手机外壳模具设计论文Word文件下载.docx
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总体结构设计；
手机外壳模具
Abstract
Plasticisonekindofnewengineeringmaterial.WithitsrapiddevelopmentPlasticprocessingandmoldingtechnologyhavebeengettingmoreandmoreimportant，Theplasticmoldhasaccountedforthegreatproportioninourdailylife.Thedesignsofelectronicproducts’shellbecomeanimportantlinkinproductquality,especiallyforcellphone.Mobilephoneshellplasticmoldmanufacturingindustrybecomethemostcomplexoneofthemolds,isthestructureofthemobilephonemanufacturingdifficulty.Therefore,studyonthemobilephoneshellmolddesignandmanufacturing,hasahighpracticalvalue.Theappearanceofmobilephoneshellishigh,andthevolumeissmall,structureiscomplex,themoldingdieandmoldingprocessofthehighrequirements.Mobilephoneshellinjectionmolddesignandmanufactureofthegreatestdifficultyliesinthegatingsystem,remoldingmechanism.Thistopiccomesfromtheactualproductionenterprises,withalargenumberofmobilephoneshellinjectionmolddesignandmanufacturingforthefoundation,summedupthefactoryproductionengineeringpractice.Howtoimprovethequalityofdie;
ensuretheplasticproductsmolding,inthispaperisdescribedandtheactualproductionofplasticpartspossibledefectcausesandsolutions.Amongthem,size,dataandmechanicalstructurearefromthefactory'
sactualdrawings.
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Keywords:
molddesigningandmanufacturing;
theoverallstructuraldesign;
mobilephoneshellmolding
目录
第一章绪论1
第二章我国模具行业发展现状及差距1
2.1我国模具行业发展现状1
2.2我国模具发展差距2
2.2.1行业创新能力薄弱整体效率低2
2.2.2企业组织结构、产品结构、技术结构不合理2
2.2.3产品水平和生产工艺水平低2
2.2.4模具材料技术落后2
第三章手机外壳的总体结构设计2
3.1成型零件2
3.2温度调节系统3
3.3排气系统3
3.4合模导向机构4
3.5支承零件4
第四章手机外壳模具的制造要点5
4.1典型加工方法5
4.2模具制造材料5
4.3镜片模具型腔的加工6
第五章提高模具质量的措施6
5.1产品设计6
5.2模具设计6
5.3使用维护6
结论7
致谢8
参考文献9
第一章绪论
模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形川。
因此，模具被称之为“百业之母”、“工业之父”。
模具的质量和先进程度，直接影响产品的质量、产量、成本，影响新产品投产周期、企业产品结构调整速度与市场竞争力。
模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍以上。
目前，模具生产的工艺水平及科技含量的高低，己成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志之一，决定着一个国家制造业的国际竞争力。
手机塑料外壳的成型方法主要是注射成型，最近流行的金属壳体需要精密冲压加工。
手机注射模成为当今注射模制造行业最为复杂的模具之一，是手机结构件制造的难点，引起了相关尖端工程技术人员的高度重视。
众多工厂的手机模具设计制造证明，面盖模具、镜片模具又是手机塑件制造中的关键模具。
在翻盖手机的主要塑料零件中，输入信息的按键、翻盖转轴机构、软排线、两侧音量键及数码接口按键等，大部分功能零件都集中在机身面盖内，面盖的结构复杂、精度要求高，所以对模具的设计和制造有较高的要求。
塑料工业是新兴的工业，塑料作为一种新的工程材料，发展势头极其迅猛，跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大材料之列，已经广泛用于工业和日常生活。
因此，塑料的加工和成型工艺越来越得到重视，新技术、新工艺不断涌现。
第二章我国模具行业发展现状及差距
2.1我国模具行业发展现状
自二十世纪以来，我国模具工业已经走过了半个多世纪。
改革开放后，我国模具工业发展迅猛，当前，中国模具市场容量已达800亿元人民币左右，“十一五”期间中国模具业市场份额将达1200亿元。
在区域分布上，广东、重庆、浙江形成了国内模具行业的“三足鼎立”，广东是当前我国最主要的模具市场，中国最大的模具出口与进口省。
