手机外壳造型设计.docx

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手机外壳造型设计

黄冈职业技术学院

毕业设计说明书

课题名称手机外壳造型设计

系别机电工程系

专业数控技术

班级05数控七班

姓名陈斌斌

学号*******718

指导教师李广坤

起讫时间：

　2007年　10月　15日～2007年　11月　20日（共5周）

【摘要】通过对手机及其注塑工艺的正确分析，参考了许多参考资料，以Pro/ENGINEERWildfire的Pro/Mold及Pro/Assembly模块进行模具设计的基本思维方式和过程，包括模具设计基本概念、模具设计流程、分型面的设计（破孔填充分型面），浇注系统的设计，成型零部件设计，顶出脱模机构的设计，侧向分型抽芯机构的设计，排气结构的设计，温度调节系统的设计，模具零部件材料的设计，导向机构得设计等。

最终设计出能顺利脱模的模具和模具零件。

分析和总结了使用CAD和PRO/E两种软件制图的体会。

【关键词】手机外壳分型面浇注系统型芯、型腔体积块浇注件

绪论

模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。

塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，而我们这次设计就是手机外壳模具的设计。

手机模具属于工业类产品模具结构特点、分型面的构造方法、靠破孔的修补以及在Pro/ENGINEERWildfire环境下模具设计的基本流程及相关基础知识。

而Pro/ENGINEERWildfire属于模具CAD/CAM类设计软件。

引入模具CAD技术后，模具设计可借助计算机完成传统手工设计中各个环节的设计工作，并自动绘制模具装配图和零件图。

模具CAM最初应用于模具型腔等复杂形状自动加工的计算机辅助编制，后又逐步扩展为工艺准备和生产准备过程中的许多功能，例如计算机辅助模具制造工艺过程的设计、计算机辅助模具生产管理等各方面的应用。

开发模具CAM最原始的依据是模具的几何信息-----图形。

最初的模具CAD/CAM技术，尽管使用计算机代替了大量的繁重手工劳动，取得很大成绩，但是从整个模具生产过程看，却没有什么本质的变化。

因为模具CAD仍然是从接受模具设计任务书开始，以绘制模具图完成整个过程；而模具CAD从接受图样开始，以完成模具制造告终。

整个模具生产与传统模具生产类似，设计与制造环节间有着严格的分界，二个环节间传递信息的最重要手段只靠图样。

模具CAD/CAM技术的主要特点是设计与制造过程的紧密联系----设计制造一体化，其实质是设计和制造的综合计算机化。

在模具CAD/CAM系统中，产品的几何模型（有些综合系统还要求附加工艺和组织管理方面信息）是关于产品的最基本核心数据，并作为设计、计算、分析中最原始的依据。

通过模具CAD/CAM系统的计算、分析和设计而得到的大量信息，可运用数据库和网络技术将其存储并直接传送到生产制造环节的各个方面，从而实现设计制造一体化。

 此课题手机外壳模具设计主要是运用模具CAD/CAM软件之Pro/ENGINEER模具设计来完成的。

随着市场竞争的日益激烈，用户对产品的质量、成本、上市时间提出了越来越高的要求。

CAD/CAM技术是加快产品更新换代，增强企业竞争能力的最有效手段，同时也是实施先进制造和 CIMS的关键和核心技术。

企业应看清应用 CAD/CAM技术带来的进步性，并以自身为基础，借鉴同行各企业应用推广的经验，灵活应用CAD/CAM技术，加快企业的设计制造一体化发展。

手机的造型

一.手机造型步骤：

1．打开Pro/Engineer系统,新建一个名为“shouji”的零件设计环境。

左键单击“工程特征”工具条中的“拉伸工具”命令，单击“放置”——“定义”，系统弹出“草绘”对话框，选取“FRONT”基准面为绘图平面，使用系统默认的参照面，进入草图绘制环境，绘制如图

（1），勾选“√”，选择单侧拉伸图标，输入深度值“5”，勾选“√”，生成零件如图

（2）。

2．单击“工程特征”工具条中的“圆角”命令，选取上表面棱线，设置圆角半径为“R2”，勾选“√”生零件如图（3）。

3．对刚生成的实体进行抽壳，单击“工程特征”工具条中的“抽壳”命令，系统打开“壳特征”工具条，选择底面为抽壳面，壳厚度为1.5，勾选“√”，生成零件如图（4）。

4．进行手机屏幕与听筒的创建。

单击“拉伸工具”命令，单击“放置”—“定义”，系统弹出“草绘”对话框，在“草绘”对话框中选取F5平面即零件的上表面为绘图平面，选取“RIGHT”为参照平面，方向为右，如图（5）。

