手机外壳模具设计及其软件应用

手机壳注塑模具设计及仿真手机壳注塑模具设计及仿真近年来，手机已成为人们生活中不可或缺的一部分。

随着手机的普及，手机壳作为一种保护外壳也变得越来越重要。

手机壳的外观设计和注塑模具的精准制造对于手机壳的质量和功能起着关键作用。

本文将介绍手机壳注塑模具设计和仿真的过程及方法。

一、注塑模具设计的基本步骤1.确定产品要求：首先需要确定手机壳的设计要求，包括壳体形状、尺寸、配色等。

这些要求将为注塑模具的设计提供基本依据。

2.模具结构设计：根据手机壳的设计要求，进行模具结构设计。

模具结构设计包括注塑机的选择、模具的分型方式、流道系统设计等。

注塑机的选择根据产品尺寸和材料特性确定，模具的分型方式包括平板分型、拉伸分型、侧分型等。

3.模具零件设计：根据模具结构设计确定的分型方式，进行模具零件的设计。

模具零件包括模腔、模芯、顶出杆、定位销、模板等。

4.模具加工工艺设计：根据模具零件设计，确定模具的加工工艺。

加工工艺包括材料选择、加工方法、加工工艺参数等。

5.模具装配和调试：将模具的各个零件进行组装，进行模具调试。

模具调试包括合模试模、开模试模、调整流道系统等。

二、注塑模具的仿真分析注塑模具仿真分析是模具设计中的重要一步。

通过仿真分析，可以对模具的结构和工艺进行评估和优化，提高模具的性能和质量。

常用的注塑模具仿真分析软件有Moldex3D、ANSYS、AUTODYN等。

这些软件可以对注塑过程进行材料流动分析、温度场分析、残余应力分析等。

在注塑模具的仿真分析中，首先需要进行材料流动分析。

材料流动分析可以预测注塑过程中熔融塑料的流动情况，帮助优化流道设计。

流道设计的好坏直接影响产品的成型质量。

其次，进行温度场分析。

温度场分析可以预测注塑过程中的温度分布，帮助优化冷却系统设计。

冷却系统设计的好坏直接影响模具的冷却效果和产品收缩性能。

最后，进行残余应力分析。

残余应力分析可以预测注塑过程中的残余应力分布，帮助优化模具的结构设计。

手机外壳模具建模实验报告院（系）名称：机械工程学院实验题目：手机外壳模具建模指导老师：杜江班级： 100221姓名：张珍学号： 100221334手机外壳模具建模实验一、实验目的本实验属机械制造方向综合实验，实验内容主要涉及到《机械制造工程学》、《机械CAD/CAM技术应用》、《数字控制技术》和《数控编程技术》相关课程的。

通过实验教学，可以使学生加深理解、消化、巩固课堂所学的知识，了解普通的、先进的机械制造工艺装备和现代机械加工手段，掌握以Pro/E为代表的三维CAD 系统的特征建模理论方法以及数控编程方法和CAD/CAM一体化数控加工技术在模具设计和制造中的应用。

二、实验内容该实验由“手机外壳模具设计、手机外壳模具数控加工”两个实验构成。

1.手机外壳模具设计该实验通过对手机外壳模具设计建模方法的学习和实践，使学生可以了解CAD技术的应用现状和发展趋势，掌握特征建模的基本理论和方法以及运用典型CAD系统-ProEWildFire完成产品及其模具设计的基本步骤和方法。

2.手机外壳模具数控加工该实验通过对手机外壳模具数控编程和加工的学习实践可以使学生熟悉CAM系统的功能和工作原理并更好的培养学生的建模与数控编程能力，学生通过它可以了解CAD/CAM技术在机械设计与加工中的应用，熟悉产品从设计建模到数控加工的整个过程。

