具分流道是不可或缺的，在单型腔中分流道有时可以不要，但是需要多点进浇的单型腔也必须有分流道。注塑时流道内的压力会有损失和塑件温度的降低，因此在设计分流道时我们要考虑这些问题，尽量去避免。 在本设计中采用直接式点浇口，如下图。且采用的是一模一腔，所以本设计不采用分流道

33、。4.4 浇口的设计 浇口的形式有很多，如扇形浇口、圆环浇口、点浇口、潜伏式浇口等。本设计浇口位置设计了两种方案：侧面进浇口分型面正中位置垂直进浇口通过moldflow软件分析后比较方案2更适合（具体见所交图），进行优化后浇口位置如图。4-2 moldflow分析后最佳浇口位置图故本设计中采用点浇口形式进行注塑。点浇口又有直接式点浇口、圆柱过渡式点浇口等。设计时考虑了浇口设计原则：（1）浇口位置应在塑件壁厚最大处。（2）尽量减少熔接痕、气穴数量。（3）应有利于型腔中气体排出。（4）避免产生喷射和浇口位置蠕动。（5）浇口处避免弯曲和受冲击载荷本设计决定采用直接式点浇口，查表4取点浇口直径d=1.

34、2mm，斜度根据经验值一般为a=635，先预取30，点浇口和主流道配合部分半径比主流道大端直径大0.2mm。它的结构分布与尺寸如图4-3直接式点浇口尺寸图表4: 点浇口直径壁厚塑料种类1.51.53ps、pe0.50.70.60.9pp0.60.80.71.0hips、abs、pmma0.81.00.91.8pc、pom、ppo0.91.21.01.2pa0.81.21.01.5因本设计采用直接式点浇口，且是一模一腔，所以不设冷料穴。4.5 排气方式设计由于本模具属小型模具，可利用型芯、镶拼件、分型面等的间隙排气。不专门设计排气槽。4.6 型腔、型芯的结构设计和固定方式本设计的华为c8812e

35、手机后盖整体平滑，故定模和动模都采用整体嵌入式结构，这样的结构结构牢固，不易变形，而且还可以节省贵重钢材，也便于维修。相机孔和音量孔可在动模上直接成型，两侧的倒勾采用侧抽芯机构。动模和定模分别在动模固定板和定模固定班上用螺纹连接。侧抽芯机构安装在动模导轨上。4.7 型腔、型芯工作尺寸计算模具零件按其作用可以分为成型零件和结构零件两大类，只要是构成模具型腔的零件都可归纳为成型零件，如凹模、凸模、成型环等。成型零件工作尺寸的计算方法一般按平均收缩率、平均尺寸、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。主要原因是对塑件尺寸精度有影响的因素较为复杂，主要有一下三方面：由零件的制造公差造成的影响。由塑件材料成

36、型收缩率的波动造成的影响。因模具应反复使用造成的型腔磨损造成的影响。查表得pc+abs材料的收缩率为sq=0.4%0.6%，取其平均值得scp=0.5%。成型零件的制造公差是和公差等级相关的，公差等级越低制造公差就越大，因而成型的塑件公差等级也越低。根据经验，成型零件的制造公差/3。是塑件的总共差。对于中小型的模具，最大磨损量/6。下面我们看看各类尺寸的计算公式：型腔径向尺寸：型腔深度尺寸:型芯径向尺寸:型芯高度尺寸：上式中：ls塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸/mm；hs塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸/mmls塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸/mm；hs塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸/mmx修正

37、系数，一般为0.50.75；塑件的公差模具制造公差，一般取（1/31/4），为了统一计算的基准=1/3由上面式子可求出：型腔的径向尺寸： =122.8mm型腔的深度尺寸：=6.23mm型芯的径向尺寸：=121.0mm型芯的高度尺寸：=5.27mm4.8 型腔侧壁和底板厚度计算塑料注塑模具在注塑时受到很多的外力。如注射压力、和模开模时的压力、保压力、锁模力等。其中受到的最大压力是注射时熔体产生的高压作用，所以注塑模具型腔壁厚要满足刚度好、强度大和结构够轻巧、操作要简便等要求。模具型腔如果刚度不好，型腔会有较大的弹性变形，使得型腔和型芯贴合出产生间隙，从而让塑料熔体溢出，如果强度不大，型腔可能会塑

