手机外观设计及其模具开发毕业设计

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1、杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文信息工程学院本科毕业论文（2013届）题 目手机外观设计及其模具开发系机械工程系专 业机械设计制造及其自动化班 级09090112学 号09901219学生姓名梅彬彬指导教师沈国强完成日期2013年5月摘要手机外观设计是一部手机的重点，直接决定了手机的销量，而手机的内部结构设计是手机的根本，在手机外观设计和结构设计完成之后，需要进行手机塑件的模具设计，而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。本设计是用solid edge绘制出手机三维模型，利用UG NX的注塑模向导功能进行手机后盖塑料模具的设计，对零件结构进行了工艺分析

2、，采用ABS作为塑件的材料。这是一个比较普通的塑件，只需要采用单分型面，然后根据模具的型腔数目以及最大注塑量、锁模力、注射压力、模具的安装尺寸等因素选择了一台合适的注射机，选择成型零部件的尺寸；采用扇形浇口；利用直导柱导向，斜滑顶杆顶料,斜滑顶杆侧抽，同时完成侧抽和顶出完成脱模，并对模具的材料进行了选择，如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。同时还要对模具结构与注射机的匹配进行校核。然后设计出模具的冷却系统，可以大幅度提高模具的工效。关键词：三维建模；solid edge；手机后盖；注塑模具；UGABSTRACT Mobile phone design is a key, directly

3、determines the mobile phone sales, while the phones internal structure of the fundamental design of the mobile phone in the mobile phone design and structural design is complete, the need for mobile phone mold design of plastic parts and injection molding is a thermoplastic molding one of the main m

4、ethods, can be a complex shape precision molded plastic parts. The design is drawn with a solid edge mobile three-dimensional model, using UG NX wizards injection mold plastic mold for mobile phone cover design, the structure of the part of the process analysis, using ABS as plastic parts of the mat

5、erial. This is a relatively common plastic parts, only a single sub-surface, and then the mold cavity number and maximum injection volume, clamping force, injection pressure, mold mounting dimensions and other factors chosen a suitable injection machine select the size of molding parts; using fan ga

6、te; utilize straight guide column-oriented, top-mast feed ramp, the ramp side ejector pump, while completing side ejector pump and complete release, and the mold material a choice, so the design of the structure of the mold to ensure reliable operation work. But also the structure of the mold and in

7、jection machine matching be checked. Then the design of the mold cooling system can greatly improve the efficiency of the mold.Key words: three-dimensional modeling; solid edge; mobile cover; injection mold; UG;目录摘要1ABSTRACT21绪论11.1手机外观设计的发展历程11.2该课题设计的任务、要求、技术难点及要达到的目标12手机外观设计及其结构设计32.1手机的分类32.2手机壳

8、体材料的选择32.2.1手机常用的材料分类：32.3手机壳体的涂装工艺42.3.2喷涂方法42.3.3涂层厚度42.4手机前盖的设计42.4.2 LCD与壳体的配合要求52.4.3扣位/止口的设计62.5手机后盖的设计62.5.1后盖设计要求62.6手机按键的设计72.6.1按键相关设计要求：72.7手机LCD镜片的设计82.7.1屏幕相关设计要求：82.8渲染后的手机三维效果图83手机后盖模具设计93.1材料与塑件分析93.1.1塑件分析93.1.2塑件材料分析93.1.3确定塑件设计批量103.1.4计算塑件的体积和质量113.2选择塑件的分型面113.3标准件的选择133.3.1注射模标

9、准模架的选取133.3.2标准紧固件的选取133.4注塑机的选择133.4.1注塑机的概述133.4.2注射机的选择153.4.3注塑机的参数校核153.5浇注系统的设计183.5.1浇灌系统介绍和设计分析183.5.2流道设计183.5.3浇口设计213.6冷却系统的设计223.6.1冷却时间计算223.7冷却参数计算233.7.1计算所需冷却水体积流量：233.7.2求冷却水在水孔内的传热速度243.7.3冷却水孔总长度计算243.7.4冷却水道孔数计算：243.8冷却回路的设计25冷却系统的设计原则：253.9顶出和导向机构的设计263.9.1顶出机构的设计263.9.2导向机构的设计2

