MX2手机外壳外形及注塑模具设计与分析.doc

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1、摘要注塑模设计为手机壳的生产提供了一个简介、高效、低成本的途径。注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本设计是手机后壳塑料模具的设计，对零件结构进行了工艺分析，采用TPU作为塑件的材料。手机外壳造型很多，市面上不断出现各种款式，选用魅族手机外壳进行模具设计与分析。通过分析与研究，参照有关的技术文献，选定材料和有关技术参数，设计出这款手机外壳的模具。本设计主要运用Pro/ENGINEER 5.0来对手机外壳进行零件设计及模具设计，先进行手机外壳的设计，然后利用Pro/E根据塑件的形状生成型心和型腔，最后在EMX标准模架系统下生成型心、型腔和标准模架的装配图，完成

2、整个模具的设计。最后运用Moldflow进行模流分析，在AUTOCAD中对装配图和零件图进行一定的完善。 关键词:模具设计， CAE， 模流分析， Pro/ENGINEERIIABSTRACTIn nowadays,the phone shell enter the life of the mobile phone lovers gradually . injection mold design provided an introduction, high efficiency, low cost production of mobile phone shell . Injection mol

3、ding is the main method of thermoplastic plastic molding.and molding can be a complex shape of precision plastic parts.This design is a design of mobile phone shell plastic mold, the structure of parts of the process analysis, using TPU as the material of plastic part.Emerging a variety of styles in

4、 the market.so we select the Meizu mobile phone shell mold design and analysis .According to the related literature, selected materials and relevant technical parameters, design molds of the mobile phone.This design mainly uses Pro/ENGINEER 5 for mobile phone shell parts and die design, the first is

5、 design the mobile phone shell,and then Pro/E can be based on the shape of plastic parts generate angina and cavity, assembly drawing the last generation of angina,Assembly drawing the last generation of angina, cavity and standard mould baseon EMX standard mold system, completed the all design . Ke

6、ywords: injection molding design, CAE, mold flow analysis Pro / ENGINEER泰山学院本科毕业设计 1 绪论11.1 研究现状及研究意义11.2 注塑成形发展现状11.2.1注塑模具的分类21.3 采用注射模成型手机外壳的特点31.4注塑成型的工艺条件以及影响质量的因素41.4.1注塑成型工艺条件41.4.2 影响质量的因素41.5 采用成形和分析软件概述51.6本次选题的意义62 手机外壳（塑件）造型设计与工艺性分析72.1 零件的选择和尺寸精度的计算72.2塑件的材料性能82.3注塑机的确定和注射量的校核92.4塑件分型面的

7、选择103.浇注系统的分析及设计计算123.1浇注系统的设计123.1.1浇注系统的组成和作用123.1.2浇注系统各部件设计133.1.3排气槽的设计164 EMX模架的设计174.1 模架的加载174.2 脱模机构 导向机构设计 冷却系统的创建（其它零件见图纸）205 Moldflow分析245.1 划分网格 、充填、保压、浇口的分析245.2流动分析结果245.3冷却分析结果285.4翘曲分析结果296 总结32参考文献33致谢34 IV 1 绪论1.1 研究现状及研究意义在我国，近些年随着国民经济整体稳定健康发展塑料工业实现了跨越式发展，连续十年经济技术指标稳步大幅递增，总产值居轻工行

8、业第三位，已成为中国国民经济持续发展重要的支柱产业之一。 现当今，塑料注射成型技术已在塑料行业中占有相当重要的地位，因此人们已经越来越认识到模具在制造工业中的重要地位，认识模具技术水平，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，我国模具制造业规模仅次于日本和美国，但大多集中在中低水平的发展领域，技术水平和附加值偏低。据中国模具工业协会提供的数据，我国制造业急需的精密、复杂电子产品模具，由于国内模具发展水平较低，在制造复杂外观模型时，仍需大量进口国外精密、复杂模具，我国模具产品的进出口逆差额超过10多亿美元。我国已步入模具生产和消费大国，同时世界模具生产中心也正在向我国转移。但是，目前我国模具

