手机外壳塑料模具设计
手机外壳塑料模具设计[20200123185846]
日期： 2012年10月15日 【摘要】
塑料模具，是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。
本课题便是通过对手机外壳的设计，对手机外壳的材料、结构、性能加工等的方面进行介绍，让自己对塑料模具有更深层次的认识，对塑料模具有概括性的了解，并通过对手机外壳塑料模具的研究，做到实践与理论相结合，让自己在学校学到的理论知识运用到实际中。
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关键字:】手机、塑料模具、设计
引言 1
一、制件分析 2
(一)手机外壳分析 2
(二)材料的选择及性能 2
二、模具制造 4
(二)模具加工精度的确定 4
(二)模具结构分析 4
(三)浇注系统设计 5
(四)成型零部件设计 9
(五)脱模机构设计和脱模力的计算 11
(六)侧壁厚度、底板厚度的计算 11
(七)复位机构与导向机构设计 13
(八)塑模温控系统设计 13
三、注射机的选择 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
塑料模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。
一般塑料模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。
模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。
一、制件分析
(一)手机外壳分析
图1-1 手机外壳外形图
在进行手机外壳注塑模具设计之前，首先对制品图及形状结构分析，其内容主要包括以下几个方面：
1. 手机外壳见图1-1。制品的几何形状,平均壁厚为1.0mm，属轻质薄壁制品。
2. 制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本次塑料制品的尺寸按4级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1～2级。
3. 制品的脱模斜度：脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。本设计采用1°脱模斜度。
4. 4.根据产品的形状和结构特点，本次设计中，流道形式采用非平衡式，上壳采用侧浇口进胶，下壳采用针点式浇口进胶。
(二)材料的选择及性能
ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种化学单体合成。
每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。
ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。
ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的ABS材料。
ABS具有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之在性能上存在较大差异，因此以下的试验数据仅供参考。
1. 物理力学性能
ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降（见表1-1）
表1-1 ABS的主要性能指标
力 学 性 能 屈服强度/Mpa 50 热性能及电性能 玻璃化温度/C
拉伸强度/Mpa 38 熔点（粘流温度）/C 130—160
断裂伸长率/% 35 热变形温度/C 45 N/cm3 180 N/cm3 90—108
83—103
拉伸弹性模量/Gpa 1.8 线膨胀系数/（10-5/C） 7.0
弯曲强度/Mpa 80 比热容/ 1470
弯曲弱性模理/Gpa 1.4 热导率/ 0.263
件质量冲击强度/kJ/m2 无缺口 缺口 261 燃烧性/（cm/min） 慢
11 体积电阻/Ω*cm 6.9*1016
布氏硬度/HBS 9.7R121 击穿电压/（kV/mm）
物理性能 密度/（g/cm3） 1.02—1.16 吸水性/%（24h） 0. 2—0.4
比体积/（cm2/g） 1.02—1.06 透明度或透光率 不透明
2. 其他性能
ABS聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定；ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀；ABS聚合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故；ABS是一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工；ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体，虽然ABS的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感，因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性；ABS的热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向；ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范围，成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在成型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到0.2%左右。
3. ABS制品的后处理
一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对ABS的熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在60—80℃对一般制品可控制在50-60℃。
日期： 2012年10月15日 【摘要】
塑料模具，是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。
本课题便是通过对手机外壳的设计，对手机外壳的材料、结构、性能加工等的方面进行介绍，让自己对塑料模具有更深层次的认识，对塑料模具有概括性的了解，并通过对手机外壳塑料模具的研究，做到实践与理论相结合，让自己在学校学到的理论知识运用到实际中。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】手机、塑料模具、设计
引言 1
一、制件分析 2
(一)手机外壳分析 2
(二)材料的选择及性能 2
二、模具制造 4
(二)模具加工精度的确定 4
(二)模具结构分析 4
(三)浇注系统设计 5
(四)成型零部件设计 9
(五)脱模机构设计和脱模力的计算 11
(六)侧壁厚度、底板厚度的计算 11
(七)复位机构与导向机构设计 13
(八)塑模温控系统设计 13
三、注射机的选择 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
塑料模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。
一般塑料模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。
模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。
一、制件分析
(一)手机外壳分析
图1-1 手机外壳外形图
在进行手机外壳注塑模具设计之前，首先对制品图及形状结构分析，其内容主要包括以下几个方面：
1. 手机外壳见图1-1。制品的几何形状,平均壁厚为1.0mm，属轻质薄壁制品。
2. 制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本次塑料制品的尺寸按4级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1～2级。
3. 制品的脱模斜度：脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。本设计采用1°脱模斜度。
4. 4.根据产品的形状和结构特点，本次设计中，流道形式采用非平衡式，上壳采用侧浇口进胶，下壳采用针点式浇口进胶。
(二)材料的选择及性能
ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种化学单体合成。
每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。
ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。
ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的ABS材料。
ABS具有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之在性能上存在较大差异，因此以下的试验数据仅供参考。
1. 物理力学性能
ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降（见表1-1）
表1-1 ABS的主要性能指标
力 学 性 能 屈服强度/Mpa 50 热性能及电性能 玻璃化温度/C
拉伸强度/Mpa 38 熔点（粘流温度）/C 130—160
断裂伸长率/% 35 热变形温度/C 45 N/cm3 180 N/cm3 90—108
83—103
拉伸弹性模量/Gpa 1.8 线膨胀系数/（10-5/C） 7.0
弯曲强度/Mpa 80 比热容/
弯曲弱性模理/Gpa 1.4 热导率/
件质量冲击强度/kJ/m2 无缺口 缺口 261 燃烧性/（cm/min） 慢
11 体积电阻/Ω*cm 6.9*1016
布氏硬度/HBS 9.7R121 击穿电压/（kV/mm）
物理性能 密度/（g/cm3） 1.02—1.16 吸水性/%（24h） 0. 2—0.4
比体积/（cm2/g） 1.02—1.06 透明度或透光率 不透明
2. 其他性能
ABS聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定；ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀；ABS聚合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故；ABS是一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工；ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体，虽然ABS的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感，因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性；ABS的热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向；ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范围，成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在成型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到0.2%左右。
3. ABS制品的后处理
一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对ABS的熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在60—80℃对一般制品可控制在50-60℃。
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