【正文】 ............................................................................. 23 型芯型腔設(shè)計(jì) ................................................................................................ 23 Moldflow 軟件的分析 .................................................................................... 26 結(jié)束語(yǔ) ...................................................................................................................... 29 致 謝 ................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 31 基于 Pro/E 的手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)與解析 1 1 前言 模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其重要性 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備， 是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè) ， 模具生產(chǎn)水平的高低 , 在一定程度上決定著一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量和所能獲得的效益以及一個(gè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 ,也是 用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的高低的一個(gè)重要標(biāo)志 。而運(yùn)用Moldeflow軟件主要是對(duì)澆注系統(tǒng)澆口位置優(yōu)化、冷卻回路優(yōu)化、注射時(shí)壓力分析等一系列輔助分析，通過(guò)這些分析可以在設(shè)計(jì)的時(shí)候就去不斷完善設(shè)計(jì)，非常大程度上節(jié)省了設(shè)計(jì)周期，提高了效率。本設(shè)計(jì)都手機(jī)后蓋注塑模具的設(shè)計(jì)有詳細(xì)的過(guò)程和介紹，首先對(duì)華為 C8812E手機(jī)后蓋造型設(shè)計(jì)、確定分型面、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選擇注塑機(jī)、再到 Pro/的選取、校核等等，這些過(guò)程都有非常細(xì)致的說(shuō)明。China June 2021基于 Pro/E 的手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)與解析 1 摘 要 本設(shè)計(jì)是對(duì)華為 C8812E手機(jī)后蓋的注塑模設(shè)計(jì)并解析。 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 學(xué)號(hào)： A07110162 基于 Pro/E 的手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)與解析 學(xué)生姓名：賀 毅 指導(dǎo)教師：李元強(qiáng) 所在院系：工程學(xué)院 所學(xué)專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì) 東 北 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 中國(guó) 哈爾濱 2021 年 6月 NEAU Dissertation of Bachelor Degree Number:A07110162 The mould design and analysis of mobile phone shell based on Pro/E Student Name: He Yi Supervisor: Li Yuanqiang Department and faculty: Engineering institute Major:mechanical : Design, manufacturing and automation Orientation: Mechanical design and manufacturing Northeast Agricultural University Harbin注塑模具是塑件制品最常用的成型模具，因?yàn)橛米⑺苣＞呖梢砸淮涡宰⑸涑尚途軓?fù)雜的塑件，可以減少科研開(kāi)發(fā)的投入。在整個(gè)手機(jī)后蓋注塑模具設(shè)計(jì)過(guò)程中主要運(yùn)用了 Peo/ EMX?？鞂?duì)模架的選取。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，不僅對(duì)注射模具設(shè)計(jì)有了更深的理解，也讓學(xué)習(xí)的知識(shí)得到了運(yùn)用。