38、性变形或断裂破裂。所以模具要有足够的刚度和强度，型腔侧壁和底板厚度也要符合要求。 本设计的手机后盖可以看成一个矩形，规格为122.3x62.6x10.9，形状较规则，本设计根据经验法来计算：式中：s凹模侧壁的厚度/mm；l凹模长边边长/mm所以凹模侧壁厚度s=41.46mm同样底板厚度的经验计算公式为：h=0.12b 取bl式中:h底板厚度/mm故h14.68mm，取整为20mm4.9 动模垫板厚度查表3-1：塑件及浇注系统总投影面积a/cm2动模垫板厚度/mm515510152010502025501002530表3-1动模垫板厚度表塑件及浇注系统总投影面积经过moldflow软件分析后为s

39、14.24cm2，参照表3-1取动模垫板厚度h=25mm。后盖投影体积/ cm37.4474浇注系统投影体积/ cm31.4640总投影体积/ cm38.9114总投影面积/ cm214.2374moldflow软件分析得到塑件及浇注积图系统总投影面积表5 脱膜机构的设计5.1 推出机构注塑机注射完毕后，要取出塑件，而让塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构，也叫脱膜机构。脱膜机构的设计要遵循以下几点：（1）保证塑件不因顶出而出现损坏变形。（2）尽量使塑件在开模中留在动模一侧。（3）脱模机构应简单可靠，要有合适的推出距离。（4）为了避免推出时造成的痕迹影响到塑件的外观质量，应把推出塑件时的位置

40、尽可能设置在塑件内部。5.2 分型原理本设计设计了二次分型，第一次分型是利用在定模座安装的已压缩弹簧，使得注塑机在退出一段距离后，在弹簧的作用下让浇口套和主流道凝料脱离，再在限位销的作用下使得凝料从浇口脱出，自动脱落。最后就是靠推出机构使得动模和定模分离，取出塑件。5.3 脱膜力计算将塑件从动模的型芯上推出所需要的外力叫脱膜力，需要克服应塑料熔体因体积收缩而将型芯包紧的包紧力，也需要克服机构因运动的摩擦阻力、粘附力、和真空力。但是包紧力是最大的，所以计算要克服包紧力的脱膜力f。脱膜力是设计推出机构的主要依据之一。根据经验公式计算;式中:l包紧部分的长度/m；h包紧部分的深度/mp塑件对型芯单位

41、面积的包紧力/mpa，一般取7.84mpa11.76mpa，取p=11.5mpaf摩擦系数，一般取0.10.2，取f=0.2塑件的脱膜斜度，=3.5由上面计算得到的型芯径向尺寸和深度可知，l=0.121mm，h0.005m故有f=964n5.4 推杆尺寸计算 根据本设计的华为c8812e结构特点，确定在推板下安装四个推杆，使在分模时做顶出塑件作用。推杆应设置在脱模阻力大的地方，推杆直径不宜过细，要有能承受推出力的足够强度和刚度。推杆的直径d计算公式： 式中：k安全系数,k1.5；l推杆长度/mmf脱膜力/n；e推杆材料的弹性模量(mpa),钢的弹性模量e=2.1mpan推杆的数量，n=4故有d

42、2.7mm取整d=3mm5.5 合模导向机构设计为了保证动模和定模在合模时能够正确定位和导向，采用和模导向装置，因本设计采用了二次分型，故采用定距导柱导向装置。定距指的是在开模距离中增加定模板和挡板之间的分开距离d，d的大小要保证可以方便的取出凝料，根据设计的数据可知d53mm。这个装置主要有导柱、导套。导向机构具有以下一些作用：（1）导向、定位作用（2）减少推杆与模板的碰撞与摩擦，提高模具寿命（3）是机构平稳（4）本设计采用的是双分型面模具，导柱具有承受脱模板和型腔办的作用。本设计采用四根导向柱来进行导向，采用等直径对向分布。一般导柱滑动部分的配合形式为h7/f6的间隙配合，导柱和导套固定部

