手机外壳注塑模具设计及moldflow分析
手机外壳型腔充填过程的Moldflow模拟分析
山东农业工程学院学报2018年第35卷第10期在进行注塑模拟设计过程中,Moldflow 属于较为常见的注塑模辅助设计模拟软件,使用Moldflow 软件能够实现塑料溶体流动的模拟分析,使注塑工作人员能够对塑料成型汇总的锁模力、体积收缩率、流体前沿温度、注射压力及困气位置进行提前的预测,对塑件可能会出现的成型缺陷进行分析,避免后期的试模发复导致浪费。
手机外壳对外观质量和尺寸的精度要求较高,在模具设计之前使用Moldflow 进行模拟分析是非常有必要的。
1.Moldflow 软件模拟分析1.1设计浇注系统在进行浇筑系统设计过程中,要全面考虑使熔融塑料能够在短时间内充满整个型腔,并且尽量降低热量和压力的损失,之后就要从经济方面进行全面的考虑,降低流道的废料比,最后要实现塑料浇口痕迹的简单修建。
在分流道设计的过程中,要对后壳壁厚、大小、材料流动性进行全面的考虑,因为手机外壳材料流动性交差,所以流道的直径就要适当的扩大,分流道界面尺寸要比手机后壳壁厚要大,并且还要选择适当的流道长度。
此浇注系统流道如果过程,那么表示温度的降低较快,过短就会导致出现过剩应力,从而出现井喷的现象,手机后壳的塑件顶出较为麻烦。
为了避免冷料到模具型腔中流入,在塑件表面出现冷料痕,那么就要在此模具不通向型腔流道末端设置冷料穴,对流道中的杂质和冷料进行存储,从而提高塑件的美观。
此模具使用六个潜伏浇口进浇,塑件出模的时候将浇口自动切断,迅速填充并且均衡,塑件的尺寸较为稳定[1]。
图1为最终的设计浇注系统。
图1手机后壳浇注系统1.2流动分析使用Moldflow 软件实现塑料溶体流动分析,从而能够掌握手机后壳锁模力、体积收缩率、流体前沿温度、填充时间和注射压力等,并且还能够自动生成Moldflow 流动分析报告,使工作人员能够了解注塑缺陷的产生因素,对手机后壳主浇口位置、大小和流道尺寸进行调整,最终得到良好的Moldflow 流动方案[2-3]。
基于Moldflow的手机外壳注塑成型分析
中的浇口位置、充填、流动、冷却等过程进行了分析 模拟, 预测了塑件可能产生的质量缺陷, 并针对模拟 结果分析缺陷产生的原因和影响因素。根据分析结果 对注塑工艺条件进行优化, 得到比较合理的参数。
冷却分析用来分析模具内的热传递, 主要包含塑 件和模具的温度、冷却时间等。冷却阶段对制件质量
影响非常大, 冷却的好坏直接影响着制件的最终表面 质量、制件残余应力和结晶度等。冷却时间的长短决 定了制件脱模时的温度和成型周期的长短, 直接影响 到产品成本的高低。
塑成型质量主要存在的问题是预测出较多的气穴和熔 接痕, 制件的最高温度超过预设值。因此应通过调整 工艺参数, 来改善塑件的成型缺陷。工艺参数的修改 体现在: 增大冷却系统的相关结构参数; 将 ! 模具 表面温度 ∀ 修改为 60 ; 设置 ! 注射时间 + 保压时 间 + 冷却时间 ∀ 的值为 35 s 。分析计算结 束, M P I 重新生成了方案调整后的 ! 冷却 ∀、 ! 流动 ∀、 ! 翘 曲 ∀ 分析结果, 在方案任务窗 格中可选择分 析结果 进行观察, 并与初步成型模拟中的详解的内容进行对 比分析。 4 1 F low 分析
YU X iao lu, CAO Zh i m in
( D epartm ent ofM echan ica l Eng ineering, A nhuiU n ive rsity o f T echno logy & Science, W uhu 241000, Ch ina)
Abstract: CAD three d im ensional m ode l of cell phone shell is obtained by P ro /E softw are. By using M P I ( M o ldflow P lastic Insight) m odu le of M o ldf low software, process o f in jection m o ld ing is sim ulated, in clud ing filling, flow, pressure, cooling. The best gate location, w eld m arks location and inform at ion o f trapped gas, flow tim e, distribu tion of pressure and tem perature are ach ieved. M eanwh ile, the defects that m ay arise in process of in ject ion m o ld ing w ere pred icted. T he injection process param etersw as opt im ized after analyzing the reasons fo r defects, wh ich played a im portant role in im prov ing the qua lity o f plastic parts, shortening product ion cycle and raising the level o f m o ld design.
