手機底殼注塑模具設計*

汪菊英，韓利紅，聶小春，孫曉輝

(1.廣州工程技術職業學院 機電工程系，廣東 廣州 510027;2.洛陽北方企業集團有限公司注塑部，河南 洛陽 471003)

1 前言

隨著手機的不斷創新與進步，手機底殼的設計也日新月異，款式更是多種多樣，凸顯時代氣息。要想吸引消費者眼球，就必須不斷更新手機外觀，產品結構的不斷更新也增加了對生產手機底殼所用模具的設計要求。筆者通過對模具的CAD設計分析，對手機底殼進行注塑模具設計。

2 塑件的結構工藝性分析

該塑件為一款直板手機底殼，大批量生產，材料選用ABS(即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，精度等級采用MT3，產品成型后對外觀質量要求較高，不允許有影響外觀的縮水痕、熔接痕、缺料、飛邊、裂紋和變形等工藝缺陷。從產品的結構上分析，塑件整體結構相對復雜，設計難點主要在于澆注系統設計、側抽芯機構的設計和脫模機構的設計。該塑件的三維結構如圖1所示。

圖1 手機底殼三維圖

3 模具結構設計

3.1 分型面的選擇

為保證塑件外觀質量，選擇三板模，點澆口形式，采用順序定距分型機構實現二次脫模，塑件與主流道及分流道凝料同時脫出。在保證塑件質量的同時，實現高效自動化生產，以提高生產效率。分型面的選擇和順序脫模機構如圖2所示。

圖2 分型面的設計

3.2 澆注系統的設計

由于主流道襯套與注射機的高溫噴嘴反復接觸碰撞，易造成磨損，為保證模具的使用壽命，設計成獨立可拆卸更換結構，其形式如圖3所示。

圖3 主流道結構

主流道尺寸:長度60 mm;小端直徑3.5 mm;大端直徑5.6 mm;主流道球面半徑12 mm;球面的配合高度3 mm。分流道截面形狀為梯形。由于所設計的塑件為手機底殼，對其外觀要求較高，因此產品原材料采用ABS，流動性較好。通過對塑件結構的分析，采用點澆口結構，四點同時進膠，經計算確定澆口直徑為0.6 mm。澆注系統結構尺寸如圖4所示。

圖4 澆注系統結構尺寸

冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其直徑和主流道大端直徑相同或略大一些。其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質量［1］。

3.3 成型零件的結構設計

型腔采用整體嵌入式結構，型芯采用整體組合式結構，其結構分別如圖5、6所示。

圖5 型腔結構

3.4 脫模推出機構的設計

根據塑件的結構特點，該模具采用圓形推桿和扁推桿結合的脫模結構，共設計了29根頂針。圓頂針的型號有12根φ3.5 mm，2根φ3 mm的頂針，6根φ6 mm的頂針，扁頂針共有9根，頂針的位置分布如圖7所示。

圖6 型芯結構

圖7 頂針的位置分布圖

3.5 側抽芯機構的設計

由于塑件上倒扣以及側邊小扣位的存在，模具采用斜推桿內側抽和斜導柱外側抽芯機構相結合，完成模具的內外側抽芯。由5根斜推桿實現對倒扣的內側抽，斜推桿采用T形槽導滑，固定在斜推桿固定座上，在頂出塑件的同時帶動斜推桿實現內側抽芯動作。側邊的小扣位由于抽芯距達8 mm，所以采用斜導柱側抽芯機構，由斜導柱、滑塊、側型芯、楔緊塊、耐磨塊、限位螺釘及復位彈簧等組成。斜推桿內側抽和斜導柱側抽芯機構分別如圖8、9所示。

圖8 斜推桿側抽芯機構

圖9 斜導柱側抽芯機構

3.6 冷卻系統的設計

由于手機底殼的外表面要求較高，不應有縮水痕及表面缺陷，因此采用冷卻水道對動、定模分別冷卻的方式，以保證塑件的冷卻均勻。動、定模的冷卻水道分布如圖5、6所示。

4 模具總體結構和工作原理

4.1 模具總體結構

模具采用一模一腔，雙分型面結構，點澆口進料，塑件上的倒扣采用斜推桿內側抽結構，側邊的小扣位由斜導柱帶動固定在斜滑塊上的側型芯來完成，塑件采用29根推桿推出復位桿復位，上下模分別設置冷卻水道對模板進行冷卻。模具的總裝配圖如圖10、11所示［1-4］。

圖10 模具二維總裝圖

圖11 模具三維總裝圖

4.2 模具工作原理

模具安裝在注射機上，合模后塑料在注塑機內經加熱熔融后，在一定壓力下經主流道、分流道，最后經4個點澆口注射進入注塑模具型腔，保壓冷卻成型。

開模時，在A、B板之間的4個拉桿的作用下，B板拉住A板一起運動，在A板與水口板47之間的彈力作用下，首先從PL1分型，將分流道和澆口凝料與塑件分開并拉斷。動模繼續運動，拉桿在動模部分的行程達到極限時，拉桿拉動定模座上的水口鉤針運動，從PL2第二次分型，使水口板與定模座板46分開，水口鉤針54固定在定模座板上，隨著水口板分開，將主流道凝料拉斷，澆注系統凝料在A板與水口板間掉落。繼續開模，從PL3第三次分型，A、B板分開，側抽芯機構也隨著A、B板分開而實現側向抽芯。最后，由推桿推出塑件。

5 結論

通過分析手機底殼塑件的使用要求和結構特點，用Pro/E分模的方法，完成模具的結構設計，闡述了模具分型面的選擇、澆注系統的設計、模具成型部分和總裝結構的設計等。經生產實踐驗證，模具結構合理、布局緊湊、生產效率高，塑件質量滿足技術要求。

［1］ 模具設計與制造技術教育叢書編委會.模具常用機構設計［M］.北京:機械工業出版社，2003.

［2］ 塑料模設計手冊編寫組.塑料模設計手冊［M］.北京:機械工業出版社，2002.

［3］ 申開智.塑料成型模具［M］.北京:中國輕工業出版社，2009.

［4］ 趙昌盛.實用模具材料應用手冊［M］.北京:機械工業出版社，2005.