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1、III基于Pro/ENGINEER的诺基亚3100手机电池盖的模具设计摘 要本文通过对诺基亚3100手机电池盖的3D尺寸进行测量，应用Pro/ENGINEER进行实体建模，并对产品进行特征分析和工艺性分析。根据产品分析、塑件成型材料的选择以及成型设备的选择确定整套模具的设计方案，应用Pro/ENGINEER进行诺基亚3100手机电池盖的三维实体分模并设计出其注射模具，内容涵盖模具设计的流程，三板式模具浇注系统凝料自动脱出机构设计，仿真开模以及MoldFlow模流分析，实现了整套模具的CAD/CAE过程。关键字：Pro/ENGINEER，模具设计，仿真开模Mold Design of Nokia
2、 3100 Mobile Phone Battery-cover Based on Pro/ENGINEERABSTRACTThe text have measured battery-cover 3D size of Nokia 3100 mobile phone ,carried on solid modelling using Pro/ENGINEER, carried on the characteristic analysis and the technological analysis to the product .According to product analysis, c
3、hoice of mold shaping material and shaping equipment, To confirm the design plan of a whole set of mould, Applicate Pro/ENGINEER carry on Nokia 3100 mobile phone battery-cover 3D solid modelling divide mold and design their injection mold. The content covers the course of mold design, three board st
4、yle mold the pour system to congeal the material automatically to leave the organization design, emulation divide mould and Mold Flow analysis, realized CAD/CAE process of the whole mould .KEYWORDS : Pro/ENGINEER, Mold design, Emulate divide mould目 录摘要ABSTRACTS前言11. 诺基亚3100手机电池盖产品设计21.1诺基亚3100手机电池盖的
5、产品特点分析21.2诺基亚3100手机电池盖设计思路21.3产品的工艺性分析32. 诺基亚3100手机电池盖模具设计52.1塑料成型材料的选择52.2成型设备的选择52.2.1确定型腔数52.2.2塑件成型设备的选择52.3确定模具结构62.3.1模具的布置方式62.3.2脱模方式72.3.3浇注系统设计82.3.4冷却系统设计102.4 成型零部件的结构设计112.4.1浇注系统结构的设计112.4.2分型面的设计122.4.3公模仁和母模仁设计132.4.4斜销的结构设计132.4.5入子（镶块或嵌块）的设计142.4.6合模导向机构152.4.7模具材料的选用153.三板式模具浇注系统凝
6、料自动脱出机构设计173.1开模时潜伏式浇口断料分析173.2三板式模具含潜伏式牛角浇口的浇注系统凝料自动脱出原理174.开模仿真204.1创建动画仿真的设计步骤204.2开模仿真的意义215. Moldflow模流分析225.1 MoldFlow软件概述225.2 MoldFlow分析报告23致谢29参考文献3017基于Pro/ENGINEER的诺基亚3100手机电池盖的模具设计前 言Pro/ENGINEER由美国(PTC)公司推出，是国际上最先进也是最成熟使用参数化的特征造型技术的大型CAD/CAM/CAE集成软件。Pro/ENGINEER除了包括三维实体造型、装配模拟、加工仿真、NC自动
7、编程、有限元分析等常规功能模块外，同时也有模具设计、板金设计、电路布线、装配管路设计等专有模块，可以实现DFM（Design For Manufacturing-面向制造的设计）、DFA（Design For Assembly-面向装配的设计）、ID（Inverse Design-反求工程）、CE（Concurrent Engineer-并行工程）等先进的设计方法和模式。其主要特点是参数化和基于特征的建模；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改,别的模块中相应图形或数据也会自动更新；智能化的装配功能等。它性能强大，容易使用，是一套可以应用于工业设计、机械设计、功能仿真、
8、制造和数据管理等众多领域的工程自动软件包。其中模具设计模块属于产品开发后期的工具。现在Pro/ENGINEER已经广泛用于电子、机械、模具设计、工业设计、家电、玩具等各行业。手机是现代都市一族的通讯产品之一，随着无限通讯产品事业突飞猛进的发展，人们对手机的要求也越来越高，不但要求通话效果好，品质高，而且还要求其市场反应好。各大手机制造商的激烈竞争迫使手机不断推陈出新，高达百万像素的摄像头，MP3功能，64和铉铃声，音乐手机等等在现代的都市生活中已是随处可见，现在市场上的手机具有以上的这些功能还远远不能满足现代人的品味要求，手感好，个性独特的外观设计更能吸引消费者的目光。如此激烈的市场竞争对手机
