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1、手机外壳注射模的现状与应用摘要：塑料是一种新型工程材料， 发展速度迅猛，塑料的加工和成型工艺也越来越重视，其中注射成型是最常用的塑料零件成型方法。生活用品的塑料模具占大比例，在市场竞争白热化的今天，电器外壳设计成为产 品质量的重要一环，最 为突出和典型的就是手机。手机外壳注射模成为目前注射模制造行业最为复杂的模具之一，因此，研究手机外壳注射模具的设计制造,具有较高的生产实用价值。关键词：注射模 模具设计制造 手机外壳成型 Abstract：Plastic is one king of new engineerig material. With its rapid development，pla
2、stic processing and molding technology have been getting more and more important，and plastics injection molding is the most commom way for polymer processing. The plastic mold has accounted for the great propoation in our daily life. The design of electronic products shell become an important link i
3、n product quality，especially for cellphone. Injection mould for mobile phone outer shell is the most complex in injection mould and the frame manufacture. Therefore，it has higher practical value to study.Key Words: injection mould；mould designing and manufacturing； forming of mobile telephone shells
4、1 引言1.1 手机模具工业的重要性模具属于边缘科学,它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料、以其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等 诸多学科、领域和行业。在此，手机模具只是其中的一个小分支。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。对于手机这样一个大众化的工具，更是体现得淋漓尽致，因此， 对于手机模具的发展和应用技术是十分重要的。1.2 论文的选题背景和意义随着消费类塑料制品进入千家万户,日常生活用具的塑料模具已经占了很大比例，家电市场竞争的白热化，使电器外壳 设计成
5、为产品质量的重要一 环，市 场要求家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都能够时 尚化，其中最为突出和典型的就是手机。手机是个人随身常用物品，对外观的要求很高，美观效果常常可以体现手机的产 品档次，而且整机体积小，结构复杂。翻盖手机、直板超薄手机、大显示屏手机、金属面板手机不断成 为手机外形的主潮流，手机的造型日新月异，不断更新，新产品生命周期越来越短，也就对产品的成型和模具提出了更高更苛刻的要求。我国早期生产的手机外壳，模具只能全部从国外进口，之后采用由国外设计图纸国内制造的模式， 经过一段时间的生产， 现在已 经可以自我设计制造部分模具。从目前的制造技术来看，手机塑料外壳的成型方法主要是注射成
6、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。1.3 论文的主要研究内容手机外壳注射模设计制造难度较大， 虽然有许多软件可以利用，但传统的注射模设计方法和经验，仍然具有决定性的作用。在此，主要介绍手机外壳注射模的发展现状与应用。本课题来源已有文献及相关资料， 结合已学习的模具方面的知 识，以研究手机外壳注射模具的设计制造，从模具的整体结 构设计，到 浇注系统，脱模机构设计，详细探讨了实际设计制造的方法和关键点，以及实际 生产中塑件可能出现缺陷的原因和解决方案，贯串文中介绍了手机外壳中面壳和镜片两个难度较大的典型注射模设计来说明手机外壳注射模的发
7、展现状与应用。2 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。根据各零部件的作用来分类，模具上主要零部件和机构有成型零件、浇注系统、推出机构、温度调节系统、排气系统、合模导向机构、支承零件设计，最后以两个典型的手机外壳注射模为实例，介绍整体结构设计，以此说明论题 。2.1 成型零件成型零件包括凹模、型芯、镶块等，工作
8、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。校核关键零件的强度和刚度凹模的结构可以设计为整体式或组合式 整体式凹模由整块材料制作而成,结构比较简单! 不易变形,产品的质量好 如果 产品塑件比较复杂,采用整体式结构凹模型腔的制造就较困难 所以,只有结构简单的手机外壳模具 ,才采用整体式的凹模
