模具畢業(yè)設(shè)計說明書

1、模具程設(shè)計說明書 院 系 航空宇航工程學(xué)院 專 業(yè) 模具）班 號 學(xué) 號 2 姓 名 指導(dǎo)教師 張漢茹 沈陽航空工業(yè)學(xué)院摘 要隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的發(fā)展，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所占比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型

2、。本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是手機注塑模具的設(shè)計。手機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的重點，這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào)，更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴漆、噴繪、模具設(shè)計制造等各個方面。1 要評審造型設(shè)計是否合理可靠2 根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實現(xiàn)。3 確定產(chǎn)品功能是否能實現(xiàn)，用戶使用是否最佳。 4 進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、確定每個零件的制造工藝。要注意塑件的結(jié)構(gòu)強度、安裝定位、緊固方式、產(chǎn)品變型、元器件的安裝定位、安規(guī)定要求，確定最佳裝配路線。 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計要盡量減小模具設(shè)計和制造的難度，提高注塑生產(chǎn)的效率，最小限度的減低模具成本和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：模具；手機；注塑ABSTRACTWith Chin

3、as current economic situation, Chinas manufacturing industries have become increasingly vigorous development, and technology has become the mold of a countrys level of manufacturing one of the important symbols, tooling industry can promote the development of industrial production and improve the qu

4、ality and Can be great economic benefits, thus aroused the close attention of all countries and appreciation. In recent years, the plastic mold production and level of development is very rapid, efficient, automated, large-scale, long-life, precision molds in the mold of the proportion of output is

5、increasing. Injection Mould is the first increase in the plastic injection molding machine Liaotong heating, heat melted plastic, injection molding machines in the screw or the promotion of the Pistons, after the nozzle and die-casting system into the mold cavity, plastic, in which curing Molding. T

6、he graduation projects main task is to phone the injection mold design. The structural design of mobile products is to achieve the key product features, which not only requires coordination with the appearance of products, to be considered after the production sequence assembly, painting, inkjet, mo

7、ld design and manufacturing fields. 1.Must appraise the modeling to design reasonable is whether reliable2.According to modeling request determination manufacture craft whether can realize. 3.Whether the definite product function can realize, the user uses whether best. 4.Carries on the concrete str

8、uctural design, determines each components the manufacture craft. Must pay attention models the structural strength, the installment localization, the fastening way, the product aberration, the primary device installment localization, the peaceful stipulation request, the determination best assemble

9、s the route. 5. Structural designs must reduce the mold design and the manufacture and the manufacture difficulty as far as possible, Enhances casts the production the efficiency,Irreducible minimum decreases the mold cost and the production cost.Key words: mould handset injection目 錄摘要IABSTRACTII1 緒

10、論11.1 塑料制品的發(fā)展研究11.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21.3 對制作產(chǎn)品手機的制造成本的經(jīng)濟性分析42 模具制造的基本要求和特點92.1 模具制造的要求92.2 模具制造的特點92.3 模具制造的工藝過程102.4 基于pro/e wildfire的塑料模具設(shè)計與制造流程122.5 模具零件的主要加工方法152.6 簡單介紹本次設(shè)計基本過程及特點163塑料的分類及選材183.1 根據(jù)塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)和性能分類183.2 根據(jù)塑料性能及用途分類184產(chǎn)品及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算214.1 手機形狀及尺寸選擇214.2 手機零件造型裝配及二維工程圖214.3 模具材料的選擇274.

11、4 模具成形方法284.5 工藝計算345 模具設(shè)計375.1 模具選材原則375.2 模具成型零件的尺寸計算及確定385.3 模腔尺寸的計算405.4 模具結(jié)構(gòu)的確定以及模架的選擇415.5 模具型腔尺寸以及模板尺寸的確定445.6 模具工藝分析475.7 模具總裝配圖及模具的裝配、和試模50總結(jié)55參考文獻56致謝56附錄581 緒論1.1塑料制品的發(fā)展研究隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活和軍事等各個領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣，質(zhì)量要求也越來越高，中國已經(jīng)成為全球最大的塑料市場之一，塑料制品產(chǎn)量全球第二。廣東、浙江、江蘇三省占領(lǐng)了塑料制品產(chǎn)量的“半壁江山”。其中廣東是塑料

12、制品行業(yè)最集中的地區(qū)，產(chǎn)量占國內(nèi)總產(chǎn)量的四分之一。而西部地區(qū)，人均產(chǎn)量和消費量遠落后于全國平均水平，塑料工業(yè)仍有較大發(fā)展空間。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用上了一個新臺階，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)，如美國pro/E、UG、以色列Cimatron等，這些系統(tǒng)和軟件的引進，在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程中的關(guān)鍵部分進行計算機模擬，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了制造周期。近年來，P20、3ch2mo等新的塑料模具鋼在國內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，對模具的質(zhì)量和壽命都有很大的影響。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一

13、些國產(chǎn)化熱流道系統(tǒng)元件. 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，模具結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，采用一般加工方法無法完成，就得采用電火花加工、電火花線切割、電解加工、電解磨削、激光加工等特種加工來解決以前無法完成的加工人物，數(shù)控機床、加工中心的發(fā)展，實現(xiàn)了高精度、高速度、自動化生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，提高了模具精度。 目前，我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)在今后主要發(fā)展方向上有以下幾條： （1）、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。它解決了傳統(tǒng)混合型CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題,CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高。（2）、提高大型、復(fù)雜、精密、長壽命模具設(shè)計