单击草绘进入草绘界面，另再选取F5曲面的上圆弧作为参照，绘制屏幕与听筒，如图（6）。

绘制完之后勾选“√”，拉伸深度为“3”，选择去除材料，单击中键,生成零件如图（7）。

5．绘手机外屏。

单击“拉伸”工具命令，单击“放置”——“定义”，系统弹出“草绘”对话框，草绘平面选择“使用先前的”，单击“草绘”，绘制一矩形使其各边均比原来长3，勾选“√”，选择单侧拉伸，深度为“0.5”，选择去除材料，单击中键,生成零件如图（8）。

6．进行手机导航键、左右软件、开关机键及接听键的设计。

单击“拉伸”命令，单击“放置”—“定义”，系统弹出“草绘”对话框，草绘平面选择“使用先前的”，单击“草绘”。

选择内屏作为参照。

绘制如图（9），勾选“√”，选择单侧拉伸，深度为“3”，选择去除材料，单击中键,生成零件如图（10）。

7．手机数字键的设计。

单击“拉伸”命令，单击“放置”—“定义”，系统弹出“草绘”对话框，草绘平面选择“使用先前的”，单击“草绘”。

选择内屏及上步所画软件的下边线作为参照，绘制如图（11）所示图形，勾选“√”，选择单侧拉伸，深度为“3”，选择去除材料，单击中键,生成零件如图（12）。

8．继续进行按手机按键设计。

在“编辑”——“特征操作”，弹出“菜单管理器”对话框，选择“复制”——“移动”——“完成”，在左侧模型树中选择“拉伸6”——“完成”——“平移”——选择TOP平面——“反向”——“正向”，输偏距距离9，勾选“√”，“完成移动”——“完成”——“确定”——“完成”生成如图（13）。

9．选择左侧模型树中的“COPIED_GROUP”，单击工具条中的阵列图标，选择“尺寸”阵列方式，在“方向1”中选择上一步的偏距距离，在下面输入阵列数3，如图（14），勾选“√”，生成如图（15）。

10．单击“工程特征”工具条中的“圆角”命令，选取外屏、左右软件、开关机键及接听键各角，设置圆角半径为“R0.5”，勾选“√”生成零件。

二．手机的尺寸：

手机外壳总体参照尺寸：

122mmX50mmX5mm

三．手机的材料：

1、用ABS+PC合成塑料作外壳的手机.

2、凸、凹模材料采用Cr12MoV钢

3、采用银色镀铬作外壳的手机.

4、涂层漆用在手机的外壳上.

四．手机造型图：

手机外壳模具设计

一．建立一个新的模具文件

步骤如下：

1．单击主菜单上的“文件”—“新建”命令，在“新建”对话框的类型中勾选“制造”复选框，子类型选“模具型腔”，输入文件名shouji_mold，取消缺省模板。

2．选取公制单位“mmns_mfg_mold”,单击“确定”按钮。

二．模具型腔

1．单击“模具模型”——“定位参照零件”——“参照模型”命令，弹出“布局”对话框，选取设计好的手机外壳零件作为参照模型。

2．在弹出的“创建参照模型”的菜单中点选“同一模型”，返回“布局”对话框，选择“单一”——“确定”。

手机外壳零件导入如图（16）。

三．建立工件

1．单击“模具模型”——“创建”——“工件”——“手动”命令，输入工件名gongjian，单击“确定”,弹出“创建选项”对话框，选择“创建特征”——“确定”。

2．单击“实体”—“加材料”—“完成”——“拉伸”——“实体”——“完成”。

3．进入绘图界面，选取草绘平面及参照如图（17），单击“草绘”，选择必要的参照，创建工件，如图（18）。

4．单击“√”，选择双侧拉伸，深度为“60”，选择加材料，单击中键,生成零件如图（19），单击“完成/返回”回到主菜单。

四．注塑孔的设计

创建一平面使其平行于MOLD_FRONT并穿过听筒的轴线，我然后依次单击“特征”——“型腔组件”——“实体”——“切减材料”——“旋转”——“完成”——“位置”，选取刚才创建的平面作为草绘平面，再选一正确的参照平面，绘制上大下小的梯形，使其尺寸合适，单击“√”，完成注塑孔的创建。

