谈手机壳造型及注塑模具设计

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【摘要】本文对Pro/E的主要功能模块进行了简单的介绍，详细介绍了手机壳的结构特征以及设计要点，针对基于Pro/E进行手机壳造型及注塑模具设计进行了深入的分析，充分将Pro/E软件在手机壳制造过程中的具体应用展现出来。

【关键词】Pro/E；手机壳造型；注塑；模具设计

传统的产品、模具设计加工中经常根据经验对外形进行设计，通过手工设计出来的产品在精度上面很难满足现代生产的需要，往往需要二次加工或者直接无法使用。尤其是在精密零件的造型以及模具设计方面，比如手机壳，传统的设计方式根本无法满足手机壳的造型以及注塑模具的设计要求，所以对于产品设计方式不断的在完善，利用Pro/E软件来实现模型的三维设计，不仅可以有效减少模型的设计周期，还能极大提高模型的设计效率，保证注塑出来的模型符合要求，减少生产成本。

1Pro/E软件

(1)Pro/E介绍。Pro/E是美国PTC公司基于CAD/CAM软件上开发出来的一款三维实体模型设计软件，用Pro/E进行产品造型的设计可以有效地保证设计参数化、单一数据库以及特征驱动等特性，包括基础设计、详细设计以及概念设计三个部分。其主要功能有参数化功能、特性功能、利用各种条件与特征参数关系进行产品的设计等特点，尤其是在产品设计完成后的调整方面，只需要改变其中一个参数，与之相关的其他参数会自动发生变动，极大的提高了设计效率。(2)Pro/E的主要功能模块。Pro/E的功能模块可以实现五个方面的功能。第一个是工业设计模块，包括概念设计、动画模拟、图片渲染等;第二个模块是机械设计模块，包括曲面设计、实体装配等;第三个是功能仿真模块，包括动力学仿真、振动分析等;第四个是制造模块，包括塑料模具设计、铸造模具设计等;第五个是数据交换模块，包括Pro/E模型数据库进入、Pro/E软件开发等。

2手机壳造型设计

利用Pro/E可以实现手机壳的三维造型设计，先进行点的设计，再到线、面，最后完成整个手机壳实体的设计。(1)工作设定。在进行手机壳造型设计前，可以先建立相应的目录，包括各个零件的设计，将材料、图纸精度、单位、公差等参数根据手机壳的实际需求进行合理的设计。(2)创建模型。首先进入Pro/E的操作界面，完成手机壳模型的草绘。可以先生成长方体，再针对长方体进行相应的切减，再改变其外部曲面结构，生成手机壳的大致外形，再完成倒角的设计。之后针对该模型进行打孔、抽壳，针对现在智能手机外形，再手机壳两边打好相应的音量、开关键以及摄像头、闪光灯的孔，在其上下表面完成耳机、充电线孔，根据实际生产要求，再合适的地方打扬声器孔。手机曲面的修改很难一次到位，需要不断的进行调整，可以利用Pro/E的参数化功能完成相应的曲面修改。(3)特征分析以及优化。在外壳造型设计完成之后，还需要考虑其表面积、体积以及重心等情况，同时再对点、面、线的位置进行合理的分析规划。首先可以进行最优化参数数据的选取，再针对具体的优化参数进行设计，然后对尺寸参数进行设计，再经过软件进行相应的分析计算得出相应的优化结果，最后根据设计的结果再进一步继续优化。

3注塑模具设计

注塑模具在进行设计时，首先要将模具构件构建出来，再参照模具的具体特征进行模座的设计。在模具构件的设计中，主要包括移动侧以及固定侧模板的设计、回位销、停止销以及顶出销的设计，还有其他一些小的部位比如说冷却水线、导键、导柱以及定位螺栓等。其具体的设计步骤为:模具模型的建立;成品件收缩率的设定;分型面的创建;对胚料进行拆分，可以分为数个型芯;将型芯向上下模型腔转化;进行浇道系统的设置;检测模具零件;开模模拟，同时做干涉检测试验;对模座进行装配。(1)创建分型面。进行模具设计时，其主要内容就是分型面的创建，再进行分型面的创建时，按照不同的曲面特征来进行，将一些不同的模具零件拆出。比如说在设计时，要先要设定好不同位置的收缩率，将毛坯大致构建出来，再通过模拟装配，将模型与型芯、型腔毛胚进行重叠，再进行一系列曲面剪切、延伸、融合等操作来完成分型面的设计。(2)模具型芯、型腔的设计。在完成分型面的创建后，可以将型芯从分型面中拆出，型芯、型腔由分型面中拆出的凸凹体积产生，最后再完成浇道的设计。因为要考虑到手机壳侧面以及上表面的精度，可以选择在耳机孔或者充电孔设定注塑位置，可以利用点浇口进行浇注。因为手机壳的美观性以及精密性要求，在进行浇注时，一定要严格限制气泡的产生，可以通过多开排气槽解决气泡的问题，但是要控制好排气槽的高度(3)模架及其他小零件模具设计。在进行这一部分的设计时，可以利用Pro/E的外挂模块EMX来完成。EMX模块能极大的减少设计人员在进行相应模具组件创建上所花费的时间。同时EMX根据实际需求提供模具以及模架组件，之后会根据这些组件完成相邻部件的切削、钻孔操作。不仅能有效的简化整个设计过程，还极易学习掌握。如图2。在进行模具的加工时，可以利用Pro/E的NC加工模块来完成，根据实际的加工需求，自动生成一些相应的数控车削、铣削以及切割的NC代码，对于型芯、型腔，可以直接生成相应的NC代码，通过控制数控机床来完成上下模具的加工，不仅能提高加工出模具的准确性符合原先设计要求，还能极大的降低模具在设计过程中所花费的成本，为企业创造出更多的经济效益。

4结语

利用Pro/E进行手机壳造型以及注塑模具的设计时，首先在手机壳造型设计方面，利用Pro/E先创建好相应的模型，再根据实际的需求以及美学等特性完成相应的调整，采用最优的参数进行设计;在注塑模具设计方面，首先要创建好分型面，再完成型芯、型腔的设计，再补充一些其他小得零件模具设计，最终完成整个模具的装配。不仅有效的保证了设计的精度，还极大提高了设计的效率，节约设计成本，让企业能够在激烈的市场竞争中健康稳定的发展，为企业的未来打下良好的基础。

参考文献:

［1］杨德．动模平移式多材质注射模设计及模拟分析［D］．青岛:青岛科技大学，2015．

［2］何政军．基于实例的注塑模具CAD/CAE/CAM技术研究与应用［D］．北京:华北电力大学，2014．

［3］邱德琴．基于Pro/E和Moldflow注塑模具设计与CAE实例分析［D］．南京:南京理工大学，2014

作者:杨天云  单位:云南机电职业技术学院