9、外壳的设计和制造要求也越来越高，要满足顾客的要求，就需要做出更好的模具；要缩短产品的开发时间，就要减少产品的设计周期和生产周期。而应用Pro/ENGINEER来设计则可以达到缩短设计周期、生产周期，降低生产成本，提高产品质量的目的。模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制件的工具，成型塑料制品的模具叫做塑料模具。现代模具与传统模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统的模具制造方法显然难于制造，必须借助于现代化科学技术的发展，采用先进制造技术，才能达到技术要求。当前整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。为适应市场对模具制造的短交货期，高精度、低成本
10、的迫切要求。而应用先进的CAD/CAM技术才能达到以上的目标，而近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料成型模具增长十分迅速。高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大，塑料模具的地位也越来越重要，因此，对模具设计人员的要求也越来越高，已由传统的平面设计转向三维计算机辅助设计，设计周期也越来越短。1. 诺基亚3100手机电池盖产品设计1.1诺基亚3100手机电池盖的产品特征分析随着人们生活水平的提高，对精神享受要求也越来越高，独特的外观造型，符合人体工学设计原理，在长时间的使用中不会产生疲惫感，并且经久耐用的手机应该是广大消费者更加亲睐的产品。图1-1 和图1
11、-2是诺基亚3100手机电池盖的3D效果图，该产品从成型的角度考虑，成型性能要比较好。由于产品的产量比较大，而且生产周期短。综合考虑各方面的因素，该零件的表面比较复杂，壁厚相差不大，左右对称性，尺寸中等。内表面有8个卡钩，产品表面由自由曲面组成，脱模时需要使用斜销和顶针配合顶出。 图1-1 产品正面效果图图1-2产品反面效果图1.2诺基亚3100手机电池盖设计思路三维造型修补破面生成实体结构设计这种设计思路称之为“自顶向下设计（from TOP to DOWN）”。该手机电池盖的模型主要使通过利用PRO/E WILDFIRE2.0造型，在精确测量诺基亚3100电池盖的3D尺寸之后，利用PRO/
12、Engineer的part模块进行建模，由于公司的主要客户是NOKIA和Sony Ericsson，所以在进行产品的3D设计时将“NOKIA”改为“XIANGLIYONG”（我的姓名的英文），避免将毕业设计带出公司时所带来的一些不必要的麻烦。这里主要讨论利用PRO/Engineer如何设计模具，实体的建模就不在此赘述1.3产品的工艺性分析产品拔模斜度为1，平均壁厚为1.26毫米，薄壁中空，要求电绝缘性能好，具有一定的机械性能，高的耐磨性，阻燃性和尺寸稳定性。产品外表面，因要求美观而具有一定的表面光洁度要求，产品外形尺寸大约为73mm42mm5mm。产品设计完成后，分析产品的工艺性分析产品的问题
13、点并制定出 成品检讨报告。如果存在问题则反馈给客户要求其对产品做适当的调整或者修改直到符合加工要求为止。图1-3 产品拔模分析图产品上的倒扣卡扣孔版次 产品拔模分析如图1-3，我们可以看到图中黄色部分为产品的卡扣（8个），是开模时的不可脱开部分，所以我们要将此部分的磨具结构抽芯方式设计为侧向抽芯，即公模仁上此部分做斜销设计，这样才可以实现安全开模。成品检讨报告：该产品的的外表曲面设计较好，卡扣孔部分设计为靠破，版次设计成入子（镶块或嵌块），倒扣设计成斜销侧向抽芯机构。从上面的分析我们不难看出，整套模具的加工精度要求较高，机构设计较为复杂，产品内表面的粗糙度要求比外表面低，因此，对公模仁（型芯）
14、的加工精度要求应当比母模仁（型腔）低。为保证制件的力学性能和便于充模，制件各特征的连接处以圆弧过渡。2. 诺基亚3100手机电池盖模具设计2.1塑料成型材料的选择塑料制件主要是根据其使用性能要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件是必须充分发挥其性能上的优点，补全其缺点。在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能做到简化模具结构，符合成型工艺特点。PC/ABS是在聚苯乙烯高聚物改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料，它是丙烯晴，丁二烯和苯乙烯三种三元共聚物，具有优良的综合性能（坚固、坚硬、坚韧）价格便宜，原料来源广泛。PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性
15、和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。PC/ABS塑料表面极易吸湿，使成型塑件表面出现斑痕，云纹等缺陷，因此成型之前必须干燥。在注塑机中能很快加热，因而塑化效率比高，在模具中固化比较快，因此模塑周期短。所以我们选用的是PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物。PC/ABS的典型应用范围：计算机和商业机器的壳体、电器设备、草坪和园艺机器、汽车零件（仪表板、内部装修以及车轮盖）。2.2成型设备的选择2.2.1确定型腔数由塑件的形状结构特点和成型结构及设计要求初定为一模一腔（三板模）。2.2.2塑件成型设备的选择1) 浇道体积的计算由P