10、73.9.3复位机构的设计283.10成型零件的设计293.10.1凹模的设计293.10.2凸模的设计293.10.3成型零件工作尺寸计算293.11模具设计总图303.11.1模具三维透视图的绘制（详见图纸）304.结束语32致谢33参考文献34任务书35361绪论1.1手机外观设计的发展历程在网络化和数字化迅猛发展的今天，手机已经成为引领消费时尚的异军突起的工业产品。现今的手机已经不再是一个简单的通讯工具，而是一个移动互联网的终端，已经很大程度上可以替代电脑，手机的迅速发展也引起了同质化的问题的日益突出，面对日趋激烈的竞争市场和日益挑剔的消费者，如何推动手机业的持续稳定发展，已成为手机厂

11、商要解决的迫在眉睫的问题。英国前首相撒切尔夫人对工业设计曾有一句非常精辟的论断:“对于工业设计一分的投入，可以产生一千分的回报”。美国工业设计协会做过调查，美国平均工业设计每投入一美元，其销售收入为二千五百美元；日本日立公司的统计数字也表明，每增加一千亿日元的销售额，工业设计的作用就占51%，而技术改造的作用仅占12%。十分显然，工业设计的创新，必然会给产品带来丰厚的利润。实现手机工业设计的突破和创新正是大势所趋。而手机外观设计的针对性越来越明显，手机的客户群体分层越来越明显，每款手机都有自身区别于其他款型的特色，而本课题需要设计的一款专为知识女性使用的手机，手机外观设计特点会很鲜明。1.2该

12、课题设计的任务、要求、技术难点及要达到的目标随着科技水平的不断提高，给人们的生活带来了日新月异的变化，尤其是电子产品的全球性普及，给大家的生活带来了极大的便利，尤其是手机的出现和发展，对于大家的通讯联系带来了质的提升，无论是通讯的质量和速度都有了质的变化，手机在刚出现时仅仅是一个简单的通讯工具，没有多少附加功能，但是随着科技水平的不断提升，手机的功能也得到了极大的丰富，现阶段的智能机已经基本取代的之前的功能机，智能机的普及也引发了一系列的问题，对于手机外观来说，智能机普遍为大屏幕直板触控机，手机外观设计已经大同小异，手机的同质化已经非常严重，外观设计成为了手机厂商的重中之重，是关乎手机销量的一

13、个重要因素，如何设计一款外观新颖，能吸引顾客的手机也成为了厂商的研究中心之一，本课题基于手机外观设计及其模具开发展开研究。首先，要了解整个模具行业近十年来设计的发展概况以及应用水平，特别是注塑模具设计的先进技术和方法。其次，要熟练掌握UG应用软件，还要了解目前应用较为广泛的各种应用软件，如Pro/E、solid edge、AutoCAD等软件。再次，必须对成型材料的成型特性有足够的了解；最重要的是掌握注塑模具的设计特点和结构特点。我要解决的主要问题是设计手机外壳的注塑模具（特别是结构设计），最后需要利用UG软件绘出该零件注塑模具的三维图，然后利用solid edge出工程图，在用solid e

14、dge修改完善工程图，以及利用UG对凸、凹模进行加工仿真。为了解决这些问题，我必须首先明确注塑模具的设计流程，并作出详细的工作进度计划，在其间应了解各种软件的应用，特别要熟练掌握UG和UGCAM软件；掌握注塑模具的设计流程、规范及结构特点；充分了解模具的标准件，以提高模具设计效率，缩短模具设计周期。还需要掌握零件尺寸和公差与零件的设计的几何要求等，因为在设计模具时，必须根据制件的尺寸和精度要求来确定相应的成型零件的尺寸和精度等级，获得零件的工作尺寸；模具的制作是在高温环境中进行的，所以应了解模具的各种材料属性（要求其综合性能表现较好，冲击韧性强，力学强度较好，尺寸也稳定，耐化学性、电化学性能良

