小米手机后盖壳注塑模具设计.docx

本科毕业论文（设计）题目 小米后盖壳注塑模设计学院 机电工程学院专业 机械设计制造及其自动化班级 学号 姓名指导教师起讫时间教务处印制3.1确定型腔数目模具的种类众多繁杂，根据最直接的模具分类方法，分为单腔和型腔两类 模具，由于小米后盖壳有三个侧面存在槽孔，特别是SIM卡槽和type-C接 口，属于元件精密位置，尺寸大小和形状要求高，所以为达到产品设计的 最终工艺水准，采用各个侧面分别抽芯，需要设计三个不同位置和方向的侧向 分型与抽芯机构，由于侧抽芯的数量多，且各占据一面，如果设计多型腔模具， 抽芯的难度将大大增加，故本次后盖壳定模具确定为一模一腔的设计，有 利于产品快速制造3.2分型面选择注塑分型面的抉择对产品脱模后的质量影响深远，分型面可以是单一平面，阶梯 多平面，选择不同分型面，最终脱模后定效果皆不一样，其中平直分型面的设计最简 单，对模具制造和脱模及其便利，如图3-1所示平宜型图3-1平直型分型面Fig.3-1 Straight Parting Surface分型面的考虑一般有几点：对产品轮廓的影响最小，开模时让产品留在动模 一侧，如果分型面选择不合理，还会造成排气不通畅"七本次设计的小米后 盖壳注塑模的抽芯结构较多，设计分型面时还要有利于侧向抽芯的方便、推出机 构的简单化、考虑到塑件顺利脱模等。

故综合考虑，选择最方便小米后盖壳 脱模的一类：平直型，以小米后盖壳与屏幕框架直接接触的底面为分型 面3.3模架结构选择注塑模有两种普遍采用的结构，二板式和三板式，考虑到本次小米后盖壳设 计模架采用一模一腔，壳分型面的表面质量要求高，放弃选择中心浇口，同时考 虑流道内剩余凝料去除问题，注塑完成后可以快速去除残余凝料，故选择结构最优的 三板式，增加定距拉杆，这样即可利用第二分型面开模，将主流道、分流道的凝料取 出第4章浇注系统设计4.1主流道的设计1）主流道计算图4-1主流道尺寸图Fig.4-1 Main Channel Size Drawing本次设计采用的注射机，查询数据可知：喷嘴口的尺寸大小为d.=4/^,喷嘴外端 接触部分的大小为根据资料，主流道作为融料进入模具定第一关，其进 料通道成圆锥形，最早端的尺寸"要比d略大一些，约0.5〜1mm,浇曰套与喷嘴直接 接触的圆弧面尺寸 队要比跚大1〜2mni,主流道的锥角不宜过大，一般在5°, 主流道的流道表面要求光滑，太粗糙不易残料脱出，处-•般低于0. 8um,为降低注塑 压力，主流道长度一般取小于60mmo根据所选的注塑机的参数，最终确定各部分零件数据如下：^4. 5mm, 57^19mm, 考虑到锥角不宜过大过小，否则会影响进料过程，故取锥角为6。

o2）浇口套固定形式浇口套的固定，根据三板式注塑模的特点，采用定位圈限制浇口套径向方向移动， 定模座板限制浇口套水平面位置，注塑产品时，浇口套不需要在开合模时拆卸，采用 过渡配合：H7/m6,定位圈和浇口套同样不需要频繁拆卸，根据实际要求，选择间隙配合：H9/f9o4.2 分流道的设计1）分流道类型与尺寸选择木次小米后盖壳注塑模设计中，采用了三板式，侧浇口结构，根据结构特征 确定采用分流道形式为U形截面，根据经验可得：U形截面的宽度ZF5^10mm,半径 村.5b,深度拍1.25R,斜角5° ”0⑸，根据一模一腔的特点和考虑侧浇口的位置, 节约熔料，减小热量和压力流失，故设计一次分流道L= 114mm,根据主流道的末端直径 为8. 18mm,故取U形截面的宽度b=8. 5mm, Ri=4. 15mm, h=4. 57mm,斜角8° ,分流道的总 长度设计为114mm,表面质量要求较高，要求粗糙度Ra小于1. 6umo 2）分流道尺寸验证分流道的截面积计算为A=30.93顾匕每次注塑时，分流道内凝料的总体积：* =LxA = 114 X 30.93 = 3526.02mm3 ;分流道的平均体枳流量计算：q = ^―=30.24cm3 ;查询数据资料后，根据计算公式确定剪切速率为：r =参3.3X3503 = 3972.6 S — 13.14X23故本次设计的注塑模分流道剪切速率位于500^5000尸之间，数值达标。