基于MoldFlow手机后盖注射成型浇口位置设计
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毕业设计——手机壳注塑模具设计分析
手机壳注塑模具设计【摘要】本文主要介绍：注塑模的全部过程，包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。
在写论文期间，经过了一段时间对资料进行收集。
充分的考虑了模具的各种结构，并和指导老师进行讨论，完成了对论文中要写的模具结构的选择。
论文当中许多部分是我结合俩年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、机械基础、塑料成型模具设计模具材料等。
【关键词】：注塑模具，模具设计,浇口,注射机II目录引言 (1)一、塑料模具的发展史及发展趋势 (1)（一）模具工业的概况 (1)（二）设计的任务和它的要求 (2)二、塑件的分析 (2)（一）塑件的特性 (2)（二）选择塑件材料及介绍 (2)（三）塑件的形状及其尺寸 (3)三、分型面的选择及型腔的确定 (4)（一）分型面的选择原则 (4)（二）分型面的设计 (4)图2.1 分型面 (4)（三）型腔数目的决定及排布 (4)四、浇注系统的设计 (5)（一）注射模具浇注系统的组成及其设计原则 (5)（二）设计主流道 (5)（三）注射模具分流道的设计 (7)（四）浇口的设计 (7)图2.6 (8)（五）冷料穴和钩料脱模装置 (8)五、温度调节系统设计 (8)（一）塑料注射模具的温度调节系统的重要性 (8)（二）模具冷却系统的设计原则 (8)（三）模具的冷却系统设计 (8)六、模具成型零件和模体的设计 (9)（一）模具型腔的结构设计 (9)（二）注射模具型芯的结构设计 (9)（三）注射模具成型零件的尺寸确定 (9)（四）成型零件的强度、刚度计算 (10)七、顶出机构的设计 (12)（一）注射模具的顶出机构 (12)（二）设计原则 (12)（三）零件的复位 (12)（四）推杆推出机构 (12)八、排气槽设计 (13)（一）导柱导向机构的作用 (13)（二）导柱导套的选择 (13)十、注射机的参数校核 (14)（一）注射量的计算 (14)（二）初步选择的机器型号 (14)（三）XS-ZY-125型注射机的主要参数 (14)（四）塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 (15)（五）开模行程校核 (15)（六）模具安装尺寸校核 (15)总结 (16)参考文献 (18)致谢 (19)IV引言一、塑料模具的发展史及发展趋势（一）模具工业的概况在中国古代，勤劳聪明的中国先民们就已经熟练掌握了用模具制造陶制品和青铜制品的工艺。
手机外壳塑料件模流分析
手机外壳塑料件模流分析：
1、手机三维图：
2、生成stl文件，并划分网格。
3、对零件进行网格统计，查看网格划分情况。
根据图中所示最大纵横比为19.389，并检验匹配百分比，其中匹配百分比为87%,满足分析要求。
4、设定分析类型为浇口设置，得到结果如图。
注系统如下图：
6、创建冷却系统，如下图所示。
6、设定分析类型为充填分析，检验塑料的流动状况，设定材料为laxness ABS 1146，
在工艺设置中采用默认设置。
得分析结果如下图。
（1）查看充填时间。
（2）查看气穴位置
（3）查看推荐的螺杆速度
7、根据充填结果从新设置工艺参数，进行流动+翘曲分析。
得分析结果如下图。
（1）注射重量
（2）所有因素在X方向的变形量
（3）所有因素在Y方向的变形量
（4）所有因素在Z方向的变形量
（5）所有因素对塑件造成的影响量。
基于Moldflow的手机外壳注塑成型分析
基于 Moldflow的手机外壳注塑成型分析摘要：现阶段随着经济的提升，我国的信息技术也在逐渐趋于完善，而信息技术也不再是传统的固定模式，而是以手机为载体跟随人们的行动随处移动，增加了信息技术的灵活性和便捷性，方便了人们的生活，满足人们对生活质量提升的愿望。
而在手机的制造中，手机外壳的制造是硬性条件，现阶段人们的对于手机外壳的要求也逐渐提升，因此，对于手机外壳的铸造应具有严格的施工流程和高标准的工艺。
现今手机外壳的CAD三维造型采用的是Pro/E技术，并利用Moldflow软件对注塑成型的过程进行模拟，并对其中MPI模块的测试进行数据分析，运用其中反映出的准确信息对整个铸造过程中可能产生的缺陷进行直观性预测，优化了手机外壳注塑成型的质量。
本文从塑件CAD模型入手，对浇口位置。
注塑成型以及调整工艺参数后进行分析，旨在为日后相关人员对基于Moldflow的手机外壳注塑成型的研究提供参考性建议。
