本发明涉及一种注塑加工工艺以及模具领域，尤其是一种含有金属嵌件的橡胶注塑方法及模具。
背景技术：
在嵌件成型技术中，尤其是嵌件成型技术在手机等电子设备零部件的制作应用领域中，经常用到金属嵌件的橡胶注塑成型技术，其通常是将金属嵌件预先放置在模具中，通过注塑机在模具中注入橡胶使其与金属嵌件形成一个整体。
图1显示的是一种含有金属嵌件的橡胶注塑零件的立体结构示意图，图2是图1所示零件的剖视图，图1和图2所示零件1由金属嵌件11和橡胶部分12构成，金属嵌件11为圆环形金属片，橡胶部分12同样为环形结构，其通过注塑工艺与金属嵌件11紧密结合成一体。其中，金属嵌件11和橡胶部分12具有同样直径且同轴布置的中心孔13。图1-2所示零件通常采用图3-4所示的模具进行注塑成型，其中，图3显示的是图1-2所示含有金属嵌件的橡胶注塑零件的常用加工工艺的模具注塑分解示意图；图4为图3的合模注塑状态示意图。图3-4显示的模具包括上模3和下模4，上模3具有容纳金属嵌件11的上模凹陷部31以及形成橡胶部分12的上模胶槽32，下模4具有穿入金属嵌件11的中心孔13中的下模凸台43。当然，上模3还设置连通上模胶槽32的用于形成橡胶部分12的浇道等结构(图中未示出)。
在图3-4所示的加工工艺中，上模凹陷部31的深度设计为与下模凸台43的高度相同，恰好等于金属嵌件11的设计厚度，这样正常加工的时候就可以正好通过注塑工艺加工获得图1-2所示的零件1。然而实际生产中，金属嵌件11因为材料批次不同厚度会有误差，且由于成本等原因，很难针对不同批次、厚度的金属嵌件11专门采用不同的模具来加工，因此会发生溢胶的问题。例如，如果金属嵌件11的厚度小于设计厚度，则注塑成型的时候，上模胶槽32中注塑的橡胶会溢出覆盖金属嵌件11的整个环形上表面，脱模之后需要将溢出的多余橡胶去除。或者，如果金属嵌件11的厚度大于设计厚度，则上模凹陷部31和下模凸台43之间会形成间隙，上模胶槽32中注塑的橡胶会溢出覆盖金属嵌件11的中心孔13，脱模之后同样需要将溢出的多余橡胶去除。因此，采用图3-4的模具进行加工时，溢胶问题难以杜绝，溢出的毛边需要人工去除，增加了工艺，降低了效率，溢出的废料也造成了浪费，且溢出的废料还有可能进入模具的重要部分，例如滑块，导柱等，容易造成模具损坏。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种含有金属嵌件的橡胶注塑方法及模具，以减少或避免前面所提到的问题。
具体来说，本发明提供了一种含有金属嵌件的橡胶注塑方法及模具，其利用溢出的废料做密封和自动尺寸调整，通过溢料密封的同时，还能减少废料和毛边，并且还可以利用溢料保护模具中的重要部分，如滑块，导柱等，防止废料进入精密部分造成模具损坏。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种含有金属嵌件的橡胶注塑模具，用于对由环形的金属嵌件和与所述金属嵌件紧密结合成一体的环形的橡胶部分构成的橡胶注塑零件进行注塑成型，所述模具包括上模和下模，所述上模具有容纳所述金属嵌件的上模凹陷部以及形成所述橡胶部分的上模胶槽，所述下模具有穿入所述金属嵌件的中心孔中的下模凸台，其中，在所述上模凹陷部中，紧邻所述上模胶槽的内侧和外侧，分别设置有第一溢胶槽和第二溢胶槽。
优选地，在所述下模凸台上设置有对准所述第一溢胶槽设置的凸台胶槽。
优选地，所述凸台胶槽与所述第一溢胶槽扣合形成横截面为实心的环形槽。
