手机保护壳注塑模具设计开题报告Word格式文档下载.docx

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通过本次对设计保护壳的注塑模具的设计，综合运用机械制图、互换性与测量技术、机械原理、机械设计、材料力学、塑料成型工艺与模具设计等课程的知识，分析和解决塑料模具设计问题，进一步巩固、加深专业知识应用水平，提高技术资料的收集、整理、编译和运用能力，加强技术文件撰写能力，培养良好的工程师思维。

熟练掌握二维绘图和三维建模，进一步熟悉塑料模具设计中各种专业零件标准。

对塑件进行结构工艺性分析，合理设计模具各部分结构，并进行理论分析和计算。

寻找最佳方案，提高创新意识和创新能力[]。

1.2国内外相关研究情况

在当前注塑模具市场中，随着热流道技术、高速切削技术，快速成型技术，微注射成型技术、传感技术等新技术在注塑成型中的应用，注塑模具逐渐向标准化、复杂化、自动化、精密化。

新技术的应用对注塑模具的发展产生了巨大促进作用[]。

温度控制方面采用计算机和传感器技术对注塑模具进行了数值模拟分析。

将模具温度，塑件的顶出温度和塑件表面翘曲分布被用作性能指标，来分析冷却系统的缺陷，从而优化冷却系统使其可靠有效，对注塑模具结构的设计具有一定的参考价值[]。

当前流行热流道浇注系统，热流道模具有改善工艺、节省塑料原料、缩短成型周期、减少污染物排放，消除后续工序，利于生产自动化等优点，成为注塑模具发展的热点之一。

欧美发达工业国家和地区的热流道模具使用率占塑料模具总量的比例的60%-70%及以上。

热流道在我国注塑模具中的应用还不是很成熟，传统的冷流道技术仍然处于主导地位。

热流道模具由于生产模具成本高、设备要求较高、结构复杂等因素，在我国发展速度缓慢，还处于逐步应用和自主研发阶段[]。

在模具制造工艺、标准化和测量技术方面，德国、日本模具企业的加工设备先进，基本都是数控、高速切削、单向走丝线切割或5轴联动的高速加工机床，能实现模具复杂型面的镜面加工，精确度极高。

而国内模具企业的5轴联动的高速加工机床占的比例有限，高光模具的加工与国外相比差距较大。

在精密模具制造领域使用精密雕刻技术在复杂曲面模具加工中极具优势。

雕刻机可以完成数控铣床无法实现的小尺寸加工，适合制造复杂的小特征曲面模具，从而加快了模具加工的速度，降低了新产品的开发成本，实现了快速制造[]。

德国、日本模具的制造都完成了标准化，导致模具生产周期短，便于搭配和调试，而国内大多为非标准件，设计周期相对较长。

发达国家精密模具零件多采用激光3D测量，而国内常用传统测量工具进行测绘，效率低、误差大[[]]。

在模具材料方面，我国模具钢品种没有实现完全系列化，模具钢品种、规格缺乏[]。

加上模具钢的冶金质量不高，导致模具寿命短，必须提高钢材的纯净度和均匀性，加强钢材中微量元素配比的研究。

我国积极引进国外的先进技术，如：

电炉钢包精炼、真空处理和电渣重熔等冶炼技术，来提高钢材的纯度[]。

为了提高模具循环使用的寿命，必须减小或去除拉伸残余应力来防止产生引起模具破裂的热裂纹。

通常用热处理来减少残余应力，也可以通过偏心电机施动加强制振动使压模材料和压铸模具一起机械振动，通过X射线测量在经过热处理后的每个测试板的表面和模具型腔表面上的残余应力，发现激发后的残余应力随着试样的振动幅度在一定范围内增加而减小，可有效降低残余应力[]。

我国模具制造业在最近的十几年里取得了令人瞩目的发展，相信在不远的将来，一定会在国际高端市场中占有举足轻重的地位，占领市场的制高点。

2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施

2.1本课题研究的主要内容

（1）对塑件进行测绘，画塑件的二维及三维零件图并进行结构分析。

（2）确定分型面，型腔数目、浇注系统等；

初步拟定模具结构方案。

（3）选择注射机、确定有关工艺参数。

（4）方案论证、型腔、结构零部件、导向机构等结构设计，对模具工作部分尺寸及公差

进行设计计算。

（5）绘制模具装配图及零件图。

（6）应用Pro/E或其他三维绘图软件做出模具三维结构图。

2.2拟采用的研究方案及方法

本次设计的塑件为手机保护壳，为追求美观必须轻薄透明，具有良好的耐磨性和一

定强度和硬度来保证其使用寿命，材料必须无毒无害，手机保护壳表面为磨砂材质，模具成型面采用咬花工艺也称为晒纹工艺加工，强酸腐蚀模具成型表面形成特殊砂纹图案，由于手机壳表面为微磨砂，需要继续使用喷砂机将玻璃砂直接喷射到金属表面进行研磨，使模具成型面粒度均匀，达到所需粗糙度要求，注塑成型加工后塑件表面产生磨砂层，可以提升塑件的质感和防指纹。