9、行业发展中仍存在很多不完善的地方，需要继续加以改进。具体表现为：技术低水平的模具已供过于求，而高水平模具还远不能适应国民经济发展的需要。模具工业是高新技术产业化的重要领域。加工设备在模具企业中占重要地位，据统计，在国内占大资金的模具设备市场，而且每年还以20%左右的增长幅度增长。因此，信息技术以及模具工业的制造技术是制约模具行业发展最关键因素。目前，在模具行业融入信息化更大程度上提高模具的生产效率，CAD/CAE/CAM技术、快速模型制造技术在模具工业中的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。另外，数控精密高效加工设备在模具的开发和制造水平的应用，如五轴加工机床、高速铣等也大大提高了模具行

10、业的发展水平。1.2 注塑成形发展现状1. 在当今市场竞争日趋激烈的社会，企业的产品开发和更新愈来愈快，新的产品与技术产生的周期愈来愈短，一些公司甚至每年要生产出多个品牌的产品来投放市场，参与 纷繁激烈的市场竞争。目前，国际上较为成熟的注塑商业软件主要有加拿大Moldflow公 司的Moldflow、台湾科盛科技公司的Moldex 3D、美国和意大利P&C公司的TMCONCE PT和美国SDRC公司的IDEAS等。国内高校和科研机构自主研发的系统则以郑州大学国 家橡胶模具工程中心的Z-Mold、华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的HSC以及 北航华正软件工程研究所开发的CAXA等为代表。此

11、外，上海交通大学、华南理工大学、 浙江大学以及大连理工大学等多所科研机构也都在注塑领域进行了广泛而深入的研究。 2l世纪以来，CAE技术及基于CAE技术的优化设计在注塑成型工艺中的应用极大地提 高了制品成型的质量和效率。资料表明，应用CAE技术后，模具的设计时间缩短约50， 制造时间缩短约30，成本下降约10。塑料原料节省约7【2】。 1.2.1注塑模具的分类注塑模具根据其成型特性区可以分为热固性塑胶模具、热塑性胶模具两种；根据其成型工艺区又可分为传塑模、吹塑模、铸塑模、热成型模、热压模（压塑模）、注射模等，热压模又可根据其溢料方式分为溢式、半溢式、不溢式三种，注射模根据浇注系统的不同可分为冷

12、流道模、热流道模两种；以按装卸方式可分为移动式、固定式两种。 1.注塑模具的特点在注塑模具件的生产中，通常以最终的塑料制品的质量来衡量模具的设计和制造水平。 注塑件质量，包括外观制造质量和内在制造质量。此外，注塑模具设计中，必须充分考虑到以下三个特点： （1） 塑料熔体大多数属于假塑性液体，能“剪切变稀” 。它的流动性依赖于物料品种、剪切速率、温度和压力。 （2） 应在正确估算模具型腔压力的基础上，进行模具的结构设计。为保证模具的闭合、成型、 开模，模具零件刚度与强度等 力学问题必须充分考虑。 （3） 在整个成型周期中，塑件-模具-环境组成了一个动态的热平衡系统。将塑件和金属模的传热学应用于模

13、具的温度调节系统的设计，以确保制品质量和最佳技术经济指标的实现。2.注塑模具设计的技术的发展现状 近20年来塑料工业发展十分的迅速，早在9年前塑料的年产量按体积计算超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料的制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家产业的支柱以及与人民的日常生活相关各个领域中从而得到广泛应用。塑料制品成形的方法虽然有很多，但是最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形的模具产量中约大多数以上都是注塑模具。随着塑料制品的复杂程度以及精度要求提高，生产周期的缩短，主要的依靠经验传统模具的设计方法目前已不能适应市场的要求，在复杂的大型和精密的小型注射模具方面我国还需要从国外进口的模具。采用 CAD

14、 技术，而且还要采用 CAE 技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分为两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品的设计、模具的设计和模具的制造）和生产阶段（包括材料的购买、试模和成型）。传统注塑模具的方法是在正式生产以前，由于设计人员凭积累的经验和直觉设计模具，模具装配，通常需要多次的试模，发现问题，从而需要重新设置工艺的参数，甚至有时还需要修改塑料模具设计制品和塑料模具的设计，这就将要增加生产的成本，延长产品的开发周期。8利用 CAE 技术可以在模具的加工前，在电脑上对整个注塑成型的过程进行类比的分析，准确的预测熔体的填充、保压、冷却的情况和制品中应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等