15、好），特别是它的收缩率。很多资料都必须通过图书馆查找期刊文献、会议文献以及专业书籍得到，所以必须学会熟练的进行资料的检索。 2手机外观设计及其结构设计2.1手机的分类从外观来分：直板机、翻盖机、滑盖机、旋盖手机翻盖式手机：翻盖式手机是指，要翻开盖才可见到主显示屏或按键，且只有一个屏幕，则这种手机被称为单屏翻盖手机。目前，市场上还推出了双屏翻盖手机，即在翻盖上有另一个副显示屏，这个屏幕通常不大，一般能显示时间、信号、电池、来电号码等功能。直板式手机：直立式手机就是指手机屏幕和按键在同一平面，手机无翻盖。直立式手机的特点主要是可以直接看到屏幕上所显示的内容。滑盖式手机：滑盖式手机主要是指手机要通过

16、抽拉才能见到全部机身。有些机型就是通过滑动下盖才能看到按键；而另一些则是通过上拉屏幕部分才能看到键盘。从某种程度上说，滑盖式手机是翻盖式手机的一种延伸及创新。总体来看，翻盖式手机、滑盖式手机和直立式手机各有各的优势，当然他们也都有各自的不足之处，例如：翻盖式手机在用过一段时间后，由于反复翻开盖，对手机的本身会造成一定的不良影响。而滑盖式手机也因为在长期使用中，因为反复的推滑手机而对手机造成不可恢复性的伤害，降低手机的使用寿命。而直立式手机也有其自身的缺陷，即必须随时锁键盘，否则很容易在不知情的情况下拨出电话；同时这些直立式手机需要在解开按键锁后才能使用，从某种程度上也无形中增加了手机使用者的工

17、作量。但是从现今手机的发展来看，直板手机的发展空间越来越大，手机功能的丰富，必须通过大屏幕来呈现，小屏幕的翻盖手机和滑盖手机已经无法满足用户的体验，智能机的大范围、多层次普及，也给小屏幕的翻盖机和滑盖机带来了致命的打击，在很短的时间里，大屏幕直板触控智能机统治了绝大部分的市场，小屏幕的功能机已经渐渐退出了市场，手机市场也发展成为一个多媒体终端。所以，本课题的设计目标是为知识女性设计一款外观靓丽，功能不弱的大屏幕智能触控机。2.2手机壳体材料的选择2.2.1手机常用的材料分类：1.PC（学名聚碳酸酯）的材料特性： 强度高，拉压伸缩强度69MPa,抗弯曲强度96MPa。耐高温，可在130长期使用。

18、透明度好，无毒。 适用范围：高低温特性好，强度好，多用于翻盖机和恶劣坏境下使用的手机（如最近新出的多款三防手机）2.PC+ABS： 适用范围：综合性能好，多用于直板机及对涂料色彩要求严格的手机。3.ABS： 适用范围：多用于装饰件及电镀件。2.3手机壳体的涂装工艺2.3.1涂料1.底漆和面漆 塑件和金属不同，必须采用低温（一般6080）固化的涂料，常用面漆分为两类：一类是聚氨酯（PU）类；还有一类是丙烯酸树脂类。为了使手机外观有金属质感，还需要在透明色面漆下面喷涂一层银色底漆。2.UV涂料 为了提高面漆的耐磨度，可以在面漆上喷涂一层UV涂料。2.3.2喷涂方法 塑件喷涂工艺有手工喷涂和自动喷涂