生产批量应该是大批量生产。

达到要求的材料有聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）,PC材料透光率高，具有良好的抗冲击、韧性、刚性、抗蠕变性好，收缩率低，成型尺寸精度高，但抗疲劳强度低，耐磨性差。

PS材料无色、无味、透明，具有优良的电热绝缘性能，抗拉抗弯强度高，刚度大，质地脆而硬，抗冲击强度差，容易摔坏，包裹性差。

PP材料无色无味无毒，密度较低为0.90g/cm3-0.91g/cm3，弹性、韧性、屈服强度、硬度、抗拉强度高于聚乙烯，抗冲击性强，抗弯曲疲劳强度特别高，耐磨和耐刮性高于PC，但收缩率为1%-2.5%，加入玻璃添加剂即可降低收缩率至0.7%。

综合考虑选择PP材料。

绘制手机保护壳模型如图1所示。

图1手机保护壳模型

运用全剖、局部剖、局部放大图表达塑件结构[]，绘制零件图如图2所示。

图2手机保护壳零件图

该塑件为薄壳长方体结构，表面磨砂处理，壁厚均匀，外侧面有孔和槽结构，内侧面为凹槽结构。

由于成型方向与分型面垂直，需采用侧向抽芯机构才能完成脱模，制定可行结构方案见表1。

表1注塑模具结构方案

方案

分型面

型腔布局

浇口

侧抽芯机构

推出机构

1

上端

最大轮廓处

一模一腔

点浇口

斜导柱

推件板

2

中间

一模两腔

牛角浇口

斜推杆

推杆

3

下端

潜推杆浇口

内侧边有凹槽结构，但凹槽较浅仅为一毫米，凹槽部分带有圆角，聚丙烯材料韧性较好，抗弯曲疲劳强度高，侧边凹槽突出部分可采取强制脱模[]，不会损害塑件结构，若取上端和中间最大轮廓处为分型面，整个塑件都被包裹在动模型芯上导致塑件开模推出时边缘突出部分卡在型芯中，推出过程中塑件发弹性变形并且与模具表面摩擦，产生刮痕、磨痕，应该取下端最大轮廓处有利于塑件顺利脱模[]。

手机保护壳通常为大批量生产，一模一腔效率和产量较低，采用一模多腔结构较好。

塑件侧面孔和槽比较多，需要布置大量的侧抽芯机构，考虑到模具架构空间有限，所以采用一模两腔中心对称型腔布置。

手机保护壳对外观要求比较高，外表面不允许有任何痕迹，点浇口会在塑件上表面留下浇口痕迹，必须采用潜伏浇口，牛角浇口注射时浇口直接喷射到塑件外表面容易产生斑痕，浇口弯曲幅度大导致推出凝料过程容易断裂堵塞，加工极其复杂，成本高，但是不用人工去除浇口。

采用潜推杆浇口结构简单、稳定可靠，满足侧抽芯要求[]。

塑件侧边孔和槽的深度仅为一毫米，所需抽芯距比较短，斜推杆抽芯机构可以满足抽芯要求，斜导柱侧向分型与抽芯机构会在塑件外表面留下浇注痕迹，并且结构复杂，综合考虑选择斜推杆侧向分型与抽芯机构。

手机保护壳内部质量要求不高，内部空间大适合布置推杆，采用推杆推出方式，简单可靠，便于强制脱模，塑件内侧有凹槽结构且较薄，不适合使用推件板推出[]，综上所述，选择方案3。

运用pro/E绘制分型面[]如图3所示。

图3分型面

3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作

3.1课题研究的重点和难点

重点：

分型面和型腔数量的确定、浇注系统形式和浇口的位置选择和设计、成型系统的设计与计算、结构零部件设计、合模导向机构与推出机构的设计、排气系统与温度调节系统设计、绘制模具装配图及零件图。

难点：

侧向分型与抽芯机构设计。

3.2前期已开展工作

3.2.1收集和查阅了大量注塑模具设计有关资料，研究了一些设计实例，了解了设计流程和设计方法，对手机壳的结构进行了分析。

3.2.2，绘制了零件图和三维模型，初步制定了总体结构设计方案。

4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）

第1周：

查阅和搜集资料，了解注塑模具设计过程，理解课题；

第2-3周：

分析手机保护壳结构，绘制零件图和三维模型，初步制定总体设计方案，完成开题报告；

第4-8周：

对注塑模具各结构进行设计和计算，完成中期报告；

第9-13周：

绘制零件图和装配图，完成模具整体结构的三维图和三维仿真，完成模具零

件的选材、工艺规程的编制；

第14周：

所有图纸进行校核，编写设计说明书；

第15周：

毕业答辩；

5．指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）

指导教师：

年月日

6．所在学院审查意见：

学院主管领导：