三、实验设备和环境1.计算机2.Pro/E软件四、实验原理及建模方法步骤1.手机外壳结构特点、特征分析和对应的建模方法1．1 手机外壳建模1．1．1 手机外壳结构特征及其对应的ProE特征建模工具手机外壳是典型的薄壁类零件，根据手机外壳的结构特点，手机外壳的主要结构特征建模及其所对应的ProE特征建模工具如表1所示：表1 手机结构特征及其对应ProE特征建模工具1．2 手机外壳模具设计建模1．2．1 ProE模具设计的基本概念1）参照模型或参照零件表示与所设计模具相对应的零件模型。

2）工件用于完成模具设计的模具实体模型。

手机壳建模操作方法有哪些手机壳建模操作方法有许多，下面我将详细介绍几种常见的手机壳建模操作方法。

1. 使用3D建模软件：使用专业的3D建模软件是一种常见的手机壳建模操作方法。

例如，可以使用Autodesk Fusion 360、SolidWorks、Rhino等软件进行建模。

具体操作步骤如下：- 创建一个新的3D模型文件。

- 根据手机的尺寸以及设计需求，在软件中创建一个手机壳的基本形状，可以是长方形、圆形或其他形状。

可以使用绘图工具绘制多边形，然后拉伸以创建3D形状。

- 添加壳体的细节，例如按键、插孔、摄像头孔等。

可以使用软件中的绘图工具和修剪工具来添加这些细节。

- 对模型进行调整，使其符合设计要求，可以旋转、平移、缩放模型的各个部分。

- 确认模型无误后，可以进行渲染，调整材质和颜色，以得到最终的效果。

- 导出模型为3D打印可用的文件格式，如STL格式。

2. 使用3D扫描仪：3D扫描仪是一种能够将真实物体扫描成3D模型的设备，可以用于手机壳建模操作。

具体操作步骤如下：- 将手机壳放置在扫描仪的扫描台上。

- 打开扫描仪的软件，选择扫描模式和参数。

- 启动扫描仪，将其移动或转动，以便能够从多个角度对手机壳进行扫描。

扫描仪会记录下每个角度的点云数据。

- 将所有点云数据导入到3D建模软件中，并进行清理和优化，以得到完整的3D模型。

- 对模型进行编辑和修改，以符合设计要求。

- 渲染和调整模型的细节和材质。

- 导出模型为3D打印可用的文件格式。

3. 使用CAD软件和工具：使用CAD软件和工具是一种传统的手机壳建模操作方法。

在这种方法中，需要使用计算机辅助设计（CAD）软件和专业的绘图工具进行建模。

具体操作步骤如下：- 使用CAD软件，在软件中创建手机壳的二维图形。

- 使用CAD软件的绘图工具，在图形上添加细节，例如边缘、孔洞、纹理等。

- 使用CAD软件的修改工具，对图形进行调整和编辑。

- 将二维图形转换为三维图形，可以使用CAD软件的拉伸、旋转等操作。

本科毕业设计(论文)题目：基于Pro/E手机外壳造型设计及数控仿真加工教学单位：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学号：0912010137姓名：王晓乐指导教师：邱海飞马志奇2013年5月摘要本次毕业论文设计主要是应用Pro/E Wildfire 5.0软件进行手机外壳造型设计以及数控仿真加工，利用该软件的草绘功能和建模功能进行所需要的模型设计，并利用NC 加工模块进行手机模型的数控仿真加工的过程。

本毕业论文是以联想A520手机为模板，使用测绘工具得出其数据，并在Pro/E5.0建模功能的基础上，绘制出所设计的手机外壳模型，然后制作出工程图，再使用Pro/E的NC加工模块进行数控仿真加工，设计工艺参数，选择合适的加工机床，并选择刀具以及确定其参数，然后设计出刀具运行轨迹，最后经过后处理导出NC程序的过程。