14、制造水平及比例。這是由塑料模成型的制品日漸大型化和要求高精度以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所決定的。 （3）、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源。（4）、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具，以適應(yīng)多品種，小批量的生產(chǎn)方式。（5）、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距較大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展。 （6）、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)。 （7）、研究和應(yīng)用模具高速測量技術(shù)與逆向工程，采用三座標測量儀或三坐標掃描

15、儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的重點技術(shù)之一。1.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視。國務(wù)院于1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，將模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)?，F(xiàn)在，我國的模具工業(yè)已初具規(guī)模，全國已有數(shù)以千計的模具專業(yè)生產(chǎn)廠和模具生產(chǎn)點，還有數(shù)以萬計的小型模具企業(yè)。可以說，中國在模具設(shè)計和制造方面的發(fā)展空間很大。近年來，我國模具技術(shù)的發(fā)展進步主要表現(xiàn)在：（1）、研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些新的熱處理工藝，延長了模具的使用壽命。（2）、開發(fā)了一些多工位級進模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要

16、研制了一批精密的塑料注射模。（3）、研發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝，如三維曲面數(shù)控、仿真加工、模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù)；模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種快速制模技術(shù)等。（4)、 模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展,國內(nèi)已能批量生產(chǎn)機密坐標磨床、計算機數(shù)字控制（CNC）銑床、CNC電火花線切割機床及高精度電火花成形機床等。（5）、模具計算機輔助設(shè)計和制造（模具CAD/CAM/CAE）已在國內(nèi)開發(fā)并廣泛應(yīng)用。我國的模具技術(shù)雖然得到了較大的發(fā)展，但仍然不能滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需要，還需花費大量資金向國外進口模具，其原因是：專業(yè)化生產(chǎn)和標準化程度低。模具品種少，生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟效益較差。 模

17、具生產(chǎn)制造周期長、精度不高，制造技術(shù)落后。模具生產(chǎn)力量分散、管理落后。根據(jù)我國模具技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及存在問題，今后的發(fā)展方向是：（1）、開發(fā)和發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長壽命的模具，以滿足國內(nèi)、外市場的需要。（2)、加速模具的標準化和商品化，以提高模具質(zhì)量和效率，縮短模具生產(chǎn)周期。（3)、大力發(fā)展和推廣應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)，提高模具制造過程的自動化程度。（4)、發(fā)展模具加工成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展模具工業(yè)的需要。1.3對制作產(chǎn)品手機的制造成本的經(jīng)濟性分析現(xiàn)在的手機市場瞬息萬變，價格更是飄忽不定，但是變來變?nèi)?，自己想要買的手機到底值多少錢呢？根據(jù)有關(guān)手機制造成本的文章，我了解到，手機的制造成本應(yīng)

18、該分為兩類成本：一類是硬性的成本，也就是制造手機的硬件上面的成本；另一類是軟性的成本，主要包括：前期研發(fā)的費用，市場推廣的費用，以及生產(chǎn)和管理費用，廣告費，渠道的利潤，銷售的費用。1.硬性的費用外殼：外殼的生產(chǎn)加工成本不高，但是前期設(shè)計開發(fā)以及模具的制造，開支比較高。具體的成本還要根據(jù)手機外殼的材質(zhì)而定，有的的外殼制造成本可以比其它塑料手機的外殼制造成本高出上百倍。主版及部分附件：直板手機主版的成本一般為200-300元左右，折疊和滑蓋手機的成本會高出大概80左右，因為它一般需要兩塊電路版。手機有特殊功能的要另加費用，例如：30萬像素攝相頭要增加80元左右，而130萬像素的攝相頭只比30萬像素

19、的成本高出不到50元。mp3功能的費用大概要加上20-40元，而帶立體聲外放功能的費用要再加100左右甚至更高，因為要實現(xiàn)很好的音質(zhì)就要有專門的芯片為其服務(wù)。最近上市的很多智能手機都用上了PDA的“芯臟”，費用當(dāng)然又要增加不少，估算應(yīng)該高出200元左右。顯示屏：液晶顯示屏的成本也不是很高，一塊26萬色的26.0034.00毫米的顯示屏成本一般不到200元。6萬色同等尺寸的還要便宜些，顯示分辨率的高低也會關(guān)系到它的費用的高低，但主要還是看其材質(zhì)和屏幕大小。觸摸屏的費用則要更高一些。電池：原裝電池一般幾十至百元不等，而非原廠的電池一般為十幾元到幾十元不等，從質(zhì)量上也比原裝電池相差甚遠，質(zhì)量上最接近

20、原廠電池的一些品牌電池售價通常為60元左右，由此判斷，原裝電池的成本應(yīng)該不會超過50元。不同容量的電池價格也不一樣。硬性成本的高低也會與生產(chǎn)廠商的實力有關(guān)系，因為大的生產(chǎn)廠商內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)鏈可以大大減少生產(chǎn)和采購的成本，拿三星為例：作為一家上下游一體化的廠商，大部分元器件均可以在集團內(nèi)部采購，大大降低了制造成本。硬性成本的變化幅度很小，尤其是大廠商，因為大廠商的原材料的供貨渠道應(yīng)該比較穩(wěn)定，就算有比較大的變化，結(jié)算到單個手機上，變化也微乎其微。2.軟性的成本軟性的費用是影響手機價格的最大因素，它一般包括：前期開發(fā)的費用：前期開發(fā)的費用是廠商生產(chǎn)手機成本費用的最大開支，開發(fā)一款新機型少的要幾百萬元，

