折叠式手机上翻盖注塑模具设计

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３２　Ｄｉｅ　ａｎｄ　Ｍｏｕｌｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ３．２００８　

文章编号：１００１—４９３４（２００８）０２—００３２—０４　

折叠式手机上翻盖注塑模具设计　

洪建明　

（深圳职业技术学院　机电工程学院，广东　深圳　５１８０５５）　

摘　要：通过对折叠式手机上翻盖壳体的工艺分析，介绍了该壳体的整体模具结构和　

设计要点，分析了模具浇注系统的设计方法，给出了该类模具排气系统和斜顶机构的　

典型设计方案，实现了塑件产品的顺利顸出，解决了产品注塑过程中引起的困气和斜　

顶断裂的问题。　‘　

关键词：手机；浇口；注塑模具；设计　

中图分类号：ＴＧ２４１　文献标识码：Ｂ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｆｌｉｐ　ｆｒｏｎｔ　ｏｆ　ｃｅｌｌ　ｐｈｏｎｅ，ｔｈｅ　ｅｎｔｉｒｅ　ｍｏｌｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　

ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｎ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　

ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　ｖｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ａｎｇｌｅ　ｌｉｆｔｏｕｔ　

ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｍｏｌｄ　ｗａｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｅｊｅｃｔｅｄ　ｅａｓｉｌｙ　ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　

ｔｈｅ　ａｎｇｌｅ　ｌｉｆｔｏｕｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ａｉｒ　ｊａｍ　ａｎｄ　ａｎｇｌｅ　

ｌｉｆｔｏｕｔ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｏｌｖｅｄ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｉｐ　ｃｅｌｌ　ｐｈｏｎｅ；ｇａｔｅ；ｐｌａｓｔｉｃ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｕｌｄ；ｄｅｓｉｇｎ　

