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手机盖注射成型塑件工艺分析

作者：陈伟 陈丹

来源：《科学与财富》2015年第24期

摘 要：将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。本文对一种型号的手机盖注射成型的塑件进行了选材及工艺分析。

关键词：手机盖，注射模，塑件，工艺分析 中图分类号：TG386.3 0引言

模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。 1.塑件材料分析

塑件材料对注射工艺和模具结构的适应能力叫做注射成型性能，注射成型性能的好坏直接影响到成型加工的难易程度和制品质量的优劣，同时还影响生产效率的高低和设备的辐射能损耗等。目前，中国娱乐场比较多，往往容易被兴致极高的玩家们按坏，所以市场也看中了这一点，为了适应玩家玩得痛快的需要，很多厂家开始生产比以前旧材料更好的新材料手机盖，本次设计就是以此为基点，设计生产一批手机盖套的注射模具，该手机盖套不易被按坏，坚固而不难按，在玩家达到忘我境界时，不用担心被按坏，玩家也不会觉手机盖不灵敏，深受广大消费者的欢迎，具有广阔的市场前景。由于本次设计的手机盖具有手感工效，而不缺实用功能，表面光滑且透明，故选用材料为ABS，它是一种优良的热塑性工程材料，它不但具有优良的力学性能、热学性能、电绝缘性能和耐腐蚀性能，而且具有良好的加工性能。 2.塑件的工艺分析

在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。

手机盖如图1所示，该塑件结构相对比较简单，外表面有一孔，Pro/E中通过拉伸、圆角、抽壳等特征操作可完成。零件没有侧空和内凹，不用侧抽芯。

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图1手机盖工程图和3D图 2.1塑件的结构设计 （1）脱模斜度

由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.5～1.5°，根据文献[1]，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为35'～1°30'，型芯脱模斜度为30'～1° （2）塑件的壁厚

一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4mm，最常用的数值为1～3mm。该外壳壁厚均匀，周边和底部壁厚均为1mm。壳内凸出部件的壁厚均为1mm

（3）防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.5～1mm的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。该手机盖表面圆角半径为1mm，内部转弯处圆角半径为1mm （4）孔的设计

塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。本设计中孔都在侧面或边缘，能采用型芯直接加工成型。

2.2塑件尺寸及精度

塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，

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塑件尺寸公差可以参照文献[2]表3-2塑件的尺寸与公关（SJ1372-1978）的塑料制件公差数值标准来确定。根据文献[2]，选用一般精度等级，ABS的精度等级一般为四级，可在文献中查到相应的公差值。 2.3塑件表面粗糙度

塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.02～1.25μm之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63μm。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。

该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.8μm，内部为0.4μm。外部接手柄区域粗糙度加大，主要是为了装配牢固和方便，且增加摩擦力以便有游戏玩家按起来有手感。 2.4塑件的体积和质量

用软件对该手机盖套进行三维实体造型，然后用分析模块对其进行质量特性分析，输入材料密度（密度为1.054g/cm3），即可以得出该手机盖制品每个的体积为3.09cm3，质量为3.25克。 3.结语

本文对注射成型的手机盖塑件进行了选材与工艺分析，结果选用了性能优良的ABS工程树脂作为材料，并对塑件的结构、尺寸、表面粗糙度进行了设计，计算了塑件的质量和体积，为后续的注射工艺及模具设计奠定了基础。 参考文献

[1] 曹宏深，赵仲治.塑料成型工艺及模具设计[M]，北京：机械工业出版社，1993. [2] 黄虹.塑料成型加工与模具[M]，北京：化学工业出版社，2003. [3] 黄锐.塑料工程手册下册[M]，北京：机械工业出版社，2005.

[4] 宋卓颐，史勤芳，房双等.塑料原料与助剂[M]，北京：科学技术文献出版社，2003. [5] 黄锐.塑料成型工艺学第二版[M]，北京：中国轻工业出版社，1997.