优选地，所述第一溢胶槽的底部设置有多个橡胶固定孔。
优选地，第二溢胶槽具有开口小于其底部的横截面。
优选地，第二溢胶槽的横截面为梯形。
优选地，位于所述凸台胶槽和第一溢胶槽范围的溢流橡胶固化为第一橡胶环。
优选地，所述第一橡胶环连接在上模上。
优选地，位于所述第二溢胶槽范围的溢流橡胶固化为第二橡胶环。
优选地，所述第二橡胶环连接在上模上。
本发明还提供了利用前述模具注塑的方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述金属嵌件设置在所述模具中进行合模注塑；
步骤B：故意使所述上模胶槽中注塑的橡胶溢出至所述第一溢胶槽和第二溢胶槽中，脱模后保留所述第一溢胶槽和第二溢胶槽范围内存留的溢出橡胶；
步骤C：以所述第一溢胶槽和第二溢胶槽范围内存留的溢出橡胶作为密封环，对所述零件进行正常注塑成型。
优选地，所述步骤B中进一步包括脱模后对溢胶进行修整的步骤，溢胶修整好仅保留所述第一溢胶槽和第二溢胶槽范围内存留的溢出橡胶。
本发明的模具通过设置紧邻上模胶槽的内侧和外侧的第一溢胶槽和第二溢胶槽，可以利用溢胶现象在紧邻上模胶槽的内侧和外侧围绕形成密封环，因此无论金属嵌件的厚度大于设计尺寸还是小于设计尺寸，由于密封环的存在，可以形成对金属嵌件尺寸的自动调整，完全杜绝了溢胶的发生。亦即，本发明独特设计的模具和注塑方法，通过逆向思维，利用溢出的废料做密封和自动尺寸调整，减少了废料和毛边，并且还可以利用溢料保护模具中的重要部分，如滑块，导柱等，防止废料进入精密部分造成模具损坏。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是一种含有金属嵌件的橡胶注塑零件的立体结构示意图；
图2是图1所示零件的剖视图；
图3显示的是图1-2所示含有金属嵌件的橡胶注塑零件的常用加工工艺的模具注塑分解示意图；
图4为图3的合模注塑状态示意图；
图5显示的是根据本发明的一个具体实施例的含有金属嵌件的橡胶注塑零件的模具注塑分解示意图；
图6为图5的合模注塑状态示意图；
图7为图5的模具注塑分解透视图；
图8显示的是根据本发明的一个具体实施例的溢流到第一溢流槽方向的橡胶固化后的立体结构示意图；
图9显示的是根据本发明的另一个具体实施例的溢流到第二溢流槽方向的橡胶固化后的立体结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
鉴于背景技术部分所述，类似于图1-2所示的含有金属嵌件的橡胶注塑零件采用常用加工工艺注塑成型的时候，由于金属嵌件的厚度不同存在溢胶的缺陷，导致脱模后不得不采取措施去除毛边，增加了工序降低了效率以及溢胶浪费的问题，本发明提出了一种改进的注塑工艺和模具，如图5-7所示。其中，图5显示的是根据本发明的一个具体实施例的含有金属嵌件的橡胶注塑零件的模具注塑分解示意图；图6为图5的合模注塑状态示意图；图7为图5的模具注塑分解透视图。图中为了表示清楚，去除了图5和图6中的上模和下模的剖面线，以减少过多的线条干扰理解，但是本领域技术人员可以参照图3和图4的剖视状态理解图5和图6的上模和下模的剖视状态。
参见附图5-7，本发明同样涉及一种含有金属嵌件的橡胶注塑模具，其特别适用于对类似于图1-2所示的含有金属嵌件的橡胶注塑零件进行注塑加工，当然，本领域技术人员应当理解，符合本发明的下述注塑原理的其它类似的含有金属嵌件的橡胶注塑零件，也适用于本发明的模具和注塑方法。