21、多則可以上千萬，但是這個成本要平均分到每一部售出的手機上，所以銷售量越大，單部手機所包含的開發(fā)費用就越便宜，到一定階段，開發(fā)消耗的資金都回籠了，這個費用在單部手機的成本就變成了零。打個比方：某公司開發(fā)一個新機型花費700萬元，產(chǎn)品上市，單部手機包含開發(fā)費用200元，一段時間后，手機銷售出了3.5萬部，那么從這個單一成本計算，回籠資金是500萬，那么下一階段，公司定價就可以定在單個開發(fā)費用為100元，這樣手機就降價了，然后再過一階段，又銷售出了2萬部，那么這樣公司的這筆開支全部收回，再做定價時，也許前期開發(fā)的費用就不會計在成本之內(nèi)了，所以手機就會更便宜。市場推廣的費用：市場推廣同樣需要大量的人力

22、物力，這也是一筆較大的開支，單以媒體宣傳來講，要使新產(chǎn)品有一定知名度，選擇有影響力的媒體做宣傳，開支絕對不扉。但是這筆費用同前期開發(fā)費用相似，到一定程度也會大幅度的降低，同時帶來的也是手機的降價。生產(chǎn)和管理的費用：手機的生產(chǎn)和管理的費用相對較為穩(wěn)定，這筆費用應(yīng)該與手機的生產(chǎn)量有關(guān)，一個比較成功的機型在市場的銷售情況肯定會經(jīng)歷平淡火爆平淡這樣一個過程。在這個過程中,手機的產(chǎn)量也會隨市場需求呈現(xiàn)出：低產(chǎn)高產(chǎn)低產(chǎn)的階段，產(chǎn)量高時的生產(chǎn)和管理的費用應(yīng)該相對較低，產(chǎn)量低或間斷性的生產(chǎn)時生產(chǎn)和管理的費用應(yīng)該相對較高，但是作為一項必要的開支，平均在單部手機上的成本應(yīng)該很低，而且應(yīng)該不會有太大的波動。廠商的利

23、潤：有資料上說一般為80左右元，但通過手機促銷員了解到廠商的利潤會高于者個數(shù)，或者成倍。渠道的利潤：這筆費用是消費者無法避免的，通常買手機花在這個方面的錢需要100300元不等。貿(mào)易商的吞吐量大的時候，可能會低一些。還有就是不同的渠道，價錢肯定也會不同。這筆費用也會取決在貿(mào)易商與廠家的關(guān)系，貿(mào)易商與銷售商的關(guān)系。銷售的費用：這個就是商家的利潤了，一般是越高端的手機，利潤越大，價格低的手機相對利潤會小。這個費用的變化很頻繁，薄利多銷，供不應(yīng)求，供大于求，脫銷，促銷等，很多因素都可以影響到它，但是幅度不會很大。稅：這筆費用一般都會轉(zhuǎn)嫁給消費者，通常是手機價格的 5 % 。以上主要是給大家做個參考，

24、消費者應(yīng)該好好看看，對手機性價比有一個衡量的標尺，給自己心儀的手機粗略估價，一般手機的價格的底限是硬性成本的價格再加上200到300元左右，那時候是購買的最佳時機！再等的話，手機就會停產(chǎn)了。30萬像素與百萬像素成本僅差不到50元據(jù)一位知情人士透露，每部手機的成本主要包括主板、附件、售后服務(wù)、市場推廣等方面。其中300萬像素手機主板的最低成本在400元左右，130萬像素手機主板的最低成本在440元左右，附件的最低成本在150元左右，售后服務(wù)成本在30元左右，市場推廣成本在40元左右。此外，如果是貼牌生產(chǎn)的廠家，還需要向代工廠支付每臺30元左右的代加工費用。如此算來，30萬像素的拍照手機與130萬

25、像素的拍照手機，其成本僅相差了40元的主板費用?！拔疫@里所說的成本是指所有品牌的成本，包括國產(chǎn)品牌和合資品牌，兩者的價格差別實際上只是品牌價值的差別?！睋?jù)他透露，雖然諾基亞、摩托羅拉等合作品牌有自己的手機主板生產(chǎn)線，但其主板成本價不會高出太多。國產(chǎn)手機功能相似源于生產(chǎn)過度集中據(jù)介紹，不僅各品牌手機的成本價格相差不大，絕大多數(shù)國產(chǎn)手機都是由國內(nèi)的四家代工廠生產(chǎn)的，其中3家在深圳、1家在上海。同時，多數(shù)國產(chǎn)手機的主板也是由一家生產(chǎn)商所提供的。而這些正是國產(chǎn)手機功能相似的真正原因。主流產(chǎn)品零售價格有望逼近成本線據(jù)了解，目前手機市場上的主流產(chǎn)品是130萬像素MP3產(chǎn)品，其中合資品牌的市場售價在1200

26、元至2000元之間，國產(chǎn)品牌的市場售價在800元至1500元之間，而且價格一直在降低。一直宣稱不會參與手機價格戰(zhàn)的諾基亞，也挺不過國產(chǎn)手機的降價挑釁，提早將其200萬像素的新品手機上市，并且一改操作常規(guī)，在還沒有最終定下市場價格的時候，就先以特價機的身份上市，并在千元以內(nèi)限量試銷.2 模具制造的基本要求和特點2.1 模具制造的要求在模具生產(chǎn)中，除了正確進行模具設(shè)計，采用合理的模具結(jié)構(gòu)外，還必須以先進的模具制造技術(shù)作為保證。制造模具時，應(yīng)滿足以下要求： （1）、制造精度高 為了生產(chǎn)合格的產(chǎn)品和發(fā)揮模具的作用，設(shè)計、制造的模具必須有較高的精度。模具的精度主要是由模具零件精度和模具結(jié)構(gòu)的要求來決定的

