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基于UG MoldWizard的老人手机内壳注射模具设计

2020/12/19    来源:互联网    作者:赵鹏展      
关键字:手机壳  注射模具  侧向抽芯  
老人手机内壳有多个侧孔或凹槽,结构较复杂,注射模具有三个斜导柱侧向抽芯机构,采用点浇口多点进胶,该模具结构完整且合理。

1 塑件的结构和工艺分析

    老人手机内壳是组成手机的重要零部件,既要承担使用功能又要满足外观的要求。该塑件为中小尺寸,要求具有中等精度等级。产塑件成型时要求表面光滑,充填完整,外观清晰不变形,该产品为中小批量生产。

    塑件总体形状为长方形薄壳类零件,基本尺寸长宽高为:98.5mm×44mm×10mm,最大壁厚为0.8mm,最小为0.6mm,壁厚较薄且均匀。利用UG软件绘制出产品的3D模型,并利用UG快速查出产品体积V=4.725cm3,计算出塑件的质量W=Vρ=5.43g,如图1所示。

手机壳3D图

图1 手机壳3D图

2 注塑模具成型方案的确定

    因为该塑件结构较为复杂,为了保证产品的成型质量,模具拟采用一模一腔,这样可以简化模具结构,同时保证模具的质心尽量靠近几何中心。考虑零件有一定的表面、侧面粗糙度要求,选用小水口模架,采用多点进浇的方式。

3 分型

    分型即是在工件上创建型腔和型芯,它是整个模具设计中最重要的工作。分型时根据分型面的选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。分型面应选在手机的最大截面处,为保证产品外观质量和便于排气,分型面选在产品底面。

    MoldWizard中分型按以下步骤进行。第一,修补塑件,手机内壳按键和边框上都有孔,使用MoldWizard中注塑模工具将孔修补好,按键处的孔需要采用实体修补,其他孔均可采用片体修补。第二,抽取区域,使用分型管理器中抽取区域工具,UG会计算出型腔面、型芯面和未指派的面,通过面分析和面分割等功能,把未指派的面分给型腔或型芯,可通过自动或分步的方法进一步获得原始的型腔和型芯。第三,确认设计区域。第四,提取塑件的分型线、创建分型面,这一步决定了模具的结构,手机壳的分型线是最大轮廓线,可通过搜索修补好的塑件的边线获取。然后以产生的分型线为基础,采用拉伸面、边界面或者其他创建面方法获得分型面,并将其缝合成一个单一曲面,得到动模型芯、定模型腔。第五,分割实体获得滑块型芯,之前塑件进行了实体修补,故需对原始的型腔和型芯进行编辑,将修补块分解后分别补偿到动模型芯、定模型腔或滑块型芯上,侧型芯设计为斜面配合,可起到防止溢边和便于脱模的作用,拔模角度为3°。老人手机内壳分型完成后凹模如图2,型芯和型腔均采用整体嵌入式结构。分型动作示意图如图3所示,其中有7个侧型芯。

凹模

图2 凹模

分型示意图

图3 分型示意图

4 确定模架和模具标准件

    针对型芯和型腔的大小,在MoldWizard中选择模架,类型为龙记小水口模架LKM-pp-2730-60-80,宽度为270mm,长度300mm,定模板厚度60mm,动模板厚度80mm,系统自动载入整个模架。接着在MoldWizard中为模具选择标准件,包括主流道衬套、定位环、顶针、拉料杆、复位弹簧、限位钉、支撑柱等。

5 浇注系统设计

    主流道的设计采用主流道衬套结构,入口端孔径D=4.5mm,锥角为1.5°。分流道的形状及尺寸,应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度和注射速率等来确定,模具采用的是三板模结构,分流道开设在流道模板上,截面形状为梯形,梯形上底边9mm,下底边6.6mm,高6mm。浇口选用点浇口,根据塑件的形状及型腔的排列方式,辅以模流分析软件(MoldFlow)进行分析,结果表明三点进浇较为理想,点浇口截面为圆形直径为0.5mm。老人手机内壳模具的浇注系统结构如图4所示。

6 侧抽芯机构设计

    塑件的左右两侧各3个卡扣,前端面有1个卡扣,因为在多个方向有侧凹结构,故考虑需要做三个方向的侧抽芯机构。因侧型芯个数较多,为提高可靠性使用了双斜导柱侧抽芯机构。为了让滑块型芯成型部分固定、装配定位方便,提高使用寿命,在两侧增加抽芯方向具有斜度的定位块。一般抽拔距离等于侧凸高度加上2~3mm的安全距离,手机壳侧空抽芯高度为2mm,因此侧抽芯抽拔距离为4mm。同时,一定要确保坐标系的YC轴始终指向斜导柱的抽出方向,斜导柱倾斜角度为16°,如图5所示。

浇注系统

图4 浇注系统

侧抽芯机构设计

图5 侧抽芯机构设计

7 冷却系统和推出机构设计

    冷却系统设计时,考虑冷却水道应尽量多,在型腔和型芯均设有水道,并采用了直流循环式水道。水道截面尺寸应尽量大,直径设为6mm。手机内壳塑件壁厚较为均匀,冷却水道距离型腔表面相等,开设的冷却系统如下页图6所示。

    本模具选用了推杆推出机构,如图7所示。

冷却系统图

图6 冷却系统图

推杆推出机构

图7 推杆推出机构

8 结语

    通过上述步骤和方法,最终设计出整套老人手机模具,如图8所示。可以看到UG强大的CAD功能,大大缩短新型数码产品的上市周期,大幅提高产品的市场竞争力。

老人手机内壳注射模具总装图

图8 老人手机内壳注射模具总装图

责任编辑:程玥
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