具体来说，本发明的模具可用于对由环形的金属嵌件11和与金属嵌件11紧密结合成一体的环形的橡胶部分12构成的橡胶注塑零件1进行注塑成型，其中，根据本发明的一个具体实施例的模具包括上模3和下模4，上模3具有容纳金属嵌件11的上模凹陷部31以及形成橡胶部分12的上模胶槽32，下模4具有穿入金属嵌件11的中心孔13中的下模凸台43，与常用注塑模具不同的是，在本发明的具体实施例中，在上模凹陷部31中，紧邻上模胶槽32的内侧和外侧，分别设置有第一溢胶槽34和第二溢胶槽35。
当然，本领域技术人员应当理解，本发明的金属嵌件11可以如图1-2所示的环形，也可以是其它形状的环形件，例如金属嵌件11可以为方形或其它的异形结构的环形件，只要可以设置第一溢胶槽34和第二溢胶槽35的具有环形件均可以用于本发明。
在另一个具体实施例中，在下模凸台43上还可以进一步设置对准第一溢胶槽34设置的凸台胶槽44。
进一步地，凸台胶槽44与第一溢胶槽34可以扣合形成横截面为实心的环形槽。另外，还可以优选在第一溢胶槽34的底部设置多个橡胶固定孔341，图7所示具体实施例中，在第一溢胶槽34的底部设置有四个等间隔布置的橡胶固定孔341。
在又一个具体实施例中，第二溢胶槽35具有开口小于其底部的横截面。更具体的，第二溢胶槽35的横截面可以为梯形，梯形的短边部分为第二溢胶槽35的开口，梯形的长边部分为第二溢胶槽35的底部。
下面参照图5-7进一步说明本发明的模具的工作原理和注塑方法。如图5-7所示，本发明的模具与现有技术最根本的区别在于，在本发明的模具的上模凹陷部31中，紧邻上模胶槽32的内侧和外侧，分别设置有第一溢胶槽34和第二溢胶槽35。
当本发明的模具进行注塑成型的时候，假设发生溢胶现象(由于制造公差的问题，溢胶现象几乎无法避免，或多或少总会发生一点溢胶)，例如，假设溢胶是由于金属嵌件11的厚度大于设计厚度，则橡胶会向金属嵌件11的中心孔13溢流。此时，由于本发明在紧邻上模胶槽32的内侧设置有第一溢胶槽34，从上模胶槽32向中间溢出的橡胶会直接填充在第一溢胶槽34中。当然，在下模凸台43上进一步设置有对准第一溢胶槽34设置的凸台胶槽44的情况下，从上模胶槽32向中间溢出的橡胶也会直接填充在凸台胶槽44中。由于凸台胶槽44和第一溢胶槽34是对准的，因此在二者合拢形成的区域都会填充溢流橡胶。进一步的，当第一溢胶槽34的底部设置有多个橡胶固定孔341的情况下，这些橡胶固定孔341的内部也会填充溢流橡胶。填充到凸台胶槽44和第一溢胶槽34以及橡胶固定孔341中的溢流橡胶固化后的形状可直观显示在图8中，其显示的是根据本发明的一个具体实施例的溢流到第一溢流槽方向的橡胶固化后的立体结构示意图，图中显示，位于凸台胶槽44和第一溢胶槽34范围的溢流橡胶固化为截面为圆形的第一橡胶环54，位于橡胶固定孔341范围的溢流橡胶固化为与第一橡胶环54连接为整体结构的柱形凸起541。当然，取决于凸台胶槽44和第一溢胶槽34的截面尺寸的不同，溢流橡胶固化后的截面也可以是其它形状，例如梯形、三角形等。
或者假设溢胶是由于金属嵌件11的厚度小于设计厚度，则橡胶会向金属嵌件11的环形上表面溢流。此时，由于本发明在紧邻上模胶槽32的外侧设置有第二溢胶槽35，从上模胶槽32向外侧溢出的橡胶会直接填充在第二溢胶槽35中。进一步的，当第二溢胶槽35的横截面为梯形时，填充到第二溢胶槽35中的溢流橡胶固化后的形状可直观显示在图9中，其显示的是根据本发明的另一个具体实施例的溢流到第二溢流槽方向的橡胶固化后的立体结构示意图，为了显示其截面形状，图9中进行了断开显示，图中显示，位于第二溢胶槽44范围的溢流橡胶固化为截面为梯形的第二橡胶环55。
