魏春雪，郜婭
（河南輕工職業(yè)學(xué)院，河南鄭州450002）
摘要：文章介紹了一款體積小巧、攜帶方便的手機(jī)支架的模具設(shè)計(jì)與加工過(guò)程。利用軟件CREO2.0繪制了產(chǎn)品三維模型、完成了產(chǎn)品的分模設(shè)計(jì)并利用PowerMILL軟件編制了加工程序，在數(shù)控機(jī)床上完成各個(gè)零部件的加工，在注塑機(jī)上完成了試模生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：手機(jī)支架；三維建模；數(shù)控加工；試模生產(chǎn)
引言
智能手機(jī)的高速發(fā)展，帶來(lái)了手機(jī)周邊產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的繁榮。手機(jī)支架類(lèi)產(chǎn)品，出現(xiàn)于數(shù)年前，然而短短的幾年，已經(jīng)成為了相當(dāng)一部分用戶(hù)出行過(guò)程中必不可少的一類(lèi)產(chǎn)品，為使用者帶來(lái)了很多便利。為了出行攜帶方便，手機(jī)支架的樣式越來(lái)越多，體積也越來(lái)越小。我們?cè)O(shè)計(jì)的這款手機(jī)支架和銀行卡尺寸基本相同，可以放在錢(qián)包或者卡包里，隨處可用，如圖1所示。它作為日常用品，要具備安全無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性高，不易分解等特點(diǎn)和價(jià)格低廉的要求；同時(shí)，作為承重物件在一定的高度掉下或過(guò)載時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)裂紋甚至斷裂，這就意味著塑件所使用的材料要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。綜合以上考慮，我們選用了無(wú)臭無(wú)毒的PP材料。
1肥皂盒的建模
我們使用CREO2.0軟件完成肥皂盒的建模。CREO2.0是美國(guó)PTC公司推出的一套功能強(qiáng)大的三維軟件，它涵蓋了產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)高制造的全過(guò)程。具有參數(shù)化設(shè)計(jì)、三維實(shí)體模型特征驅(qū)動(dòng)和單一數(shù)據(jù)庫(kù)功能等特性[1]。在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，利用CREO的實(shí)體建模技術(shù)，可以快速地將設(shè)計(jì)思維在計(jì)算機(jī)中以立體造型的形式轉(zhuǎn)化出來(lái)。
在手機(jī)支架的建模過(guò)程中使用了拉伸、倒角、鏡像、陣列等常用的建模方法，主要的過(guò)程如圖2所示。從零件圖可看出，該支架外形扁平，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，長(zhǎng)85mm，寬54mm，總體厚1.3mm，最薄處0.2mm。
2肥皂盒的分模
完成產(chǎn)品建模后利用CREO軟件進(jìn)行分模設(shè)計(jì)。分模時(shí)使用了CREO制造模塊下的模具型腔子模塊，流程如圖3所示所示。考慮到該塑件形狀復(fù)雜，模具整體外形尺寸的大小關(guān)系，模具零件加工的難易程度，現(xiàn)決定選用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)形式。分型面選在模型的上表面，這樣最主要的成型區(qū)域都留在動(dòng)模板上，方便加工，如圖4所示。
3模架設(shè)計(jì)
由于該模具是單分型面注射模，考慮到模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了能保證注塑的時(shí)候材料能夠充滿型腔并且順利脫模，模具均采用一模一腔的形式。根據(jù)產(chǎn)品的尺寸及模具結(jié)構(gòu)，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)我們選用了龍記的簡(jiǎn)化細(xì)水口FCI型1515模架，如圖5所示。由上到下依次是定模固定板，流道板，凹模板，凸模板，墊塊，動(dòng)模固定板。
4模具的加工
模具的主要加工部分有動(dòng)模和定模，主要成型部分在動(dòng)模板，為了方便加工我們把動(dòng)模做成了鑲塊式動(dòng)模，定模板上主要加工流道。
凸凹模加工程序的編制主要運(yùn)用到比較流行的PowerMill軟件，PowerMILL是英國(guó)DelcamPlc公司出品的功能強(qiáng)大的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)，具有加工實(shí)體仿真，方便用戶(hù)在加工前了解整個(gè)加工過(guò)程及加工結(jié)果，避免加工工程中產(chǎn)生的碰撞，節(jié)省加工時(shí)間[2]。圖6、7是部分加工的刀具路徑圖及加工后的凸凹模。
5模具的試模生產(chǎn)
模具各個(gè)零件全部加工完成后，進(jìn)行模具的組裝，經(jīng)過(guò)在注塑機(jī)上反復(fù)調(diào)試，在注塑機(jī)上生產(chǎn)出來(lái)的肥皂盒盒體和底座的塑料制品如圖8所示。
6結(jié)束語(yǔ)
本設(shè)計(jì)主要針對(duì)越來(lái)越多的手機(jī)用戶(hù)，經(jīng)過(guò)CREO建模、分模、PowerMill編程、數(shù)控加工、裝配調(diào)試、注塑機(jī)生產(chǎn)幾個(gè)環(huán)節(jié)，我們最終完成了這套手機(jī)支架模具的設(shè)計(jì)與加工并最終生產(chǎn)出符合我們要求的產(chǎn)品，本產(chǎn)品具有適用于所有型號(hào)手機(jī)，體積適當(dāng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便、穩(wěn)定性、強(qiáng)度足夠好，能承受手機(jī)重量等特點(diǎn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，滿足我們的使用需求。
參考文獻(xiàn)：
[1]鐘睦.中文版Creo2.0課堂實(shí)錄[M].清華大學(xué)出版社，2014：2-3.
[2]李萬(wàn)全.PowerMILL2012數(shù)控加工實(shí)用教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2014：1-5.
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