吳 戈，李淑香，徐秋艷*，肖國華

(1. 浙江工商職業(yè)技術學院 機電工程學院，浙江 寧波 315012 2. 河南省計量科學研究院,河南 鄭州 450000)

0 引 言

雙料塑件中硬膠與軟膠的結合一般通過雙色模注塑或者二次注塑而成。雙色模是在同一臺注塑機上用兩套雙色子模具同步完成兩種塑料的注射黏合成型；二次注塑則是先用一臺注塑機和一副獨立模具完成硬膠殼件注塑，再把硬膠殼件放到另一臺機上及另一副獨立模具中完成軟膠的注塑黏合成型，其黏合度沒有雙色模注塑的好。鑒于生產(chǎn)效率和成型效果，雙色模注塑已成為雙料注塑成型的主要生產(chǎn)方式，而二次注塑只在塑件壁厚大于3 mm的工況下使用。

雙料雙色成型塑件中，第二種材料的注塑添加是實現(xiàn)塑功能的主要驅動因素，常用的有PVC， TPE， TPU； PVC為雙色成型工藝早期使用材料，現(xiàn)在已經(jīng)逐步被TPE和TPU所替代。

文章針對某接觸開關蓋塑件的雙色成型要求設計了基于PA和TPE材料成型的雙色成型模具，模具結構布置有一定的難度，能為同類型塑件的雙色模具設計提供有益借鑒。

1 接觸開關蓋塑件描述

如圖1所示，接觸開關蓋塑件零件為一種雙色成型塑件，其底部底層硬殼塑件為尼龍(PA)成型硬殼，上部為TPE注塑成型的接觸外蓋。

本塑件設計中考慮了TPE與PA雙色成型中的以下要求：(1)TPE外層與底層硬殼塑料PA組分的相容性，兩者之間的溶解度接近分子相容性；(2)塑件結構中避免出現(xiàn)尖角，確保TPE外層與PA底層硬殼之間接觸良好，增強了兩者的黏結效果；(3)表層厚度為5 mm， TPE的厚度須與使用者預期的觸感相匹配。整體上，硬膠與軟膠的厚度拆分時，硬膠厚度不小于2 mm，軟膠厚度不小于0.8 mm。

2 雙色成型模具方案分析

圖1中，底層硬殼塑件上有2處特征在脫模時需要實施側抽芯脫模，一處是倒扣b1，一處是環(huán)形槽倒扣b2。其中，倒扣b2在如圖1(a)所

(a) 塑件底層硬殼的示意圖

(b) 雙色塑件及分型示意

示底層硬殼塑件狀態(tài)時，實際上是不存在的。但雙色成型后，表層第二色軟膠的底部與倒扣b2下部的掛鉤形成如圖1(b)所示的倒扣b4，需要使用側抽芯脫模，因此在底層硬殼成型時，此處特別設置倒扣成型件，以滿足第二色成型軟膠外殼時的成型和脫模。而倒扣b2則須使用一組哈夫滑塊進行成型和雙側面抽芯脫模。在成型底層硬殼時，倒扣b1使用1個單一滑塊機構即可實現(xiàn)抽芯脫模。倒扣b1的成型滑塊頭抽芯抽走后，讓出的空間正好用于第二色軟膠在此處的充填需要。倒扣b1下端的倒勾可設計成由成型倒扣b4的兩個哈夫滑塊進行成型。因此，第一次成型模腔的分型使用P1-P1分型面，但要增加一個用于倒扣b1局部分型的P1-P2面，如圖1(b)所示；在第二次成型模腔分型中，直接使用P1-P1分型面分型即可。

設計時，第一色模腔和第二色模腔都開設排氣通道，確保成型時腔內氣體能及時排出。第一色模腔經(jīng)表面處理，使底層硬殼塑件表面達到Ra1.6～Ra3.2的表面粗糙度，以增加第二色注塑時軟、硬材料黏結面的黏結力，增強黏結效果[8-11]。

3 模具結構

模具由兩副子模具組合而成，模具的結構設計包括三方面的工作：一是第一色子模具的設計；二是第二色子模具的設計；三是注塑工藝的設計。兩副子模具的動模的結構相同，定模的結構不同，主要是型腔構成上的差異[12-14]。雙色成型兩色兩種型腔的布置設計如圖2所示。

1～4-倒扣b1成型滑塊；5-第一色型腔鑲件；6， 6′, 7， 7′-哈夫滑塊鎖緊塊；8， 8′-水平流道；9， 9′-定模板長拉桿；10， 10′-樹脂開閉器；11， 11′-流道板短拉桿；12～15-彎銷；A1～A4-第一色型腔編號；A′1～A′4-第二色型腔編號；16-第二色型腔鑲件圖2 子模具定模結構布置

3.1 第一色子模具定模結構設計

單副子模具模腔布局為一模四腔，第一色子模具定模結構設計如圖2中左圖所示，定模型腔分別為腔A1～A4，一起設置在第一色型腔鑲件5內，單腔的澆注使用點澆口進行澆注，由流道8為4個模腔供料。為實現(xiàn)單個塑件中P1-P2分型區(qū)域部分的先抽芯脫模，4個定模型腔A1～A4中分別設置了一個定模先抽芯機構的成型滑塊1～4，4個定模先抽芯滑塊使用倒裝在動模一側的4個彎銷(件12～15)分別驅動。相應地，為滿足倒扣b2及倒扣b1下端倒鉤的脫模，需要設置1組2個哈夫滑塊機構，該組哈夫滑塊機構的鎖緊塊分別為鎖緊塊6、鎖緊塊7。4個模腔的澆注使用點澆口進行澆注，水平澆注流道8使用S形流道。定模結構中，使用三板模定模結構，定模的打開和閉合控制使用4個定模板長拉桿9、 4個樹脂開閉器10、 4個流道板短拉桿11進行控制。