27、。（2）、使用壽命長 模具是比較昂貴的工藝裝備，其使用壽命長短直接影響產(chǎn)品成本的高低，因此，除了小批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制等特殊情況外，一般都要求模具有較長的使用壽命，在大批量生產(chǎn)的情況下，模具的使用壽命更加重要。（3）、制造周期短 模具制造周期的長短主要取決于制模技術(shù)和生產(chǎn)管理水平的高低，為了滿足生產(chǎn)需要，提高產(chǎn)品競爭能力，應(yīng)該在保證質(zhì)量的前提下盡量縮短模具的制造周期。 （4）、模具成本低 模具成本與模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具材料、制造精度要求及加工方法等有關(guān)，必須根據(jù)制品要求合理設(shè)計模具和制訂其加工工藝。上述四項指標是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的，在設(shè)計與制造模具時，應(yīng)根據(jù)實際情況作全面考慮，即在保證制

28、品質(zhì)量的前提下，選擇與制品生產(chǎn)量相適應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)和制造方法，使模具成本降低到最低。 2.2 模具制造的特點模具制造屬于機械制造范疇，但與一般機械制造相比，它有許多特點： （1）、單件生產(chǎn) 用模具成型制品時，每種模具一般只生產(chǎn)12副,所以模具制造屬于單件生產(chǎn).每制造一副模具,都必須從設(shè)計開始,制造周期較長。 （2）、制造質(zhì)量要求高 模具制造要求加工表面質(zhì)量好.一般來說,模具工作部分制造公差應(yīng)控制在0.01mm左右；工作部分的表面粗糙度Ra要求小于0.8m。 （3）、形狀復(fù)雜 模具的工作部分一般都是二維或三維復(fù)雜曲面，而不是一般機械的簡單幾何體。 （4）、材料硬度高 模具實際上相當(dāng)于一種機械加工工

29、具，硬度要求高，一般用淬火工具鋼或硬質(zhì)合金等材料，采用傳統(tǒng)的機械加工方法制造是十分困難的。2.3 模具制造的工藝過程1、分析估算 在制造模具時，首先要根據(jù)制品零件圖樣或?qū)嵨锓治鲅芯坎捎檬裁礃拥某尚头桨?、確定模具套數(shù)、模具結(jié)構(gòu)及主要加工方法，然后估算模具費用及使用期等。2、模具設(shè)計經(jīng)過工藝分析，后進行模具設(shè)計。 （1）、裝配圖設(shè)計 模具設(shè)計方案及結(jié)構(gòu)確定后，就可繪制裝配圖。 （2）、零件圖設(shè)計 根據(jù)裝配圖拆繪零件圖，使其滿足裝配關(guān)系和工作要求，并注明尺寸、公差、表面粗糙度等技術(shù)要求。 （3）、零件加工 每個需要加工的零件都需要按照圖樣制定其加工工藝，然后分別進行毛坯準備、粗加工、半精加工、熱處理

30、及精加工或修研拋光等工序。3、裝配調(diào)整裝配就是將加工好的零件組合在一起構(gòu)成一副完整的模具。除緊固定位用的螺釘和銷釘外，一般零件在裝配過程中仍需一定的人工修整或機械加工。4、試模裝配調(diào)整好的模具，需要安裝到機器設(shè)備上進行試模。檢查模具運行是否正常，所得到的制品是否符合要求。如有不符合要求的則必須拆下模具加以修正，然后再次試模，直到能夠正常運行并能加工出合格的制品。其工藝流程如下圖：分析制件、工藝資料設(shè)計型腔數(shù)目與布局設(shè)計分型面設(shè)計成型零件結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計澆注系統(tǒng)形式及尺寸設(shè)計冷卻系統(tǒng)設(shè)計頂出系統(tǒng)設(shè)計模具裝配結(jié)構(gòu)繪制模具裝配圖與零件圖制件設(shè)計模具結(jié)構(gòu)二維設(shè)計工藝準備模具成型零件三維建模數(shù)控加工編程成

31、型零件數(shù)控加工其他模具零件加工模具裝配 圖2.1 圖2.2 傳統(tǒng)的塑料模具制造工藝流程 傳統(tǒng)的塑料模具設(shè)計流程圖中可看出，這種制造工藝路線是典型的串行路線，由于流程中各步驟的相互制約性較大，因而生產(chǎn)周期較長。對于塑料模具中最核心的成型零件，即要進行詳細的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計與繪圖，又要對各個零件分別進行三維實體建模，以便于數(shù)控加工程序的編制，非常費力耗時，同時，還容易造成加工數(shù)據(jù)與設(shè)計的不統(tǒng)一，增加了產(chǎn)生廢品的機率。2.4 基于Pro/E Wildfire的塑料模具設(shè)計與制造流程Pro/Moldesign是Pro/E Wildfire 系統(tǒng)中的一個可選擇性的模塊，提供了方便實用的三維壞境下塑料模具設(shè)計