15、情况，从而设计者可以尽早的发现问题和及时的修改制件和模具的设计，而不是要等到试模结束以后再返修模具。这不仅仅是对塑胶模具传统的设计方法一次突破，而且对减少模具的返修报废、提高制品大的质量和降低成本等，都有着很重大的技术经济的意义。1.3 采用注射模成型手机外壳的特点1. 注射成形工艺可由注塑机床在一定的程序下自动完成，实现生产自动化，提高生产效率，适用于大批量生产。2. 注射简单外形产品可一次成形，减少多次加工程序，减少劳动力，降低产品成本，缩短生产周期。3. 除了简单外形产品之外，也可以制作外形复杂的塑料产品。4. 制作模具简单通用，成本较低。5. 注射成形后的废品废料可以加热后重新注射，实

16、现废物资源利用。6. 操作简单易于掌握，不需要较高的职业操作技能。1.4注塑成型的工艺条件以及影响质量的因素1.4.1注塑成型工艺条件注塑成型的工艺条件主要包括温度、压力和时间等【3】。 温度： 注塑成型过程中的温度主要有熔料温度和模具温度。熔料温度影响塑化和注塑充模，模具温度影响充模和冷却成型。压力： 注塑成型过程的压力主要包括注塑压力、保压压力。 时间 ：注塑成型周期主要由充填时间、保压时间、冷却时间、开模时间组成。 充填时间指注塑活塞在注塑油缸内开始向前运动直至模腔被全部充满为止所经历的时间。 保压时间为从模腔充满后开始，到保压结束为止所经历的时间。充填时间与保压时间由制件成型树脂原料的

17、流动性能、制件几何形状、制件尺寸大 小、模具浇注系统的形式、成型所用的注塑方式和其他工艺条件等因素决定。 冷却时间指保压结束到开启模具所经历的时间。冷却时间的长短受熔体温度、模具 温度、脱模温度和冷却剂温度等因素的影响。在保证取得较好制件质量的前提下，应当 尽量缩短冷却时间的大小，否则，会延长制件成型周期，降低生产效率，还可能造成具 有复杂几何形状的制件脱模困难。 开模时间为模具开启取出制件到下个成型周期开始的时间。注塑机的自动化程度 高，模具复杂度低，则开模时间短：否则，开模时间较长。1.4.2 影响质量的因素 本节从翘曲变形角度考虑影响注塑制品质量的影响因素。翘曲变形涉及的因素比较 多，从

18、实际生产的角度看，模具设计、产品结构、成型机械、成型工艺、聚合物原料等 都会对制品的最终成型尺寸、变形产生影响【4】。 模具结构对注塑制品翘曲变形的影响 在模具设计方面，影响翘曲变形的因素有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。 浇注系统的影响 注塑模具的浇口位置、形式和浇口数量的设计， 安排不当都会使流长、流阻过大， 相应的注塑压力也需要提高，同时高分子易被拉伸、压挤，残余应力大，影响塑料在模 具型腔内的充填状态，从而导致塑件变形。 冷却系统的影响 塑件不一致的冷却速度将造成收缩不均匀，这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而发 生翘曲。凹模、凸模温差过大，因冷却产生的残余剪切力不能关于塑件的中面对称，会

19、 产生较大的弯矩，使得制品产生大的翘曲变形。在模具设计时，应注意冷却系统温度控 制系统的设计，减少模具的温差，从而保证塑件均匀冷却。 顶出系统的影响 顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。如顶出系统布置不平衡，将造成顶出力的 不平衡而使制品变形。塑料 塑料原料本身的流动性、热物理性能、力学性能等对翘曲都有不同程度的影响。而 这些所谓的物性参数对产品质量的定量影响还有待于进一步研究，目前有不少学者针对 此项工作已经开展了物性反演分析的研究工作。1.5 采用成形和分析软件概述本次设计采用的模具成形、分析软件包括：Pro/ENGINEER、EMX注塑模具设计专家系统、Moldflow、AutoCAD。

20、1. Pro/Engineer广泛应用于机械制造业，并是当今流行的三维软件之一。Pro/Engineer是美国参数技术公司开发的机械产品设计软件。同时，Pro/Engineer是市场上一个参数化、全相关、基于特征的实体建模软件。采用Pro/Engineer软件进行建模以及在此软件里对模型进行分型面的确定，进行开模制作。2. EMX注塑模具设计专家系统可以更加轻松的完成模具模架以及配件的设计任务，也可以在此环境下进行模拟开模过程。EMX中具有详细的模架尺寸可供选择，以及不同形式的模架。同时在EMX中有比较完整的滑块结构和开模机制，可以使设计变的更加轻松。设计完成后可以直接导出3D模型。3. 利用

