一出一及一出多外觀件產品模具內模精定位結構設計

朱佳順

美的集團家用空調事業部模具工廠 廣東順德 528311

1 引言

隨著生活水平的不斷提高，家電行業外觀類觸碰產品的美觀性和操作舒適度已經成為市場的主要競爭力。消費者對家電外觀類觸碰產品的要求更加嚴格，希望它能夠兼具美觀性和舒適性。以按鈕產品為例，產品邊緣出現如圖1所示的毛刺會影響客戶的觸感和操作舒適度。此類產品是消費者幾乎每天都會觸碰的產品，因此，會在很大程度上降低產品的市場競爭力。此類痛點問題在模具的設計及加工方面是一個挑戰性的課題，現有一出一或一出多的塑膠產品模具中，各部件都有一個獨立的基準，累計誤差會累計疊加，各部件的精度及基準面若出現偏差等問題很容易導致產品產生錯位，段差和批鋒等缺陷，使產品的手感和外觀要求，都到達不到理想狀態。

普通的常規模具工藝已經無法滿足當前激烈的市場競爭環境，為此本文介紹了一種可以解決家電行業外觀類觸碰產品毛刺問題的模具技術，該技術涉及一種具有精定位結構的注塑模具的加工裝配工藝，現已獲得國家專利。

2 外觀類觸碰產品毛刺段差缺陷分析

經過三年對家電行業外觀類觸碰產品毛刺產生的原因、模具結構設計進行技術的研究，發現外觀類碰觸產品毛刺段差缺陷的產生原因主要有以下幾種：

（1）模具A板和B板開框精度不高，容易產生偏差，導致產品毛刺，段差及錯位。

（2）內模基準面偏差，受損或被二次加工，致使前、后內模基準不共面，導致產品批鋒，段差及錯位。

（3）螺釘在A板和B板上存在避空，僅僅只起到了收緊的作用，而未起到定位作用，致使內模會左右跑動，無法對齊，導致產品批鋒，段差及錯位。如圖2所示。

（4）A板和B板以及前后內模，各自都有一個獨立的基準，累計誤差會累計疊加，導致產品批鋒，段差及錯位，如圖3所示。

在出現以上問題時，通常采取對內模降面、重新確定基準、換料等方式進行補救，加工周期長，成本高，且無法保證一次修正到位，下文將模具內模精定位設計方面綜合闡述。

3 模具內模精定位結構設計特點及原理

3.1 設計特點概述

圖1 按鈕外觀毛刺現象

圖2 螺釘鎖緊效果圖

圖3 累計誤差原因

本文提出一種內模精定位結構。通過統一基準，使A/B板及前/后內模的基準在同一條直線上，改善加工方式及工藝。達到精定位的效果，最終解決產品錯位，段差及毛刺等問題(如圖4所示)，使產品的外觀和手感均達到理想狀態。本文所述的設計適用于一出一及一出多內模精定位及具有該精定位結構的注塑模具。本文采取的技術方案為，所提供的這種精定位結構的注塑模具，包括動模板和定模板,所述動模板上設有后內模，所述定模板上設有與所述后內模相對應的前內模，所述動模板和定模板之間通過導柱系統固定裝配，在裝配好的注塑模具上設有依次貫穿所述動模板、后內模、前內模及定模板的基準孔，精定位銷穿過所述基準孔對所述后內模和前內模進行精確定位。

3.2 設計原理概述

本文基于四個大件（A/B板，前/后內模）的基準重新定位在同一條直線上，并利用新基準進行加工，同時規避了開框精度不高、內模基準面偏差、螺釘避空定位失效、基準各自獨立等缺陷。提高了加工精度，顯著改善了一出一及一出多產品及模具的精度，其結構原理簡圖如圖5所示。

4 模具內模精定位結構設計細節方法

為使上述技術方案更加詳盡和具體，本文還提出了以下更進一步的優選技術方案，以便獲得滿意的實用效果。

步驟1：A/B板及前/后內模裝在一起，用導柱系統固定裝配。將后內模安裝至動模板內，前內模安裝至定模板內，動模板和定模板通過導柱系統固定裝配。導柱系統在整個系統中屬于精度較高的基準體，且只有導柱系統才能將四件裝配在一起。四大件固定在一起后，貼合度高，不易跑動。

步驟2：以水口針孔分中(亦可以以其他特征分中)，在四個大件上加工4個孔。加工時，確保4孔同時貫穿四個大件。在裝配好的狀態下加工貫穿所述動模板、后內模、前內模及定模板的基準孔。在已經裝配好的狀態下，合計為4個孔，用于做精定位加工的碰數孔，如圖6所示。精定位孔的剖視圖如圖7所示。

步驟3：將4個大件拆開，并利用新制的基準孔，校準X/Y方向后，以一個孔或4個孔位分中，加工一出一及一出多的前/后內模特征。基準已經確定。可以利用新基準分別加工（CNC數控加工中心/EDM電火花加工中心）對應的后內模和前內模的模型特征。如圖8所示。

步驟4：再裝配，先將后內模和前內模通過鎖緊螺釘分別預裝配到動模板和定模板上，將精定位銷分別由上下兩個方向分別穿過基準孔精確定位前內模和后內模。利123用頂針改制或定位銷分別固定A板和前內模、B板和后內模。并用無頭螺絲鎖緊定位銷，防止定位銷脫落，確保四大件在同一條直線上，避免產品錯位、毛刺及段差，如圖9所示。

圖4 產品各狀態對比

圖5 結構原理圖

圖6 步驟二

圖7 步驟二剖視圖

圖8 步驟三

5 結論

外觀類觸碰產品的美觀性和操作舒適度，將隨著人們的生活水平的提高而不斷的變化提高,如何以客戶為導向，已經成為新的攻關課題，模具技術的革新刻不容緩。本文通過產品毛刺缺陷原因分析、模具結構設計等方面進行了闡述及原理介紹，達到解決外觀類觸碰產品毛刺及段差缺陷的目的。

本文提出精定位結構的注塑模具及加工裝配工藝，通過統一基準，使動模板和定模板及前內模和后內模的基準在同一條直線上，改變了加工工藝，加工更加方便，基準統一。再利用新基準加工內模特征。裝配動模板、后內模、前內模及定模板，使得該四個部件在同一基準下保證位于同一直線上，結構穩定，避免產品錯位、毛刺及段差，達到精定位效果，使產品達到外觀和手感好的理想狀態。

未來，模具行業必將有更多卓越的突破和創新，使注塑出的產品可以更好的面向市場，面向客戶，也為產品設計的可制造性提供更多的可實現性，為產品外觀創新提供更堅實的技術保障后盾。

圖9 步驟四

[1] 張維合. 注塑模具設計實用手冊[M]. 化學工業出版社，2011 194-195.

[2] 宋滿倉. 注塑模具設計與制造標準化體系的研究[D].大連理工大學,2005.