袖珍滑板模具改進工藝分析

李勁

摘 要：在塑料產品的開發及生產過程中，經常碰到要仿制各種各樣的實物，既要求達到原產品的功能，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，讓粘結劑在一定溫度下，將砂紙（彩色砂紙）與塑件底板緊密結合在一起，從而改善加工方法，提高制造質量。通過袖珍滑板產品工藝的正確分析，也在原模具上設計了一副一模四腔的塑料模，進一步縮短加工時間，降低成本，得到高質量高效率的仿真產品。

關鍵詞：注射成型技術；采用嵌件；粘結劑

在塑膠產品的仿制開發及實際生產過程中，常規注射加工和裝配方法很難達到產品要求，影響產品質量與供貨穩定性。文章結合實例進行了分析，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計在注射模中的應用進行探索研討。

1 袖珍滑板加工技術

1.1 設計加工程序

對產品市場信息進行調查，得知產品生產常用材料有塑料、五金、鋅合金、鋁合金等，并且產品結構與客戶需求不同所用材料不同。文章所述產品設計加工階段所有信息均為市場調研所得，在原有基礎上提出新產品構想與實物，由工程組構出產品的外觀及裝配簡圖，再由手板組根據工程組提供的資料，按照原型然后縮小尺寸，做成仿真產品，成品可以做鑰匙飾品或者手機掛墜。在短時間內制作出樣板，達到調研員和老板對產品功能和外觀的認可，然后找到經銷此產品的客戶，合同簽定后開始制模組織下一步的開發。模具都是在客戶確認樣板后，再根據各方的意見進行修改，客戶滿意后才開始試生產，試生產如無大的問題則開始大批量生產。

1.2 產品加工流程

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，即構成仿真滑板。

1.3 產品加工常見問題

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，粘結速度不夠快，膠水加多了容易產生流誕的現象，流誕后還會出現白化現象，少了粘結不緊。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則的高低凹弧面，砂紙在其上表面不易貼很密實，時間一長會發生與滑板板面的分層。第二，受砂紙本身厚度限制，當粘貼到底板上表面后，與上表面會產生一個臺階，與真滑板外觀存在差異。并且生產時為追求效率，會造成砂紙與板面的粘結吻合不夠好，易移位，這樣產生錯位的產品比較多，降低生產率。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，同時也屬于溶劑型膠粘劑，具有強度高、操作方便、毒性小、易白化以及耐候性差等特點，因為生產方式為流水線，固化時間不夠，最終會影響粘結效果，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 袖珍滑板模具改進工藝

2.1 嵌件選材與制作

在塑料制品內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ABS塑膠與502膠水分子相互滲透和擴散，保證砂紙粘附在滑板底板上。當注射完成后，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是一樣。另外，金屬嵌件與塑膠的膨脹系數是不一樣的，在塑膠與金屬嵌件的接合部附近會產生制品變形，往往在嵌件的周圍制品會出現裂紋，因此嵌件周圍的塑料應該有一定的厚度。

2.2 模具結構與改進

為提高生產效率，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，因保壓結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，這樣就達到了如圖2所示（安裝砂紙時的狀態）對角兩支型芯針與砂紙緊配[1]。

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

模具然后進行合模，在合模后注塑機開始注塑，在注塑機壓力作用下，塑膠從潛水口進入從頂針側面垂直于砂紙面進料，將砂紙壓得緊貼定模型腔，熔融塑料屬于非牛頓流體，料流的規律是和型腔先接觸的塑料先冷卻，停止流動，中間溫度高的部分向前流動，前面充滿后才向后推動，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，在整個型腔充滿后，即使增大壓力，料流也就不會進入砂紙與型腔之間。通過這樣的改模為一模四腔，節約了勞動力，提高了生產效率。

2.3 模具制作與裝配

第一，本嵌件為砂紙是一個紙片，缺少緊固和定位部分，通過在砂紙的表面預先涂抹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，另外再裝四根復位桿，保證所加兩塊板運動平穩可靠，推板后面加上四根彈簧，方便型芯針自動伸出。

第二，當定模部分和動模部分開模以后，產品隨動模一起運動，留在動模，依靠頂出系統上的頂桿將產品頂出。在動模離開以后，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，根據試驗調整，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，動模鑲件推動復位桿，則帶動型芯針回退，合模后砂紙固定如圖3的狀態，將以前的側澆口改為如圖1的潛水口，注射時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 結束語

經過對模具的改進，嵌件加工方式加工效率得到有效的提升，改進后一小時可以生產1104個袖珍滑板，同樣數量傳統生產模式為2.3h，如以26天，8小時工作制，1000元費用計，共需多花2.6小時，即需多花費12.5元。從這兩種相比較，效率提高了130%，費用節省為每生產1104個，少花12.5-（45-34.5）=2元。還不包括膠水、塑料、工位、等方面的節省。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到100%。

參考文獻

[1]李金川.注塑模具技術入門與提高[J].機械工業出版社，2008.