袖珍滑板模具改进工艺分析

李劲

摘 要：在塑料产品的开发及生产过程中，经常碰到要仿制各种各样的实物，既要求达到原产品的功能，又要求外观尽可能美观。本案例是采用嵌件的方法，在注塑模的注射过程中，让粘结剂在一定温度下，将砂纸（彩色砂纸）与塑件底板紧密结合在一起，从而改善加工方法，提高制造质量。通过袖珍滑板产品工艺的正确分析，也在原模具上设计了一副一模四腔的塑料模，进一步缩短加工时间，降低成本，得到高质量高效率的仿真产品。

关键词：注射成型技术；采用嵌件；粘结剂

在塑胶产品的仿制开发及实际生产过程中，常规注射加工和装配方法很难达到产品要求，影响产品质量与供货稳定性。文章结合实例进行了分析，即采用嵌件为0.2mm厚的砂纸（彩色砂纸），将砂纸孔与镶针紧配套上，在合模后利用定、动模型腔的形状将砂纸粗定位，然后在潜水口浇口的注射压力下定位、成形。下面就此种底板嵌件的工艺设计在注射模中的应用进行探索研讨。

1 袖珍滑板加工技术

1.1 设计加工程序

对产品市场信息进行调查，得知产品生产常用材料有塑料、五金、锌合金、铝合金等，并且产品结构与客户需求不同所用材料不同。文章所述产品设计加工阶段所有信息均为市场调研所得，在原有基础上提出新产品构想与实物，由工程组构出产品的外观及装配简图，再由手板组根据工程组提供的资料，按照原型然后缩小尺寸，做成仿真产品，成品可以做钥匙饰品或者手机挂坠。在短时间内制作出样板，达到调研员和老板对产品功能和外观的认可，然后找到经销此产品的客户，合同签定后开始制模组织下一步的开发。模具都是在客户确认样板后，再根据各方的意见进行修改，客户满意后才开始试生产，试生产如无大的问题则开始大批量生产。

1.2 产品加工流程

仿真滑板的常见装配过程是先在滑板底板的上表面利用502胶水贴上抛光用砂纸，然后在滑板底板的下表面贴上不干胶彩画纸，下表面两凹坑中装上合金支架，分别过四个通孔采用M1.4平头螺钉紧固，支架两端装上铁轴，再在铁轴上装上胶轮及螺母，即构成仿真滑板。

1.3 产品加工常见问题

第一，用冷冲模冲裁的砂纸形状与板面一致，然后用502胶水粘结，粘结速度不够快，胶水加多了容易产生流诞的现象，流诞后还会出现白化现象，少了粘结不紧。并且，抛光砂纸本身有一定的硬度，不易变形，而滑板的上表面为不规则的高低凹弧面，砂纸在其上表面不易贴很密实，时间一长会发生与滑板板面的分层。第二，受砂纸本身厚度限制，当粘贴到底板上表面后，与上表面会产生一个台阶，与真滑板外观存在差异。并且生产时为追求效率，会造成砂纸与板面的粘结吻合不够好，易移位，这样产生错位的产品比较多，降低生产率。第三，502胶水主要成分为a-氰基丙烯酸酯，属于热塑性胶粘剂，同时也属于溶剂型胶粘剂，具有强度高、操作方便、毒性小、易白化以及耐候性差等特点，因为生产方式为流水线，固化时间不够，最终会影响粘结效果，需要选择用快速固化胶黏剂，如a-氰基丙烯酸酯胶，a-氰基丙烯酸酯。

2 袖珍滑板模具改进工艺

2.1 嵌件选材与制作

在塑料制品内嵌入一些金属或其他类材料的零件，一般形成不可拆的连接，所嵌入的零件称为嵌件。嵌件选择为一张0.2mm厚的砂纸，为解决其固定与定位问题，可以在注射条件下，通过一定的压力的作用，ABS塑胶与502胶水分子相互渗透和扩散，温度下降后砂纸与ABS料紧密接触粘接在一起。另外，砂纸为多孔材料易吸收胶黏剂，因此要保证嵌件材料与塑料本身收缩的一致性，注射时ABS塑胶与502胶水分子相互渗透和扩散，保证砂纸粘附在滑板底板上。当注射完成后，塑胶在冷却水的冷却下逐步冷却，在塑胶的收缩过程中，砂纸是柔性的，也跟着一起收缩同样的大小，砂纸与塑胶的膨胀系数是一样。另外，金属嵌件与塑胶的膨胀系数是不一样的，在塑胶与金属嵌件的接合部附近会产生制品变形，往往在嵌件的周围制品会出现裂纹，因此嵌件周围的塑料应该有一定的厚度。