单击“完成/返回”，回到模具菜单管理器。

五．收缩率设置

单击“收缩”——“按尺寸”，选择“所有尺寸”，输入收缩率这0.005,单击“确认”，然后单击“完成”——“完成/返回”，此时收缩率信息已经加入。

六．分型面的创建

1．第一个分型面的创建（靠破孔填补）

（1）．将工件隐藏。

在特征树上，单击选择工件，按鼠标右键选择“隐藏”。

（2）．分析该参照零件。

该零件的靠破孔如手机屏幕和按键等都是，这些靠破孔需要填补。

（2）．单击“分型面”——“创建”，单击“确定”，接受缺省的分型面名称。

（3）．单击”增加”——“复制”——“完成”选取不含靠破孔的所有外表面，然后双击“曲面：

复制”对话框内的“填充环”选项。

（4）．单击“所有”——“增加”，先要填补的曲面。

将孔进行填补。

单击“确定”返回到“分型面”菜单。

构建的分型面，如图（20）。

（5）．在特征树上选择工件，按鼠标右键“取消隐藏”，工件显示出来。

图（20）

2．第二个分型面的创建

（1）．创建分型面：

单击“增加”—“拉伸”—“完成”命令。

（2）．在弹出来的“属性”中选择“单侧”“开放终点”单击“完成”。

（3）．选择一个草绘平面，点选“正向”，选取工件的上表面为顶，单击“缺省”进入草绘平面，选取零件的下表面作为参照，再选一与之垂直的平面作为参照，绘制一条略长于工件的直线。

图（21）

（4）．勾选“√”点选“至曲面”“完成”选择一个需要拉伸到的曲面，确定之后生成如图所示图形（21）。

3．将构建好的平面与前面的分型面进行合并，组成一张曲面。

（1）．单击“合并”命令，选择上一步做好的平面，在“合并”对话框选“侧2”，单击“确定”，该模具的分型面就全部构建完了。

（2）．单击“完成/返回”如图（22）。

（3）．单击“完成/返回”到“分型面”菜单，再单击“完成/返回”到“模具”菜单。

显示参照零件和工件。

选“取消隐藏”命令。

七．拆分型腔、型芯体积块

1．单击“模具体积块”——“分割”。

然后单击“两个体积块”——“所有工件”——“完成”命令，选取前面创建好的分型面，单击“确定”，在“分割”对话框中单击“确定”。

2．单击“确定”，型腔突出显示出来，输入体积块名称为“MOLD_UP”示出来，输入体积块名称为“MOLD_DOWN”

3．单击“确定”—“完成/返回”命令返回到“模具”菜单。

八．生成模具型腔、型芯

具体操作步骤：

单击“模具元件”—“抽取”命令，单击（选择所有对象）工具，选择型腔及型芯，再单击“确定”—“完成/返回”命令退出。

九．生成浇注件

单击“铸模”—“创建”命令，输入浇注件的文件名称“shouji_mold”。

十．定义开模

1．将参考件、工件及分型面在绘图主窗口中隐藏起来

（1）．征树上单击参照零件和工件，按鼠标右键选择“隐藏”。

（2）．分型面菜单下，单击“遮蔽”将前面做好的分型面隐藏。

2．定义开模步骤

（1）．单击”模具进料孔”——“定义间距”——“定义移动”命令。

（2）．选取“MOLD_UP”为移动零件，单击“确定”，然后确定移动方向，使用默认方向，“确定”，输入移动量为“-80”，单击“确定”，然后单击“完成”，这时“MOLD_UP”已经往上移动。