关键词：手机外壳；Pro/E；NC加工ABSTRACTThis graduation thesis design mainly is 5.0 softwares carries on the handset outer covering modelling design as well as the numerical control simulation processing using Pro/E the Wildfire, uses this software the grass to draw the model processing process which the function and the modelling function carry on need, and carries on the handset model using the NC processing module the numerical control simulation processing, this graduation thesis is take associates the A520 handset as the template, the use mapping tool obtains its data, and in the Pro/E5.0 modelling function foundation, draws up the handset outer covering model which designs, then manufactures the engineering plat, again uses Pro/E the NC processing module to carry on the numerical control simulation processing, the design craft parameter, chooses the appropriate processing engine bed, and chooses the cutting tool as well asDetermined its parameter, then designs the cutting tool movement path, finally derives the NC procedure after the post-processing the process.Key word: Handset outer covering ; Pro/E; NC processing目录第1章绪论 (1)第2章Pro/E软件简介 (2)2.1 Pro/E介绍及特点 (2)2.2 NC加工介绍 (3)第3章Pro/E手机外壳造型设计 (5)3.1 新建零件文件 (5)3.2 创建手机主体模型 (5)3.3 创建手机后盖模型 (13)第4章Pro/E NC加工 (16)4.1 手机主体毛坯创建 (16)4.2 粗加工 (17)4.3 孔加工 (19)4.4 NC加工后处理 (21)第5章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章绪论模具是现代工业生产中的重要工艺装备之一，模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志。

**** 大学毕业设计（论文）题目手机外壳注塑模设计学院(系)：****学院专业班级：******学生姓名：***指导老师：***学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日****大学本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名*** 专业班级***指导教师*** 工作单位******设计（论文）题目：手机外壳注塑模设计设计（论文）主要内容：1. 调研收集分析有关资料，对手机上部外壳进行造型设计；2. 进行手机上部外壳注塑模结构设计并对工作零件进行工艺计算和设计分析，绘制注塑模装配图和零件图；3.进行手机上部外壳凸模或凹模数控加工工艺分析，进行自动加工编程设计与加工模拟。

要求完成的主要任务：1．查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告;2．完成不少于5000汉字的与选题相关的英文文献翻译;3．完成毕业设计计算说明书一份（字数不少于12000汉字）；4．完成手机上部外壳造型图，绘制注塑模装配图及其主要的零件图（要求计算机绘图，图纸量折合不少于5张1-2#图纸，手工绘制1张3#图纸）。

指导教师签名系主任签名院长签名（章）****大学本科学生毕业设计（论文）开题报告注：1．开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成。

应用MasterCAM在手机壳模具建模和加工著者：不详出处：不详MasterCAM是当今广泛使用的CAD/CAM软件。

合理地利用CAD/CAM软件可以大幅提高机械设计和加工的工作质量和效率。

本文以手机壳模具的建模和加工过程为例，就如何灵活运用MasterCAM进行机械设计和加工进行了初步探讨。

一、模具制件的设计运用MasterCAM中的Rectangle矩形命令、Arc命令绘制出Top面轮廓线，并用Fillet命令做圆角处理，绘制出Top面。

通过实体Solids/Extrude命令拉伸12mm得到实体轮廓。

在Front视图中，运用Spline曲线、Arc圆弧曲线等命令绘制出手机上表面曲线。

同样，运用Extrude命令进行实体拉伸，在Extrude Chain窗口中选中Cut Body选项，使其对前面在Top面中绘制的实体进行实体剪切，即挤压实体中的布尔运算，从而得到手机上表面曲面。

选Solids→Fillet对所做的实体倒圆角，完成模具制件的设计。

在绘图过程中，应用Level图层功能对设计有很大帮助。

可以将不同的曲线、实体单独放在各自的图层里，并对其命名加以区分。

根据需要屏蔽无关图层，使视图简化、清晰，方便修改，减少操作失误。

二、模具实体的设计1. 机体的设计设置构图平面、视图平面均为Top平面，把(0，0)点定位在手机左下角，按照制件设计完成实体制作。

手机按键与机体并不是同一整体，在机体制造中，按键部分应该为孔，所以在模具上表现为凸出。

2. 按键的设计在Level打开一个新的图层，设置构图平面、视图平面均为Top平面，设置工件深度Z为12，选Create→Next Menu→Ellipse绘制两个交*的椭圆，选Modify→Trim修剪两个椭圆，得到按键的平面轮廓线。