9、,一般采用组合式凹模较多 整体嵌入式凹模属于组合式凹模的一种 ,是整体式凹模的演变,即将整体式凹模变为整体式凹模块直接嵌入到固定板中,或先嵌在模框中再将模框嵌到固定板中组 合式凹模还 有局部镶嵌式凹模! 底部镶拼式凹模!侧壁镶拼式凹模!多件镶拼式凹模! 四壁拼合式凹模等多种结构形式 采用组合式凹模,可以将凹模 块易损坏的部位及难加工的部位设计成镶块,简化了型腔的加工工艺,减少了热处理变形,便于模具维修,拼合处的间隙利于排气 在手机外壳模具 设计中,选择合理! 巧妙的组合镶拼结构非常重要,既要保证塑件质量!简化模具加工,又要避免组合式凹模的刚性的不足以及镶块在塑件表面留一下痕迹。2.2 温度调节
10、系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动!固化定型! 生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有极大的影响 1.川 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
11、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 2.2（a）,可以看到某镜片注射模的冷却水道排列情况。 图 2.2（a） 面盖注射模动模10、13.冷却水的进、出口 11.排气槽抽 12.真空接口 14.镶件 15.支撑柱 16.复位弹簧模具的整体结构如图 2.2（b）所示，因 为斜顶抽芯机构设置在定模，所以定模模板要根据设计尺寸将厚度加大 考虑到斜顶杆 20 的直径比较小,如果 长度太长,强度会受到影响,故斜顶杆没有直接顶到顶针板,而是用连接销 19 连接过渡模具开 闭器
12、用于完成模具的二次分型,尼龙扣 21 先把定! 动模锁住,进行第一次分型,即分离浇 注系统凝料 第几次分型是定!动模开模,那时尼龙扣 23 固定在定模的回针上,定模顶出系统跟动模一起运动,推动斜顶机构动作,完成抽芯的整个行程 合模时依靠定模的回针与动模相碰 ,再加复位弹簧 18 的弹力,使斜顶抽芯系统复位模具 试模时,要根据实际情况,适当调节尼龙扣的松 紧程度,最终使机构的运动达到最佳状态图 2.2（b）面盖注射模总体装配图17.型腔 18.复位弹簧 19.连接销 20.斜顶杆 21、23.尼龙扣 22.模具开闭器2.3 镜片注射模镜片属于薄壁零件，成型生产应 防止塑件产生翘曲，一定要保证塑料
13、熔体能均匀! 迅速地充满模具型腔,最大程度地避免或减少熔接痕,充分保障型腔中气体的排出薄型镜片模具的排溢系统的设计好坏相当重要,注射成形时,熔体填充型腔要排出型腔及浇注系统的空气,以及塑料塑化和成形时产生的挥发气体,否则会造成镜片的气泡!接缝! 充填缺料等成形缺陷图 2.3.是手机镜片的产品示意图 镜片厚度只有 0.8mm,产品的厚度太小,塑件成形时很容易翘曲! 产 生气泡三个方形语音孔的存在,也给模具的设计制造增加了困 难 由于镜片在手机上要透光显示,必须为透明色,而且注塑完成后,后面二次加工的工序还很多,如烫金!热转印! 印镜面油墨! 溅镀 所以,模具设计 制造要考虑塑件注射成型的外 观,
14、不能使产品有任何色斑!拉纹等缺陷,还应考虑注射成型后产品二次加工的划伤问题。图 2.3 图镜片产品示意图3 浇注系统设计3.1 型腔数量和位置的确定注射模每次注射循环所能成型的塑件数量,由模具的型腔数量决定与多型腔相比,单型腔模具的优点是塑件形状和尺寸的一致性好,成型工艺参数容易控制,模具结构简单!设计自由度大,成本低!生产周期短等 但是,多型腔的生产效率高, 塑件成本低,非常适合长期大批量生产 因此,型腔数目的选择要综合考虑塑件的技术质量要求 ,产品批量大小和交货周期,塑料的种类与塑件的形状及尺寸大小,塑件成型加工的成本,注射机的额定注射量和锁模力等因素手机塑料外壳体 积小,如果批量较大可以
15、考虑一模多件 由于目前市场的外观流行潮流变化常快,产品更新换代的周期短,有些工厂的生产批量不是很大,一般也设计为单型腔但是,大多镜片是中间没有空腔的实心件,考虑浇道的位置,通常应该设计为一模两件当然,对于中间有空腔的镜片,当生产批量不大时,可以一模一件设计单型腔,这时型腔的中心位置不在模具的中心,要注意根据产品的结构关系精确计算。3.2 分型面的选择模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离接触表面称为分型面,也叫合模面分型面要有利于脱模,有利于保证塑件质量,有利于简化模具结构,有利于模具成型零件的加工选择分型面时,应该考虑模具总体结构简化,尽量减少分模面的数目,尽量采用平直分型面 还应 考虑模
16、具是否便于加工,便于成品取出,分模面应尽量 选择在产品的棱线上面 相对其他外壳塑料零件来说,手机显示镜片比面壳的结构简单,因此分型面也不会复杂,但分型面的位置选择一定要考虑镜片的外观，如下方式就有正确与 错误 之分：图 3.1 分型面位置的选择3.3 浇道的设计浇道分类有普通浇注系统即冷流道,以及无流道凝料浇注系统包括热流道、绝热流道,手机镜片注射模采用冷浇道较多 浇道应该有良好的注射压 力传递,使塑料熔体能够尽快地充满和均衡地分配到各个型腔,达到理想的填充状态,保证熔融塑料在流动过程中压力损失!热量损失尽可能小。如图 3.2 位工 艺把手设计：图 3.2 工艺把手设计如图 3.3 为其浇口设计：图 3.3 浇口位置设计为了防止镜片塑件产生翘曲,必须使塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配,将塑件的内应力降至最小 为此,浇口形式应该采用扇形浇 口 这样还可以避免流纹及定向效应所带来的不良影响,并减少了进入空气的可能性。形 浇口的 宽度为 10mm,