32、與分析工具。利用這些工具，我們可以由塑料制品的三維實體模型建立起模具裝配模型，設(shè)計分型面、澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，生成模具成型零件的三維實體模型，從而方便且準確地完成塑料模具核心部分的設(shè)計工作，再利用Pro/E Wildfire系統(tǒng)的布局及裝配模塊，我們還可以進行模具的頂出系統(tǒng)和三維總裝配設(shè)計，并總終利用工程圖模塊生成二維工程圖。Pro/Moldesign模塊還提供了一個模具設(shè)計過程中非常實用的分析檢測功能，其中包括拔模檢測、厚度檢測、分型面檢測、投影面積計算、充模仿真、開模仿真、干涉檢測等。在模具設(shè)計過程中適當(dāng)應(yīng)用這些分析檢測功能，可使模具設(shè)計更為合理，準確且能避免設(shè)計中不必要的重復(fù)勞動。利用P

33、ro/E Wildfire的塑料模具設(shè)計基本流程如下：制件三維實體設(shè)計用參才零件和工件建立模具裝配模型設(shè)置收縮率對參考零件進行開模檢測和厚度檢測設(shè)計冷卻系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計分型面零件是否需要改動拆模，生成模具成型零件三維模型充模仿真，生成零件三維模型生成二維工程圖頂出系統(tǒng)及總裝配設(shè)計使用塑料顧問進行流動及增充分析開模仿真及干涉檢測修改參考零件YN圖2.3基于Pro/E Wildfire的塑料模具設(shè)計基本流程使用Pro/E Wildfire設(shè)計塑料模具，使模具的整個制造過程可以采用并行的工藝路線，如下圖所示：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計制件三建模模具成型零件三維設(shè)計電極三維設(shè)計電極數(shù)控編程成型零件數(shù)控編程生成成

34、型零件工程圖裝配數(shù)控加工其他模具零件加工圖2.4 現(xiàn)代模具制造流程采用這種制造方法，能大大縮短模具的設(shè)計制造周期，而且模具的設(shè)計與制造都是建立在一個統(tǒng)一的幾何模型之上，保證了模型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和正確性。隨著CAD/CAM技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用及數(shù)控加工機床的普及，這種設(shè)計制造工藝路線一定會日漸顯示出其優(yōu)越性，并被更加廣泛地應(yīng)用于模具制造領(lǐng)域。2.5 模具零件的主要加工方法模具零件絕大多數(shù)是金屬材料，主要的加工方法有機械加工、特種加工和表面加工等。(1)、機械加工 機械加工即傳統(tǒng)的切削與磨削加工與現(xiàn)代數(shù)控機床加工，是模具制造不可缺少的一種重要加工方法。即使采用其他方法加工制造模具，機械加工也常作為零

35、件粗加工和半精加工的主要方法。機械加工的主要特點是加工精度較高、生產(chǎn)效率較高，而且用相同的設(shè)備和工具能夠加工出各種形狀和尺寸的工件。但是，用機械加工方法加工形狀復(fù)雜的工件時，其加工速度很慢，高硬度材料更難以加工。(2)、特種加工 特種加工是有別于傳統(tǒng)機械加工的加工方法，例如電加工。從廣義上講，特種加工是指那些不需要用比工件更硬的工具，也不需要在加工過程中施加明顯的機械力，而是直接利用電能、聲能、光能、化學(xué)能等來除去工件上多余部分，以達到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。其中包括電火花成形加工、電火花線切割加工、超聲波加工、激光加工、化學(xué)腐蝕等。(3)、塑性加工 塑性加工主要是指冷擠壓制

36、模法，即將淬火過的成形模強力壓入未進行硬化處理的模坯中，使成形模的形狀覆印在被壓的模坯上，制成所需的模具。這種成型方法具有不需要型面精加工，制模速度快，可以制成各種復(fù)雜型面的模具等優(yōu)點。(4)、鑄造加工 對于一些精度和使用壽命要求不高的模具，可以采用方便的鑄造法快速成形。但模具材質(zhì)較軟，耐熱性差，所以模具壽命短，多用于試制和小批量生產(chǎn)。(5)、焊接加工 焊接法制模是將加工好的模塊焊接在一起，形成所需的模具。這種方法與整體加工相比，加工簡單、尺寸大小不受限制，但精度難以保證，易殘留熱應(yīng)變及內(nèi)部應(yīng)力，主要用于精度要求不高的大型模具的制造。 (6)、數(shù)控加工 數(shù)控加工是利用數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)完成模具

37、零件的加工。根據(jù)零件圖以及工藝要求等原始條件編制數(shù)控加工程序，輸入數(shù)控系統(tǒng)，然后控制數(shù)控機床中刀具的運動，以完成零件的加工。數(shù)控機床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、加工中心加工等；在塑性加工中有數(shù)控沖床加工、彎管加工等；在特種成形中則有數(shù)控電火花加工、數(shù)控線切割加工、數(shù)控激光加工等。2.6 簡單介紹本次設(shè)計基本過程及特點手機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的關(guān)鍵，這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào)，更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴漆、噴繪、模具設(shè)計制造等各個方面。手機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計牽扯知識范圍十分廣泛，主要有：1、材料選用；2、表面處理；3、加工手段；4、包裝裝潢。這些知識的運用直接影響著手機產(chǎn)品的

