塑胶模具设计之笔记本电源适配器插头设计方法

1. 产品介绍

本文老师以笔记本电源适配器插头注塑模具设计为例，重点介绍嵌件在模具中的安装形式和注意事项。笔记本电源适配器是笔记本电脑工作的动力之源，里面是个高品质的开关电源，其工作原理与彩电等家电中的开关电源是一样的，它的作用是为笔记本电脑提供稳定的低压直流电（一般在12~19V之间）。笔记本的电源适配器均为全密封小体积设计，而其消耗的功率一般可达35~90W,所以内部温度较高，特别是在炎热的夏天，触摸工作中的电源适配器会有烫手的感觉。

每个笔记本电源适配器都带有一个插头，插头组装在笔记本电源适配器的一个端面，用来连接电源线。插头的四周都有一个槽，笔记本电源适配器的上下壳卡在这个槽里，通过超声波焊接组装在一起，如图1所示。插头上有3个铜电极，分别嵌在塑件的3个孔里，这3个铜电极1大2小，两种尺寸规格，见图3，需要注塑前插在模具里准确定位，这3个铜电极需要做好平行度，其平行度不能超过0.03.因此，此套模具关键在于插针以及插针后的顶出。

图1笔记本电源适配器及插头照片

2. 产品分析

根据前面的描述，笔记本电源适配器内部温度较高，塑料在高温下长期工作会有老化，因此，笔记本电源适配器插头的材料需要有抗老化性。通常选用PC原料（不能使用抽粒料）作为插头的注塑材料。注塑时，为了节约成本，注塑厂家往往会在PC料里掺进水口料，这样会使插头的耐老化性能大大降低，因而，正常的注塑工艺要求，水口料不得超过5％，插头的生产批量非常大，这就要求模具的型腔数量较多才使注塑能够经济进行。

经过分析，本套模具选择了1出12的设计，插头外表面有类似于蚀纹的火花纹，不得存在进胶口和顶出痕迹，也不得存在气纹、熔接痕、银丝、烧焦等各种注塑缺陷。

图2笔记本电源适配器插头3D图

图3铜电极图纸

3. 模具设计要点

1. 制品材料为PC原料，缩水率选择1.006.

2. 模具排位采用1出12，两排排位，大水口侧面进胶，模具设计紧凑。

图4笔记本电源适配器定模图

3. 模胚采用LKM CI3045，钢材采用预硬化钢材NAK80.

4. 分型面设计见图4~图11，塑件的外观面处于动模，塑件的3个铜电极处分别设计了3个司筒，铜电极插在司筒针里，由3个司筒顶出塑件，塑件除司筒外没有顶针，只有流道设计了顶针。

5. 司筒针的插铜针的口部，需要设计R0.1的圆角，以免损伤和刮花铜电极的电镀层。

图5笔记本电源适配器动模图

6. 注意司筒针的底部固定方式，为了确保司筒针的长度，司筒针的底部采用压块固定，避免了螺丝固定的弊端，见图6.

7. 本套模具有36支司筒，司筒需要可靠的导向，因而模具设计了中托司。

8. 本套模具有36支铜电极需要在注塑前插入模具动模司筒针中，司筒针的插铜电极内孔，制造公差比铜电极大0.03，如果间隙过大，则会造成合模时，铜电极晃动造成歪斜，间隙过小则铜电极插入困难从而耗时，影响注塑周期。铜电极相对应的定模，则需要较大的间隙，单边0.05以上，此处不封胶，可以做大一些。

图6 笔记本电源适配器模具剖视图

9. 两种规格的铜电极，数量达36支，需要两人插针，操作侧一人，反操作侧一人，依次规定好每个人的作业位置。

图7 笔记本电源适配器模具剖视图 （续）

图8 笔记本电源适配器动模3D图

图9定模

10. 水口料的剪切，如图13所示，注塑完成后，由于模具结构的原因，较难实现全自动注塑生产，流道和制品的分离需要大量的人工来完成，为此，设计了切水口治具，安装在手动冲床上使用，极大地提高了效率。

图10 动模

图11插头及流道照片

图12动模实物照片

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