关键词：Moldflow软件；手机外壳；注塑成型；注塑工艺一、塑件CAD模型手机壳的CDA模型技术需要运用一种以Pro软件为平台的模拟技术，在生成STL文件的同时将其导入到Moldflow软件中进行模拟，并对应其中产生的参数进行分析。
下图中是经过市场调查和分析最终选择的具有常见手机外壳特点的的手机外壳形状和尺寸，能够全面的对Moldflow软件在手机外壳注塑成型分析的应用进行直观反映。
二、浇口位置分析在进行Moldflow软件在手机外壳注塑成型分析之后，相关人员需要对其中的浇口位置进行有效的分析，根据模型模拟中的几何形状以及分析中得到的数据和工艺参数进行分析，从而确定浇口的最佳位置，在此过程中，不仅需要软件进行分析，还需要相关技术人员进行记录，从而避免浇口位置设置不当引起的制作缺陷，增加手机外壳生产质量。
下图有效地反映了最佳浇口的位置以及不同浇注口位置的注塑模拟结构对比，直接地反映了最佳浇口位置以及任意浇口位置填充时间和填充完成时的温度分布，蓝色区域为最佳浇注口位置。
【分析】Moldflow分析报告手机壳
【关键字】分析手机套模流分析报告班级：材料2009-2姓名：刘建平学号：040201制品：手机壳指导教师：匡唐清第一章分析前的准备一、CAD模型的准备1.CAD模型造型打开PRO/E，依据零件实体对零件进行造型，如图1-1：图1-1保存副本为ptr0001.igs，以便能导入moldflow中进行后续分析。
2.CAD模型的检查、修复与简化打开CAD Doctor，点击Import，将ptr0001.igs文件导入进来，首先点击Check按钮，进行模型的检查，如图1-2和1-3所示然后点击Stitch按钮，对模型进行缝合，修复后的效果如图1-4和1-5所示。
图1-4 图1-5将模式由Translation切换为Simplification，进行模型的简化，简化模型的一些细小特征可以在保证运算结果基本不变的情况下大大缩减计算机运算的时间，有利于设计效率的提高。
通过Check All Fillet按钮和Remove All（Fillets）按钮，对相应小特征进行简化，简化后的效果如图1-6和1-7所示。
图1-6 图1-7完成模型的简化后，单击右键，选择Abort View Manipulation，再次将模式由Translation 切换为Simplification，单击Heal按钮，完成内核的转换，再Export为001_out.udm文件。
注意，此步骤必不可少，不然无法导出udm文件。
同理，对prt0001.igs文件进行导入、检测、修复、简化、Heal、导出，最终也相应得到prt0001_out.udm文件。
二、CAE网格模型的准备1.网格的划分完成CAD模型的修复与简化工作后，就能够进行网格划分了。
首先，新建工程up_down.mpi，放于指定的文件夹内。
再将经过CAD Doctor处理后的udm文件导入进来，选择双层面网格类型。
成功导入后，可通过建模里面的曲面连通性诊断检测处理后的文件是否有问题，确保无误。
手机壳注塑成型工艺与模具设计
手机壳注塑成型工艺与模具设计随着经济全球化的不断深化，模具工业在国民经济中起着越来越重要的作用。
本设计是对手机壳进行设计，从零件的尺寸确定到模具设计完成一个较为完整的塑料模具设计过程。
本套模具浇口采用点浇口，因为塑件内侧具有凸出部分，本模具采用了斜撑销结构，实行了较为简单形式的塑件的成型和推出。
标签：手机壳；注塑模；模具设计1 概述近年来，随着制造行业的不断发展，塑料模具在模具行业中所占比例持续上升。
相信塑料模具的发展对我国的经济发展以及生产技术的提高会产生极其巨大的影响[1]。
2 手机外壳的注塑模具设计2.1 产品功能分析图1为手机壳立体图，上方凹槽功能是为耳机孔及开锁屏键预留，下方凹槽是为外置扬声器和数据线接口开槽。
左侧开槽是为音量键预留位置，其背面圆形孔是为Logo标志而设计，而矩形圆槽则是为摄像头孔。
2.2 成型工艺分析采用一般精度等级5级，大批量生产。
该塑件壁厚约为1.5mm，考虑到壳体浅，且手机壳内部凸出的部分小于5%的凸起，塑料件的脱模设计为强制脱模。
2.3 塑料的选材及性能分析手机壳，常用手触摸，必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性好，故选成形材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）[2]。
3 模具设计方案确定3.1 分型面确定本模具在手机壳四周框处进行分型，分型面与开模方向垂直。