通常情况下，溢胶是没有用处的，需要额外去除。而本发明采用了一种逆向思维模式，故意设置第一溢胶槽34和第二溢胶槽44，而且故意在初始注塑的时候通过溢胶在上模胶槽32的内侧形成第一橡胶环54，在上模胶槽32的外侧形成第二橡胶环55，从而通过第一橡胶环54和第二橡胶环55围绕上模胶槽32形成了密封结构。当初始注塑完成之后，由于第一橡胶环54具有连接为整体结构的柱形凸起541，柱形凸起541卡在橡胶固定孔341中提供了而外的摩擦力，因此脱模的时候，第一橡胶环54会连接在上模3上。同样的，由于第二橡胶环55为梯形截面，脱模的时候会卡在开口小的第二溢胶槽35中，因此第二橡胶环55也会连接在上模3上。连接在上模3上的第一橡胶环54和第二橡胶环55此时不要剔除，保留在上模3上，作为下次注塑的密封条使用。
当第二次注塑的，新的金属嵌件11放入模具，合模之后由于第一橡胶环54和第二橡胶环55的存在，都会在紧邻上模胶槽32的内侧和外侧围绕形成密封环，因此无论金属嵌件11的厚度大于设计尺寸还是小于设计尺寸，由于密封环的存在，可以形成对金属嵌件尺寸的自动调整，完全杜绝了溢胶的发生。亦即，本发明独特设计的模具和注塑方法，通过逆向思维，利用溢出的废料做密封和自动尺寸调整，减少了废料和毛边，并且还可以利用溢料保护模具中的重要部分，如滑块，导柱等，防止废料进入精密部分造成模具损坏。
下面针对上述的具体实施例的说明，对本发明的含有金属嵌件的橡胶注塑方法进一步总结如下，即，本发明的方法包括如下步骤：
步骤A：将金属嵌件11设置在模具中进行合模注塑。
步骤B：故意使上模胶槽32中注塑的橡胶溢出至第一溢胶槽34和第二溢胶槽35中，脱模后保留第一溢胶槽34和第二溢胶槽35范围内存留的溢出橡胶。
步骤C：以第一溢胶槽34和第二溢胶槽35范围内存留的溢出橡胶作为密封环，对零件1进行正常注塑成型。
其中，步骤B中还可以进一步包括脱模后对溢胶进行修整的步骤，溢胶修整好仅保留第一溢胶槽34和第二溢胶槽35范围内存留的溢出橡胶，对于其余无用的部分进行修整去除，这样后续正常注塑的时候就再也不会出现溢胶毛边了。
另外，步骤B是注塑的初始步骤，而不是正式注塑的步骤，此步骤的作用是通过注塑形成前述的第一橡胶环54和第二橡胶环55，用作后续的密封环来使用。因为要确定形成密封环，则初始注塑步骤中一定要发生溢胶现象才行，例如，可以故意选择尺寸较薄或者较厚的金属嵌件11放入模具中进行初始注塑，或者在初始注塑的时候，在上模3和下模4之间通过垫块等故意形成间隙，从而故意造成溢胶。而现有技术为了避免溢胶，肯定是不会如本发明一样故意让溢胶发生，因此，本发明的注塑方法完全是逆向思维，与本领域技术人员的思维模式是完全相反的，并且利用原本不利的溢胶现象获得了密封环，为后续的注塑成型构建了杜绝溢胶的基础，对本领域技术人员来说是非显而易见的，具备突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
综上所述，本发明的模具通过设置第一溢胶槽和第二溢胶槽，可以利用溢胶现象在紧邻上模胶槽的内侧和外侧围绕形成密封环，因此无论金属嵌件的厚度大于设计尺寸还是小于设计尺寸，由于密封环的存在，可以形成对金属嵌件尺寸的自动调整，完全杜绝了溢胶的发生。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。