目前，深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。
与全国塑料加工业区域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列，浙江、江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到70%。
要想成为世界制造业大国，没有先进的模具工业是不行的。
我国的加工成本相对较低，模具加工行业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多的国外企业选择我国作为模具加工基地。
近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，国际模具制造巨头在中国投资设厂的新一轮扩张，这代表着我国模具行业迎来新一轮的发展机遇，也代表着面临国外先进技术和高品质制品的挑战，模具行业在“十一五”期间将面临再次腾飞的契机。
当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。
德国海拉吉林落户;
日本丰田模具天津设厂:
芬兰贝尔罗斯公司投资兴建深圳模具制造厂，专为电信、保健、电子、汽车等行业提供高档模具产品。
目前，我国模具业规模仅次于日本和美国，但大多集中在中低档领域，总体技术水平和附加值偏低。
我国制造业急需的精密、复杂冲压模具和塑料模具，轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等，还大量依靠进口，模具产品仍然存在进出口逆差。
2.2我国模具发展差距
由于我国的模具行业起步较晚，与国外相比仍存在不小的差距，我国现在的模具开发制造水平比国际先进水平至少落后10年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。
我国的塑料模具中，汽车和家电的大型注塑模具，集成电路的精密塑料模具，电子信息产业和机械及包装的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，新型建材及节水农业的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距。
2.2.1行业创新能力薄弱整体效率低
我国模具行业产需矛盾突出，无论是数量还是质量都无法满足国内市场的需要，只达到70%左右。
模具行业是技术密集、资金密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，能掌握和运用新技术的人才异常短缺。
我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低。
由于不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。
我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而模具工业发达国家大多是15-20万美元，有的甚至达到25-30万美元。
我国模具企业经济效益差，大都微利，国有企业总体亏损，缺乏后劲。
2.2.2企业组织结构、产品结构、技术结构不合理
我国模具生产许多是在各主机厂的模具分厂或车间内，其中一半以上是自产自用，模具的商品化程度低，而国外70%以上都是专业模具厂，且走的是“小而精”的道路。
国内模具总量中，属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例只有30%左右，国外在50%以上。
2.2.3产品水平和生产工艺水平低
产品水平和生产_L艺水平总体上比国际先进水平低，而模具生产周期却要比国际先进水平长。
产品水平低主要表现在尺寸精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上，这几项指标与国外先进水平相比差距十分明显。
工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面，模具工业的整体装备水平相对落后、利用率低。
2.2.4模具材料技术落后
模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比还有较大差距。
塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。
第三章手机外壳的总体结构设计
整体结构方案确定，要根据手机塑件的复杂程度、塑料品种，以及各生产厂家注射机的种类等众多因素来决定。
但不论是简单还是复杂的模具，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成，两者由导柱导套连接导向。
定模安装在注射机的定模板上，动模安装在注射机的动模板上并能够随机器的合模系统运动，相对来说动模比定模结构要复杂得多。
3.1成型零件
成型零件包括凹模、型芯、镶块等，工作时与塑料直接接触成型，要承受塑料熔体的高压和料流的冲刺，脱模时还会与塑件发生摩擦。
因此，要求成型零件有正确的几何形状、良好的尺寸精度、较低的表面粗糙度，以及较高的强度、刚度、耐磨性。
设计成型零件时，应根据手机外壳塑件的特性、结构和使用条件，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求，进行成型零件的结构设计，最后计算工作尺寸、较核关键零件的强度和刚度。
3.2温度调节系统
每种塑料注射成型都有一个合理的模具温度区域，使熔体的流动性好容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小、尺寸稳定，力学性能和表面质量也高。
为控制模具的温度，必须设计温度调节系统，一般采用模具冷却或加热的方法，必要时两种兼有，手机外壳模具中使用冷却装置较多。