3.2 型腔数量确定及排列形式一般认为，每增加一个型腔，制品尺寸的精度会降低4%。
根据公式N-24，经计算初定本套模采用一模两腔。
4 模具设计4.1 注塑机选择4.1.1 注射量计算ABS平均密度为1.09，平均收缩率为0.55%。
通过UG分析功能的测量体，得塑件体积V塑=12.56cm3塑件质量：浇注系统质量：故总体积和总质量：4.1.2 注射机型号选定根据以上计算初步选XS-Z-60/50型卧式注射机。
4.1.3 型腔数量校核（1）根据注射机的最大注射量校核型腔数2.91>2，符合要求。
（2）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量145.9>2，符合要求。
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翘曲分析
• 变形，所有因素：变形 变形，所有因素：
从总体上得知制件翘曲的值，最大为0.4982mm。制件两边的变形较大
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翘曲分析
• 变形，冷却不均：变形 变形，冷却不均：
由冷却不均引起的翘曲值为0.0281，占据总的翘曲值的5.6%，那说明冷却不均不 是变形的主要原因。
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流动分析
• 注射位置处压力：XY图 注射位置处压力： 图
注射位置处的压力最大是在速度/压力的转换时刻，曲线比较平稳， 说明在熔体流动时没有受阻。
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流动分析
• 顶出时的体积收缩率
在产品顶出时，体积收缩率在产品的两侧差别比较大，不均匀。 在后续需要优化保压曲线来降低体积收缩。
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模具总体结构设计
• • • • 采用单点浇口的三板式注射模具 采用冷流道 采用单型腔模具 设计顺序脱模机构
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浇注系统设计
• 主流道设计
1）主流道的尺寸设计 ）主流道的尺寸设计 （1）主流道球面凹坑半径
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流动分析
• 达到顶出温度的时间
达到顶出温度的时间基本一致，分流道达到顶出温度的时间是产品的顶出时间 的3倍左右，这样就不完全一致了。因此浇注系统需要加强冷却。
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流动分析
• 锁模力：XY图 锁模力： 图
（2）主流道小端直径
（3）主流道锥度 （4）主流道大端直径 （5）主流道长度 2）主流道衬套的形式 ）主流道衬套的形式 整体式；螺栓连接
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浇注系统设计
• 分流道设计
1）分流道的截面形状 圆形截面：效率最高；中心与浇口中心位于同一直线上 2）分流道的截面尺寸 对于壁厚小于 、重 以下的塑件，还可采用如下经验公式： 此式计算的分流道直径限于 3.2~9.5mm。D=2.8，故不在此适用范围内
手机壳注塑模具设计
王巨龙 指导老师：王立忠
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概述
• 材料：
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成型工艺方案确定
Moldflow软件成型窗口分析： 根据经验 软件成型窗口分析： 根据经验: 软件成型窗口分析 推荐的模具温度为85.56度 推荐的熔体温度为 283.69度 推荐的注射时间为 0.3938s。 注射压力：150MPa 保压压力：保压压力一般小于注射压力，60 Mpa 保压时间 ：4s； 背 压：2~5MPa； 冷却时间：10s ； 加入 的回料，采用多级注射保压压力。
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冷却系统设计
• • • • 位置：动模板和定模板 形状：U型冷却水道 水道孔直径：8mm 冷却管道中心线与型腔壁的距离：15mm
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模架总体设计