21、Moldflow对模型进行模流分析，可以全面模拟注塑成形过程，并能以图片形式最直观的显示出分析结果，为设计参数和优化提供理论支持，为设计者进一步修改优化提供强有力的理论支持。4. 在AutoCAD中绘出零件图以及总装配图。1.6本次选题的意义随着科学的学习和使用，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

22、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。2 手机外壳（塑件）造型设计与工艺性分析 手机外壳设计是通过详细的测量和计算将手机外壳的每个部分利用Pro/E来完成手机外壳的三唯模型，根据塑件的材料性能选择合适的材料，以及注塑机的选择和分型面的确定都要根据自己的设计进行工艺性的分析。2.1 零件的选择和尺寸精度的计算 本设计选择的魅族MX2手机壳外壳。 直接使用Pro/E的测量功能， 测量体积 V=14.29cm3质量 M=14.291.10=15.719g （材料选用

23、TPU，查找GE公司网页得知其密度 ）（TPU参数表）表1材料密度（density）体积（volume）质量（mass）1.105 g/cm3cm3g 手机外壳模型图如图1所示：图1 MX2手机外壳2.2塑件的材料性能TPU即热塑性聚氨脂(Thermoplastic polyyrethane),是一种新型的有机高分子合成材料，属于化合物【5】。英文商品名：Flexible polyurethane，各项性能优异，并可以代替Rubber，软性聚乙烯材料PVC。优异的物理性能包括：耐磨性、强回弹力、耐老化等。可以说是代替PVC和PU的最佳材料。被国际上称为新型聚合物材料。TPU特性：弹力佳(可伸长

24、300%600% 不变形)，耐磨，耐寒(-40-70)物性不改变耐水解性、耐抗菌性，环保（可循环再造、可分解）TPU具有综合的优良性能，价格便宜，原料易得，因此发展很快，是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。颜色：透明，半透明，透明黄底，本色。硬度：65A-85D,无毒、无味,俗称: 弹弓胶。TPU突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，在潮湿环境中聚醚型酯水解稳定性远超过聚酯型。2.3注塑机的确定和注射量的校核本设计中，手机外壳套的体积是14.29cm3 最终确定注射机型号为XS-ZY-60,具体参数如表2表2 注射机主要

25、参数理论注射容积注射压力注射时间注射速率螺杆转速703160 MPa2s70g/s0200r/min锁模力拉杆内间距开模行程最大模具厚度最小模具厚度300KN200300mm400mm250mm150mm喷嘴孔直径定位孔直径喷嘴球半径4mm125mmSR18mm 1.最大注射量的校核 注塑机的最大注射量按下式计算： Gmax =gB(D/db)80 式中： gB 注射机规定的注射量（g） dB 聚苯乙烯在常温下的比重（ 1.06g/mm3 ） D 注射塑料在常温下的比重（ g/ mm 3 ） 可计算得手机面壳和凝料的体积为 8720.856 mm3，而 ABS+PC 的密度为 1.5 g /

26、cm3 ，所以塑件的质量为 W 13.08g 。 根据以上公式，该注塑机的最大注射量： Gmax= 60(1.5/1.06)80= 68（g）2.注射压力校核 注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力，选择的注射机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。该注射机的最大注射压力为1900kg / cm2 =186MPa 。注射压力为 150MPa 。所以该注塑机的注射压力满足要求。3.锁模力的校核 锁模力等于制件和浇口流道系统在分型面上的投影之和乘以型腔内塑料压力，它应小于注射机的额定锁模力，才能使注射时不发生溢料和涨模现象。4.开模行程校核 该注塑机的最大行程与模

27、具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足下式：S (H 模 H小 )H1+H 2 +(5 10 )mm式中： S 注塑机最大开模行程； S =470mmH 模 模具厚度； H 模 =375mm H 小 注塑机规定的最小模厚； H小 =180mm H1 顶出行程； H1 =30mmH 2 包括浇注系统在内的塑件高度。 H 2 =130mm 由上式得：左边470(375180)=275mm ；右边30+ 130 +5= 165mm ；左边右边，所以该注塑机的开模行程满足要求。 2.4塑件分型面的选择 确定分型面时首先要遵循确定分型面的一般原则，比如分型面要选择在塑件的最大截面处，而且选择的位置应该更加