2.2 模具结构与改进

为提高生产效率，将模具改造为一模四腔（即一出四）模式。见图1。

为提高加工质量，需要考虑注塑模具浇口形式对收缩率的影响，其中用小浇口时，因保压结束之前浇口即固化而使塑件的收缩率增大，本模具采用潜水浇口形式。利用镶针先伸出，将砂纸孔与镶针紧配套上，在合模后利用定、动模型腔的形状将砂纸粗定位，然后在潜水浇口的注射压力下定位、成形。由于型芯针的尺寸取φ2.6 mm，一般为φ2.6～2.61mm，砂纸孔的尺寸取φ2.57mm，除了要紧配的对角型芯针外，其余保证间隙配合的型芯针的成型尺寸取φ2.54 mm，这样就达到了如图2所示（安装砂纸时的状态）对角两支型芯针与砂纸紧配[1]。

合模后砂纸的受力状态如图3（合模后的砂纸状态）所示，由于对角两支型芯针与砂纸紧配，动模型腔在砂纸两端推动砂纸如图3所示。

模具然后进行合模，在合模后注塑机开始注塑，在注塑机压力作用下，塑胶从潜水口进入从顶针侧面垂直于砂纸面进料，将砂纸压得紧贴定模型腔，熔融塑料属于非牛顿流体，料流的规律是和型腔先接触的塑料先冷却，停止流动，中间温度高的部分向前流动，前面充满后才向后推动，在砂纸的边沿与型腔交接处，塑料迅速冷却，并且ABS溢料的间隙是0.03mm以上，在整个型腔充满后，即使增大压力，料流也就不会进入砂纸与型腔之间。通过这样的改模为一模四腔，节约了劳动力，提高了生产效率。

2.3 模具制作与装配

第一，本嵌件为砂纸是一个纸片，缺少紧固和定位部分，通过在砂纸的表面预先涂抹502胶水，等胶水干燥后，用胶水将砂纸贴于模具型腔中一起注射，砂纸嵌在塑胶上，并且需要在定模板与定模底板之间的定模板上掏一个盲坑，装上一推板和推杆固定板，其上每件装上两根型芯针，采用对角排列，方便砂纸的安装，型芯针太多砂纸不易安装和定位，另外再装四根复位杆，保证所加两块板运动平稳可靠，推板后面加上四根弹簧，方便型芯针自动伸出。

第二，当定模部分和动模部分开模以后，产品随动模一起运动，留在动模，依靠顶出系统上的顶杆将产品顶出。在动模离开以后，定模板后的顶出组板在弹簧作用下，将型芯针顶出一个距离，将事先整片涂过胶水，且用冷冲模冲好的砂纸上有砂的一面朝向型腔，利用模上每件对角的两个型芯针将砂纸固定、支承，要求砂纸两定位孔的距离等于模具上两针的距离，根据试验调整，两端对角定位的两根型芯针与砂纸采用过盈量为0.03mm的过盈配合，其余孔与砂纸采用双边0.03mm的间隙配合。

第三，在合模的过程中，动模镶件推动复位杆，则带动型芯针回退，合模后砂纸固定如图3的状态，将以前的侧浇口改为如图1的潜水口，注射时塑胶料在型腔中直接注射在砂纸上，利用塑胶料流的压力将砂纸紧贴在型腔上，由于料流的高温将砂纸上的胶水熔化，于是塑胶与砂纸紧紧贴合在一起。

3 结束语

经过对模具的改进，嵌件加工方式加工效率得到有效的提升，改进后一小时可以生产1104个袖珍滑板，同样数量传统生产模式为2.3h，如以26天，8小时工作制，1000元费用计，共需多花2.6小时，即需多花费12.5元。从这两种相比较，效率提高了130%，费用节省为每生产1104个，少花12.5-（45-34.5）=2元。还不包括胶水、塑料、工位、等方面的节省。手工粘贴砂纸合格率不到70%，而采用嵌件的方式合格率几乎达到100%。

参考文献

[1]李金川.注塑模具技术入门与提高[J].机械工业出版社，2008.