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摘要：

藍(lán)牙耳機(jī)正逐漸成為生活中不可或缺的產(chǎn)品，人們對(duì)其外觀與功能的要求促進(jìn)了藍(lán)牙耳機(jī)的產(chǎn)品更新與技術(shù)升級(jí)，而外殼模具設(shè)計(jì)作為其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)得到了越來(lái)越多的重視。現(xiàn)對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程的問題進(jìn)行了探討與分析，為產(chǎn)品的升級(jí)與改進(jìn)提供了一定的幫助。

關(guān)鍵詞：

藍(lán)牙耳機(jī)；模具；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；工藝分析

現(xiàn)代社會(huì)中，藍(lán)牙技術(shù)廣泛地應(yīng)用在了生活與生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，藍(lán)牙耳機(jī)就是藍(lán)牙技術(shù)在通信領(lǐng)域的具體應(yīng)用。藍(lán)牙耳機(jī)可以讓使用者不再受電線的牽絆，從而在任意地點(diǎn)輕松通話。自問世以來(lái)，藍(lán)牙耳機(jī)極大地提高了人們的工作效率及生活便利性。隨著智能手機(jī)的不斷更新，它已成為人們生活中不可或缺的一部分。相應(yīng)地，藍(lán)牙耳機(jī)在人們生活中也顯得越來(lái)越重要，尤其是新的交通法規(guī)的出臺(tái)加大了對(duì)駕駛時(shí)接聽電話的處罰力度，所以人們對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)的需求日益強(qiáng)烈。由于藍(lán)牙耳機(jī)有著廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)需求，各個(gè)耳機(jī)生產(chǎn)商都在藍(lán)牙耳機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)和升級(jí)上投入了很大的精力。對(duì)于藍(lán)牙耳機(jī)這種對(duì)外觀要求較高的產(chǎn)品，既要滿足產(chǎn)品的美觀性又要滿足批量訂單的交貨期，這就對(duì)藍(lán)牙外殼模具的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。

1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

藍(lán)牙耳機(jī)的外殼模具主要是通過(guò)注塑CAE技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的大規(guī)模設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。在進(jìn)行模具生產(chǎn)前，首先需要運(yùn)用CAE分析軟件對(duì)模具進(jìn)行建模與分析，通過(guò)分析盡早地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的缺陷與錯(cuò)誤，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行重新優(yōu)化與設(shè)計(jì)，重復(fù)這一過(guò)程，直到分析結(jié)果能夠滿足設(shè)計(jì)要求。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好后，有經(jīng)驗(yàn)的工藝工程師需編制相應(yīng)的模具生產(chǎn)工藝，對(duì)澆注系統(tǒng)、注射過(guò)程和冷卻過(guò)程進(jìn)行合理優(yōu)化，以滿足實(shí)際生產(chǎn)條件的要求。經(jīng)過(guò)這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程，可以大大提高模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)效率，降低因模具不合格而導(dǎo)致的廢品率，并顯著縮短生產(chǎn)和制造周期[1]。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，按模具的功能劃分，可分為以下幾個(gè)部分：（1）成型零部件，藍(lán)牙耳機(jī)的外殼形狀主要取決于成型零部件，比如藍(lán)牙耳機(jī)的外部形狀決定于成型零部件的凸起部分，內(nèi)部結(jié)構(gòu)則決定于成型零部件的凹入部分；（2）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其作用是引導(dǎo)模具型芯進(jìn)入型腔，保證定模和動(dòng)模的位置正確，防止與其他零件發(fā)生干涉；（3）澆注系統(tǒng)，其主要作用是將注塑機(jī)注射出來(lái)的熔料引導(dǎo)入模具型腔，其對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響；（4）調(diào)溫系統(tǒng)，溫度在模具工藝中有著重要影響，溫度的不同直接影響著最后產(chǎn)品的質(zhì)量，為滿足合適模具生產(chǎn)的溫度條件，需要設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻時(shí)，要有相應(yīng)的水冷卻系統(tǒng)對(duì)模具進(jìn)行降溫，當(dāng)模具生產(chǎn)需要高溫環(huán)境時(shí)，則可通過(guò)電熱輔助加熱對(duì)模具進(jìn)行升溫；（5）其他的一些結(jié)構(gòu)，如排氣結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、分型與抽芯機(jī)構(gòu)等。

