CN115416213B - 一种悬浮包胶装置及包胶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注塑技术领域,具体涉及一种悬浮包胶装置及包胶方法,方法包括:计算包胶本体一次注塑的注射量V;将包胶本体放入下模中,将包胶本体固定于模具型腔中心,同时检测固定结构受到的流体压力;将上模固定于下模上方,进行第一阶段的注塑,第一阶段注塑过程中,固定结构将包胶本体持续固定于模具型腔的中心;当注射量达到V1时;固定结构释放压力,开始保压,并且固定结构逐步退出模具型腔;持续注塑直至注塑完成。本发明采用固定结构将包胶本体固定于模具型腔的中心,当注射量达到一定量时,固定结构释放压力,此时开始保压,利用此时流体的余温将模具型腔填充完整,从而实现包胶本体外部包裹均匀的胶层,使包胶均匀。
Description
技术领域
本发明涉及注塑技术领域,具体涉及一种悬浮包胶装置及包胶方法。
背景技术
日常生活中,人们经常用到包胶产品,例如厨房使用的硅胶厨具、扫地机中的滚刷盒等,包胶工艺是指在一种产品外部包裹另一种材质的工艺。传统的包胶工艺包括固态包胶和液态包胶,固态包胶是使用胶水将固态胶粘接在半成品表面,然后加热模压成型;而液态包胶是使用注塑成型,将半成品放入注塑模具中,注入液态胶后固定成型。
而在液态包胶工艺中,由于液态胶的流入过程具有一定的推力,因此为了是半成品表面的流胶均匀,需要将半成品进行固定。现有技术中对包胶产品的固定方式通常为:将包胶本体外表面进行改进,增加固定结构,例如将包胶本体部分漏出固、包胶本体中间部分漏出固定、包胶本体通过特殊点位漏出固定;然后将固定点进行再次或者多次包胶才能完全覆盖住本体;例如现有技术CN215825809U公开的一种滚刷盒的高效包胶模具,包括依次相互固定的前模座、分流板和前模板,前模座开有进料孔,分流板开有连通进料孔的两条以上的分流流道,前模板固定有前模仁,前模仁设有两个以上的型腔,前模板和前模仁均开有过渡流道,每条分流流道经由不同的过渡流道连通至对应型腔中,型腔中设置有凸柱,凸柱占据型腔的局部空间以在成型后的包胶处形成通孔。模具还包括后模座和后模板,后模板设置有支撑架和两个以上的后模镶件,各后模镶件分别对应不同的型腔,后模镶件固定于支撑架。这种方式容易导致包胶表面具有明显的二次包胶痕迹,并且生产时间长,成本高。同时在二次包胶时,需要预压封胶导致包胶产品的本体会有压伤或者挤压变形的风险;在二次包胶时,二次包胶的材质不能相同,否则还会因为材料熔融温度相同导致一次包胶时的胶体表面熔化,影响外观。
为了解决具有固定点的包胶方式导致的生产成本高等技术问题,人们开始研究悬浮包胶工艺,例如现有技术CN113843961A公开了一种悬浮注塑模具,包括呈上下设置的上模座、下模座;自下而上依次固定连接在所述下模座上壁的下垫板、垫脚、下模板。采用排气钢制作上模镶件和下模镶件,通过吹气管吹入空气透过下模镶件中的透气孔进入型腔内,将待包胶的半成品吹呈悬浮状态,再通过左右两侧的注胶组件注入液态硅胶,红外热敏传感器检测到高温的硅胶流入型腔中时,电控阀停止吹气,半成品被液态硅胶托住,液态硅胶继续注入直到半成品表面均匀褒上一层硅胶,相比传统工艺大大节省了生产时间,提高了生产效率,注胶过程中,弹簧的弹力定在打板上,打板拉住顶料杆和顶料块,使顶料块的上表面始终和下型腔面的表面持平,避免出现缺陷。但是该悬浮注塑模具对于待包胶的本成品没有固定,容易半成品位置变动,导致包胶不均匀,甚至外漏的问题。对于一些要求绝缘或者内部材质容易氧化的产品,外漏的部分就会有漏电或者表面氧化导致原因功能失效的风险。
综上所述,为了解决现有技术中包胶产品包胶不均匀的技术问题,提供一种悬浮包胶装置及包胶方法。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种悬浮包胶装置及包胶方法,目的在于使包胶一次包胶成型,且包胶均匀,降低生产周期和生产成本。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种悬浮包胶方法,包括以下步骤:
S1、计算包胶本体一次注塑的注射量V;
S2、将下模固定,将包胶本体放入下模中,利用固定结构将包胶本体固定于模具型腔中心,同时检测固定结构受到的流体压力;