冷却装置设计的要点:
尽量保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡；
冷却水孔的数量越多、孔径越大，塑件冷却越均匀；
水孔与型腔表面各处应有相同的距离；
浇口处应加强冷却；
入水与出水的温差要低；
要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水道的排列形式；
冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢影响强度；
应该注意密封，保证冷却水道不泄漏；
防止与其它部位发生干涉；
冷却水道的进出口要低于模具的外表平面；
冷却水道要利于加工和清理。
如图3.1，可以看到某镜片注射模的冷却水道排列情况：
图3-1冷却水道和排气系统设计
3.3排气系统
手机外壳的面盖类零件，一般利用模具的各种配合间隙，就可以满足成型时的排气要求。
但是显示镜片类零件成型对排气的要求很严格，如果模具的排气不彻底，镜片上就会形成气泡、接缝、表面轮廓不清、充填缺料等缺陷，而且气体受压体积缩小后会产生高温，导致塑件局部碳化或烧焦。
模具排气不良将给注塑成型带来极大的困难，甚至导致镜片注射工艺过程无法完成。
因此，镜片注射模具必须加强排气设计。
通常情况下，可以在模具的四个角上设计排气槽，外加冷料穴也起到了排气作用，一般能够解决手机镜片注射模的排气问题。
3.4合模导向机构
合模导向机构是保证动模和定模合模时，正确定位、导向的零件。
合模时，首先是模具的导向零件接触引导动、定模准确闭合，保证动、定模位置正确，确保型腔的形状和尺寸精确无误，避免型芯先进入型腔，造成成型零件损坏。
导向零件应承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用。
合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，常用导柱导向形式，其导向机构零件包括导柱和导套，但当侧向力很大时宜采用锥面定位机构导向零件应合理地均匀分布在模具的周围，其中心至模具边缘应留有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。
根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2-4个导柱。
如果模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同但错开位置的导柱。
为了避免导柱未导正方向而型芯先进入型腔的现象发生，导柱导向部分的长度尺寸应比凸模端面的高度尺寸大-8mm，甚至可以达8-12mm，如图2.2所示。
为使导向顺利，导柱先导部分应该做成球状或锥状，导套导入部分要做导角，如图3-1所示。
图3-2导柱导向机构
图3-3导套导入的导角
3.5支承零件
用来安装固定或支承成型零部件及模具其它机构的零件称为支承零件，其它部分根据具体模具的需要而增设，如精定位装置、支承柱等，支承零部件组装在一起就构成了注射模具的基本骨架。
支承柱起顶出空间的补充支承和顶针固定板的导向作用，可以增加模具的强度和刚度，防止注射过程中受力变形，常设计为圆柱形，位置尽量均匀分布，尺寸应根据凸模垫板的受力工作状况及可用的空间而定。
图3-4模具整体结构图
第四章手机外壳模具的制造要点
4.1典型加工方法
加工方法在一定程度上保证了模具的制造质量，随着模具加工水平的急剧提高，模具精度完全取决于精密的机器加工。
线切割利用火花放电使金属融化或气化，并把融化或气化的金属除掉，从而实现各种形状金属零件的加工。
快走丝线切割所加工的工件表面粗糙度一般在Ra=1.25-2.5um范围内，而慢走丝线切割所加工的工件表面粗糙度可达Ra=0.16um，且慢走丝的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝好很多，所以在精加工零件时，慢走丝得到广泛应用。
型腔电火花加工是利用工具电极与工件电极之间脉冲性的火花放电，产生瞬时高温将金属蚀除，将工具电极的形状复印到模具坯件上，而形成型腔的复制成型加工新工艺。
其电极可由车、铣、刨、磨、冷热成型、火焰喷涂或电铸等方法获得。
因此，可以用软的材料制作形状复杂的工具电极，对于难切削材料、特殊及复杂形状零件，如模具复杂型腔等的加工有较大的优势，广泛运用于各种模具的型腔的加工。
据统计，模具行业中30%-50%的加工量是由电加工机床完成的。
但这种加工方法效率低、电能利用率不高，表面粗糙度会增大。
4.2模具制造材料
模具材料必须具有的特性:
良好的加工性能，良好的耐磨性和耐腐蚀性能；
足够的强度、硬度、韧性；
良好的耐热性、热稳定性、热疲劳性；
良好的尺寸稳定性、良好的淬透性，热处理变形小。
特别是模具成型部分的零件，肩负了成型的全部工作，从注射、进浇到排溢、固化成型，工作温度相当高，塑料对模又具有腐蚀作用，材料选用好坏直接决定了模具的质量，必须从严要求。
例如，镜片模具制造材料要求较高的是定模和动模镶块，要求全部采用ASSAB公司生产的s136（类似于AISI420）钢材，并经过了ESR电渣重焊处理。
粗加工后进行热处理，硬度必须达到HRC54以上.
4.3镜片模具型腔的加工
手机镜片表面不能有任何麻点，必须高度透明。
因此，模具对型腔的表面质量要求相当高，模具型腔表面的镜面抛光程度直接关系到产品的质量效果，加工过程要特别注意，不能有任何疵点。
根据工厂生产经验，其关键加工工艺和注意点是:
先用电火花机床进行粗加工，粗加工的电极材料可以采用普通红铜；
接下来的工序是热处理；
之后再用镜面电火花机完成精加工，此时的电极材料要求很严格，必须采用镜面电火花机所用的合金铜，不能使用普通材料；
如果镜面火花机设备比较先进，放电完成后一般都能达到理想的质量，否则还要采用激光进行抛光处理，来达到表面技术要求。
加工中一定要注意，手机镜片模具的镜面不可以用手工抛光处理.
