塑胶模具设计之最难设计的液晶支架模具设计方法

1. 什么是液晶支架

液晶支架是石英手表内部的最重要支承部件，为手表提供能源的纽扣电池，计算时间基准采用的石英振荡

器，液晶显示器件 LCD，CMOS 集成电路，微型步进电机以及齿轮传动系统，控制电路和升压电路等元器件

都是安装在液晶支架上。因此，液晶支架要求具有良好的耐磨性和耐老化性，不能存在任何变形和缺胶、披锋、

顶白、烧焦和缩痕等缺陷。此塑件的精度较高，个别重要部位的公差在+-0.01mm,在小型注塑模具中属于精密

模具,其模具设计、模具制造和注塑生产都存在一定难度。

2. 产品分析

图 1、图 2 所示为日本某知名品牌石英手表液晶支架产品图，图 3 为其产品 3D 图。根据塑件的使用性能

要求，材料选择了 POM, POM 原料具有较好的综合性能，在热塑性塑料中是最坚硬的，是塑料材料中力学性

能最接近金属的品种之一，其抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度，耐磨性和介电性都十分优良，可在-40℃—

100℃之间长期使用。POM 拉伸强度较一般尼龙高，耐蠕变，尺寸稳定性好，吸水性比尼龙小，摩擦系数小，

弹性好。产品颜色为原料的自然白色。

图 1 液晶支架正面图

图 1 -1液晶支架正面图

图 1 -2液晶支架正面图

图 1 所示是液晶支架正面图，图 2 是液晶支架底面图，从图中可以看出，产品的尺寸很小，尺寸公差要

求也很严，此图为我们提供了小型精密塑胶零件的图纸表达方法。这种产品设计表达方法以坐标表示为主，先

确定一个坐标原点，选择大的平面为纵坐标原点，产品高低起伏的形状通过坐标数值来体现，坐标数值见表 1

和表 2. 坐标表示的优点是便于产品检测，如此小的塑件，一般用 3 次元和精密投影仪来检测尺寸，坐标表示

的数值图面直观，容易读图识图，也便于尺寸检测报告的自动生成。

三.模具设计

1.型腔数量的确定

石英手表零件，属于大批量生产的产品，如果仅从生产批量和注塑机的生产能力来决定型腔数量，会选择

较多的模穴数量。根据产品尺寸精度要求，型腔数量过多则会造成尺寸精度超差，给注塑带来困难。根据该产

品的技术要求，模具出模数采用 1 模 2 腔。

2. 分型面 的确定

模具的分型面基本上是一个平面，见 4、图 5 和图 6，局部高于分型面的部位，分割成为镶件，此外，多

图 2 液晶支架底面图

表 1 液晶支架正面坐标 表 2 液晶支架底面坐标

处插穿位也切割出小镶件。切割镶件的好处是便于飞模和后期的模具维护。同时，镶件还具有良好的排气作用。

为保证前后模仁合模的准确性，消除高温模具对导柱导套的影响，前后模仁在分型面设计了两个圆锥定位件，

如图 4 件 7 所示。

3. 进胶方式

液晶支架塑件具有较高的精度，产品尺寸较小，胶位最薄的部位仅为 0.5mm, POM 的收缩性对于浇口的大

小比较敏感，因此采用了三板模细水口三点进胶的方式，有效地保证了塑胶的流动和充填。

图 3 液晶支架 3D 图

4.温控方式 的 设计

为了保证塑胶的流动和充填，模具设计了加热·系统，模具的加热元件通常有两种。即热油加热或者电热棒

加热。热油加热需要设计和冷却运水相同的运水回路。本套模具即采用了热油加热，为了防止热量散失，在模

具的面板和底板分别设计了隔热板。

图 4 液晶支架模具结构图

图 5 液晶支架前模仁 图 6 液晶支架后模仁

5. 排气 的 设计

对于精密模具来说，排气的设计至关重要。液晶支架模具在分型面多处磨有排气，前后模仁多处割了镶件，

并在镶件的周边磨有排气。对于三板模，面板和水口推板之间的流道末尾也需要磨排气，并通向模外，见前模

平面图。

6.模具 动作 分析

开模时，在树脂开闭器 13 的作用下，模具首先从 A 板和水口推板处分开，拉料销 3 将水口料从 A 板拉出，

在限位螺钉 11 的限位下，水口推板停止移动，水口料从浇口套脱出被机械手抓走，同时，模具在拉板 8 的作

用下沿分型面从前后模仁处打开，A 板在拉板 8 的限位下停止移动。至此，模具分型面完全打开。塑件在顶针

9 的作用下顶出模外。

四.模具制造要点

1.POM 料具有腐蚀性，因此模仁采用 S136 钢材，热处理 HRC48-52.

2.小镶件孔采用慢走丝切割分 3 次切割，保证尺寸精度。小镶件采用精密磨削，用酒精冷却。

3.所有镶件和前后模仁，在飞模前，均采用三次元检测和投影仪检测，必须完全符合图纸尺寸，不得采用

手工修整。

4.小镶件的插穿部位，不能配合太紧，以免高温膨胀后镶件崩裂。

总结

通过投产后的实践证明，模具设计合理，完全满足大批量生产的要求。可供精密模具设计时参考。

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