28、有利于模型的脱出，将塑件尽可能的设置在动模上，尽可能保证注塑件的尺寸精度和满足注塑件的各项使用性能。 但是并非每个原则都要遵循，面面俱到的情况是不可能的，例如注塑件在模塑过程中，有一些很难避免的工艺缺陷，如拔模斜度、分型面上的边以及顶杆和浇口的痕迹，这些情况应当排在更加优先的考虑范围内。在分型面选择时，还应从消费者使用的角度来尽量减少这些工艺缺陷以致于影响注塑件使用功能，注射过程中的排气，注射压力，注射时间的长短，注塑机的技术规格【7】等等都是需要考虑在内的。本设计综合考虑多方面因素，保证注塑表面精度，以及简化模具设计，便于脱模等要求包分型面设置在如下位置：图2（分型面选择位置）3.浇注系统的

29、分析及设计计算 浇注系统设计的合理与否不仅会对注塑件的性能、结构、尺寸、精度、成形质量有影响，而且还会影响到对注射材料的利用率、成形生产效率以及加工成本等诸多因素，因而浇注系统设计是模具设计的重要环节。3.1浇注系统的设计 浇注系统设计正确与否关系到铸件的成败, 是铸造生产中的关键技术。对浇注系统设计应遵循以下设计原则：（1） 对型腔布局最好采用对称式布局，设置平衡式分流道，将浇注口设置在对称的中心线上，防止模具偏载而产生溢料现象。（2） 尽量设计型腔位置紧凑，减少模具的外部尺寸，缩减占用空间。（3） 设计流道时应尽量减少注塑材料在流道中的热量及压力损失，缩短流程，流道的截面尺寸应尽量大，少设

30、置折弯处，表面粗糙度低。（4） 流道采用对称式布局，可以做到均衡进料，尽可能的使注塑材料同时到达型腔的深处及角落。（5） 在满足完全注射的情况下，应使浇注系统的体积尽可能的小，减少注射材料的消耗量，提高材料利用率。（6） 合理安排排气，有良好的排气，可以降低注射压力，减少耗能。（7） 浇注应彻底，减少浇注缺陷，避免材料熔体注射不足或成形塑件出现气孔、缩孔、残余应力等现象。（8） 尽可能使注塑件一次成型，避免再加工。3.1.1浇注系统的组成和作用本浇注系统的设计采用的是细水口浇注系统，主要包括主流道、分流道、浇注口和冷料部分等。 浇注系统的设计就是将来自注射机的塑料熔体均匀而快速的填充各个型腔，

31、同时及时的将型腔的气体排出，在注射和凝固过程中，将有效的注射压力传递到型腔各个部位，以获得各项性能优异的注塑件8。3.1.2浇注系统各部件设计 （1）主流道设计 主流道是注射材料最先经过的地方，其作用是导向注射材料进入分流道，由于经常与注塑机喷嘴反复接触，故选用优质钢材质的可拆卸式主流衬套。 主流道设计要点：主流道衬套圆锥角=26，对于流动性差的塑料材料可以将角度取大，内壁粗糙度Ra=0.63m；主流道尽量短，一般应小于等于60mm，过长会影响填充彻底；主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合；主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HR

32、C9。 主流道设计如下： 主流道小端的注射机喷嘴直径为3.6喷嘴球面半径（12）为18.6， 球面配合高度为3 主流道锥角为 2 主流道长度为56 主流道大端直径为D +2Ltg(/2)=6 主流道大端倒圆 角D/8=1 本设计的主流道衬套设计的结构形式如下图3（主流道衬套） （2）分流道的设计：分流道是连接主流道和通向模具交口的中间环节，本设计开设在定模板A板上，分流道可以起使主流道流出的塑料熔体分别流入各个模具的浇口和导向作用。多型腔一般需要分流道。分流道设计原则：由于分流道有拐角处，应尽量减少拐角处所产生的塑料熔体阻力；在分流的拐角处尽量设置圆弧过渡；表面粗糙度应选择要小；如果分流道设计

33、过长时，应设计冷料井。 分流道截面的选择根据截面形状及效率表4可参阅10表4 分流道截面形状及效率效率0.25D0.25D0.217D0.153D0.195D d=D/40.166DD/40.100DD/60.071D 由上表参考选用0.195D作为分流道截面形状，由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.60m左右就可以，这样表面不光滑，更加有助于增大塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证塑料熔体流动时具有适宜的剪切速度和剪切热。 3.1.3排气槽的设计我认为本

