摘要：对讲机天线成型一般是嵌件注射成型，外套为TPU软料，天线使用环境比较恶劣，需要有较好的耐高低温，反复弯折不损坏等性能，外观要求较高，对模具设计开发提出了较高要求。以常见的对讲机天线为例，从保证外观、产品机械性能、生产效率等多个方面来探讨模具结构，生产工艺等。总结了些经验教训，希望为模具行业的工程师提供参考。
关键词：对讲机天线；嵌件注射；模具设计；工艺调试
1引言
对讲机是关系民生的各个行业重要的无线通信设备，无需第三方基站的支持,在没有网络信号覆盖的地方依然能实现正常通话,且没有话费产生,这些优势保证了对讲机成为了手机无法替代的通信设备[1]。对讲机天线是对讲机的重要组成部分，起到辅助信号发送和接收的作用。对讲机天线一般为外置天线，一是为了信号传送的更远；二是为了方便更换适用于不同频段的天线。对讲机天线外形结构看似简单，实际模具结构上有不少讲究的地方。
2模具设计
2.1塑件分析
如图1所示塑件，最大直径ϕ13mm，总长130mm，由内外两部分组成：内部由连接部分1、天线支撑部分3、天线部分2组成；外部是注射成型的TPU保护套。内部部分组装好后，作为嵌件部分放入模具中，注射成型成整个天线。成品要求具有优良的弯曲疲劳强度，较好的耐高低温及耐腐蚀性能。外观要求美观，分型面段差小，没有缩痕、飞边等缺陷，表面纹理一致性好。
2.2模具总体结构设计
结构上看塑件内部由多个部分组装而成，长度较长，作为整个嵌件放入模具中，头部是悬空的，仅有尾部螺纹部分可以固定到模具镶件上，如果采用传统的嵌件注射方式，一次成型，内部的嵌件不可能有足够的刚性来抵抗注射压力，内部嵌件会有偏心问题，严重的可能被冲到表面，嵌件外露。偏心问题会影响天线的性能，这种情况在生产中是不允许发生的，为了解决偏心问题一般会采用以下两种常规做法：方案一，塑件各区域增加孔，如图2所示，这样模具上可以对应的设计些圆形的小镶件来支撑塑件内部的嵌件，防止内部嵌件在注射压力的挤压下弯曲偏位（见图3）。这种结构优点是模具简单，可以一次成型，生产效率高，成本低；缺点是塑件外观上多出来一些孔，虽然不影响使用功能，但外观上有缺憾，不够完美。另外塑件内部嵌件仍然有偏心风险，生产良率会有一定影响。方案二，塑件TPU外套从中心区域分割成上下两部分，如图4所示，采用两次注射的方式生产。第一次射出，采用牛角进胶方式，注射上半部分，第二次采用侧浇口进胶方式，注射下半部分，模具大致结构如图5所示。工作过程说明：将塑件嵌件与模棒固定在一起，型腔区域向下，扣在型芯上，如图5所示左下部分所示。合模注射，成型塑件的上半部分，开模后将模棒取下，翻转180°，放到型芯另一侧的凹坑中，同时将水口料取出，方便第二次进胶。第二次注射成型塑件的另外一半。方案二的优点：TPU外套分上下两部分注射，里面的嵌件可以很好的利用嵌件外形定位在模具型芯中，定位可靠，完美解决嵌件偏心问题。缺点：生产效率底，耗费大量的人工，经济效益底。另外由于生产周期长，模棒取出后，由于脱离模座，会散失一部分热量，导致塑件区域温度偏低，第二次射出和第一次射出的料熔接不好，有开裂的风险。本文要详细说明的是上面第二种方案的改进方案，生产效率更高，良率也能得到大幅度的提升。但这种方案对注塑机及模具有一定要求，需要采用立式双工位滑板机或者是立式双工位转盘机，模具为一套定模及两套动模。模具总装图如图6所示，流道部分及塑件部分如图7、图8所示。
2.3模具工作过程
模具有一套定模，两套动模。注塑机需要使用双工位立式注塑机，定模固定到机器的定模板上，第一套动模，固定到注塑机的第一工位，第二套动模固定到注塑机的第二工位。将塑件嵌件有螺纹的一端固定到镶件27中（镶件有同规格螺纹），将镶件27、顶块组合体28一起放入第一套动模相应位置，第一工位动模滑入定模正下方合模注射，开模时油缸26头部向前移动，顶在顶块28背面凹槽中，强制将上半部分塑件及镶件27、顶块组合体28留在定模侧，流道留在动模侧。开模完成后第一套动模滑回初始位置，顶出流道为下一个循环做准备。在第一套动模滑到初始位置的同时第二套动模滑入定模正下方，合模注射成型塑件的下半部分，上下两部分融合成整个塑件。开模前油缸26需要后退，与顶块28分离，塑件及镶件27、顶块组合体28均留在后模，顶出流道、镶件27、顶块组合体28及塑件，将塑件从镶件27上旋下来，即可生产出一个完成的产品。后续生产重复以上过程即可。
3注意事项
3.1排气设计
排气设计是注射模具设计容易被忽视的设计，合理的设计排气可以减小模腔压力，较小塑料在充填过程中的阻力，使得工艺调试的窗口更宽。合理的设计排气可以改善塑件充填末端烧焦及改善熔接线质量，提高塑件机械性能[2]。对讲机天线采用TPU材料，材料流动性较好，生产时容易跑飞边，排气槽的深度为0.005~0.007mm。从结构上看，塑件进胶在尾部，排气槽开设的位置在充填的末端，即塑件的头部区域两侧。
3.2冷却设计
TPU材料生产时对模温度要求不高，一般模具温度在30℃~50℃即可，但要求模具进出口温差在10℃内，确保塑件区域小的温差，以及温度控制的稳定性。
3.3模具表面处理
常规的认识是模具表面抛的越光滑，塑件越容易脱模，但TPU材料刚才相反，模具表面越光滑，塑件脱模越困难，因为TPU是软料，光滑的模面容易形成真空吸附力，导致脱模力加大。为了降低真空吸附力，一般将模具表面做粗糙。通常EDM加工到VDI27~VDI30或者做相同粗糙度值的咬花纹。
4结束语
对讲机天线结构看似比较简单，但实际做起来较难，问题的根源在于如何解决嵌件定位问题，既要保证外观，又要确保定位可靠，生产周期也要想办法缩短。经过多年的总结，以及不断的结构优化，总结的两半注射，立式滑板机生产，效率最高，塑件品质也能很好的得到保障，具有较高的经济效益。
参考文献
[1]黄锐潇.集成式对讲机应用系统升级管理的设计与实现[D].西南交通大学,2013.
[2]伍松.M23连接器线缆锁紧件的模具设计模具[J].模具制造，2108,(3):33~37
作者:伍松 刘泳壮 单位:上海安费诺永亿通讯电子有限公司