(精编)手机外壳模具设计及软件应用

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1、0 (精编)手机外壳模具设计 及软件应用 毕业项目毕业项目毕业项目 2011 届 毕业项目任务书（个人表） 系部： 毕业项目类别： 工业案例 毕业项目名称：手机外壳模具设计及软件应用 校内指导教师：职称：类别： 校外指导教师：职称：类别： 学生：专业：班级： 1、毕业项目的主要任务及目标 主要工作有注射模 CAD/CAE/PRO/E 在国内外应用现状、手机 外壳常用材料的选用、手机外壳结构合理性分析、应用分析软件进行 流动分析优化设计方案、成型设备的选用、完成手机外壳注射模结构 设计、应用软件实现典型零件的数控化加工、试模分析缺陷及解决方 法和结论。 通过设计的研究过程可以看到，CAD/CAE

2、/PRO/E 技术是提高 产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的强有力手段。 因此，近年国内外的企业对 CAD/CAE/PRO/E 技术的发展及应用都十 分重视。 2、毕业项目的主要内容 CAD/CAE/PRO-E 应用现状分析 塑料模具设计流程 手机外壳使用塑料要求、外壳分析及注射机的选用 模具手机外壳构设计 关于手机外壳产生缺陷原因及解决方案的研究 续表： 3、主要参考文献（若不需要参考文献，可注明，但不要空白） 1张海筹.基于高速切削技术的模具制造方法探讨.模具制造，2004 2张宪立等.机械 CAD/CAM 技术.北京:电子工业出版社，2000 3申长雨等.塑料模 CAE

3、技术发展概况.模具工业，2001 4董斌斌等.CAE 技术在注射模浇注系统设计中的应用.模具工业， 2000 5申长雨等.CAE 技术在注射模设计中的应用.模具工业，2004 6专业家组.第八届国际模展模具先进制造技术评述.模具工业，2000 4、进度安排 毕业项目各阶段任务起止日期 1课题确认，方案论证 2010/11/62010/12/10 2资料收集 2010/12/112010/12/20 3论文撰写及修改 2010/12/212011/01/20 4后期完善 2011/01/212011/03/15 5 注： 此表在指导老师的指导下填写 0 摘要 注射模 CAD 技术偏重于产品的造型

4、、绘图、模具设计和数控加工数据的 生成，而 CAE 技术是利用塑料加工流变学、传热学、数值计算方法和计 算机图形学等理论，对注射模浇口及流道的配置和尺寸、冷却管道的尺寸、 布置及联接方式、塑料熔体在模具中的流动、充填、冷却情况等进行定量 分析和模拟。利用该技术可在模具制造前，在计算机上对模具设计方案进 行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷，为设计人员修 改设计、获得能实现最佳充填和冷却的模具结构提供科学的依据。CAE 技 术将工程设计、试验与分析贯穿于产品研制的每一个环节中去，以指导和 预测产品构思和设计。 本文主要工作有注射模 CAD/CAE/PRO/E 在国内外应用现状、手机

5、外壳 常用材料的选用、手机外壳结构合理性分析、应用分析软件进行流动分析 优化设计方案、成型设备的选用、完成手机外壳注射模结构设计、应用软 件实现典型零件的数控化加工、试模分析缺陷及解决方法和结论。 关键词:塑料注射模具，计算机辅助设计，计算机辅助制造，计算机辅 助工程 目录 1.绪 论9 1.1 我国模具及 CAD/CAM/PRO/E 发展和应用 9 1.2 塑料模具设计流程 10 1.2.1 客户要求 11 1.2.2 塑料模具设计 11 1.2.3 试模分析产品缺陷的产生和解决方案 11 1.3 手机模具设计思路 11 1.3.1 手机产品的形体结构设计 12 1.3.2 手机产品的模具结