3.2 第二色子模具定模結構設計

如圖2右圖所示，第二色子模具定模結構設計同第一色子模具定模結構相似，不同之處在于第二色型腔鑲件16與第一色型腔鑲件5的設置不同。第二色型腔鑲件16中，取消了第一色型腔鑲件5中所安裝的4個定模先抽芯滑塊(件1～4)，在第二色型腔鑲件16中對應于將件12～15的頂端位置，設置了4個空槽，以供件12～15插入。第二色定模型腔分別為腔A′1～A′4，一起設置在第二色型腔鑲件5內，單腔的澆注也使用點澆口進行澆注，由流道8′為4個模腔供料。 相應地，第二色定模內也設置了鎖緊塊6′、鎖緊塊7′。4個模腔的澆注也使用點澆口進行澆注，水平澆注流道8′使用S形流道。定模結構中，使用三板模定模結構，定模的打開和閉合控制使用4個定模板長拉桿9′、4個樹脂開閉器10′、 4個流道板短拉桿11′進行控制。

3.3 動模結構設計

兩副子模具的動模結構一模一樣[15-17]，以第一色子模具動模結構布置設計為例，其結構設計如圖3所示。結構中，哈夫滑塊17、 18用壓條安裝在動模板上，彎銷12～15則安裝在動模墊板上。型芯鑲件19安裝在動模板上，用于圖1(b)中所示P1-P1分型面以下的硬殼塑件的成型。

12～15-彎銷；17, 18-哈夫滑塊；19-型芯鑲件圖3 動模設計

4 模具結構安裝

4.1 結構安裝

兩副子模具的結構安裝如圖4所示。第一色子模具的結構安裝如圖4(a)所示。該子模具結構為三板模結構，但在其基礎上增加了動模墊板30，使得動模墊板30與動模板29之間能一次分型打開，因而，模具能分4次，分別在PL1～PL4處打開。其中，PL1面的打開用于彎銷15等4個彎銷驅動各自對應的倒扣b1成型滑塊1完成定模先抽芯。PL2面的打開用于點澆口與塑件的分離。PL3面的打開用于點澆口流道廢料的脫模。PL4面用于第一色型腔A1～A4的打開。打開順序為PL1→PL2→PL3→PL4，按PL2→PL3→PL4→PL1順序閉合。彈簧25用于保證PL1面先打開。復位桿24上必須安裝復位彈簧23，以確保模腔閉合前，頂出機構必須先復位。

(a) 第一色子模具

(b) 第二色子模具

第二色子模具的結構安裝與第一色結構基本相同，如圖4(b)所示。不同的是，第二色子模具中，雙色塑件從型腔中脫出時，需要使用推出彈簧35將第二色型腔從鑲件33中推出，并由限位塊34對推出行程進行限位。

4.2 工作原理

1) 單副子模具開模時按PL1→PL2→PL3→PL4順序打開，按PL2→PL3→PL4→PL1順序閉合。

2) 雙色注塑工作原理為：模具安裝在雙色注塑機上后，第一工位注塑時，第一色子模具閉合注塑，完成首件底層硬殼的注塑成型，第二色子模具閉合但不注塑；第一工位打開時，按PL1→PL2→PL3→PL4順序打開；打開后，注塑機動模帶動兩副子模具的動模旋轉180°，換到第二工位，然后兩副子模具都按PL2→PL3→PL4→PL1順序閉合；閉合后，兩副子模具都進行注塑，第一色子模具完成底層硬殼的成型，第二色子模具完成軟膠的注塑成型；注塑完成后，模具按PL1→PL2→PL3→PL4順序打開，第二色子模具動模側有頂出，第一色子模具側沒有頂出。由第二色子模具所在工位的注塑機頂桿推動推板31′及其上的頂針36將雙色塑件頂出，實現(xiàn)雙色塑件的完全脫模。而后，模具動模反向逆轉180°回歸到第一工位，開啟雙色注塑循環(huán)。

生產(chǎn)時，有以下問題需要注意：

(1)保持TPE熔融溫度以確保黏合效果，TPE注射溫度選取范圍為190～240 ℃；(2)注塑前，須對TPE進行干燥處理，以減少表面積水，獲得均勻的表面顏色。

5 結 論

針對接觸開關蓋雙色塑件的成型需要，做了以下工作。

1) 選用尼龍材料成型塑件的底層硬殼 ，選用TPE材料成型接觸外蓋。

2) 雙色成型模具由兩副獨立的子模具組成，子模具整體結構相似，都為三板點澆口模具，分4次開模打開。

3) 為滿足雙色塑件第二色材料對第一色材料包緊的需要，第一色子模具中設置了4個倒裝式彎銷驅動定?；瑝K抽芯機構，該種機構的設置，其成型滑塊頭抽芯后為第二色的成型讓出填料位置。

本模具結構構思較為巧妙，希望能為其他雙色模設計提供參考。