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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

薄壁制品注塑工艺分析及模具设计

丁永峰，韩涛，全亮
( 重庆文理学院机电工程学院，重庆 402160)

摘要 ： 通过分析薄壁塑件产品的结构及性能，采用理论计算的方法，并依托有限元分析平台 Mold Flow，对某畅销手机后盖
注塑成型工艺过程进行了数值模拟仿真，选择了最佳浇口位置，设计了合理的浇注系统及冷却系统，进行了充填模拟及压力检测，
验证并强化了理论计算的科学性。根据产品的结构特点及性能要求，通过理论计算，运用 CAD 技术，对手机后盖进行了模具设计，
有效提高了产品设计质量。
关键词 ： 薄壁塑件 ； Mold Flow ；数值模拟 ；模具设计
中图分类号 ： TQ320.63 文章编号 ： 1009-797X(2019)06-0026-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.06.004

注塑成型是塑料生产中使用最普遍的方法，该方
法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料。注塑成
型加工产量高，适用于多种原料，能够成批、连续生
产，并且具有固定的尺寸，可以实现自动化、高速化，
因此具有极高的经济效益 [1] 。塑料制件，特别是薄壁
制件在生产过程中会出现较大的翘曲变形及收缩等缺
陷，不仅会影响产品的外观，还会延长产品的开发周
期 [2] 。本文以某畅销智能手机后盖为例，采用理论计 图 1 某智能手机后盖产品模型
算的方法，并依托有限元分析（CAE）技术，设计了
PC，ABS，PC+ABS。其中，ABS 是丙烯腈 - 丁二
合理的手机后盖注塑成型模具，有效提高了产品设计
烯 - 苯乙烯三者的共聚物，其将 PB、PAN、PS 的各
质量，缩短了产品的开发周期，对企业生产实际具有
种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优
较好的指导意义。
良力学性能。但其密度较大，抗压性较差，流动性中
等，溢边料为 0.04 mm 左右。PC 亦称聚碳酸酯，是
1 塑件注塑成型工艺分析
一种强韧的热塑性树脂，具有质轻、耐热、耐磨特
1.1 产品结构及工艺分析
点，其抗冲击性能最为突出，韧性很高，流动性较
图 1 所示为某智能手机后盖产品模型，该塑件壁
好，有很好的光学性。但其耐水解稳定性不高，对缺
厚均匀，平均壁厚为 1 mm，最小处壁厚仅为 0.5 mm，
口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，成本较高。
为手机后盖卡扣及 15 处倒扣处，属于典型的薄壁零
PC+ABS 兼具前两者的优点，其成型性能好，抗弯
件，此处成型较困难。产品为近似的对称形状，其外
强度和抗拉强度较高，电性能和化学稳定性良好，着
形尺寸为 157 mm×81 mm×4.0 mm，最大投影面积为
色性能好，具有优异的抗冲能力和机械性能。综合分
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125.93 cm 。塑料采用的精度等级为 MT3 级，塑件外
析，选用 PC+ABS 工程塑料合金作为原材料，可更好
表面要求光滑无缺陷，粗糙度值为 Ra0.4 μm，内表面
地控制产品的尺寸的稳定性及质量可靠性。PC+ABS
要求较低，无斑点和熔接痕等影响产品质量的缺陷即
的基本性能指标为 ：比热容 C:1 720 J/kg· ℃、熔体
可。材料选择易于成型的 PC+ABS 工程塑料，具有较
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密度 ρ 1 :0.98 g/cm 、固体密度 ρ 2 :1.12 g/cm 、收缩
小的成型收缩率，拟定塑件上凹模和型芯的脱模斜度
统一为 1°。
作者简介 ：丁永峰 (1987-)，男，陕西汉中人，主要从事
1.2 材料性能分析 材料成型 CAD/CAE/CAM 等研究设计工作。
目 前手 机 后 盖常 用 的塑 料 品 种有 三 种， 分别 为 收稿日期 ：2018-11-26
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