這是因 為模具制造在汽車(chē)、電子、電器、儀表、通信等產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣寬，其內(nèi)零件需要依靠模具成形的比例達(dá)到了 60%～ 80%。在發(fā)達(dá)國(guó)家有這么一個(gè)說(shuō)法 “ 進(jìn)入富裕社會(huì)的源動(dòng)力是模具工業(yè) ” ， 由此可見(jiàn)其模具工業(yè)在一個(gè)國(guó)家的重要性?？梢哉f(shuō)是突飛猛進(jìn)，年均保持在 15%左右的增長(zhǎng)速度在飛速發(fā)展，現(xiàn)如今 我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值僅次于美國(guó)、日本，在國(guó)際上排名第三，生產(chǎn)廠家更是達(dá)到了 20210 余家，有多達(dá) 50 于萬(wàn)的從業(yè)人口。在 2021 年我國(guó)模具制品達(dá)到了 1120 億元的銷(xiāo)售額，同時(shí)業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士預(yù)計(jì)到 2021年的時(shí)候，我國(guó)這方面的產(chǎn)值有望達(dá)到 3500 億。再?gòu)哪＞呤袌?chǎng)去看，我國(guó)國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)仍然供不應(yīng)求 ,每年大概 20%的模具仍然需要進(jìn)口。從這方面可以看出，雖然我國(guó)模具生產(chǎn)總量有了一定規(guī)模 ,模具生產(chǎn)技術(shù)水平也有很大程度的提高，但是模具所制造出來(lái)的產(chǎn)品水平和模具生產(chǎn)的工藝水平在總體上要比德、美、日、法等一些發(fā)達(dá)國(guó)家至少要落后十年，主要體現(xiàn)在模具的壽命、精度、復(fù)雜程度、工藝裝備和加工等方面比之發(fā)達(dá)國(guó)家還有比較大的差距。另外，我國(guó)國(guó)內(nèi)模具的專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商品化程度比較低，模具自身材料方面以及模具的相關(guān)技術(shù)比較落后。 我國(guó)大多數(shù)模具生產(chǎn)廠家模具開(kāi)發(fā)能力比較低，尤其是創(chuàng)新能力方面的不足。另一反面是模具科研開(kāi)發(fā)時(shí)投入資金少 。如果要改變現(xiàn)狀，生產(chǎn)模具的企業(yè)就需要重視模具的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)。這種轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)讓模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度、精度得到了提高，生產(chǎn)周期也變 得原來(lái)越短，鉗工制造越來(lái)越少，最終模具工業(yè)的整體水平得到了促進(jìn)。不過(guò)在目前和未來(lái)一段時(shí)間里，機(jī)藝型的人才仍然很重要，畢竟模具生產(chǎn)很難擺脫對(duì)著方面的依靠。要設(shè)計(jì)出一套好的模具一般都要不斷的去 使模、修模，這些過(guò)程不僅浪費(fèi)了人力，也耗費(fèi)了大量的財(cái)力，使得開(kāi)發(fā)一個(gè)新的模具 需要很大的投入。這樣不僅可以讓設(shè)計(jì)產(chǎn)品的方案最好的方案，也提高了生產(chǎn)效率，縮短科研開(kāi)發(fā)周期。很多的企業(yè)已經(jīng)運(yùn)用 CAE/CAT 等技術(shù)及其它一些高新制造技術(shù)等去制造生產(chǎn)模具。這也促使各種更精密、更智能化的模具得到發(fā)展和應(yīng)用。 設(shè)計(jì)的目的及意義 手機(jī)作為主要的通訊產(chǎn)品，在生活中處處可以看到，可以這么說(shuō)現(xiàn)代社會(huì)已離不開(kāi)手機(jī)。最重要的是如此多的功能，手機(jī)的價(jià)格卻越來(lái)越低， 現(xiàn)在已成為大眾都能消費(fèi)的起的物品。 我們?cè)賮?lái)了解手機(jī)的市場(chǎng)，在我國(guó)國(guó)內(nèi) 2021 年手機(jī)的銷(xiāo)售額達(dá)到了 570 億美元，手機(jī)銷(xiāo)量也達(dá)到了 億臺(tái)，而到了 2021 年銷(xiāo)售額高達(dá) 870 億美元，手機(jī)銷(xiāo)量高達(dá) 億臺(tái)，這么大的市場(chǎng)，重要的是手機(jī)零件大部分都是用注塑模具注射成型出來(lái)的，可見(jiàn)模具工業(yè)在手機(jī)制造領(lǐng)域的重要性。手機(jī)制造廠家要想在這么大的 市場(chǎng)下占頭，就必須從兩反面入手，第一手機(jī)造型要符合大眾審美觀，更要強(qiáng)烈吸引消費(fèi)者；第二要降低科研開(kāi)發(fā)周期，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。