因为左右两边的按键对称，选Xform→Mirror命令来镜像前面所绘制的按键，再在中间位置绘制一个椭圆形按键。

选Translate命令，选中前面绘制的三个按键图形并确定，出现Translate Direction命令对话框，选择两点间式，在平移对话框中设定Operation选项为Copy，Number Of Steps为3确定，通过输入坐标定位，得到12个手机基本按键。

摘要基于CAE技术，以普通手机外壳为实例，介绍了Moldflow Insight软件在注塑模具设计中的应用。

首先，分析塑件的工艺性及注塑成型特点，而后应用CAD 建立了产品的几何模型；运用CAE模流分析软件Moldflow进行有限元模型的前期处理，其中包括导入三维模型、划分网格、设置工艺条件和确定最佳浇口位置。

确保了浇注系统和冷却系统设计的合理性后，运用正交设计法安排实验方案，得到各参数及其交互作用对翘曲的影响度，初步确定工艺参数最优组合方案，对影响显著的因素作单因素影响模拟分析，研究翘曲和体积收缩率受单独影响的变化趋势，结合正交试验结果，最终确定较合理的工艺参数优化组合。

最后，采用优化工艺方案进行模拟分析，得到最佳质量的制品。

关键词注塑模具；正交试验；MoldflowAbstractBased on the CAE technology,chosen ordinary mobile phone shell,paper introduced the application of the injection mould design with Moldflow Insight software . First of all, The paper analysed the plastic's manufaturability and features in it's injection molding process and established application of CAD product geometry model. It used CAE mold flow analysis software moldflow to simulate and analyse which including import 3D model, dividing into grid, setting up technological conditions and determining the best gate location. making sure the rationality of the design of cooling system and gating system.The paper got effect Factors of warping invarious parameters and interaction by arranging the plan using the orthogonal design method.What's more,it briefly determinated the technology parameters optimization combination scheme,simulated and analysed notable factors alone.In this way it worked out the change trend of warping and volumetric shrinkage which caused by parameters Combined with the orthogonal experiment results,it eventuallt determined the reasonable parameters.In the last,it got the better plastic product quality with the optimum process seheme.Key words: injection mould; the orthogonal experiment; Moldflow目录第1章绪论 (1)1.1 本课题研究的目的和意义 (1)1.2CAE技术的理论方法及应用 (2)1.3 模具国外CAD/CAM/CAE技术的发展 (3)1.4 模具国内CAD/CAM/CAE技术的发展 (3)1.5 模具CAD/CAM/CAE技术发展的趋势 (4)1.6 本课题研究的主要内容 (5)第2章产品注塑方案的设计 (6)2.1 注塑产品有限元模型的建立 (6)2.1.1 建立塑料零件三维模型 (6)2.1.2 模型导入前处理 (7)2.2 制件有限元的初始化网格划分 (7)2.2.1 模型的导入 (7)2.2.2 网格划分 (8)2.3 网格的修复 (9)2.4 纵横比的诊断及修复 (9)2.5配向诊断 (12)第3章分析方案的确定 (13)3.1 浇注系统的作用 (13)3.2 最佳浇口位置分析 (13)3.3 浇注系统的创建 (14)3.4 冷却系统方案的确定 (15)3.5 流动结果分析 (16)3.5.1 充填时间 (16)3.5.2 熔接痕比较 (17)3.5.3 气穴比较 (18)3.5.4 制件翘曲的比较 (18)第4章基于正交试验工艺参数优化分析 (20)4.1 优化目标设计 (20)4.2 正交试验的设计及参数设定 (20)4.3 基于正交试验多工艺参数优化 (21)4.4 基于MPI的产品工艺参数的单个因素数据分析 (26)第5章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录A 译文 (36)附录B 英文材料 (40)第1章绪论模具是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具，是生产各种工业产品的重要工艺装备。