19、两种。前者主要用于前期试制是的配色喷涂；后者可以保证喷涂颜色的厚度、精度，喷涂质量稳定，适用于批量生产。2.3.3涂层厚度1.底漆厚度一般为35m2.面漆厚度一般为810m3.UV涂层厚度一般为810m2.4手机前盖的设计 图1手机前盖初步三维模型2.4.1Speaker声腔的结构设计要点及其重要性 手机壳体里所构成的声腔和泄漏孔对Speaker音质和音量产生较大的影响，而Speaker声腔的设计是重中之重。声腔设计如图2所示。1.要用防尘垫把speaker与手机壳体密封，保证声音不会泄漏到手机壳体里。2.speaker的发声腔体高度必须要大于0.8mm。3.speaker的发声孔面积大小为喇

20、叭面积的10-20。4.尽可能用筋把speaker围住，这决定了传出的音量大小。5.在speaker背面也要用海绵垫片压紧，加强speaker的密封性。6.手机设计中的泄漏孔，如SIM卡、电池盖等无法密封的位置要远离speaker，这是保证手机音质和音量的关键。 图2声腔设计三维图2.4.2 LCD与壳体的配合要求有两种方式：1.LCD有护框，护框要求高于LCD面0.05mm。2.LCD无护框。本课题选用LCD有护框的设计。如图3所示。 图3 LCD有护框的结构示意图2.4.3扣位/止口的设计 扣位是指手机上下壳体卡扣的配合关系，扣位的数量和位置设计决定于手机的尺寸，该设计的原则是数量平均、位

21、置均衡。 止口是指手机上下壳之间的镶嵌配合关系。止口设计的名义尺寸应该留0.05-0.1mm的间隙。嵌合面应该具备1.5-2的斜度。出于装配需要，止口的端部需作倒角或倒圆角。上下壳圆角处的止口配合，需要增大配合面内侧止口的圆角半径，以增大圆角之间的间隙，预防圆角处的干涉。2.5手机后盖的设计 图4手机后盖三维模型2.5.1后盖设计要求1.因为手机后盖的结构是属于厚度小，但是面积较大的，一般选用PC+ABS材料，该材料的综合性能好，具有优良的成型加工性能，具备了PC和ABS两者的优点。同时，因为是给女性设计的设计，所以外观对于色彩的要求会比较高，需要各种不同的涂装要求，这也是选择PC+ABS的原

22、因。2.为了加强手机的抗摔能力，在手机的后盖四角采取了加强设计，可以在意外落地时，有效的加强多手机边角的保护。3.为了加强手机的整体性，本后盖使用了多排卡扣设计，通过十个独立设计的卡扣和中板的扣位配合，可以保证手机在意外坠落的时候，不会四分五裂。4.手机使用了双扬声器设计，可以保证手机外放有着不错的音质，这对于一个知识女性是非常需要，符合使用者的身份。如图4所示。2.6手机按键的设计图5 home键 返回键 菜单键 图6手机音量键三维模型 图7手机电源键三维模型2.6.1按键相关设计要求：1.为了保持手机的整体尺寸的轻薄，对于按键的厚度要求较高，一般采用PC按键，可以更精确的控制按键的行程。2

23、.按键上的字符采用除料的方式来标示，可以保持更久的耐用性，不会像喷涂镭雕按键那样容易磨损掉。2.7手机LCD镜片的设计图8手机LCD镜片三维模型2.7.1屏幕相关设计要求：1.手机的屏幕是手机最为重要的一块部分，首先，必须具备很好的耐磨性，硬度要求足够高。有着良好的透光度。2.尺寸的要求，现在的手机作为一个多媒体终端，其本身通话和发信息的功能已经成为手机的基本功能，上网，玩游戏，运行软件已经是手机的必备功能了，而这些功能都需要大屏幕来实现。2.8渲染后的手机三维效果图 图9手机渲染效果图3手机后盖模具设计3.1材料与塑件分析3.1.1塑件分析 如图4所示为手机后盖件的三维立体图，该产品用于手机