6、构设计分析 12 1.3.3 手机产品的模具结构设计 12 2.手机外壳使用塑料要求、外壳分析及注射机的选用.13 2.1 壳体常用材料 13 2.2 壳体常用材料在应用上需要注意事项 14 2.3 客户成品图 14 2.4 客户样品分析 14 2.4.1 样品壁厚检查(料厚均匀性分析)14 2.4.2 样品分型面的确定(分型面分析)14 2.4.3 浇口进料形式确定(浇口分析)15 2.5 手机外壳注射机的选择 16 2.5.1 选择注射机时应注意的问题 16 2.5.2 模具的具体情况 16 2.5.3 注射参数的确定 17 2.6 本章小结 17 3.手机外壳模具结构设计.18 3.1

7、模具的开合模动作 19 3.2 模仁设计 19 3.2.1 模仁形状 19 3.2.2 模仁镶件 20 3.3 确定模板厚度 21 3.3.1 确定公模板厚度 21 3.3.2 确定母模板厚度 22 3.4 确定模具冷却系统 22 3.5 浇注系统设计 23 3.6 计算模具闭合高度 23 3.7 模架 24 3.8 模具典型零件的选材与加工 25 3.8.1 材料的选用 25 3.9 装配 26 3.9.1 装配图 26 3.9.2 装配明细表 27 3.9.3 装配 27 3.10 试模 27 3.11 本章小结 28 4.关于手机外壳产生缺陷原因及解决方案的研究.29 4.1 龟裂 29

8、 4.2 填充不足 29 4.3 溢边 30 4.4 翘曲变形 30 4.5 其它缺陷 30 4.6 本章小结 31 5.结论.32 6.参 考 文 献:.33 7.致 谢34 苏州工业园区职业技术学院 2011 届毕业项目 1 1 绪论 1.1 我国模具及 CAD/CAM/PRO/E 发展和应用 模具是制造业中用量最大、影响面广的工具产品，工业产品的零件粗加工的 75%、精加工的 50%及塑料零件的 90%由模具来完成。随着钢铁时代向聚合物时代过渡，工业及生活中使用的 工程塑料、橡胶己远远超过钢铁，聚合物必须用模具成型，没有高水平的模具就没有高质量的产 品;另一方面，随着产品更新换代速度加快

9、，模具成为新产品开发的关键。 计算机辅助设计(CAD)指工程技术人员在人和计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完成 产品的设计、分析、绘图等工作，一般包括零件设计、装配设计、复杂曲面设计、图样绘制等。 计算机辅助制造(CAM)指 NC 程序编制、包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及 NC 代码的生成等。 注射模计算机辅助工程(CAE)技术是利用塑料加工流变学、传热学、数值计算方法和计算机 图形学等理论，对注射模浇口及流道的配置和尺寸、冷却管道的尺寸、布置及联接方式、塑料熔 体在模具中的流动、充填、冷却情况等进行定量分析和模拟。 CAD、CAM 的概念是在 50 年代末 60 年代初

10、，由美国麻省理工学院教授提出的。从 60 年代 中期到 70 年代中期，针对某个领域的 CAD 系统蓬勃发展。之后随着计算机的应用发展，深入 到生产各领域。欧美许多模具生产企业较早地将 CAD/CAM 应用到生产实际中 2l。国外 cAE 技术是 1943 年以后开始研发的，是 CAD/CAM 的进一步发展将高新技术应用于模具的设计与 制造，已成为快速制造模具的有力保证。 我国注射模成型工艺发展了近 50 年，但是由于塑料制品的多样性、复杂性和工程技术人员经验的 局限性，长期以来，工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数，选择合适的塑料材料和 确定最优的工艺方案。传统模具开发流程为概念设

11、计产品设计一模具设计模具制造设置工艺 参数试模生产。传统方法在开始大规模生产前由于仅凭经验设计模具，模具装配完毕后，通常 需要儿次试模，发现问题后，不仅要工艺师重新设置工艺参数，甚至还要设计师调整塑料制品和模 具设计方案，修改模具。重复各个步骤增加了生产成本，影响模具质量，同时延长了制品生产时间。 我国的模具行业是应用 CAD/CAM 较早的一个领域，但就整个行业而言，至今具有较完备 集成环境的企业较少。目前在该行业具有代表性的是在设计、制造及管 理等部门部分或单独采用了 CAD、CAM 等技术。虽然这些技术在应用初期对提高产品设计水平、 增加企业活力起到了积极的促进作用，但随着产品更新换代速