38、外觀形象的變化?？梢哉f設(shè)計者水平的高低決定了產(chǎn)品的生命力和產(chǎn)品檔次的高低，高檔次產(chǎn)品不一定是高造價。1)、要評審造型設(shè)計是否合理可靠。主要包括制造方法，塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、結(jié)構(gòu)強度等是否合理。 2)、根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實現(xiàn)。包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外殼的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇等。 3)、確定產(chǎn)品功能是否能實現(xiàn)。 4)、進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、確定每個零件的制造工藝。5)、結(jié)構(gòu)設(shè)計要盡量減小模具設(shè)計和制造的難度，提高注塑生產(chǎn)的效率，最小限度的降低模具成本和生產(chǎn)成本。 6)、確定整個產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、檢測手段，以保證產(chǎn)品的可靠性。3、塑料的分類及選材塑料的種類很多，分類的方式也很多

39、，常用的分類方法有以下兩種：3.1 根據(jù)塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)和性能分類(1)、熱塑性塑料 這種塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)是線型或支鏈型結(jié)構(gòu)。它在加熱時可塑成一定形狀的塑件，冷卻后保持已定型的形狀。如再次加熱，又可軟化熔融，可再次塑制成一定形狀的塑件，如此可反復(fù)多次。在塑料加工中產(chǎn)生的邊角料及廢品可以回收后重新利用。常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯等。 (2)、熱固性塑料 這種塑料在受熱初分子為線型結(jié)構(gòu)，具有可塑性和可溶性，可塑件成為一定形狀的塑件。當(dāng)繼續(xù)加熱時，線型高聚物分子主鏈間形成交聯(lián)，分子呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子最終變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)，變得極不熔融，不溶

40、解，塑件形狀固定不再變化。在其成形過程中，既有物理變化又有化學(xué)變化，所以加工中的邊角料和廢品不可再回收利用。熱固性塑料有憂憤全塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、有機硅塑料、硅酮塑料等幾種。3.2 根據(jù)塑料性能及用途分類3.2.1塑料性能及分類（1）、通用塑料 這類塑料是產(chǎn)量大、用途廣、價格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大品種，它們的產(chǎn)量占塑料總產(chǎn)量一半以上，構(gòu)成了塑料工業(yè)的主體。（2）、工程塑料 這類塑料是指在工程技術(shù)中用作結(jié)構(gòu)材料的塑料。除具有較高的機械強度外，這類塑料還具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、自潤滑性及尺寸穩(wěn)定性等。它們具有某些金屬特性，因而現(xiàn)在越來

41、越多地代替金屬來做某些機械零件。目前常用的工程塑料包括聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS、聚砜、聚苯醚、聚四氟乙烯等。 （3）、增強塑料 在塑料中加入玻璃纖維的填料作為增強塑料，以進一步改善塑料的力學(xué)性能和電性能，這種新型的復(fù)合材料通常稱為增強塑料。它具有優(yōu)良的力學(xué)性能，強度和剛度比其它塑料高。 （4）、特殊塑料 特殊塑料指具有某些特殊性能的塑料。如氟塑料、有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)磁塑料、導(dǎo)熱塑料以及為某些專門用途而改性得到的塑料。3.2.2 手機零件材料選擇1、選材途徑早期的手機外殼主要用金屬框，如愛立信早期產(chǎn)品388，不但耐摔，抗震性也大為增加，而且使用戶至今懷念那種厚重的沉甸甸的

42、感覺。隨著手機的發(fā)展，輕巧成為人們的摯愛，但是，金屬框的“質(zhì)量”制約了手機的發(fā)展，于是新的外殼材料應(yīng)運而生，ABS合成塑料以其很好的抗震性、密封性，很高的機械強度，耐化學(xué)腐蝕和拿在手上的質(zhì)感受到人們的青睞。以ABS合成塑料作外殼的手機風(fēng)靡一時，成為了年輕一族裝點手機炫耀個性的首選，他們鐘愛塑料外殼的透視感，寵愛塑料無限的色彩變幻，因為這代表著他們多彩而無拘束的生活，也是他們能成為都市人流中閃爍亮點的重要標志。2、選擇材料根據(jù)現(xiàn)在手機外殼使用特性所提出的要求，本手機所選用的材料為ABS：丙烯睛丁二烯苯乙烯三元共聚物，其材料性能如下：1）、抗化學(xué)物、油、汽油和油脂的腐蝕。2）、機械強度高、硬度大。

43、3）、在高溫下,能保持機械的和化學(xué)性能不變。4）、耐疲勞性和沖擊性。4. 產(chǎn)品及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算4.1 手機形狀及尺寸選擇手機尺寸的選擇應(yīng)考慮的問題主要有：手機尺寸大小、通過計算得出合理上下殼壁厚、合理安排鍵盤、屏幕、聽筒的位置，及相應(yīng)形狀和大小，以求美觀、大方、個性、實用等特點。本手機設(shè)計采用直板外形，給人以輕盈，簡潔，實用的感覺，初步設(shè)定尺寸，長為105mm寬為50mm，上下殼壁厚為1mm，手機厚度為14mm。 圖4.1手機上殼4.2手機零件造型裝配及二維工程圖PRO/E Wildfire簡體中文版的用戶界面十分簡潔、易用，但用戶在開始實際操作之前，有必要首先熟悉下它的界面組成，菜單命令

44、，工具欄按鈕，導(dǎo)航區(qū)，用戶設(shè)置等內(nèi)容，這將會大大提高設(shè)計工作的效率和質(zhì)量。（1） 建立新文檔1選擇“文件”“新建”命令打開“新建”對話框在“類型”選項組中選擇要創(chuàng)建的文件類型“零件”再從類型選項組中選擇實體子類型2 在“名稱”文本框中輸入新的文件名，單擊“確定”按鈕進入零件模塊用戶工作界面（2） 拉伸手機實體1單擊“拉伸”按鈕進入創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面隱藏坐標系2單擊左下角放置按鈕，在彈出的快捷菜單中選擇“定義”命令，打開草繪對話框。3選擇基準平面FRONT為草繪平面，基準平面RIGHT為右參照平面，單擊草繪進入草繪器。4單擊“矩形”命令，繪制長105寬為50的矩形，選擇“盲孔”，在深度值輸