24、电池的装卸，对手机起固定和保护作用，该产品形状如薄壁型零件，精度及表面粗糙度要求都较高，不允许存在非常明显的熔接痕、飞边等各种工艺痕迹，同时需要较高的配合精度要求。制品整体要有充分的脱模斜度，同时各处的脱模力比较合理。从整体结构分析：制品表面积较大、高度不大但是壁薄、零件的曲面不算复杂，型腔、型芯加工也具备一定的难度。从整体工艺性分析：根据制品外观要求与结构特定要求选择浇口位置在零件内部，可以保证手机后盖的美观，该制品由于薄而大，所以要求冷却必须均匀而充分，脱模力设计合理，同时要求顶出机构顶出均匀。3.1.2塑件材料分析塑料成型原料的选取应从力学性能、加工性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑

25、来选取比较合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现出来的性能和加入各种辅助料成分的不同可将其分为热固性材料和热塑性材料，通过比较分析可以知道热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料更适合用于注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热塑性塑料。热塑性塑料还分为很多种，如聚氯乙烯、聚丙稀、聚乙稀、聚苯乙烯和ABS等等，为了选到合适的塑件材料，通过对塑件的分析和查阅有关资料可选择以下材料见表1。表1 注塑塑料对比 塑料名称ABS聚乙烯材料特性较大的机械强度和良好的综合性能。结晶部分多时，塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高，但整体尺寸变小，耐冲击强度及断裂强度

26、底。 成型工艺特点ABS的吸湿性和对水分子的敏感性较大，在加工前必须进行充分的干燥和预热。原料控制水分在0.3%以下。聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大，这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下，可令制件变形和翘曲。 注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系比较独特，在达到塑化温度后在继续盲目升温，必将ABS的热降解。聚乙烯的注射温度一般在120310之间，温度超过300时，收缩率会明显增大。 注射速度及压力ABS采用中等注射速度效果较好，注射时需要采用较高的注射压力，其溢边料为0.04mm左右。并需要调配好保压压力和保压时间。聚乙烯的注射压力一般选择在68.6137.2

27、Mpa之间。注射速度不易过快，以保证结晶程度高。模具温度ABS的模具温度相对较高，一般调节在7585。由于模具温度对收缩率影响很大，因此要经常保持模具相对恒定的温度，一般在4080之间。经以上两种备选材料的性能对比，并考虑到制件的使用环境，本设计采用ABS材料。由于材料的吸湿性强，含水量应小于0.3% ，所以原料应充分干燥。ABS的技术指标、注射工艺参数具体看表2和表3。表2 ABS技术指标 ABS技术指标密度1.021.05比容0.860.98吸水率0.20.4%收缩率0.40.7%熔点130160硬度9.7 HB拉伸弹性模量1.8Mpa弯曲强度80Mpa拉伸屈服强度50Mpa温度传导系数1

28、.310m/s表3 ABS的注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速30 60r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度180190模具温度50 70注射压力60 100Mpa保压压力5 10 Mpa冷却时间5 15s周期15 30s后处理方法红外线烘箱温度70时间0.3 1h备注原材料应预干燥0.5h以上3.1.3确定塑件设计批量该产品为小批量生产，故设计的模具要有一定的注塑效率，由于塑件薄而且长度较长，所以采用一模两腔结构，浇口形式采用扇形浇口，采用两点进料，以利于均匀充满型腔。3.1.4计算塑件的体积和质量 该产品材料为ABS,查手册或产品说明得知其密度为1.03g1.07g/cm。收缩率为0.4