12、度不断加快、同行业竞争加剧及市 场不断扩大，客户对产品质量、成本、制造周期要求不断提高，原来分散独立使用已不适应发展 需要。 我国是制造业大国，在新一轮国际产业结构变革中，我国正逐步成为全球制造业的重要基地之 一。 “以信息化带动工业化，发挥后发优势，推动社会生产力的跨越式发展”是国家的发展战略。 应用高新技术，特别是信息技术改造传统产业、促进产业结构优化升级，将成为我国今后一段时 间制造业发展的主题之一。我国 CAD/CAE/CAM 等现代制造技术的研发与应用起步晚、基础差。 80 年代初，机械 CAE 技术中的有限元法被成功地应用到注射成型分析过程中，逐步形成了注射 模 CAE 系统。注射

13、模 CAE 技术是力学、流体、热学、高分子材料、注射成型工艺、注射模设计、 有限元分析和计算机等多学科相交叉的新兴学科。国际市场上出现了一些商品化注射模 CAE 软 件，如美国 ACTech 一 noofgy 公司的 C 一 MOLD、澳大利亚 MF 公司的 MoldFlow 等。近十 来年 CAE 技术也已走向成熟。国内是在“八五”期间才开始注射模 CAE 技术的研究、开发工 作，近年来也陆续出现了有自主知识产权的注射模 CAE 软件，如郑州工业大学国家橡塑模具工 程研究中心开发的 Z 一 MOLD 等 Sll。 “九五”期间科技部同国家经贸委等部门实施“CAD 应用 工程” ，现己成功地实

14、现了“甩图板” ，并在部分企业进行了 CAD 等技术的应用试点与示范，现 代技术的开发和应用有了良好的起步和发展， “十五”期间国家将投入 8 亿元实施信息化工程。 同时在 CAD/CAE/CAM 等软件方面拥有了自主知识产权的软件，如北航海尔 CAXA 系列软件、 上海交大申模公司的三维有限元分析系统、吉林金网格模具工程研究所研究的模具 CAD/CAE/CAM 一体化等。虽然国外软件的应用在我国模具行业中仍占主要地位，但可预计国 产的 CAD/CAE/CAM 软件将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用6l。 在 CADC/CAECAM 研究及应用上，我国处于起步阶段，CAD 真正应用不超过十

15、年，CAM 也仅 是近些年逐步开始应用，CAE 的应用仅限于为数不多的较大模具企业应用，还处于探索阶段。 随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞越发展已经成为推动 世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越多品种、小批量、高质量、 低成本的方向发展。为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期，生产周期越来越 短，于是对制造各种产品的关键工艺装备一模具的要求越来越苛刻。没有计算机辅助技术的支持， 就不可能适应上述两方面的要求。 本文的课题来源于企业生产实践，通过以手机外壳为例研究 CAD/CAE/CAM 在塑料制品及塑料注 射模设计、模拟、加

16、工中集成设计的全过程的模式。以 AutoCAD、Pro/E 和 MdoelFlwo(CAE)三 种流行软件为主来设计手机外壳，完成设计全过程及设计模式。通过本文手机外壳精密模具设计， 可以看到模具行业中对设计人员及现代设计方法的要求。 1.2 塑料模具设计流程 良好的设计流程是设计出准确合理的好产品的基础，制订模具设计流程是使模具设计规范化、 制程化的保证，是适应模具交货期短，缩短模具设计时间的必由之路。 塑料注射模计算机辅助设计制造流程:塑件三维建模模流分析一塑料产品装配一模具结构设计-生 成模具工程图一模具关键零件数控加工一关键零件数控电加工一模具装配调式 1.2.1 客户要求 （1）接到客户的执行单 从客户的模具执行单上审查客户对产品的所有要求，其中包括: 客户所传产品图; 客户要求产品的模穴数; 塑料材质; (2)接到客户产品 对客户的 2D 和 3D 产品图处理，包括: 如果接到客户传的产品图是 2D 图，则要必须先请客户的 2D 图转化为 3D 图(用 Pro/E 或 UG 软 件)，即根据客户产品的 2D 图建构产品的 3D 模