初探多色模具成型塑件拼接防裂結(jié)構(gòu)

戚月珍

（江蘇省常州市建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213022）

1 插腳鑲件多色塑料注塑模具

1.1 概述

隨著車(chē)燈類(lèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化、復(fù)雜化發(fā)展，注塑模具結(jié)構(gòu)也緊隨著日漸復(fù)雜。作為多色模具結(jié)構(gòu)封料筋條通常用到的插腳鑲件，更是成為了不可或缺的部分。常規(guī)插腳鑲件非常適用于產(chǎn)品筋條過(guò)深在生產(chǎn)過(guò)程中此類(lèi)結(jié)構(gòu)反復(fù)開(kāi)合模具動(dòng)作，易導(dǎo)致筋條發(fā)生諸如變形、彎曲、開(kāi)裂等種種現(xiàn)象，增加了用戶使用過(guò)程中維修頻率。為了方便損壞過(guò)程中可以拆下便于維修，在原有插腳鑲件結(jié)構(gòu)中結(jié)合產(chǎn)品缺陷對(duì)其進(jìn)行改善優(yōu)化，通過(guò)更改插腳鑲件封膠面造型對(duì)產(chǎn)品加大其結(jié)合處的接觸面積來(lái)解決雙色及多色燈罩拼接處結(jié)合處易開(kāi)裂的缺陷問(wèn)題，適合于某些拼接式多色產(chǎn)品的注塑模具。模具中的實(shí)際使用結(jié)果表明：該結(jié)構(gòu)改善完全適合使用在多色注塑產(chǎn)品的模具中，且運(yùn)行效果良好。

由模具注塑所成型的塑料產(chǎn)品在現(xiàn)今生活中的使用越來(lái)越廣泛，大量塑料產(chǎn)品的使用，小到日常生活用品（如：手機(jī)、圓珠筆殼、文件夾、計(jì)算器），大到汽車(chē)、輪船、航空產(chǎn)品等等。廣泛的應(yīng)用范圍，促使模具技術(shù)不斷發(fā)展，為了塑料產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，這就要求塑料注塑模具的機(jī)械強(qiáng)度足夠高，才能不間斷地提供產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)的大量需求。塑料注塑模具機(jī)械強(qiáng)度的高低在于最脆弱的那個(gè)點(diǎn)，而在這其中用于一種多色產(chǎn)品成型的插腳鑲件為重中之重。

1.2 插腳鑲件在多色塑料注塑模具中的應(yīng)用和現(xiàn)狀

插腳鑲件在多色塑料注塑模具中的應(yīng)用歷來(lái)存在并且非常廣泛，近幾十年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，相應(yīng)地促進(jìn)了模具行業(yè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的普及和應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員整體素質(zhì)的上升推動(dòng)了模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的逐漸積累，從而使得模具實(shí)際制造水平的持續(xù)上升，各種各樣的塑料產(chǎn)品在人們?nèi)粘Ｉ钪械谋壤絹?lái)越高。俗話說(shuō)良好的開(kāi)端是成功的一半，任何一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量都取決于設(shè)計(jì)的合理與否。同樣的道理，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低也決定了塑料產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)缺。在塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鑲嵌件是必須引起重視的問(wèn)題。因?yàn)橄鄬?duì)于整體模具而言，鑲嵌件結(jié)構(gòu)的模具，它的優(yōu)點(diǎn)在于不但可以節(jié)省材料，而且加工的時(shí)候更加方便，縮短模具制造周期。特別是型腔的加工，由于是內(nèi)表面，如果是整體式的加工非常困難。而鑲嵌件由于嵌件之間存在間隙，可以增加排氣，從而有利于塑料產(chǎn)品的成型，提高了塑件的質(zhì)量。另外由于制造周期短從而使產(chǎn)品能夠提前面市，可以為公司搶占市場(chǎng)做好基礎(chǔ)和準(zhǔn)備。

在多色成型模具技術(shù)的快速發(fā)展階段，模具的強(qiáng)度要求也越來(lái)越高，并且模具已經(jīng)能夠制造成模塊化，像拼積木一樣，各組件可方便快捷地更換。傳統(tǒng)的普通插腳鑲嵌件如圖1所示的結(jié)構(gòu)已滿足不了雙色或多色模具成型的要求，為避免這類(lèi)缺陷，必須在模具前期設(shè)計(jì)分析的時(shí)候加以充分考慮，本設(shè)計(jì)任務(wù)就是對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地改善。

圖1 常規(guī)插腳鑲件示意圖

本課題準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一種新型的模具插腳鑲嵌件結(jié)構(gòu)，這樣可以解決雙色及多色拼接式塑料產(chǎn)品在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象。

2 鑲嵌的件設(shè)計(jì)和加工

2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

本課題的思路就是想通過(guò)對(duì)多色塑料結(jié)合的地方筋條的鑲嵌件結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，加大其結(jié)合處兩者之間的接觸面積，就是將結(jié)合處原來(lái)的平面拼接方式改為階梯式拼接的方式，原先的平面指任意兩點(diǎn)的連線整個(gè)落在此面上，平面拼接方式由兩個(gè)平面拼接而成，而階梯式拼接方式由三個(gè)或三個(gè)以上的平面拼接而成，并且階梯式拼接方式?jīng)]有固定規(guī)則拼接方式。如圖2所示。