29、%0.6%。计算其平均密度为1.05g/cm,平均收缩率为0.5%。使用UG软件导入solid edge st4软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积。当然也可根据形状手动几何计算得到该零件的体积。 图10手机后盖及浇灌系统的体积计算通过计算塑件的体积V塑=5.110cm，可得塑件的质量为M塑=V塑=1.055.1=5.355g （3-1）式子中塑料密度单位为g/cm。由浇注系统体积V浇=2.133cm可计算出浇注系统质量为M浇=V浇=2.133g1.05=2.240g. （3-2）因为一模两腔 故：V总=V塑x2V浇= 12.353cm （3-3）M总=M塑M浇=12.950g

30、（3-4）3.2选择塑件的分型面选择分型面时，应考虑到使模具结构简单，分型容易，并且应不影响塑件的外观及使用。 在UG中分型面的选择操作如下： 图11模仁三维线框图及模具分模三维产品展示3.3标准件的选择模具的标准化对于生产中提高效率，改善生产环节有着极大的促进作用。近几年来在模具行业，尤其是塑料模具行业，标准件的大量运用使生产更趋于简单化、标准化，对于生产的高效和标准起到很重要的作用，还有利于模具行业的国际交流和组织模具出口，打入国际市场。3.3.1注射模标准模架的选取 模架是设计制造塑料注射模的基础部件，其他部件的设计与制造都是依赖于它的，选择模架要根据实际制品的尺寸，同时充分考虑注射机的

31、参数，本设计可以参照生产实例，一般工厂中多采用上海龙记公司的模架，因此，本设计也选用该公司产品，其模架标记为：AI型，外观尺寸446X396X270如图12所示。 图13内六角螺钉 图12标准模架的选择3.3.2标准紧固件的选取标准紧固件主要是螺钉将螺杆直接旋入被连接件之一的螺孔内，螺钉头部即可将两被连接件紧固，其规格和尺寸均有相应的标准，本设计的塑件模架中主要采用内六角螺钉，包括M5，M6,M8和M10 M14不等，但本设计一般用M10，M14的螺钉较多，长度根据不同需要选取，如图13所示为M10的典型结构。3.4注塑机的选择3.4.1注塑机的概述 注射机主要是由注射装置、液压传动系统、电器

32、控制系统、合模装置及机架等组成。如图14所示，工作时模具的定、动模分别安装在注射机的定模固定板和移动模板上，通过合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、塑化、注射、待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模，最后由推出机构将塑件推出。 图14注塑机结构注射机的工作原理：注塑机的工作原理与注射用的注射器相似，它是依靠螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射进入闭合好的模腔内，经固化定型后获得制品的一种工艺过程。注射成型是一个可循环的过程，整个周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机

33、；按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压机械（连杆）式；按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。其特点如表4 表4注塑机对比形式立式卧式直角式容量一般为3060g热塑性塑料注射机固性塑料注射机容量一般为2045g柱塞式3060g螺杆式60cm3以上100500g结构特性注射装置一般为柱塞式、液压机械式锁模机构、顶出系统为机械顶出注射装置以螺杆为主，液压机械式锁模，顶出系统采用机械、液压或两者兼备除塑化加热系统外，其他与热塑性塑料用螺杆式注射机相似注射装置与合模装置的轴线互相成垂直排列，优点介于立卧两种注射机之间优点1.拆装方便2.安装嵌件、活动型芯方便1.开模后，塑件自动落下便于实现自动

34、化操作2.塑化能力大、均匀，注射压力大，注射压力损失小，塑件内应力，定向性小，可减小变形，开裂倾向3.螺杆式可采用不同的螺杆，调节螺杆转数、背压等用来加工不同的塑料及不同要求的塑件1.开模后，塑件自动落下2.使用双模，可以减小循环周期，提高生产力缺点1.人工取件2.注射压力损失大，加工高粘度塑料薄壁塑件时要求成型压力高，塑件内应力大，注射速度均匀，塑化不均匀1.装模麻烦，安放嵌件及活动型芯不便，易发生分解2.螺杆式加工低粘度塑料，薄壁，形状复杂塑件时易发生回流，螺杆不易清洗，贮料清洗不净，易发生分解3.柱塞式结构也有立式结构所具有的特性1.嵌件、活动型芯安放不便，易倾斜落下2.有柱塞式结构的缺