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锁模力最大为7.9t，出现在1.6s。选用的注塑机的额定锁模力为80t，符合要求。
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冷却分析
• 回路冷却介质温度
进水口和出水口的温差为0.3度。进出水口的温差不应该超过2~3度，否则冷却效 果比较差。
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流动分析
• 速度 压力切换时的压力 速度/压力切换时的压力
注射压力达到最大值69.08MPa，此值比注塑机的最大注射力186MPa低，符合要求。
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流动分析
• 总体温度
产品的总体温度分布均匀，温度差在10度以内 值得注意的是，分流道的温度过高，说明要加强对于浇注系统的冷却。
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网格相关分析
• 划分网格 划分网格
网格匹配百分比没有达到翘曲分析精度要求的90%以上
• 网格连通性诊断 网格连通性诊断 • 网格厚度诊断
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流动分析
• 充填时间
本产品完成充填需要0.9622s，等值线基本还算均匀，认为流动比较平稳。
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成型零部分设计
• 成型零件选材 成型零件选材
镜面钢
• 型腔数目确定 型腔数目确定
单型腔模具
• 分型面设计 分型面设计
• 排气系统设计
深0.03mm，宽2mm
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成型零部分设计
• 成型零部件工作尺寸计算
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பைடு நூலகம்
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依据表2： 可确定分流道直径为 5mm
3）分流道的长度
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浇注系统设计
• 浇口设计 浇口设计
1）浇口尺寸的确定 根据实际情况取： 直径 1mm， 长度1mm 。
2）浇口数目和位置的确定：一个点浇口
• 冷料井设计
其长度为主流道或分流道直径的1.5~2倍。
1）凹模径向、深度尺寸计算 2）凸模径向、深度尺寸计算
3）型腔壁厚的计算
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导向与脱模机构设计
• 导向机构设计
1）导柱导向机构：台阶式导柱、台阶式导套 2）精定位装置：锥形导柱定位装置
• 脱模机构设计
1）顶杆推出机构： 圆形顶杆、阶梯形顶杆、顶出限位环 2）顺序脱模机构 摆钩式
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翘曲分析
• 变形，收缩不均：变形 变形，收缩不均：
由收缩不均引起的翘曲值为0.4927，占据总的翘曲值绝大部分，可见制件变 形主要是由收缩不均引起的。收缩不均是由于保压不足所产生的，因此有效 的措施是优化保压曲线。
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成型设备选择与校核
• 选取EH80型塑料注射成型机
1）最大注射量的校核
2）注射压力校核 注射机的最大注射压力为186MPa 。注射压力为 150MPa 。 3）锁模力的校核 所需锁模力17t ，小于注塑机的锁模力 80t。 4）开模行程校核
符合要求
冷却分析
• 回路管壁温度
回路管壁温差比较均匀，并且与冷却介质温度相差不到2度，这个温度差低于5度， 可以接受。
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冷却分析
• 最高温度位置，制品 最高温度位置，
最高温度主要集中在产品内侧，因此内侧需要加强冷却。
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