（3）．单击“定义间距”——“定义移动”。

选取“MOLD_DOWN”为移动件；确定移动方向，使用默认方向。

输入移动量为80，单击确定，然后单击“完成”，“MOLD_DOWN”已经向下移动。

此为该模具的爆炸图。

（4）．单击“完成/返回”，绘图主窗口恢复到没有爆炸的状态。

十一．保存文件

单击工具栏上的保存工具，将shouji_mold.mfg保存起来。

十二、模具爆炸图

手机外壳注塑模具凹摸的数控加工

一．毛坯及刀具的配备

1．毛坯的配备

首先在普通铣床上加工出平行六面体毛坯，尺寸为132X60X15。

2．刀具的配备

用Ф2的球头铣刀以曲面加的方法对所有曲面进行粗、精加工。

用Ф1.2的立铣刀对外屏凸台四周进行修整

二．NC加工操作方法

1．设定操作环境

（1）.取出毛坯件图　选“制造模型→组装→毛坯”指令，再次打开对话框，选取手机零件的毛坯图形文件，单击“确定”毛坯件图形便显示在工件图形的右边。

（2）.组合工件和毛坯　在弹出的“部件放置”对话框中，选“约束形式”下拉菜单中的“对齐”选项，在屏幕上用鼠标选取工件图形中的DTM1，则显示工件图形中DTM1的方向箭头，同时在对话框上显示，按此按钮工件中的箭头消失，再选毛坯图形中DTM1，显示毛坯图形中DTM1方向箭头，在保证工件与毛坯DTM1方向一致的情况下，按，毛坯上箭头消失。

这时工件与毛坯在DTM1方向上对齐。

用同样方法对齐两个图形中的DTM2和DTM3，最后在对话框中显示三个Align（对齐），三个基准全部对齐后，工件和毛坯合并为一体，按对话框中OK，退出。

（3）．加工机床设置“加工设置→加工→操作→定义操作”指令。

在“定义操作”菜单中有若干Operation选项，有些选项是必要的，有些是选择性的。

系统会自动强制性地选中必要的设置选项，如“机床型号”，“加工基准坐标系统”二项已有√标记，是系统自动选定的必要的定义项目。

若操作者需要进行其他项目设置，则用鼠标选中所需选项，以加入设置程序的项目。

按“执行操作”，显示“机床形式”菜单，选择加工所需机床。

本文选择应用较多的三轴数控铣床叙述加工过程，选“铣床→三轴数控铣床→执行”指令。

选“机床设置”菜单中的“名字”。

信息窗显示：

“输入机床名称”，输入机床名称，回车，然后按“执行”。

（4）．设置加工基准坐标系统设定机床后，系统显示“加工坐标系统”菜单。

在该菜单中选“创建”指令，创建坐标系，选“模型”指令，在屏幕上选定要加工的模型，模型反白，系统打开“选项”菜单，列出创建坐标系的九种选项，操作者可选择一种自己习惯而便捷的方式完成加工基准坐标系统的设置。

2．设定加工方法

选“加工”指令，系统弹出“制造信息”对话框。

对话框中有六个项目，“操作名称”系统已经自动设置好了，“机床名称”和“加工坐标系统”已设置完成。

Pro/NC有12种加工方法，充分地满足了加工中的设计需要，各种加工方法在设置步骤上大体相同。

操作者应根据工件加工的工艺要求、加工条件等因素选择相应加工方法。

选“NC程序→加工”指令。

选择“腔槽加工”，按“执行”，“制造信息”对话框中“程序”项设置完成。

显示“程序设置”菜单，菜单中有许多有√标记的项目，是系统自动选定的，告诉操作者按已选定的顺序进行工作，按“执行”。

3.设定加工参数

选“制造参数”—“设置”对所需要的参数进行设置，此外是缺省值就不必设置。

4．设置退刀高度

为了避免加工刀具在不同加工位置的转换过程中，刀具移动路径与未加工材料或其他工具发生碰撞的危险，需要设置安全退刀面。

完成加工程序设计参数设置后，按“执行”，系统弹出“退刀选择”对话框，以设置安全退刀面。

按“沿Z轴方向”按钮，在“输入Z向深度”文本行中输入欲设置退刀平面的Z坐标值。

按“预览”，在屏幕上观察退刀平面设定是否符合要求。

接受设置则按OK完成，退出对话框。

5．选择加工区域

设定完参数后，单击“完成”—“铣削体积块”—“创建体积块”—输入名字后进行草绘平面—选“腔型的外表面“为平面加工区域”，单击“完成”进入草绘环境，选要铣削的型腔的外表面作为草绘对象，单击“确定”选“至曲面”这时选型腔的另外一个面。