4.3冷料穴设计本次后盖壳模具采用的浇口类型是侧浇口，熔料离开注射机，最先经过主流 道，再通过分流道，最后到达浇口进入型腔，但是由于每次注塑结束后，到下一次注 塑有一定时间间隔，故每次最早注射的前端熔料温度较低，属于“冷料”，需要将其 去除，小米后盖壳的塑件所需体积质量不大，冷料的影响较大，本次在后盖 壳的前端面一端距离处，开设一个冷料穴，同时设计一个开模后能推出冷料的推出装 置，利用推杆在开模时拉住冷料，开模后即可将留在推件板上的凝料取出4.4浇口确定根据其浇口类型的不同，其使用的场合也不同本次设计浇口为侧浇口， 侧浇口适用于后盖壳这类形状简单的塑件，后盖壳浇口的的断面形状 设计为类矩形由于后盖壳高度较小，只有7mm,四周和底面的壁厚大小 均为1mm,壁厚较薄，故采用在后盖壳前端面开设一个矩形截面的侧浇口， 这种浇口的截面较小，浇筑结束后，遗留的痕迹较小，对最终成型的整体外观 影响不大，查询侧浇口的行业经验设计数据，采用浇口宽度b的大小为：bN 1.5mm, bW5mm,侧浇口的深度t尺寸范围为：tN().5mm,tW2mm,浇口通道 的长度尺寸L范围为：LN0.7mm,LW2mm综合各方因素考虑，本次小米 后盖壳注塑模侧浇口尺寸最终确定为：宽度b取2mm,深度t取0.5mm,长度L 取 1.5mm。

第5章注射模成型零部件的设计5.1成型工作尺寸计算本次设计的后盖壳塑件材料为聚碳酸脂+ABS,查询塑料材料选用手册，确 定采用的材料的成型收缩率S为：最低大约0.4%,最高大约().8%：§ = = 0 6% (5-1)1)型腔尺寸以下公式中：为制造公差，根据选择定材料属性，取尺寸公差的25%； △为外 径公差；型腔深度磨损小，△系数可取偏小值2/3,径向磨损在实际生产中相对较大, △系数取75%；⑹型腔磨损后整体尺寸越变越大，为延长型腔使用寿命，预留一定修模 余地，其尺寸往小取，取下极限尺寸，公差则需要取上偏差；由于脱模斜度影响，不 管是型芯的径向尺寸，还是型腔的径向尺寸，根据设计手册一律取大端尺寸⑺① 查询模具手册，矩形型腔162mm的尺寸公差计算公式为：(如)芝，=[(1 + §抽一浏：’ (5-2)■1x0 1故：(垢)售=[(1 + 0.006)x 162- jx 0.1]； ' = 162.897 严 (大端)② 根据公式(垢)萨=[(1 +时Ls - j△]；' ( 5-2)塑件型腔78mm的尺寸公差计算为：i c z -xO.l -(Lm)： z = [(1 + 0.006)X 78 - j X 0.1]： = 78.393 严、(mm) (大端)③ 塑件形腔7mm的深度尺寸，根据未注尺寸公差按照GBAT 1804-2000标准查询,7mm属于＞ 6〜30系列，选择中等公差m为±0.2mm,故转换7.20°n，则： —0.4(林)；' = [(】+河-国: (5-3)父 n ZxO.4 n -故:(Hm)：，= [(1 + 0.006)X 7.2 _ 亍 X 0.4]； = 6.976 * 】2)型芯尺寸凸模生产过程会不断磨损，导致尺寸不断变小，为预留后期修模余地，尺寸需要往 大设计，选择上极限尺寸，公差需要选择下偏差。

