袖珍滑板模具改進(jìn)工藝分析

李勁

摘 要：在塑料產(chǎn)品的開發(fā)及生產(chǎn)過程中，經(jīng)常碰到要仿制各種各樣的實(shí)物，既要求達(dá)到原產(chǎn)品的功能，又要求外觀盡可能美觀。本案例是采用嵌件的方法，在注塑模的注射過程中，讓粘結(jié)劑在一定溫度下，將砂紙（彩色砂紙）與塑件底板緊密結(jié)合在一起，從而改善加工方法，提高制造質(zhì)量。通過袖珍滑板產(chǎn)品工藝的正確分析，也在原模具上設(shè)計(jì)了一副一模四腔的塑料模，進(jìn)一步縮短加工時(shí)間，降低成本，得到高質(zhì)量高效率的仿真產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：注射成型技術(shù)；采用嵌件；粘結(jié)劑

在塑膠產(chǎn)品的仿制開發(fā)及實(shí)際生產(chǎn)過程中，常規(guī)注射加工和裝配方法很難達(dá)到產(chǎn)品要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量與供貨穩(wěn)定性。文章結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了分析，即采用嵌件為0.2mm厚的砂紙（彩色砂紙），將砂紙孔與鑲針緊配套上，在合模后利用定、動(dòng)模型腔的形狀將砂紙粗定位，然后在潛水口澆口的注射壓力下定位、成形。下面就此種底板嵌件的工藝設(shè)計(jì)在注射模中的應(yīng)用進(jìn)行探索研討。

1 袖珍滑板加工技術(shù)

1.1 設(shè)計(jì)加工程序

對產(chǎn)品市場信息進(jìn)行調(diào)查，得知產(chǎn)品生產(chǎn)常用材料有塑料、五金、鋅合金、鋁合金等，并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與客戶需求不同所用材料不同。文章所述產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工階段所有信息均為市場調(diào)研所得，在原有基礎(chǔ)上提出新產(chǎn)品構(gòu)想與實(shí)物，由工程組構(gòu)出產(chǎn)品的外觀及裝配簡圖，再由手板組根據(jù)工程組提供的資料，按照原型然后縮小尺寸，做成仿真產(chǎn)品，成品可以做鑰匙飾品或者手機(jī)掛墜。在短時(shí)間內(nèi)制作出樣板，達(dá)到調(diào)研員和老板對產(chǎn)品功能和外觀的認(rèn)可，然后找到經(jīng)銷此產(chǎn)品的客戶，合同簽定后開始制模組織下一步的開發(fā)。模具都是在客戶確認(rèn)樣板后，再根據(jù)各方的意見進(jìn)行修改，客戶滿意后才開始試生產(chǎn)，試生產(chǎn)如無大的問題則開始大批量生產(chǎn)。

1.2 產(chǎn)品加工流程

仿真滑板的常見裝配過程是先在滑板底板的上表面利用502膠水貼上拋光用砂紙，然后在滑板底板的下表面貼上不干膠彩畫紙，下表面兩凹坑中裝上合金支架，分別過四個(gè)通孔采用M1.4平頭螺釘緊固，支架兩端裝上鐵軸，再在鐵軸上裝上膠輪及螺母，即構(gòu)成仿真滑板。

1.3 產(chǎn)品加工常見問題

第一，用冷沖模沖裁的砂紙形狀與板面一致，然后用502膠水粘結(jié)，粘結(jié)速度不夠快，膠水加多了容易產(chǎn)生流誕的現(xiàn)象，流誕后還會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象，少了粘結(jié)不緊。并且，拋光砂紙本身有一定的硬度，不易變形，而滑板的上表面為不規(guī)則的高低凹弧面，砂紙?jiān)谄渖媳砻娌灰踪N很密實(shí)，時(shí)間一長會(huì)發(fā)生與滑板板面的分層。第二，受砂紙本身厚度限制，當(dāng)粘貼到底板上表面后，與上表面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臺(tái)階，與真滑板外觀存在差異。并且生產(chǎn)時(shí)為追求效率，會(huì)造成砂紙與板面的粘結(jié)吻合不夠好，易移位，這樣產(chǎn)生錯(cuò)位的產(chǎn)品比較多，降低生產(chǎn)率。第三，502膠水主要成分為a-氰基丙烯酸酯，屬于熱塑性膠粘劑，同時(shí)也屬于溶劑型膠粘劑，具有強(qiáng)度高、操作方便、毒性小、易白化以及耐候性差等特點(diǎn)，因?yàn)樯a(chǎn)方式為流水線，固化時(shí)間不夠，最終會(huì)影響粘結(jié)效果，需要選擇用快速固化膠黏劑，如a-氰基丙烯酸酯膠，a-氰基丙烯酸酯。

2 袖珍滑板模具改進(jìn)工藝

2.1 嵌件選材與制作

在塑料制品內(nèi)嵌入一些金屬或其他類材料的零件，一般形成不可拆的連接，所嵌入的零件稱為嵌件。嵌件選擇為一張0.2mm厚的砂紙，為解決其固定與定位問題，可以在注射條件下，通過一定的壓力的作用，ABS塑膠與502膠水分子相互滲透和擴(kuò)散，溫度下降后砂紙與ABS料緊密接觸粘接在一起。另外，砂紙為多孔材料易吸收膠黏劑，因此要保證嵌件材料與塑料本身收縮的一致性，注射時(shí)ABS塑膠與502膠水分子相互滲透和擴(kuò)散，保證砂紙粘附在滑板底板上。當(dāng)注射完成后，塑膠在冷卻水的冷卻下逐步冷卻，在塑膠的收縮過程中，砂紙是柔性的，也跟著一起收縮同樣的大小，砂紙與塑膠的膨脹系數(shù)是一樣。另外，金屬嵌件與塑膠的膨脹系數(shù)是不一樣的，在塑膠與金屬嵌件的接合部附近會(huì)產(chǎn)生制品變形，往往在嵌件的周圍制品會(huì)出現(xiàn)裂紋，因此嵌件周圍的塑料應(yīng)該有一定的厚度。