圖2 三個(gè)接觸面拼接式插腳鑲件示意圖

本結(jié)構(gòu)就是通過(guò)增加汽車(chē)尾燈燈罩焊筋結(jié)合處的接觸面積（如圖3所示），從而達(dá)到保證焊筋處高強(qiáng)度的目的，并且可以減少接觸處的應(yīng)力集中，大大減少了在生產(chǎn)過(guò)程中的結(jié)合處容易出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象，另外設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)單不需要刻意多出任何的工作量，只是變換了一下思路，就可以給生產(chǎn)省去不必要的麻煩。做成臺(tái)階式的插腳鑲件不僅設(shè)計(jì)工作不要太多的額外工作，生產(chǎn)上還方便加工，減少加工工藝步數(shù)，極大地提高了工作效率，做到了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)造合理，比較適合大范圍應(yīng)用。

圖3 改善效果示意圖

2.2 腳插鑲嵌件的應(yīng)用

常見(jiàn)的插腳鑲嵌件，不僅在塑料模具中的定模、動(dòng)模中可以應(yīng)用，在滑塊和斜頂中也可以使用。在實(shí)際模具生產(chǎn)過(guò)程中主要在以下幾種情況下考慮增加鑲嵌件，從而方便模具的加工和排氣。

比如在一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的模具中，在有比較深度的筋條的位置情況下或者有奇形怪狀的位置時(shí)，這時(shí)加工非常困難，通常采用鑲件的方法方便后道工序的加工，而由于嵌件之間存在間隙，便于產(chǎn)品在較深位置時(shí)產(chǎn)生困氣，從而產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象等。而且在后期的模具使用過(guò)程中維護(hù)鑲件的使用也能節(jié)省維護(hù)的成本，比如插腳損壞，采用鑲件式的就不需要更換本體，只需更換鑲件的插片就可以實(shí)現(xiàn)模具的維修。

本課題的改進(jìn)鑲嵌件主要應(yīng)用于雙色或者多色塑料模具，比較深度的筋條的位置且用于封膠的插腳鑲件結(jié)構(gòu)，比如廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)燈行業(yè)中，雙色或多色尾燈燈罩多采用拼接式造型，產(chǎn)品拼接處接觸面較小且易造成應(yīng)力集中，另外由于接觸面處的強(qiáng)度較低，易造成插腳斷裂或者拉傷。燈罩后續(xù)工序還有需要做防霧、焊接、總裝。在這些過(guò)程中易受到外力的作用或者操作不當(dāng)造成燈罩拼接處筋條易開(kāi)裂，有可能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，造成不必要浪費(fèi)。如圖4所示，A、B結(jié)合處易開(kāi)裂。

圖4 產(chǎn)品示意圖

2.3 插腳鑲嵌件的常見(jiàn)形式

插腳鑲嵌件在模具中有多種存在形式，其主要鑲件存在形式有以下兩種形式：通孔式和盲孔式。

本課題研究的是通孔式鑲件，在各種鑲件的存在形式中，由于通孔式鑲件的先天優(yōu)越性，要優(yōu)先選用通孔式，如圖5所示。

圖5 改善鑲件及通孔式鑲嵌件示意圖

通孔式的加工方法非常方便，一般采用直接線切割加工或直接鉆孔后再經(jīng)過(guò)鉸孔，所以這種鑲件應(yīng)用很廣泛。

2.4 插腳鑲嵌件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由此可知，插腳鑲件的設(shè)計(jì)在塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有一定的重要位置，因此以下幾點(diǎn)在設(shè)計(jì)插腳鑲件過(guò)程中應(yīng)加以注意。

（1）在鑲拼插腳鑲件時(shí)，要在拼接處打磨光滑，避免尖銳角度。

（2）在改善插腳鑲件時(shí)，需要考慮到筋條強(qiáng)度。

（3）如果碰到只有單邊承受注射壓力，而另一側(cè)無(wú)有效固定位的鑲件的模具，為了防止鑲件沖偏，為了加強(qiáng)強(qiáng)度必須另做加強(qiáng)筋。

2.5 插腳鑲件的加工和制作

首先備料，按照數(shù)據(jù)圖的尺寸，購(gòu)買(mǎi)尺寸稍大的方塊鋼料（一般采用718HH）和插片的鋼料（由線切割剖料成片狀），加工步驟如下：

（1）由編程人員根據(jù)3D數(shù)據(jù)圖計(jì)算出加工的刀路，經(jīng)審核下發(fā)到下道工序數(shù)控加工。

（2）數(shù)控加工人員，根據(jù)所編程序確定工件原料和基準(zhǔn)，經(jīng)打表分中取數(shù)試刀進(jìn)行加工，加工完成后經(jīng)檢測(cè)合格后方可移交下道工序鉗工裝配。

（3）裝配時(shí)經(jīng)過(guò)打磨倒角等一系列工序，將配合間隙控制在0.1 mm左右，裝配固定完成后，再次移交數(shù)控加工。

（4）移交數(shù)控加工后重復(fù)（1）（2）兩道工序，經(jīng)檢測(cè)合格后算完成加工，如若不合格還需要返工，直到檢測(cè)合格為止。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種改善插腳鑲件結(jié)構(gòu)方案，通過(guò)對(duì)雙色或多色產(chǎn)品結(jié)合面的接觸面積的改善，用來(lái)增加產(chǎn)品結(jié)合處的接觸面積，合理地改善了產(chǎn)品結(jié)合處易開(kāi)裂現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)際使用結(jié)果來(lái)看，相對(duì)特殊造型的結(jié)構(gòu)還是有明顯改善效果。有鑒于此，有必要提供一種拼接處防開(kāi)裂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠解決上述技術(shù)中存在的費(fèi)用昂貴問(wèn)題，降低工作成本，提高生產(chǎn)效率。拼接產(chǎn)品類(lèi)模具可以在前期，針對(duì)開(kāi)裂現(xiàn)象對(duì)其結(jié)合處進(jìn)行改善，從而達(dá)到減少產(chǎn)品開(kāi)裂、鑲件斷裂的問(wèn)題。