45、入8，回車，單擊“確定”按鈕，拉伸完成。（3）對拉伸實體進行倒角1單擊“倒圓角”按鈕，在左下角輸入倒角半徑1，選擇105*50表面的四條邊；2 單擊“確定”按鈕完成倒圓角（4）對拉伸實體進行倒圓角1單擊“倒圓角”按鈕 2 選擇高為8的四條邊，在左下角輸入倒角半徑5，回車；3 按“確定”鍵完成倒圓角（5）對拉伸實體進行抽殼，初步行成手機殼外形1單擊“抽殼”按鈕或選擇“插入”“殼”命令進入創(chuàng)建特征的操作界面2 選擇一個105*50的面為刪除面 3 修改厚度值為14 單擊“確定”按鈕完成抽殼（6）用拉伸剪切制做手機聽筒1單擊“拉伸”按鈕或選擇“插入”“拉伸”命令進創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面2 單擊左下

46、角放置按鈕，在彈出的快捷菜單中選擇“定義”命令，打開草繪對話框。3 選擇基準平面FRONT為草繪平面，默認基準平面RIGHT為右參照平面點擊草繪進入草繪界面。4 將聽筒定位并畫出，單擊“確定”按鈕退出草繪器，選擇“去除材料類型”，輸入深度值為1，方向為“反向”單擊“確定”按鈕。（7）用拉伸的去除材料命令做手機屏幕1單擊“拉伸”按鈕，進入創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面2 單擊左下角的“放置”命令打開“草繪”對話框。3 選擇基準面FRONT為草繪平面，基準平面RIGHT為右參照平面，單擊“確定”進入草繪器繪制矩形長為40高為40的矩形。4 用倒圓角命令將四個角倒出半徑為1的四個圓角；5 選擇“從草繪平面

47、以指定的深度值拉伸深度類型”，在其后側(cè)的深度文本框中輸入深度1，選擇“去除材料”按鈕，單擊“確定”按鈕完成。（8）用拉伸剪切做出上鍵盤位置1單擊“拉伸”按鈕進入創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面，單擊“去除材料”，在“從草繪平面以指定的深度值拉伸”中輸入12 點擊左下角“放置”命令，在彈出的快捷菜單中選擇“定義”命令打開草繪對話框。3 選擇手機殼的上表面作為草繪平面，單擊“草繪”按鈕進入草繪狀態(tài)然后選擇基準平面F1和F2作為參照平面。單擊工具欄上的“通過3點或通過在其端點與圖無相切來創(chuàng)建弧”按鈕，和“創(chuàng)建2點線”按鈕繪制如圖中的形狀在工具欄中點擊“繼續(xù)當(dāng)前部分”按鈕接著在工具欄中點擊“建造特征”，則完成

48、特征（9）用拉伸剪切做出下鍵盤孔1用做上鍵盤的方法做出左上角的第一個按鈕。2 單擊所生成的特征在工具欄中選擇“陣列工具”按鈕點擊工具欄中的尺寸，選擇第一陣列尺寸，修改為15，陣列成員數(shù)輸入框中輸入3，然后選擇第二陣列尺寸，輸入7，陣列數(shù)量為4，點擊“建造特征”按鈕則生成陣列特征。（10）用剪切拉伸做出手機話筒1點擊工具欄中的“拉伸工具”按鈕，進入創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面。2 在背景上單擊鼠標右鍵在彈出的快捷菜單中選擇“定義內(nèi)部草繪”命令打草繪對話框。3 選擇基準平面FRONT為草繪平面，基準平面RIGHT為右參照平面單擊鼠標中鍵進入草繪器。4 在草繪圖中準確定位，選擇“圓命令”繪制直徑為1的小

49、圓。5 單擊“確定”按鈕退出草繪器，選擇“去除材料”按鈕，輸入深度值為1，單擊“確定”，完成話筒的剪切拉伸。（11）用剪切拉伸做出手機充電插口及數(shù)據(jù)接口1單擊“拉伸”按鈕，進入創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面2 在背景上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“定義內(nèi)部草繪”命令打開“草繪”對話框3 選擇基準面手機底部為草繪平面基準平面RIGHT為右參照平面單擊“確定”進入草繪器。4 根據(jù)尺寸定位，并畫出充電插口及數(shù)據(jù)接口，單擊“確定”按鈕退出草繪器； 5 選擇“從草繪平面以指定的深度值拉伸類型”，在其右側(cè)的深度文本框中輸入1，選擇“去除材料”單擊“確定”按鈕，完成剪切拉伸。（12）用拉伸做出手機上蓋與下