手機(jī)外殼大多是注塑模具注射成型，因?yàn)樽⑺苣＞哂凶⑺艹鰜?lái)的塑件精度高、尺寸精確的優(yōu)點(diǎn)，而且適合大批量的生產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)的目的是為了讓讀者通過(guò)我的設(shè)計(jì)去清晰的認(rèn)清楚手機(jī)注塑模具是咋樣的一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，這次設(shè)計(jì)的是華為手機(jī)后蓋，型號(hào)為 C8812E，從手機(jī)后蓋的造型設(shè)計(jì)開(kāi)始，在到確定型腔、型芯的分型面，模局的零件設(shè)計(jì)、模架的選擇、校核，再到最后對(duì)整個(gè)模具進(jìn)行的注塑仿真，讓讀者對(duì)于注塑模具的設(shè)計(jì)有個(gè)非常清晰的認(rèn)識(shí)。 Pro/ENGINEER 主要是設(shè)計(jì)手機(jī)外殼的造型 、型腔、型芯和模架的選擇，而 Mlodflow 分析軟件主要是去分析澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的最佳澆口位置、模具成型壓力、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化分析、熔接痕位置分析等一系列優(yōu)化分析，使得整個(gè)模具設(shè)計(jì)過(guò)程不斷得到優(yōu)化。 在這次利用 Pro/ENGINEER 軟件設(shè)計(jì)中，正常的注塑模具設(shè)計(jì)中對(duì)于模架的設(shè)計(jì)時(shí)很麻煩的，因?yàn)橐惶啄＞哂泻芏嗟呐浼?但是運(yùn)用 這個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)注塑模具模塊，可以在模架加載塊里選擇很多的標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)配件，節(jié)省了設(shè)計(jì)工作者大量的在這方面的工作。 最后還可以在所有工作完成后把整個(gè)模具 3D 圖轉(zhuǎn)化成二維圖紙。是一款應(yīng)用廣 泛的模擬仿真軟件，使用該軟件可以全面模擬注塑成型過(guò)程，并以圖形的方式直觀地顯示分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)參數(shù)的確定和優(yōu)化提供理論依據(jù)，可以幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)一步修改模具設(shè)計(jì)方案。尤其是在手機(jī)行業(yè)，大部分手機(jī)外殼采用的材料是 PC+ABS。具有 PC 的耐熱性、抗沖擊性和 ABS 的易加工特性，熱變形溫度可達(dá) 80～125℃，普遍用于耐高溫的電器中，如手機(jī)的外殼。 2. 流動(dòng)性、柔韌性好。 4. 熱變形溫度達(dá) 80～ 125℃。 塑件的工藝性能 （ 1）塑件尺寸精度：塑件制品尺寸精度受很多因素影響，首先是模具各部分的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料收縮率以及 成型時(shí)工藝條件的變化、塑件成型后的時(shí)效變化和模具的結(jié)構(gòu)等 。 （ 2）塑件壁厚： 塑料制件規(guī)定 了 它的 成形 最小壁厚值， 不同的塑件都有不同的壁厚值 。 上網(wǎng)查的 PC+ABS 材料的最小壁厚值為 。在本設(shè)計(jì)中， 壁厚均勻取 1mm。本設(shè)計(jì)的手機(jī)外殼外表面粗糙精度為 。選擇點(diǎn)澆口形式，進(jìn)行二次分型可以保證表面精度。 選擇分型面時(shí)要 根據(jù)塑件的成型要求 和 分型面選擇原則。 （ 2）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便 于設(shè)置和制造簡(jiǎn)便易行的脫模機(jī)構(gòu) 。 （ 4）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 （ 6）考慮鎖模力，盡量減少塑件在合模方向上的投影面積。 為了滿足以上要求，將分型面布置如下圖： 31 分型面布置 型腔的數(shù)量確定及排列方式 上面已經(jīng)確定了點(diǎn)澆口的澆口方式，根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)求型腔數(shù)目 ,公式如下： 基于 Pro/E 的手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)與解析 7 21PAPAFN ?? 式中： N— 型腔數(shù)目； P— 塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力 /Mpa A1— 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 / cm2； A2— 單個(gè)產(chǎn)品在分型面上的投影面積 / cm2 通常情況 A1=A2*（ ～ ），取 利用 moldflow 軟件分析得到 A2≈ cm2，平均壓力 P=。故采用一模一腔。 注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)的注塑量要滿足 機(jī) VV ? 式中： V 機(jī) — 額定注塑量（ cm3）； V 塑件 — 塑件與澆注系統(tǒng) 凝料 體積和（ cm3） 用 proe 軟件中的分析命令直接測(cè)出本次設(shè)計(jì)的手機(jī)后蓋體積為 V 后蓋 = cm3 由于是單型腔，正常流道內(nèi)體積要比塑件小 先假設(shè) V 塑件 =2xV 后蓋 = cm3 得： V 機(jī)≥ cm3 上網(wǎng)查的 P