43、分配合为h7/k6过渡配合。因为导柱和导套都是标准件，它们的尺寸在proe模局模快中选取。5.6 定位圈的设计注塑机在注塑前，注塑机的喷嘴孔需要和浇口套的孔配合定位，也为了让模具在注射机上安装方便，所以应该在定模座上安装一个定位圈。定位圈除了使浇口套与喷嘴孔的精确定位以外，同时还可以防止浇口套从模内滑出。5.7 复位机构设计为了让推出机构在推出塑件后，动模和定模能回到原来的位置，本设计采用弹簧复位，利用弹簧的弹力使脱模机构复位。具体尺寸在proe软件中选择。5.8 冷却系统的设计塑料在成型的时候，模具温度影响很多方面，如塑件的质量、塑件的成型周期等。如果模具温度太高，塑件成型收缩变大，很容易造

44、成溢料现象。5-1冷却回路但是模具温度太低，塑料熔体的流动性变差，使得表面会产生流纹等缺陷。所以模具温度的控制尤其重要，本设计采用的单型腔，所以本设计采用冷却系统来控温，单个冷却回路。设计冷却回路时考虑到了以下一些设计准则：（1）冷却系统应布置在脱模机构前面。（2）调整确定冷却管道与型腔壁之间的距离。（3）合理控制进水的温度。（4）浇口处由于温度过高，应加强浇口位置处的冷却。（5）要避免在塑件的熔接痕处开设冷却水道。（6）冷却水道能方便加工和清理（7）冷却水管的进水口和出水口接头埋入模板内，避免搬运过程中损坏模具。通过moldflow软件分析冷却回路的最佳位置、管道半径和水温如下图：6 校核6

45、.1 注射压力机的校核 注射压力机的额定注塑压力pe=122mpa，而根据moldflow软件分析知道注塑时最大压力po74,4mpa,如图。pope,所以符合要求。最大注射压力/mpa74.3951moldflow软件最大压力表:6.2 锁模力的校核 注塑机锁模力f要满足：式中：pa注射时模腔内熔体的压力/mpa，通常为4050mpa，取pa=50mpaa塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和/ mm2，由moldflow可知a1423.7 mm2故有f71.19kn 而f=500kn71.19kn，所以符合要求6.3 最大注塑量的校核 由moldflow软件分析出塑件体积v塑和浇注系统的体

46、积v浇的总体积v为：v=8.91 cm3，而所选注塑机的最大注塑量v机= 60 cm3。v机v，故符合要求6.4 具厚度和注射机闭合高度校核实际模具厚度h可按下式进行校核：hminhhmax 式中：hmin注射机允许的最小模厚/mm，hmin=70mm hmax注射机允许的最大模厚/mm，hmax=200mm 故有70mm189.5200mm，符合要求6.5 注射机的开模行程校核注射机的开模行程s应满足下式：=98.45mm，故符合要求。 式中：h1脱膜距离/mm；h2包括浇注系统凝料在内的制品高度/mma取出浇注系统的凝料所需要的定模座板与挡板板之间的距离/mm7 模具运动仿真分析7.1 造

47、型设计 首先打开pore5.0软件新建一个prt文件，取名为hwc8812e.prt，利用里面的工具命令根据所有的尺寸进行造型，完成成型如下图7-1华为c8812e造型图7.2 型芯型腔设计 1.造型完成后，新建一个文件为制造，子类型为模具型腔，进入到模具型腔模快后，首先点击模具模型、装配、参照模型、装配造型好的hwc8812e文件，弹出，点击放置、约束类型为配合、偏移为重合，再点击top与top、front与front、right与right，配合好后如图7-2装配好的图 2.点击，在坐标系上点击有坐标系，在收缩率上改为0.005. 3.点击模具模型、创建、工件、手动，文件名为gongjian.prt，进入后选top为基准泡面，利用拉伸出一个基于草绘中心参考左右对称尺寸为167*107的矩形，高度50上下对称。4. 装配好工件后，进行分型面的创建，点，确定手机后盖歪表面为分型面，首先复制外表面所有曲面，点粘贴，在点击排除曲面并填充控