第五章提高模具质量的措施
5.1产品设计
塑件的产品设计要合理，尽可能选用最好的结构方案，制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构，必须符合模具制造的工艺性和可行性。
手机产品的结构设计是实现产品功能的关键，这不仅需要与产品外观相协调，更要考虑后序的生产装配、喷涂、喷绘、模具设计制造等各方面。
手机产品的形体结构设计牵扯知识范围十分广泛，主要有材料的选用、模具结构设计、表面处理、加工手段、包装装演等方面，这些因素的运用直接影响着手机产品的生命和外观形象。
可以说设计者的水平高低决定了产品的生命力和产品档次高低，高档次产品不一定是高造价，运用低造价设计出高档次的产品，正是设计者高水平工作的综合体现。
5.2模具设计
模具的设计是提高模具质量最重要的一环，需要考虑到很多因素，包括模具材料的选用，模具结构的可靠性及安全性，模具零件的可加工性及模具维修的方便性，这些在设计之初应尽量考虑得周全些。
模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求，还需考虑到材料的成本及其在设定周期内的强度，当然还要根据模具的类型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。
当塑件为ABS、即、PC之类材料时，注射模模具材料可选择预硬调质钢；
塑件属于高光洁度、透明的材料时，可选耐蚀不锈钢；
塑件批量较大时，可选择淬火回火钢。
另外还需要考虑采用与制件亲和力较小的模具材料，以防粘模加剧模具零件的磨损，从而影响模具的质量。
模具结构设计时，尽量使结构紧凑、操作方便，还要保证模具零件有足够的强度和刚度；
在模具结构允许时，模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡，以避免应力集中；
对于凹模、型腔及部分凸模、型芯，可采用组合或镶拼结构来消除应力集中，细长凸模或型芯，在结构上需采取适当的保护措施。
此外，还要考虑如何减少滑动配合件在长期使用中磨损对模具质量的影响。
在设计中应考虑减少维修零部件时需拆装的范围，特别是易损件更换时，尽可能减少其拆装零件的数量。
5.3使用维护
模具的正确使用与维护，也是提高模具质量的一大因素。
例如:
模具的安装调试方式应恰当，在有热流道的情况下，电源接线要正确，冷却水路要满足设计要求，模具在生产中注塑机、压铸机、压力机的参数需与设计要求相符合等等。
除正确使用模具外，还需对模具进行定期维护保养，模具的导柱、导套等有相对运动的部位应经常加注润滑油。
对模具进行有计划的防护性维护，并通过维护过程中的数据处理，不但可以预防模具在生产中可能出现的问题，还可提高维修工作效率。
结论
手机外壳结构件大多数为塑料件，注射成型是其主要的生产方法。
模具及其注射成型成为手机外壳制造的难点，从目前工厂的手机模具设计制造实际情况来看，面盖模具、镜片模具又是其中关键并具有代表性的模具。
为了便于模具的设计制造和注射成型，在保证整机外观的前提下，外壳塑件设计一定要充分考虑生产的加工工艺性。
厚度要保证均匀，外形要简洁，结构应尽量简单。
显示镜片一类的塑件尽量不要设计孔和凸、凹台的形状结构，不能避免时此类结构时，要求孔边缘倒圆角。
产品表面的装饰设计要考虑注塑的缺陷和二次加工，可以用巧妙的装饰来掩盖产品制造过程中的一些缺陷。
在许多手机外壳注射模具中，特别是镜片注射模，模具的轻微变形难以发现，带来许多难以解决的质量问题，必须注意模具整体结构的刚度设计。
生产实际证明，增加加固杆的设计至关重要，能够很好地提高模具的刚度。
致谢
至此今日，论文终于完成。
在此，我要首先感谢我的导师，从论文选题至今，导师一直悉心询问，不论从命题角度还是文章的整体构架都给予了多方面的宝贵意见，是我最终确立了文章的研究方向和写作框架。
在学习期间，老师渊博的理论功底，严谨的治学态度，兢兢业业的工作精神一直深深地影响和鼓励着我，让我在汲取精神养料的同时，个人人格也得到了进一步的完善和升华。
在此谨向敬爱的老师表示衷心的感谢！
同时，衷心感谢我的家人，父母的无私付出让我解除了求学的后顾之忧，你们的理解和支持一直都是我前进的力量，你们的关心和爱护更让我刻骨铭心。
我一定会用我的所学回报你们，谢谢你们！
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