34、手机外壳设计中塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体，这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满15。因为模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面进行排气，所以最终我们没有必要设计排气槽。4 EMX模架的设计4.1 模架的加载1.Pro/E带上EMX5.0，新建EMX项目栏，EMX分类，选取hasco模架emx_tutorial_komplett系列，选用尺寸为270350的模架。如图4图4 加载标准模架2、型腔的布局。如图5图5 型腔3.添

35、加标准元件。 如图6图6元件状态4.2 脱模机构 导向机构设计 冷却系统的创建（其它零件见图纸）脱模机构薄壳制品的顶出具有很强的技术特性，因为壁和筋都很薄，非常容易损坏，而且壁薄沿厚度方向收缩就很小，使得加强筋和其他小结构很容易粘合，同时高保压压力使收缩更小。为避免顶穿和粘模，TWM应使用比常规成型数量更多、尺寸更大的顶出销。脱模机构的设计：设计成顶杆脱模机构，选用1顶杆，长度为158.且一共有8根顶杆。如图7 图7 顶杆导向机构设计14：此导向机构是模具不可或缺的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构。导向机构主要有定位、导向和承受一定的侧压力的作用。合模导向机构

36、有导柱导向和锥面定位两种方式。 其设计的基本要求是导向精确，定位准确，并具有足够的强度、刚度和耐磨性。导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度，无论带导套或不带导套的导向孔，都应设为通孔，以避免模具闭合时的空气阻力11。2根导柱在动模板两侧对称布置，以增强导向精度12。如图8.图9。图8导柱图9 导套冷却系统的设计冷却系统不仅影响到注塑模具的成型质量，而且也决定生产效率。模具冷却系统的设计原则有13：（1）合理地确定冷却管道的中心距及冷却管道与型腔的距离。(2)尽可能使冷却孔至型腔表面的距离相等。（3）合理考虑冷却管道的排列形式。（4）加强浇口处的冷却。（5）降低冷却介质出

37、入口的温度差。（6）冷却水道要易于加工和清理。一般孔径设计为8-12mm。根据上述原则，在动模板和定模板上开设冷却水道，水道孔直径为10mm，如图10 模具设计 图10 模具设计图 5 Moldflow分析 借助第三方软件Moldflow Plastics Insight 6.0对注塑过程进行仿真分析可以使我们更加清晰准确的了解我们的设计，得到最佳浇口位置，全面模拟注塑成形过程，并能以图片形式最直观的显示出分析结果，为设计参数和优化提供理论支持，为设计者进一步修改优化提供强有力的理论支持进而进行更加合理的浇注。5.1 划分网格 、充填、保压、浇口的分析1.划分网格如图11,进行网格统计出现最大

38、纵横比和匹配率的值不满足要求，因此进行网格诊断进行修复。最大纵横比应小于6，匹配率应大于90。图11划分网格l 浇口的分析2.最佳浇口位置如图所示图12 最佳浇口位置5.2流动分析结果1.充填时间充填时间的分析如图13所示，本产品完成充填需要0.7596s，从等值线图上看出，等值线基本还算均匀，认为流动比较平稳。图13 充填时间2.速度/压力切换时的压力速度/压力切换时的压力的分析结果如图14所示，在速度和压力控制点切换时刻，注射压力达到最大值52.37MPa，符合要求。当然在这一时刻，产品还没有被完全填满。 图14 速度/压力切换时的压力3.体积温度速度体积温度的分析结果如图15所示，产品的

39、体积温度分布均匀，温度差在10以内。 图15 体积温度4.注射位置处压力：XY图注射位置处压力：XY图的分析结果如图16所示，注射位置处压力最大是在速度/压力的转换时刻，从图上可以看出，曲线比较平稳，说明在熔体流动时没有受阻。 图16 注射位置处压力：XY图5.顶出时的体积收缩率顶出时的体积收缩率分析结果如图17所示，在产品顶出时。体积收缩率在产品的两侧差别比较大，不均匀。在后续需要优化保压曲线来降低体积收缩。 图17 顶出时的体积收缩率6.冷冻层因子全部冷冻层因子的分析结果如图18所示，冷却结束后，产品已经全部凝固了。 图18 冷冻层因子全部7.锁模力：XY图锁模力：XY图的分析结果如图19