Ｏ　

引言　

当前，手机行业的竞争异常激烈，手机产品　

推出的速度和质量直接影响该款手机的定价、利　

润、市场占有率以及产品的生命周期，甚至影响　

公司的生存状况。影响手机的推进速度和质量　

主要集中在手机的结构件，而决定手机结构件的　

推进速度和品质，关键是手机壳类注塑模具的制　

造周期和质量。手机上翻盖作为折叠式手机五　

图１上翻盖立体图　

大外观结构件（上翻盖、下翻盖、前壳、后壳和电　

手机上翻盖外观简图如图２所示，材料为　

池盖）之一，模具的制造速度和质量直接影响手机　

ＰＣ＋ＡＢＳ，大小为４３．２　ｍｍ×７２．５　ｍｍ，产品壁　

产品的外观品质。上翻盖的立体图如图１所示。　

厚为１．５　ｍｍ，局部最小壁厚０．３　ｍｍ，有８个扣　

位，两侧各３个，底部有２个，中间有１个较大的　

１产品工艺分析　

碰穿位，局部有１１个小的碰穿孔位。外观要求　

收稿日期：２００７－１０－３１　

作者简介：洪建明（１９７３一），男，工程师。　

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模具技术２００８．Ｎｏ．３　

高，不能有瑕疵，表面色泽均匀、清洁、无刮痕、　

毛刺及其它机械损伤、断裂等表面质量，不能有　

明显色差、缩水、毛边、结合缝、污点等。　

擗砒　Ｂ哺　题

⑥　

Ｂ—Ｂ　Ｄ放大比例３：１　

图２上翻盖简图　

关键位置的尺寸：上翻盖和下翻盖的装配　

尺寸即扣位、止口、柱位方面的尺寸；与装饰片　

的配合及热熔螺丝孔位的尺寸；与线路板的配　

合，内部尺寸控制。　

２模具结构设计　

２．１成型零件的设计　

在该模具设计中，根据批量５Ｏ万次的要　

求，模芯材料选用￥１３６钢材，淬火到ＨＲＣ５２—　

５６，该钢材的特点是模具的表面光洁度可以很　

高，当然如果批量较小的情况下，可以考虑使用　

ＮＡＫ８０等其他钢材。为了提高模芯的加工效　

率，并有利于对模芯进行抛光处理，动、定模芯　

选用镶件式结构。　

２．２浇注系统的设计　

合理的进胶方式决定了模具结构的复杂程　

度，也决定了产品的质量，而浇注系统的设计关　

键在于浇口的选择。手机上翻盖是外观件，浇　

口不允许开设在产品的外表面，塑料材料是ＰＣ　

３３　

＋ＡＢＳ，流动性能一般，因此适合上翻盖常见的　

几种浇口形式及特点如下：　

（１）侧浇口：该浇口形式结构简单，加工容　

易。但是从手机外侧显示屏处往内看，会有浇　

口的痕迹，影响手机的美观。因此上翻盖进胶　

方式一般采用点浇口、潜浇口或香蕉型浇口。　

（２）点浇口：该浇口形式存在的问题是浇注　

系统的废料较多，注塑压力损失较大，模具需要　

采用三板模的方式，结构复杂。　

（３）潜浇口：采用该方案一般浇口潜在顶针　

或筋条上面，产品顶出后浇口自动断开。但该　

方案存在的问题是产品顶出后需要对浇口余料　

进行手工的修剪，去除产品上的浇口废料。　

（４）香蕉型浇口：采用该方案一般浇口潜在　

产品内部的表面或筋条上，产品顶出后浇口自　

动断开，不需要人工清理，生产效率较高，但是　

该浇口形式加工比较复杂，需要采用镶拼的结　

构。　

综上所述，考虑到手机生产批量大，为提高　

生产效率，避免产品顶出后浇口位置的人工后　

处理，在该上翻盖模具的设计中，采用香蕉型浇　

口的进胶形式，浇口的大小为妒１．２　１＂Ｉ＂１１＂Ｉ＂１，见图３。　

为了使设计更趋合理，使用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ公司的　

ＭＰ１分析软件进行填充分析，预测填充时间、注　

塑压力、型腔内压力和熔接线等的分布状况如　

图４、图５、图６、图７所示。结果显示：该浇口的　

位置和形式可以得到合理的填充状态，熔接线　

的状况可以接受。　

图３浇口镶件示意图　

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３４　

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图４

充填时间分析　

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图５注塑压力分析　

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图６型腔内压力分析　

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——　商宦　而　一　‘９　

图７熔接线分析　

Ｄｉｅ　ａｎｄ　Ｍｏｕｌｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ３．２００８　

２．３排气系统的设计　

手机类零件对熔接线的控制比较重要，因　

为熔接线的位置直接影响手机壳类零件的机械　

性能，从而影响整机的跌落实验结果，如果浇口　

形式、大小和位置不变的情况下，需要调整注塑　

的压力、速度、温度、时间等参数来实现熔接线　

改变，而这一过程中，如果排气不好，产品容易　

引起烧焦的现象，排气的好坏甚至直接关系到　

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是否能够制造出合格的产品。　

因此，根据流动分析结果，采用全分型面排　

气的方法，排气槽深度×宽度ｘ长度为：０．０２　

ｍｍｘ　４　ｍｍｘ　５　ｍｍ，间隔约１２　ｍｍ，封胶段长度　

为１２　ｍｍ，其余全分型面的排气深度为０．２　

ｍｍ，型腔排气形式如图８所示。　

当然，在其它排气形式上，还利用顶针，碰　

穿位内部设置排气槽和斜顶运动部件进行排　

气。　

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图８型腔排气不葸图　

２．４抽芯系统的设计　