单击“确定”完成体积块的创建。

然后选“型腔的内外表面”作为加工区域。

单击“完成/返回”结束加区域定义。

6.生成刀具路径

1．绘制刀具路径

在“NC程序”菜单中，选“演示刀具路径”指令，系统显示“演示刀具路径”菜单，菜单中系统用√标记自动选定项目，告诉操作者按已选定的顺序进行工作，按“执行”。

系统在屏幕上生成刀具路径，同时在“制造信息”对话框中显示刀具路径信息。

可在“刀具位置控制”单中利用“放置刀位”、“下一刀位”及“前一刀位”指令控制刀具的刀位显示。

选择“刀位测量”指令计算加工刀具路径参数的细节数据。

完成加工刀具路径设计的参数设置后，系统会根据用户的设置参数产生刀具路径，而所产生的大部分刀具路径细节部分均由系统自行设置，所以其产生的结果未必会完全符合期望。

因此可以在“NC程序”菜单中，选“定制NC程序”指令，来自定义刀具路径模式。

2．检验刀具路径

在“演示刀路”菜单中，选“刀具路径检验→运行”指令，屏幕上开始动画演示刀具铣削工件的加工过程。

“NC显示”菜单中的“步幅”用来控制动画演示的步长大小。

“刀具显示”用于设置动画演示过程中刀具的显示情况。

选菜单中“完成程序”指令，完成本程序设置。

7．显示刀具轨迹

选“NC序列”—“演示轨迹”—“屏幕演示”即可以看到刀具的运行轨迹和CL数据。

8．生成后置处理、NC文件

系统显示“加工”菜单，选“刀位数据→NC程序”指令，在“NC程序列表”中选择前面生成程序的文件名。

在“输出路径”菜单中选“文件”指令，使刀位数据输出到文件中，在弹出的“输出类型”菜单中系统用√标记自动选定了“刀位文件”和“交互式计算”两项，操作者应另外选上“后置处理刀位数据文件”以生成NC代码文件，“执行”。

系统打开“保存”对话框，在选定的子目录中下，输入要生成文件的文件名，按OK完成设置，退出对话框。

接受“后置处理”菜单中系统提供的项目，“执行”。

系统显示“后置处理列表”菜单，从中选择一种生成后置处理文件的数控系统格式，系统在后台生成所需格式的NC代码文件。

选“结束输出”指令，完成后置处理。

选“加工→NC程序→新程序”指令，可建立新的程序。

三．手机外壳NC加工代码

$$*Pro/CLfileVersionWildfire2.0-M120

$$->MFGNO/MFG0003

PARTNO/MFG0003

$$->FEATNO/99

MACHIN/UNCX01,1

$$->CUTCOM_GEOMETRY_TYPE/OUTPUT_ON_CENTER

UNITS/MM

LOADTL/1

$$->CUTTER/0.500000

$$->CSYS/1.0000000000,0.0000000000,0.0000000000,0.0000000000,$

0.0000000000,1.0000000000,0.0000000000,0.0000000000,$

0.0000000000,0.0000000000,1.0000000000,0.0000000000

SPINDL/RPM,1000.000000,CLW

RAPID

GOTO/-1.0000000000,2.0654432498,1.0000000000

FEDRAT/200.000000,MMPM

GOTO/-1.0000000000,2.0654432498,-0.1650000000

GOTO/-0.7500000000,2.0654432498,-0.1650000000

GOTO/-0.5689020517,2.0264849282,-0.1650000000

GOTO/-0.4202687639,1.9169863333,-0.1650000000

GOTO/-0.3293570671,1.7555037347,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,1.6250000000,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,1.6064558610,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,1.6064558610,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,1.1474684721,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,1.1474684721,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,0.6884810833,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,0.6884810833,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,0.2294936944,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,0.2294936944,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,-0.2294936944,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,-0.2294936944,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,-0.6884810833,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,-0.6884810833,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,-1.1474684721,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,-1.1474684721,-0.1650000000

GOTO/-1.4404432498,-1.6064558610,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,-1.6064558610,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,-1.8750000000,-0.1650000000

GOTO/-0.3291072900,-1.9590221374,-0.1650000000

GOTO/-0.3732623009,-2.0171353655,-0.1650000000

GOTO/-0.4488346187,-2.0584408737,-0.1650000000

GOTO/-0.5000000000,-2.0654432498,-0.1650000000

GOTO/-1.2500000000,-2.0654432498,-0.1650000000

GOTO/-0.5000000000,-2.0654432498,-0.1650000000

CIRCLE/-0.5000000000,-1.8750000000,-0.1650000000,$

0.0000000000,0.0000000000,1.0000000000,0.1904432498

GOTO/-0.3095567502,-1.8750000000,-0.1650000000

GOTO/-0.3095567502,1.6250000000,-0.1650000000

CIRCLE/-0.7500000000,1.6250000000,-0.1650000000,$

0.0000000000,0.0000000