2藍(lán)牙耳機(jī)工藝分析

根據(jù)外形設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的藍(lán)牙耳機(jī)外觀造型，確定藍(lán)牙耳機(jī)外殼的尺寸和形狀，利用三維繪圖軟件Pro/E完成其三維造型[2]，如圖1所示。然后將其保存為相應(yīng)的格式，再導(dǎo)入Moldnow來(lái)分析。打開MoldnowMPI軟件，新建項(xiàng)目，導(dǎo)入設(shè)計(jì)好的藍(lán)牙耳機(jī)三維模型，打開后，設(shè)置模型的材料選項(xiàng)，然后對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，可以采用自動(dòng)劃分網(wǎng)格也可以采用人工手動(dòng)劃分，為提高設(shè)計(jì)效率，一般先選擇網(wǎng)格自動(dòng)劃分選項(xiàng)，然后為了提高網(wǎng)格匹配率可以再手動(dòng)劃分進(jìn)行局部修改，當(dāng)網(wǎng)格模型匹配率達(dá)到80%以上時(shí)，就可以得到比較合理的仿真結(jié)果。分析過(guò)程中首先涉及到的一個(gè)問題就是材料選擇。由于產(chǎn)品外觀的一些要求，需要在成型過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行驟熱驟冷，以解決熔接痕問題，并保證產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，在這個(gè)過(guò)程中容易出現(xiàn)熱疲勞裂紋，所以所選材質(zhì)也必須要有抗裂紋性能。符合上述要求的模具材質(zhì)有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸醋（PC）等，綜合考慮使用壽命的要求，最終選擇ABS為使用材質(zhì)。進(jìn)行完注塑前的分析處理后，就需要選擇澆口的位置。澆口是連接型腔和分流道之間的狹小通道，澆口的位置和數(shù)量對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)的外殼質(zhì)量影響很大，澆口的選擇是澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)[3]。澆口設(shè)計(jì)時(shí)要遵循的原則有：（1）盡量減少熔料的滯留；（2）避免出現(xiàn)熔接痕；（3）保證合適的壓力；（4）盡量減少澆口長(zhǎng)度。澆口的形狀和尺寸要根據(jù)藍(lán)牙耳機(jī)的重量和外觀來(lái)選，本產(chǎn)品對(duì)外觀性能要求比較高，所以選擇澆口位置時(shí)要避開產(chǎn)品外表面，經(jīng)過(guò)綜合考慮之后選擇潛伏式澆口。確定尺寸和形狀后，接下來(lái)就該確定澆口的數(shù)量和位置，這個(gè)過(guò)程一般是有經(jīng)驗(yàn)的工藝工程師根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則來(lái)確定，當(dāng)然也可借助于仿真分析來(lái)確定。CAE分析中的GateLocation功能為澆口位置的選擇提供了有效幫助，可利用該功能確定澆口位置。根據(jù)FEM分析結(jié)果，該產(chǎn)品表面長(zhǎng)圓孔處均有熔接痕，這樣會(huì)影響到該部位的產(chǎn)品強(qiáng)度，為此，在產(chǎn)品的美觀性與外殼強(qiáng)度上要做出權(quán)衡與折中，使產(chǎn)品具有良好的綜合性能。

3藍(lán)牙耳機(jī)工藝優(yōu)化

藍(lán)牙耳機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)受到模具設(shè)計(jì)及制造方面的制約和影響。模具的種類繁多，成型的原材料也不盡相同，工人技能水平不同、生產(chǎn)環(huán)境變化等因素都可能導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品存在缺陷。注塑工藝過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的缺陷，主要包括翹曲、氣穴和熔接痕等。翹曲是由于不均勻收縮導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷[4]。理論上，導(dǎo)致收縮不均勻的因素有取向不均勻和內(nèi)部溫度不均勻。翹曲不僅會(huì)使產(chǎn)品的外觀難以滿足設(shè)計(jì)要求，而且會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的使用功能受到影響。翹曲可以通過(guò)調(diào)節(jié)模具溫度和注射壓力來(lái)改善，選擇適當(dāng)?shù)捻敵鰴C(jī)構(gòu)、采用合適的冷卻方法也是有效的改進(jìn)措施。氣穴的產(chǎn)生是因?yàn)槿垠w流動(dòng)匯聚，在模腔表層或者制品內(nèi)部形成一些氣泡。氣穴會(huì)導(dǎo)致熔體不能夠充分充模，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有“短射”的發(fā)生，最終導(dǎo)致在產(chǎn)品的外觀表面產(chǎn)生缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀。為了解決這個(gè)問題，需要根據(jù)注塑原料開設(shè)合適的排氣口。熔接痕是指被型腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)阻擋分割的多股熔料在某處相遇時(shí)沒有完全熔為一體，從而在塑件表面形成痕跡。熔接痕處產(chǎn)品的強(qiáng)度會(huì)顯著降低，大大縮短了產(chǎn)品的使用壽命。消除熔接痕可以采取的措施有：（1）采用先進(jìn)的設(shè)備使塑化完全；（2）設(shè)計(jì)合理的模具；（3）改進(jìn)工藝，如提高注射壓力、延長(zhǎng)注射時(shí)間等。

4結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，藍(lán)牙耳機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也逐漸加快，這就對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的創(chuàng)新能力與技術(shù)升級(jí)能力提出了很高的要求。為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得領(lǐng)先的位置，就必須不斷推陳出新，滿足客戶需求，在設(shè)計(jì)初期就與客戶進(jìn)行有效的溝通，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)行試驗(yàn)與改進(jìn)，尋求效率與質(zhì)量的平衡點(diǎn)。大力推進(jìn)CAD、FEM等現(xiàn)代化的模具信息技術(shù)，將其應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析及加工等多個(gè)階段，能夠有效地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的問題，進(jìn)而及時(shí)解決，有助于生產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。

［參考文獻(xiàn)］

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[3]肖國(guó)華.手機(jī)結(jié)構(gòu)殼潛伏澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].模具技術(shù)，2014（1）：10-13，44.

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作者：黃文強(qiáng) 單位：廣州市高級(jí)技工學(xué)校