2.2 模具結(jié)構(gòu)與改進(jìn)

為提高生產(chǎn)效率，將模具改造為一模四腔（即一出四）模式。見圖1。

為提高加工質(zhì)量，需要考慮注塑模具澆口形式對收縮率的影響，其中用小澆口時(shí)，因保壓結(jié)束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大，本模具采用潛水澆口形式。利用鑲針先伸出，將砂紙孔與鑲針緊配套上，在合模后利用定、動(dòng)模型腔的形狀將砂紙粗定位，然后在潛水澆口的注射壓力下定位、成形。由于型芯針的尺寸取φ2.6 mm，一般為φ2.6～2.61mm，砂紙孔的尺寸取φ2.57mm，除了要緊配的對角型芯針外，其余保證間隙配合的型芯針的成型尺寸取φ2.54 mm，這樣就達(dá)到了如圖2所示（安裝砂紙時(shí)的狀態(tài)）對角兩支型芯針與砂紙緊配[1]。

合模后砂紙的受力狀態(tài)如圖3（合模后的砂紙狀態(tài)）所示，由于對角兩支型芯針與砂紙緊配，動(dòng)模型腔在砂紙兩端推動(dòng)砂紙如圖3所示。

模具然后進(jìn)行合模，在合模后注塑機(jī)開始注塑，在注塑機(jī)壓力作用下，塑膠從潛水口進(jìn)入從頂針側(cè)面垂直于砂紙面進(jìn)料，將砂紙壓得緊貼定模型腔，熔融塑料屬于非牛頓流體，料流的規(guī)律是和型腔先接觸的塑料先冷卻，停止流動(dòng)，中間溫度高的部分向前流動(dòng)，前面充滿后才向后推動(dòng)，在砂紙的邊沿與型腔交接處，塑料迅速冷卻，并且ABS溢料的間隙是0.03mm以上，在整個(gè)型腔充滿后，即使增大壓力，料流也就不會(huì)進(jìn)入砂紙與型腔之間。通過這樣的改模為一模四腔，節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率。

2.3 模具制作與裝配

第一，本嵌件為砂紙是一個(gè)紙片，缺少緊固和定位部分，通過在砂紙的表面預(yù)先涂抹502膠水，等膠水干燥后，用膠水將砂紙貼于模具型腔中一起注射，砂紙嵌在塑膠上，并且需要在定模板與定模底板之間的定模板上掏一個(gè)盲坑，裝上一推板和推桿固定板，其上每件裝上兩根型芯針，采用對角排列，方便砂紙的安裝，型芯針太多砂紙不易安裝和定位，另外再裝四根復(fù)位桿，保證所加兩塊板運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，推板后面加上四根彈簧，方便型芯針自動(dòng)伸出。

第二，當(dāng)定模部分和動(dòng)模部分開模以后，產(chǎn)品隨動(dòng)模一起運(yùn)動(dòng)，留在動(dòng)模，依靠頂出系統(tǒng)上的頂桿將產(chǎn)品頂出。在動(dòng)模離開以后，定模板后的頂出組板在彈簧作用下，將型芯針頂出一個(gè)距離，將事先整片涂過膠水，且用冷沖模沖好的砂紙上有砂的一面朝向型腔，利用模上每件對角的兩個(gè)型芯針將砂紙固定、支承，要求砂紙兩定位孔的距離等于模具上兩針的距離，根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整，兩端對角定位的兩根型芯針與砂紙采用過盈量為0.03mm的過盈配合，其余孔與砂紙采用雙邊0.03mm的間隙配合。

第三，在合模的過程中，動(dòng)模鑲件推動(dòng)復(fù)位桿，則帶動(dòng)型芯針回退，合模后砂紙固定如圖3的狀態(tài)，將以前的側(cè)澆口改為如圖1的潛水口，注射時(shí)塑膠料在型腔中直接注射在砂紙上，利用塑膠料流的壓力將砂紙緊貼在型腔上，由于料流的高溫將砂紙上的膠水熔化，于是塑膠與砂紙緊緊貼合在一起。

3 結(jié)束語

經(jīng)過對模具的改進(jìn)，嵌件加工方式加工效率得到有效的提升，改進(jìn)后一小時(shí)可以生產(chǎn)1104個(gè)袖珍滑板，同樣數(shù)量傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為2.3h，如以26天，8小時(shí)工作制，1000元費(fèi)用計(jì)，共需多花2.6小時(shí)，即需多花費(fèi)12.5元。從這兩種相比較，效率提高了130%，費(fèi)用節(jié)省為每生產(chǎn)1104個(gè)，少花12.5-（45-34.5）=2元。還不包括膠水、塑料、工位、等方面的節(jié)省。手工粘貼砂紙合格率不到70%，而采用嵌件的方式合格率幾乎達(dá)到100%。

參考文獻(xiàn)

[1]李金川.注塑模具技術(shù)入門與提高[J].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.