40、所示。本产品的锁模力最大为3.512t，出现在1.238s。 图19 锁模力：XY图5.3冷却分析结果1. 冷却管道/回路管壁温度 回路管壁温度最高为27.02摄氏度，最低为26.42摄氏度。 图20 冷却管道管壁温度 2.冷却管道/回路冷却介质的温度 图21 冷却介质的温度3. 温度曲线/制品标准化厚度 如图22 图22 温度曲线/制品标准化厚度5.4翘曲分析结果1.变形，所有因素：变形变形，所有因素：变形的分析结果如图23所示。次分析结果可以从总体上得知制件翘曲的值，最大为0.7204。为了更好的进行观察，把变形比例因子设置为1,可以看出制件两边的变形较大。 图23 变形，所有因素：变形2

41、.变形，不同的冷却：变形变形，不同的冷却：变形的分析结果如图24所示。变形不是很大。 图24变形，不同的冷却：变形3.变形，不同的收缩：变形变形，不同的收缩：变形的分析结果如图25所示。收缩不均是由于保压不足所产生的，因此有效的措施是优化保压曲线。 图25 变形，不同的收缩：变形4.变形，取向因素：变形变形，取向因素：变形的分析结果如图26所示。变形不是不大。 图26变形，取向因素：变形最终通过Moldflow的模流分析结果来修改材料，浇口形状，分流道形状，产品结构等一系列因素，达到更加合理，更加有效的工艺设计。6 总结在对手机外壳的模具设计过程中，我对模具行业有了更加清晰的认识，在技能方面，

42、通过对此塑件模具的设计，更加熟练了对Pro/E，EMX模具设计专家系统和的运用。最终在Moldflow中分析得到最佳浇口在产品内侧，也可以保证产品外观的美观，以及采用特殊推杆放置在浇口位置，更加保证了产品的质量。通过Moldflow进行模流分析来修改材料，浇口形状，分流道形状，产品结构，这些修改都可以在做分型面之前完成，也就不用再把整套模具再重新做一次。虽然这个过程花了很长时间，但是最终结果还是另人满意的。最后根据公式算出各个尺寸之后在Pro/E数据库中选取合适的型号，加入模具。最终完成MX2手机外壳外形及注塑模具的设计与分析。只有综合运用这些软件，才能准确地研发出高品质的手机外壳，这也是现代

43、设计的必然趋势。参考文献1廖正品中国塑料制品行业发展趋势与市场分析J国外塑料，2008，26(4)：2230 2廖正品中国塑料工业(2005)J中国塑料，2006，20(4)：6-123单岩，王蓓，王刚Moldflow模具分析技术基础M北京：清华大学出版社，2005 4邹继强主编.塑料模具设计参考资料汇编M.北京：清华大学出版社,2005.6. 5华昌主编.塑料成型工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社,2005. 6来英主编.注射成型工艺M.北京：机械工业出版社，2004. 7肖海燕主编.模具设计之材料选用M.西安机械设计，2006,1. 8李海龙主编.注塑模具设计M.模具前沿，2005,1

44、2. 9 吴斌，周京平等编著.Pro/ENGINEER模具设计技术与实践.(3.0野火版)M.北京： 电子工业出版社，2006.10王爱玲，王洪福等编著.Pro/ENGINEER Wildfire4.0模具设计、数控加工M.北京：机械工业出版社，2010.11卢艳玲主编.汽车后视镜罩精密注塑模CAE研究C.北京：北京交通大学，2006. 12刘华刚主编.汽车管理支架双色模具设计及分析C.北京：天津大学，2009.13张玉龙， 王永平等编著. 塑料制品注射成型实例M.北京：机械工业出版社,14袁万选主编.基于CBR的曲柄压力机设计系统的研究与开发C.北京:南京理工大学，2005.15华昌主编.塑

45、料成型工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社.2005 致谢本毕业设计论文是在我的指导老师孟晓军老师的细心指导和多位同学的共同探讨研究下完成的。从课题的选择到论文的最终完成，孟晓军老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，孟老师严谨求实、一丝不苟的治学态度和勤勉的工作态度深深感染了我，授人以鱼不如授人以渔，给我巨大的启迪、鼓舞和鞭策，并成为我人生路上值得学习的榜样，使我的知识层次又有所提高。还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上存在的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。由于我的学术水平有限，所写论