S3、将上模固定于下模上方,进行第一阶段的注塑,第一阶段注塑过程中,固定结构将包胶本体持续固定于模具型腔的中心;
S4、当注射量达到V1时;固定结构释放压力,开始第二阶段的注塑,此时开始保压过程,并且,固定结构逐步退出模具型腔;其中,V1小于V;
S5、持续注塑直至注塑完成,冷却成型后,将产品取出。
进一步地,固定结构包括固定组件、压力检测装置和加压组件,固定组件用于固定包胶本体,压力检测装置用于检测固定组件受到的流体压力,加压组件用于对固定组件施加一定的推力以保持包胶本体位于模具型腔中心。
更进一步地,步骤S1中还包括确定注塑整个过程中固定组件能够承受的流体压力最大值P大;在第一阶段的注塑过程中,开始阶段加压组件未对固定组件施加推力,直至压力检测装置检测到固定组件受到的流体压力为P0时,加压组件启动,其中,P0<P大。
更进一步地,
更进一步地,压力检测装置包括若干压力检测器,检测固定组件受到的流体压力的具体方法为:
设定每个压力检测器检测到的压力数据为P1、P2……Pn(n为压力检测器的数量),求取压力数据的平均值μ和标准差σ,将不在数值范围(μ-3σ,μ+3σ)内的数据去除,其余数据求取新的平均值作为固定组件受到的流体压力。
进一步地,V1=0.8V。
本发明还提供一种悬浮包胶装置,采用上述悬浮包胶方法,具体结构包括上模座、下模座、上模和下模,上模座设置在下模座上方,上模和下模设置在上模座和下模座之间;上模设置在上模座下表面,下模设置在下模座的上表面;下模内设置模具型腔;
所述悬浮包胶装置还包括用于固定包胶本体的固定结构,以及用于注塑的注射流道;固定结构相对于包胶本体能够往复移动。
进一步地,悬浮包胶装置包括若干固定结构,若干固定结构分布在包胶本体的周围,实现包胶本体的360°固定。
更进一步地,每个固定结构均包括一个固定组件、一个压力检测器和一个加压组件,固定组件的一端抵接包胶本体,固定组件的另一端设置加压组件,加压组件和固定组件之间设置压力检测器。
更进一步地,固定组件包括依次设置的顶针、固定前板和固定后板,顶针一端抵接包胶本体,顶针的另一端具有限位台;固定前板内部设置台阶孔,顶针穿设在固定前板的台阶孔内,顶针的前端穿过台阶孔抵接包胶本体;固定后板与固定前板固定连接将顶针固定在固定前板内部。
更进一步地,顶针包括接触头、连接轴和限位台,接触头和连接轴均为圆柱型,接触头的直径小于连接轴的直径;限位台的外表面为圆弧面和平面的拼接面,相应地,台阶孔包括第一孔和第二孔,连接轴穿设在第一孔内,限位台穿设在第二孔内;第一孔为圆形孔,第二孔的内壁为与限位台外表面匹配的圆弧面和平面的拼接面。
更进一步地,固定后板中部设置开槽,开槽内设置压力检测器,压力检测器另一面设置弹簧,弹簧一端与压力检测器接触,弹簧的另一端被固定;
加压组件包括气缸和推板,推板一侧面与气缸的伸出轴连接,推板的另一侧面与固定后板对应设置,且推板与固定后板之间具有一定间隔。
进一步地,注射流道设置在包胶本体的上方,上模座上表面设置溢流槽,溢流槽的中部设置注射流道,注射流道向下延伸穿过上模到达模具型腔。
进一步地,悬浮包胶装置还包括顶料装置,顶料装置设置在下模座内部,顶料装置包括底座、顶杆、顶料弹簧,顶杆设置在底座上,顶杆两侧设置顶料弹簧,顶料弹簧的下端与底座接触。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明先进行第一阶段的注塑,采用固定结构将包胶本体固定于模具型腔的中心,当注射量达到一定量时,固定结构释放压力,此时开始保压,流体压力促使固定结构退出模具型腔,由于此时包胶本体表面的流体已经部分固化,此时退出固定结构对于包胶本体的位置没有影响,再利用此时流体的余温将模具型腔填充完整,从而实现包胶本体外部包裹均匀的胶层,使包胶均匀。
(2)本发明在固定结构中增加压力检测器,实时监测固定组件受到的流体压力,当流体压力达到一定值后,利用加压组件对固定组件施加一定推力,抵消流体对包胶本体的冲击,使得包胶本体始终处于模具型腔的中心,使包胶均匀。
(3)本发明中顶针包括接触头、连接轴和限位台,接触头的直径小于连接轴的直径;在注塑过程中,接触头用于固定包胶本体,使得包胶本体外部暴露面积增加,当固定组件退出后,流体能够快速包裹包胶本体,进一步提高包胶质量。