产品的内部有８个内扣位，为实现这些区　

域的出模，采用斜顶机构来成型这些扣位。由　

于上翻盖产品较小，产品内部筋条较多，空间　

小，斜顶的宽度和厚度方向一般只能设计到　

５—７　ｍｍ，如果采用普通的整体式斜顶结构，细　

长的斜顶在运动过程中很容易断裂，因此，把斜　

顶设计短一些，改变普通的斜顶滑动方式，斜顶　

的根部设计成Ｔ型结构，斜顶导杆加工出Ｔ型　

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模具技术２００８．Ｎｏ．３　３５　

槽，与斜顶的Ｔ型头构成滑动配合，并利用导杆　

固定件把它固定在顶针板上。顶出时，斜顶一　

方面在Ｔ型槽自由滑动，一方面沿着模芯斜顶　

槽滑动，使得扣位顺利脱开斜顶，斜顶部件的结　

构如图９所示。此外，产品在顶部有小圆角，形　

动、定模部分的分离。顶出时，由于注塑机顶杆　

通过螺纹与底部的顶针固定板相连，带动顶针　

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成倒扣现象，对于这一区域的出模，采用行位的　

机构来实现。　

图９斜顶结构示意　

１．斜顶２．斜顶导柱３．导杆固定件　

２．５顶出系统的设计　

为了使产品顺利顶出，利用已经设计的８　

个斜顶，同时又在产品的合适位置布置一些顶　

针和推管，使得产品顶出时尽可能平衡，保证产　

品的外观质量。　

考虑到注塑生产过程需要利用机械手夹取　

产品，设计了二次顶出机构，即先使斜顶和顶针　

一

起顶出，在扣位脱离斜顶一个安全距离后，斜　

顶停止顶出动作，而顶针和推管在顶出力的作　

用下继续顶出。　

３模具的整体结构和工作过程　

模具整体结构如图１０所示。工作过程：合　

模注塑时，塑料熔体在注塑机螺杆的作用下，从　

喷嘴通过流道、浇口充满型腔。开模时，模具从　

动、定模分模面分开，同时，固定在定模部分的　

斜导柱驱动滑块沿滑块压板滑动，直到斜导柱　

脱离滑块，滑块在弹簧的作用下精确定位在指　

定的位置，实现滑块的抽芯运动，并顺利完成　

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图１０模具结构　

１．导杆固定块　２．斜顶导杆　３．导杆定位块４．斜顶　

５．动模镶件　６．动模芯　７．定模芯　８．浇口套　９．模架　

１０．定位圈　１１．模脚１２．定模镶针１３．滑块镶件　

１４．斜导柱　１　５．楔紧块　１６．耐磨块　１７．滑块　１８．定　

位器　１９．限位螺钉　２Ｏ、２１、２２、２３．二次顶出机构零件　

２４．垃圾钉２５．行程开关　２６．等高螺钉２７．隔水片　

（下转第５３页）　

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模具技术２００８．Ｎｏ．３　５３　

产品更新换代、新产品开发、玻璃酒瓶模具专用　

ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ系统开发和先进制造技术（快　

速原形、逆向工程、流动分析）应用奠定了基础。　

图４１模具总装图　图４２生成浇铸件　

（１２）进行模具检测　

图４３已加工出的成型模具　

５　结论　

以玻璃酒瓶模具为研究对象，以软件Ｐｒｏ／　

Ｅ为工具，对玻璃酒瓶模具分型面的设计技术　

参考文献：　

［１］杨裕国．玻璃制品及模具设计［Ｍ］．北京：化学　

工业出版社，２００３．　

进行了探索性研究，提出了其创建方法，取得了　

成功，并用于生产，如图４３所示。为玻璃酒瓶　

模具ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ的一体化技术成功应用　

于玻璃酒瓶模具解决了关键技术问题，缩短了　

玻璃模具设计制造周期，大大提高玻璃酒瓶模　

具制造行业的经济效益。同时，为今后酒厂加速　

［２］黄圣杰．Ｐｒｏ／Ｅ野火版基础教程（上册、下册）　

［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００４．　

［３］王　雷等．Ｐｒｏ／Ｅ野火版模具设计基础与产品　

造型实例［Ｍ］　北京：人民邮电出版社，２００４．　

［４］阮　锋等．Ｐｒｏ／Ｅ模具设计与制造实用教程　

Ｉ－Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３．　

（上接第３５页）　

和推管对产品进行顶出，同时通过二次顶出机　

构推动顶部的顶针固定板同步运动，顶部的顶　

针固定板带动斜顶做顶出运动，顶出到设定的　

距离后，顶部的顶针固定板脱离二次顶出机构，　

具的动、定模温度进行调整，设置动模温度　

８０　Ｃ，定模温度为９０℃。同时，通过排气槽的　

设置，对注塑时压力、速度、温度和时间的调整，　

实现对熔接线的调整，达到很好的试模效果。　

斜顶不再向前运动，但底部的顶出板仍然带动　

顶针和推管向前顶出产品，直到到达注塑机的　

设定顶出距离，机械手取出产品。然后顶杆后　

退，拉动底部的顶针固定板返回一定的距离，等　

本模具在实际应用过程中，模具动作平稳可靠，　

顶出可靠，试模效果理想，塑件的品质符合设计　

的要求。　

高螺钉和二次顶出机构发生作用，使得顶部的　

顶针固定板回退，带动斜顶完成回位，当顶针板　

回到指定的位置时，行程开关２５给出信号，顶　

参考文献：　

［１］朱光力．塑料模具设计［Ｍ］．北京：清华大学出　

版社，２００５．　

出结束。紧接着，动定模开始合模，并通过斜导　

柱驱动滑块回位，完成整个工作过程。　

［３］申开智．塑料成型模具（第二版）［Ｍ］．北京：中　

国轻工业出版社，ｌ９９８．　

４　结论　

为达到较好的表面质量，采用模温机对模　

［２］单　岩．Ｍｏｌｄｆｌｏｗ模具分析技术基础［Ｍ］．北　

京：清华大学出版社，２００４．