50、蓋的連接螺孔部分1單擊“拉伸”按鈕，進入創(chuàng)建拉伸特征用戶工作界面2 點擊左下角“放置”命令，在彈出的快捷菜單中選擇“定義”命令打開草繪對話框3 選擇背面為草繪平面基準平面RIGHT為右參照平面單擊“草繪”進入草繪器4 按其尺寸和基準繪制圖形5 單擊“確定”按鈕退出草繪器旋轉(zhuǎn)模型到3D視角6 選擇“從草繪平面以指定的深度值拉伸”類型，在其右側(cè)的深度文本框中輸入7，單擊“確定”按鈕完成拉伸。至此手機上殼零件設(shè)計完成如圖所示：圖4.2 手機上蓋 圖4.3手機上蓋工程圖4.3 模具材料的選擇塑料模在一定溫度下工作，并承受一定的壓力，有時還會受到劇烈的磨擦和腐蝕，所以要求所選用的材料，應(yīng)具備如下性能：1

51、、要具有高的表面硬度和耐磨性，以抵抗壓縮料的壓力和磨損。2、要有足夠的強度和韌性，防止模具工作中的塑性變形和提高耐沖擊性。3、要有良好的切削加工性能。4、熱處理后變形要小5、要有一定的耐熱性和耐腐蝕性。6、采用的材料應(yīng)便于拋光。塑料模的工作零件包括凹模型芯，凸模型芯，成形鑲件，成形推桿等。在選擇這些零件時，一定要使用具有高耐磨，高強度，高韌性并便于加工及抗腐蝕性好的材料，其選用方法可參見下表所示：零件名稱工作條件選有材料型芯，凸模型腔板，鑲件，凹模，螺紋型芯，螺紋型環(huán)成形推桿用于產(chǎn)量不太大的熱塑性注射?；蛐螤詈唵?，要求不高的型腔45用于有鏡面要求的熱塑性塑料注射模Y55CrNiMnMoV(SM

52、1)用于熱固性塑料模，小型芯，鑲件T10A 9Mn2V CrWMn Cr12 7CrSiMnMoV (CH)型芯凸模，型腔板，鑲塊，凹模螺紋型芯螺紋型環(huán)成形推桿用于形狀復(fù)雜，要求熱處理變形小的型腔，型芯或鑲件和增強塑料成形的模具CrWMn 9Mn2V Cr12 Cr4W2MoV 20CrMnMo 20CrMnTi用于高耐磨，高強度和韌性的大型型芯，型腔5CrMnMo 40CrMnMo型芯凸模，型腔板，鑲塊，凹模螺紋型芯螺紋型環(huán)成形推桿用于形狀復(fù)雜，要求耐腐蝕的高精度型腔和型芯3Cr2W8V 38CrMoA1A用于形狀復(fù)雜，精度要求較高產(chǎn)量大的熱塑性塑料注射模8Cr2MnWMoVS 5CrNiM

53、nMoVSCa(5NiSCa) Y20CrNi3AmnMo(SM2)通過查表模具材料選用45鋼表4.14.4 模具成形方法4.4.1 熱塑性復(fù)合材料的特殊性能（1）、密度小、強度高 熱塑性復(fù)合材料的密度為1.11.6g/cm3，僅為鋼材的1/51/7，比熱固性玻璃鋼輕1/31/4。它能夠以較小的單位質(zhì)量獲得更高的機械強度。（2）、性能可設(shè)計性的自由度大 熱塑性復(fù)合材料的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能，都是通過合理選擇原材料種類、配比、加工方法、纖維含量和鋪層方式進行設(shè)計。由于熱塑性復(fù)合材料的基體材料種類比熱固性復(fù)合材料多很多，因此，其選材設(shè)計的自由度也就大得多。 （3）、耐化學(xué)腐蝕性 復(fù)合材料的

54、耐化學(xué)腐蝕性，主要由基體材料的性能決定，熱塑性樹脂的種類很多，每種樹脂都有自己的防腐特點，因此，可以根據(jù)復(fù)合材料的使用環(huán)境和介質(zhì)條件，對基體樹脂進行優(yōu)選，一般都能滿足使用要求。（4）、電性能 一般熱塑性復(fù)合材料都具有良好的介電性能，不反射無線電電波，透過微波性能良好等特點。由于熱塑性復(fù)合材料的吸水率比熱固性玻璃鋼小，故其電性能優(yōu)于后者。在熱塑性復(fù)合材料中加入導(dǎo)電材料后，可改善其導(dǎo)電性能，防止產(chǎn)生靜電。（5）、廢料的回收利用 熱塑性復(fù)合材料可重復(fù)加工成型，廢品和邊角余料能回收利用，不會造成環(huán)境污染。4.4.2 成形方法由于熱塑性復(fù)合材料有很多優(yōu)于熱固性玻璃鋼的特殊性能，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，從國外的

55、應(yīng)用情況分析，熱塑性復(fù)合材料主要用于車輛制造工業(yè)、機電工業(yè)、化工防腐及建筑工程等方面。例如：齒輪，軸承，把手，管道，電機外殼，手機外殼等。所以本次設(shè)計選擇注射成型工藝。4.4.3 注射成型的優(yōu)點注射成型是熱塑性復(fù)合材料的主要生產(chǎn)方法，應(yīng)用最廣。其優(yōu)點是：成型周期短，能耗小，產(chǎn)品精度高，一次可成型開關(guān)復(fù)雜及帶有嵌件的制品，生產(chǎn)效率高。缺點是不能生產(chǎn)纖維增強復(fù)合材料制品和對模具質(zhì)量要求較高。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，注射成型的最大產(chǎn)品為5kg，最小到1g，這種方法主要用來生產(chǎn)各種機械零件，建筑制品，家電殼體，電器材料，車輛配件等。4.4.4 注射模成形塑件制品的優(yōu)點1）、注射成型工藝可由機床自動按照一定程序來完成，便于實現(xiàn)