附图说明
图1为本发明的立体轴测图。
图2为本发明的主视图。
图3为图2中A-A剖视图。
图4为图2中B-B剖视图。
图5为图3中C-C剖视图。
图6为图3中D处放大图。
图7为包胶本体上方的固定结构的结构示意图。
图8为包胶本体侧面的固定结构的结构示意图。
图9为包胶本体下方的固定结构的结构示意图。
附图标记说明:
1-上模座,2-上模,3-下模,4-下模座,5-注射流道,6-顶针,601-限位台,602-连接轴,603-接触头,7-固定前板,8-固定后板,9-包胶本体,10-压力检测器,11-弹簧,12-气缸,13-推板,14-溢流槽,15-底座,16-顶杆,17-顶料弹簧,18-连接块。
具体实施方式
下面将结合附图说明对本发明的技术方案进行清楚的描述,显然,所描述的实施例并不是本发明的全部实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种悬浮包胶方法,包括以下步骤:
S1、计算包胶本体一次注塑的注射量V,可根据经验获取,也可以根据包胶本体前后的体积变化换算获取;
S2、将下模固定,将包胶本体放入下模中,利用固定结构将包胶本体固定于模具型腔中心,同时检测固定结构受到的流体压力;
S3、将上模固定于下模上方,进行第一阶段的注塑,第一阶段注塑过程中,固定结构将包胶本体持续固定于模具型腔的中心;
S4、当注射量达到V1时;固定结构释放压力,开始第二阶段的注塑,此时开始保压过程,同时,固定结构由于受到流体流动的作用力,固定结构逐步后退直至固定结构的前端退至与模具型腔的内壁平齐;其中,V1=0.8V
S5、持续注塑直至注塑完成,冷却成型后,将产品取出。
固定结构包括固定组件、压力检测装置和加压组件,固定组件用于固定包胶本体,压力检测装置用于检测固定组件受到的流体压力,加压组件用于对固定组件施加一定的推力以保持包胶本体位于模具型腔中心。
步骤S1中还包括确定注塑整个过程中固定组件能够承受的流体压力最大值P大;在第一阶段的注塑过程中,开始阶段加压组件未对固定组件施加推力,直至压力检测装置检测到固定组件受到的流体压力为P0时,加压组件启动,其中,P0<P大。优选地,由于固定结构固定包胶本体时需要固定结构对包胶本体施加一定的压力,在注塑过程中,模具型腔内部的流体压力随着注塑过程逐渐增加,开始阶段,固定结构受到的流体压力不足以抵消固定结构对包胶本体的压力,这一阶段中,加压组件无需启动,以节省能源;直至流体压力达到一定值时,启动加压组件,以确保包胶本体始终处于模具型腔的中心。
压力检测装置包括若干压力检测器,检测固定组件受到的流体压力的具体方法为:设定每个压力检测器检测到的压力数据为P1、P2……Pn(n为压力检测器的数量),求取压力数据的平均值μ和标准差σ,将不在数值范围(μ-3σ,μ+3σ)内的数据去除,其余数据求取新的平均值作为固定组件受到的流体压力。
本发明还提供一种悬浮包胶装置,采用上述悬浮包胶方法进行包胶,如图1-2所示,悬浮包胶装置的具体结构包括上模座1、下模座4、上模2和下模3,上模座1设置在下模座4上方,上模2和下模3设置在上模座1和下模座4之间;上模2设置在上模座1下表面,下模3设置在下模座4的上表面;下模3内设置模具型腔;所述悬浮包胶装置还包括用于固定包胶本体的固定结构,以及用于注塑的注射流道5;也包括用于排出模具型腔内空气的排气孔(图中未示出),固定结构相对于包胶本体能够往复移动。
本实施例中,包胶本体9为环形结构件,如图8所示,因此下模中心设置环形凹槽的模具型腔。
具体地,如图3-4所示,悬浮包胶装置包括8个固定结构,8个固定结构中,两个固定结构位于包胶本体的上方,用于固定包胶本体的上表面,4个固定结构位于包胶本体的侧面,用于水平固定包胶本体的侧面,2个固定结构位于包胶本体的下方,用于固定包胶本体的下表面。固定结构的数量可以根据包胶本体的形状和大小进行相应的增减。8个固定结构分布在包胶本体的周围,实现包胶本体的360°固定。每个固定结构均包括一个固定组件、一个压力检测器和一个加压组件,固定组件的一端抵接包胶本体,固定组件的另一端设置加压组件,加压组件和固定组件之间设置压力检测器。