35、点适用范围1.易于加工小，中型及分两次进行双色注射加工的塑件2.柱塞式不宜加工流动性差，热敏性、对应力敏感的塑料及大面积，薄壁塑件，宜加工流动性好的中小性塑件1.螺杆式适应加工各种塑料，小型设备易加工薄壁、精密塑件2.螺杆式适应于掺和料、有填料，干着色料的直接加工3.柱塞式也具有立式注射机中柱塞式结构具有的加工特点1.适用加工小型塑件，并装有侧浇口模具2.适用加工塑件中心部位不允许有浇口痕迹的平面塑件3.4.2注射机的选择本次设计已计算出塑件的总体积为12.353cm，总质量为12.95 g。根据塑料制品的体积或质量查有关手册选定XS-ZY-125卧式注射机。 注射量（cm）125模具最大厚度

36、（mm）300螺杆直径（mm）42模具最小厚度（mm）200注射压力（MPa）120拉杆空间（mm）290注射行程（mm）115模具定位孔径（mm）150锁模力（KN）900喷嘴孔直径（mm）4最大成型面积（cm）320喷嘴球孔径（mm）12模板最大行程（mm）3003.4.3注塑机的参数校核为使注塑成形过程顺利进行，须对以下工艺参数进行校核。3.4.1.1最大注塑量校核：我们通过学习知道注塑机的最大注塑量应大于制件的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好为注塑机的最大注塑量的80%，所以，本次设计选用注塑机最大注塑量应0.8V机V塑件+V浇式中：V机注塑机的最大注

37、塑量125cmV塑塑件的体积，cm该产品V塑件=10.220cmV浇浇注系统体积，cm该产品V浇=2.133cmV机（V塑件+V浇）/0.8=（10.22+2.133）/0.8=15.441cm （3-5）在此选顶的注塑机注塑量为125cm，所以满足本次设计的要求。3.4.1.2注射压力校核我所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需要的注射压力。成形所需注射压力与塑件的形状、塑料品种及尺寸、喷嘴及模具流道的阻力、注射机类型等因素有关。根据经验，我需要对塑件的流动性和黏度进行比较，可得知成形所需注射压力大致如下：1塑料熔体流动性较好，塑件形状也比较简单，壁厚所需注射压力也一般小于70MPa最

38、合适。2塑料熔体粘度比较低，塑件形状比较普通，精度要求一般的，所需注射压力通常选为70至100 MPa。3塑料熔体如果具有中等粘度（PS、PE等），塑件形状比较普通的，同时有一定精度要求者，所需注射压力需要选为100至140 MPa。 4塑料熔体如具有较高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或者壁厚不均匀，尺寸精度要求非常严格的塑件，所需注射压力大概在140至180 MPa。 本次的产品设计为一个手机后盖的塑件，整体结构是一个小型零件，对粘度的要求不高，所以本次注射机的注射压力为120MPa，完全可以满足此项要求。3.4.1.3锁（合）模力校核 高压塑料熔体充满模腔的时

39、候，会产生使模具沿分型面分开的胀模力，此胀力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。胀模力必须小于注射机额定锁模力，常用塑料品种及塑件复杂程度不同，或精度不同，可选用的型腔压力也不同。型腔压力可根据经验取值，常取型腔压力为2040Mpa，常用塑料品种及塑件复杂程度不同，或精度不同，现在为了方便我们对锁模力校核，对一些树脂平均压力作简单的比较。 表5 树脂名称一般成型重视表面质量的成型硬质PVC3040 软质PVC2535 ABS3040 PC4055 PP3040根据表5所示，本塑件的材料为ABS，可选择型腔压力Pc=40Mpa，型腔平均压力Pc=40MPa决定后，可以按下式校