课程（产品）设计手机外壳模具制作教学单位: 机电工程学院专业: 机械设计制造及其自动化班级: 09机械C（本)学号: 29100101062学生姓名: XXX指导教师: XXX(高级工程师）完成时间: 2013年05月05日电子科技大学中山学院机电工程学院课程（产品）设计任务书目录1前言 (1)1.1 Pro/ENGINEER Wildfire5.0简介 (1)1.1.1 Pro/ENGINEER Wildfire5.0的特点 (1)1.1.2 Pro/ENGINEER Wildfire5.0的主要功能模快 (1)1.2 Pro/ENGINEER Wildfire5.0数控加工基础 (2)1.3 VERICUT仿真软件简介 (2)1.4 课题内容和安排 (2)1.5 研究背景与意义 (3)2手机外壳凹模数控加工编程 (4)2.1 铣削类型介绍 (4)2.1.1 体积块铣削 (4)2.1.2 轮廓铣削 (4)2.1.3 端面铣削 (5)2.1.4 曲面铣削 (5)2.1.5 钻孔铣削 (5)2.2 手机外壳凹模模型分析 (5)2.2.1 手机外壳凹模尺寸分析 (5)2.2.2 手机外壳凹模的毛坯 (6)2.3 加工工艺分析 (6)2.3.1 工件粗加工 (7)2.3.2 局部曲面铣削 (8)2.3.3 精加工平面 (9)2.3.4 精加工曲面（或圆弧面） (10)2.3.5 局部精加工 (12)3数控模拟加工（ｖｅｒｉｃｕｔ加工仿真） (13)3.1 VERICUT仿真软件介绍 (13)3.2 优化工件粗加工 (14)3.2.1 加工时间的差别 (14)3.2.2 表面质量的差别 (15)3.3 局部曲面铣削的优化 (16)3.3.1 加工时间的差别 (16)3.3.2 表面质量的差别 (16)3.4 精加工平面的优化 (18)3.4.1 加工时间的差别 (18)3.4.2 表面质量的差别 (19)3.5 精加工圆弧面的优化 (19)3.5.1 加工时间的差别 (19)3.5.2 表面质量的差别 (20)3.6 局部精加工的优化 (20)3.6.1 加工时间的差别 (21)3.6.2 表面质量的差别 (21)3.7 VERICUT软件加工仿真总结 (22)4数控加工 (23)4.1 数控加工概述 (23)4.2 华中数控铣钻床简介 (23)4.3 装夹工件 (24)4.4 设定工作坐标系 (24)4.5 机床加工 (25)4.5.1 手机外壳凹模工件粗加工 (25)4.5.2 手机外壳凹模局部曲面铣削 (27)4.5.3 手机外壳凹模精加工平面 (28)4.5.4 手机外壳凹模精加工圆弧面 (29)4.5.5 手机外壳凹模局部精加工 (31)4.6 数控加工总结 (32)5 结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1前言近年来，各种品牌的手机外壳以其独特的造型赢得了市场。

机设方向综合实验实验报告院（系）名称：实验题目：手机外壳模具设计班级：姓名：学号：一、实验目的1：通过手机外壳及其模具的设计和建模，了解以ProE为代表的三维CAD系统的功能特点和发展现状。

2：了解三维CAD系统特征建模的基本方法和原理。

3：掌握运用Pro/E进行零件及其模具原件设计的基本操作步骤和方法。

4：了解掌握注塑模具设计的核心问题以及运用三维CAD系统开展产品模具设计的基本工作内容和流程。

二、实验内容1：手机外壳的设计建模2：手机外壳凸模、凹模原件的设计和建模3：手机外壳模具流道、冷料穴、浇口的设计建模三、实验设备和环境硬件：计算机软件：Pro/ENGINEER四、实验原理及步骤1：手机外壳结构特点、特征分析和对应的建模方法手机外壳结构特点：薄壁特征，倒角特征，圆角特征，重复孔。