①塑件中型芯I60mm的尺寸公差计算：(妇总=[(1+汛+河：(5-4)Um)% =〔° + °-006) X 160 + S x O.l]°&o ]4 '=161.035 ^002f.mm (大端)(垢)会广[(1 + 0.006)x 76 + j x 0.1]° | = 76.5314-o.o25mm (大端)式④塑件型芯91mm高度尺寸计算:(如)^ = |(1 +矽心+河"(5-5)E(端岛=I ° °°6)X 91 + 亍 X 0.1]上 = 91.613 ^0025mm43) 中心距尺寸S)塑件中心距25 ± 0.1mm的模具尺寸:(5-6)(5-6)塑件办土夸=(1+珈s士亨则 氐土等=(1 + 0.006)X 25 ± 写=25.15 ± 0.0125 mm8倒根据公式勿土号=(1 +珈$ 土亨3中心距3.4mm的模具尺寸: 9如 土竽=(1 + 0.006)x 3.4 ± 业=3.4204 ± 0.01254 2其他塑件与模具尺寸的计算从略5.2型腔壁厚的设计本次采用的小米后盖壳产品，考虑到产品后盖壳高度低，厚度小等各种因素, 选择整体式矩形凹模设计，最为方便简单.根据模具设计手册，侧壁厚度计算公式:(5-7)r _1C Q 7亍+32%3 <4(5-7),得长边常数：Ci =(5-7),得短边常数：-_- Q 1.495mm5+32x7F(5-8)(5-8),得长边壁厚：>3 1.5x35x74\(2.1x105x0.026q 2.847 mm(5-8),得短边壁厚：H2 >1.495x35x742.1x105x0.026« 2.793 mm式中：C是常数，E是弹性模量常数(MPa), H是侧壁厚度，P是内压力(MPa),L是矩形侧壁长度，a是受力侧壁高，0］是产品设计允许的最大变形量参数。

型腔底板厚度:(5-9)Tgb宾则底板厚度：T > 0.71 x 78 xr 18.916mm其中：P是内压力，b是短边长，6 p是许用压力(MPa)o 5.3凸模支撑板厚度设计由于壳分型面的摄像头、闪光灯、指纹解锁这3个安装孔的存在，凸模的结构变得复杂一些，综合考虑不同形式凸模的特点，最终选择整体式组合嵌入型凸模设 计5-10)p = p£P = 35 x 器"5.774倾按强度条件:h>3x25.774x180x904x250x300x V2 x 115 — 180 = 29.52mm其中：P支撑板压力，f投影面积，p内压力，h支撑板厚度，其他参数含义如图5-1所示:图5-1支撑板结构Fig.5-1 Support Plate Construction5.4小型芯设计对于摄像头安装孔的型芯，属于椭圆类异形小型芯，考虑到离塑件边缘的距离因 素，无法采用台阶式圆柱台肩定位；由于摄像头孔、闪光灯孔二者距离过近，设计台 肩时发生重叠干涉，故设计二者接触台肩削去一部分，形成平面接触，同时台阶孔一 起加工，变成一个大椭圆孔；指纹解锁安装孔属于圆形，可直接台肩固定，方便制造图5-2小型芯组设计Fig.5-2 Small Core Design小米后盖壳注塑模设计机电工程学院、指导老师：［摘要］注塑模工艺是模具技术的一大分支，以塑料为材料的产品大都可以采用注射模工艺。

智能 诞生以来，后盖壳的散热和防摔问题便困扰已久，旧型塑料壳无法满足需求，早期便退出市 场，如今壳市场呈现两极分化，金属壳和陶瓷壳，金属壳强度高，但散热性不足；陶瓷壳散热性 优越，但容易碎裂近年来，制造商们开始尝试新的材料，新型高分子塑料，通过相互融合，添 加各类新型添加剂，其综合效果nJ•以达到介于金属和。