40、核射机的额定锁模力： （3-6）式中 注射机额定锁模力； 塑件和流道系统在分型面上的总投影面积（mm2）； 安全系数，通常取1.11.2 本次设计所选注射机T=900KN；两个塑件在分型面上的投影面积为6590.5mm2；流道系统在分型面上的总投影面积为515.525mm2；=6590.5+515.525=7106.025mm2 （3-7）=1.2；=1.2401067106.02510-6 （3-8）=341089.2N=341.1KNT=900KN 341.1KN故所选注射机满足此项要求。3.4.1.4模具安装尺寸的校核模具厚度（闭合高度）必须满足下式： （3-9） 式中：注射机允许的最小

41、模具厚度（mm）； 所设计的模具厚度（mm）； 注射机允许的最大模具厚度（mm）； = 200mm， = 270mm，= 300mm 200270104为宜。3.6.1.3模塑材料（塑料） 塑料的热性能，对冷却时间有重大影响。绝大多数塑料的热导率和热扩散率都很低，但可通过加入添加剂、改性剂加以改善。根据表6确定冷却时间（表6见塑料模具技术手册221页表3-42） 表6塑件壁厚与冷却时间的关系制件厚度（mm）冷却时间 （s）ABSPAHDPELDPEPPPSPVC0.51.81.81.00.81.82.53.02.33.01.82.11.02.93.84.53.54.52.93.31.34.15

42、.36.24.96.24.14.61.55.77.08.06.68.05.76.31.87.48.910.08.410.07.48.12.09.311.212.510.612.59.310.12.311.513.414.712.814.711.512.32.513.715.917.515.217.513.714.73.220.523.425.522.525.520.521.7根据上表，本塑件材料为ABS，壁厚为1mm，故冷却时间为2.9s。3.7冷却参数计算3.7.1计算所需冷却水体积流量：应用公式：= （3-14）式中： 冷却水的体积流量(m3/min)单位时间内注入模具的塑料质量（kg/h

43、）塑料成型时在模内释放的热量（J/kg）冷却水的比热容(J/kgK)冷却水的密度（kg/m3）冷却水的出口温度（）冷却水的进口温度（）塑件质量M塑=10.710g,用UG作出浇注系统的三维图，计算出浇注系统的总质量为2.240g，每小时注射240次，=（10.710+2.240）240/1000=3.108Kg； =2.7463105/60/103/4200/（25-20）=0.65410-3(m3/min)参考塑料模具技术手册，选定冷却水道直径为6mm 。3.7.2求冷却水在水孔内的传热速度=40.65410-3/3.14/(6/1000)2/60=0.39(m/s) （3-15）求冷却水孔

44、与冷却水间的传热系数=8.4(9960.61)0.8/0.0020.2 （3-16）=1.04103（W/m2K） (=8.4)传热水孔总传热面积的计算：A= （3-17）式中：A冷却水孔总传热面积(m2) G单位时间内注入模具的塑料质量（kg/h） 冷却水的传热系数（W/m2K） C冷却水的比热容(J/kgK) 冷却水的密度（kg/m3） TW模具温度（） 冷却水的平均温度（）计算得：A = =3.5043105/3600/1.04/103/40-（25-20）/2=0.009（m2）则传热水孔总传热面积应为0.009m23.7.3冷却水孔总长度计算L= （3-18）式中 L冷却水孔总长度(m)L=1.51m则冷却水孔总长度应为1.51m 3.7.4冷却水道孔数计算：n=0.0024/3.14/0.002/0.29=1.32 （3-19） 因为模具采用的设计是一模两腔设计，选用铜管以防止漏水，会降低冷却作用故采用2根水道。3.8冷却回路的设计冷却系统的设计原则： 1.冷却水道数量尽量多、截面尺寸尽量大，以尽快使塑件凝固，防止产生残余应力。 2.浇口处加强冷却，因为浇口附近温度最高，距离浇口越远温度越低。 3.冷却水道至型腔