特征分析：手机外壳需进行拔模，抽壳，最后进行浇注口的制造。

建模方法：Pro/E特征建模2：手机外壳设计建模步骤(1)创建一个零件绘制环境；(2)选top平面，进入草绘环境，用矩形工具绘制手机外壳外形，尺寸为120×55，结果如图1所示；图1 草绘机身长宽尺寸（2）拉伸：用拉伸工具将手机外壳拉伸10，结果如图2所示；图2拉伸后（3）倒角：用倒角工具对拉伸后的手机外壳进行倒侧底角，倒角半径为10，结果如图3所示；图3.1手机外壳倒侧底角图3.2倒角后（4）拔模：用拔模工具对手机外壳进行拔模，先将手机壳的四壁选中，然后选择上表面，拔模角度为15度，结果如图4所示；图4拔模后（5）倒角：用倒角工具倒机面圆角，倒角半径为5，结果如图5所示；图5 机面圆角（6）抽壳：用抽壳工具对手机外壳进行抽壳，选择下表面，抽壳深度为2，结果如图6所示；图6 手机外壳抽壳（7）选绘图平面，绘制手机外壳的显示屏，为了给贴膜留出空间，需绘制两个矩形。

先选择上表面，进入草绘环境，用矩形工具绘制一矩形，草绘结果如图7所示，并用拉伸工具对其进行切除操作，切除深度为1，结果如图8所示；再选择上表面，进入草绘环境，用矩形工具绘制一矩形，并用拉伸工具对其进行切除操作，切除深度为1，结果如图9所示；图7图8图9（8）选上表面进入绘图平面，用椭圆工具绘制一个椭圆，然会进行拉伸切除操作，切除深度为2，绘制手机按键，结果如图10所示；图10（9）阵列：选中上步中所打的椭圆柱，选择阵列工具——方向——选中侧面的垂直面——阵列数为3——选中与侧面垂直的面——阵列数为4结果如图11.1,11.2所示；图11.1,11.2 手机按键（10）保存此零件，文件名为phone.3、手机外壳模具设计建模步骤1）外壳凸模、凹模的设计建模(1)创建一个制造——模具型腔绘图环境；（2）选择模具模型——定位参照零件——找出保存的文件名为phone的文件并打开——同一模型——矩形——Y的值改为1——距离改为80，结果如图12所示；图12（3）选择模具模型——创建——工件——手动——创建特征——加材料——完成；（4）草绘——选参照——选基准线——用矩形工具绘制矩形，如图13所示，将其进行选项——盲孔——完成操作，结果如图14所示，最后将工件隐藏;图13图14（5）创建分型面：分型面——创建，将其名字设为默认;（6）复制：增加——复制——完成——将手机壳的四壁，上表面和台阶面选中——完成——双击填充环——选择上表面——完成，结果如图15所示；图15（7）平整：增加——平整——完成——选台阶面为草绘平面——选基准线——用矩形工具绘制一个遮住显示屏的矩形——完成，结果如图16所示；图16（8）合并：将平整后的平面与手机壳进行合并，结果如图17所示；如图17（9）平整：增加——平整——完成——选草绘平面——选基准线——用矩形工具绘制一个矩形（将两个手机模型包住），——将新建的面与之前的手机外壳合并，结果如图18所示；图18（10）复制：对另一个模型进行复制操作，步骤同上，并将其进行合并，结果如图19所示,；（11）合并如图20（12）平整：增加——平整——完成——选草绘平面——选基准线——绘制一个遮住显示屏的矩形，并将其进行合并，结果如图20所示。