手机壳模具设计报告Word格式文档下载.docx

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1.实验名称

手机外壳设计及注塑模具分析

2.实验目的

在学习塑料产品的加工工艺以及各部分结构设计后，将其应用在身边事物之上，对产品的不足之处进行分析，小组讨论解决问题，并运用Inventor软件对设计进行分析验证，为今后设计具体产品奠定制造方面的理论及实践经验，同时锻炼组员的团队协作性和解决问题能力。

3.实验过程

3.1选择实际产品并对其进行问题分析

3.1.1选择并分析产品

此次实践选择对生活中常见的塑料产品——手机外壳进行改良设计，通过讨论，小组选择对华为G330进行分析改良（如图1）。

图1产品外观

首先，小组成员对手机外壳的各部分进行了仔细观察，将产品结构分为以下几大部分：

手机前盖整体、手机后盖整体、侧边结构孔、平面结构孔、凹凸边、定位凹槽（如图2）。

（a）手机后盖（b）手机前盖

（c）耳机孔和摄像头孔（d）电源孔

图2各部分结构图

根据前期对塑料加工工艺的学习，将对这款手机的外壳进行以下方面的改良设计：

手机外壳材料选用ABS塑料，流动性好，表面着色、电镀等加工性能好，具有较好的机械强度和耐腐蚀性;

根据材料的特性和制造工艺，手机外壳平均厚度取用ABS的较佳厚度1mm;

原本产品采用侧边开孔，生产时需要在模具中增加抽芯机构来完成制造，抽芯机构增加了模具的复杂度，也影响了开模的速率，另外，在侧边开孔要考虑更好的材料强度和结构问题，提高了成本;

④简化凹凸边结构，原本产品凹凸边结构过于复杂，虽具有较好的美观性但使用材料多，在功能接近的情况下加工较繁复。

3.1.2讨论确定方案解决途径

材料问题和壳体壁厚已在上一步中确定。

①侧边开孔问题采用开半孔结构方法，省去模具中的抽芯机构，简化开模过程，降低生产制造成本，同时也更便于增加结构强度（如图3）。

图3孔结构

②凹凸边复杂问题采用简化整体结构方法，使用简单几何线条状凹凸边，满足同样强度要求的情况下节省材料耗用，方便生产制造，此外，在后盖圆弧过渡到平面部分添加了结构凹凸边，增加壳体结构强度（如图4）。

图4凹凸边

除以上问题外，小组对于整体的外观形态并未做太大改动，保留了产品原本风格基调，遵从简洁的设计理念。

根据所得方案，确定改进后的产品各个具体尺寸，以便后期软件模拟分析（手机外壳工程图见附件一）。

3.2运用Inventor软件进行产品模拟分析

3.2.1建立产品模型

1　打开Inventor软件，进入开始界面，在弹出的对话框中选择新建，常见零固件，单击确定进入相关操作界面

2　首先要对模型进行单位设置。

点击工具选择文档设置，将单位调整为mm和kg然后确定。

接下来在界面上方菜单中选择创建二维草图，点击三维视图中的俯视图坐标，绘制产品基本形状；

在基本外形绘制完成后就要对图形做拉伸、抽壳等处理，达到尺寸要求，需要注意的是在Inventor建模过程中所有的倒角处理都要在实体中进行；

3　然后在建立好的实体上确定凹凸边、孔等结构的位置及尺寸，绘制完成后对图形进行拉伸、与实体贯通形成孔，完成产品整体结构，至此模型建立工作结束（模型如下图）。

图5创建模型

在建模过程中要注意各个定形、定位尺寸，边缘倒角等问题，这样绘制出的模型才能正确无误，进而顺利开展后续模拟过程。

3.2.2模具设计及分析

1　首先点击界面左上方的模具设计，进入模具设计环节，在这里采用的是单模多件的设计方法。

先导入先前所建立的手机后盖，然后点击鼠标右键选择与形心对齐选项,接下来则是调整方向，选择手机后盖的正上方为Z轴正方向，以免后期模具设计时出现错误；

2　将界面中的模型调整到正对操作者方位，导入手机前盖，调整方向，包括两者间的左右、上下对齐以及互相间的距离，以后盖为基准调节两者位置，至此完成前后盖模型的创建（见图6）；

图6前后盖模型

3　选择产品材料，点击界面上方命令，在对话框中选择相应的生产厂家和材料类型；

4　由于Inventor软件界面设计较为人性化，操作步骤都是按照顺序排布在界面上方，后续步骤依次为：

型芯型腔设置（见图7）→设置零件收缩率（点击默认）→定义毛坯设置（要考虑之后的模具设计，留出适当空间）→创建补孔面→创建分型面。

手机前后盖都要进行以上步骤；

图7设置型芯型腔

5　设置浇口位置，并复制到所有成腔，选择自动流道草图，这里由于零件是两个所以选择一字型流道；

6　浇口→模架（如图8）→设置顶出元件（注意尺寸大小以免损坏塑件）（如图9）

图8导入模架

图9设置顶出元件

接下来放置浇口套→放置定位环→放置排布冷却水道（不能紧贴塑件）→冷却零部件→模具全局更新，然后回到模具布局，进行模具工艺设置，最后对其进行模具填充分析，得到相关数据报告，完成模具设计和分析过程（见图10~图13）。

图10设置冷却零部件

图11模具系统

图12设置模具工艺

图13模具填充分析

通过软件建模并进行模拟分析得出报告结果见附件二。

模具填充时间、填充状况、塑料流体、熔接痕见附件三。

3.3实验心得体会

在此次手机外壳改良设计实验中，小组各成员都学习到许多东西，不只是实际的专业知识和软件技能方面，在小组协调配合方面也得到了较大的锻炼。

前期的调查和资料收集拓宽了组员的知识范畴，在具体对产品进行改进设计时又考验了大家如何将理论较好地运用到实践中，各个影响因素间如何权衡以达到最终好的结果，得到更好的实际产品，各个结构的布局、尺寸确定等设计的依据，做到并非异想天开而是切合实际，考虑实际生产加工的设计。

而CAD软件的工程图绘制和Inventor软件的操作又体现了小组的软件能力，不仅了解而且能够较为熟练运用。

总之，在整个实践实验中，团队成员互相学习帮助，共同合作完成所有任务，得到较好的实验结果。

附件二

1.模具工艺分析报告

2.模具填充分析报告

附件三

（a）填充时间

（b）填充状况

（c）塑料流体

（d）气穴

（e）熔接痕