固定组件包括依次设置的顶针6、固定前板7和固定后板8,顶针6一端抵接包胶本体9,顶针6的另一端具有限位台601;固定前板7内部设置台阶孔,顶针6穿设在固定前板7的台阶孔内,顶针6的前端穿过台阶孔抵接包胶本体9;固定后板8与固定前板7通过螺钉固定连接将顶针6固定在固定前板7内部。
如图6所示,顶针6包括接触头603、连接轴602和限位台601,接触头603和连接轴602均为圆柱型,接触头603的直径小于连接轴602的直径;限位台601的外表面为圆弧面和平面的拼接面,具体为在圆柱型限位台一侧切去一部分形成的结构,相应地,台阶孔包括第一孔和第二孔,连接轴602穿设在第一孔内,限位台601穿设在第二孔内;第一孔为圆形孔,第二孔的内壁为与限位台外表面匹配的圆弧面和平面的拼接面。利用限位台601的结构可避免顶针6在台阶孔内旋转,进而避免顶针6摩擦包胶本体9表面。
固定后板8中部设置开槽,开槽内设置压力检测器10,本实施例中压力检测器为压力传感器,压力检测器10另一面设置弹簧11,弹簧11一端与压力检测器10接触,弹簧11的另一端被固定;加压组件包括气缸12和推板13,推板13一侧面与气缸12的伸出轴连接,推板13的另一侧面与固定后板8对应设置,且推板13与固定后板8之间具有一定间隔。
具体地,如图7所示,位于包胶本体9上方的两个固定结构的具体结构为,上模2上表面设置开槽,开槽内自上而下设置固定后板8和固定前板7,固定前板7内设置顶针6,顶针6穿过上模2向下延伸抵接包胶本体9;固定后板8内的开槽开口朝上,固定后板8的开槽内设置压力检测器10,压力检测器10上方设置弹簧11,上模座1对应于上模2开槽的位置设置两个开口,两个开口与固定后板8的两侧对应设置,两个开口之间具有一个连接块18,连接块18内设置盲孔,弹簧11设置于盲孔内。推板13为与固定后板8对应的U型结构,推板13中部具有避让连接块18的开槽,推板13两侧插入两个开口内,推板13另一侧连接气缸12。推板13与固定后板8之间留有一定间隔,用于固定后板8的后退。
位于包胶本体9侧面的四个固定结构的具体结构如图8所示,下模3的模具型腔的四周均布设置四个固定结构,具体为,下模3上表面设置凹槽,凹槽内从里向外设置固定前板7和固定后板8,固定前板7内设置顶针6,顶针6穿过下模3向中心处延伸抵接包胶本体9。固定后板8的开槽内设置压力检测器10,压力检测器10的外侧设置弹簧11,凹槽的外侧设置连接块18,连接块18内部设置盲孔,盲孔内设置弹簧11;推板13中部具有避让连接块18的开槽,推板13两侧插入凹槽内与固定后板8对应设置,推板13另一侧连接气缸12,推板13与固定后板8之间留有一定间隔,用于固定后板8的后退。
位于包胶本体下方的两个固定结构如图9所示,下模3下表面设置开槽,开槽内自下而上设置固定后板8和固定前板7,固定前板7内设置顶针6,顶针6穿过下模3向上延伸抵接包胶本体9;固定后板8内的开槽开口朝下,固定后板8的开槽内设置压力检测器10,压力检测器10下方设置弹簧11,下模座4对应于下模3开槽的位置设置两个开口,两个开口与固定后板8的两侧对应设置,两个开口之间具有一个连接块18,连接块18内设置盲孔,弹簧11设置于盲孔内。推板13为与固定后板8对应的U型结构,推板13中部具有避让连接块18的开槽,推板13两侧插入两个开口内,推板13另一侧连接气缸12。推板13与固定后板8之间留有一定间隔,用于固定后板8的后退。
注射流道5设置在包胶本体9的上方,上模座1上表面设置溢流槽14,溢流槽14的中部设置注射流道5,注射流道5向下延伸穿过上模2到达模具型腔。注射流道5自上而下直径逐渐增加,并在上模2的下表面设置分流口,分流口的宽度大于注射流道5的宽度,并且分流口与模具型腔连通。
悬浮包胶装置还包括顶料装置,如图5所示,顶料装置设置在下模座4内部,顶料装置包括底座15、顶杆16、顶料弹簧17,顶杆16设置在底座15上,顶杆16两侧设置顶料弹簧17,顶料弹簧17的下端与底座15接触。需取出包胶好的产品时,利用驱动机构或手动驱动底座15上升,底座15带动顶杆16上升,将产品定出。
本发明中利用弹簧的回弹力结合气缸的推力从六个面支撑固定住本体,使包胶本体位于模具型腔的中心,且根据压力检测器实时监测模具型腔内部的流体压力,进而调节气缸的推力,从而让包胶本体始终处于模具型腔的中心;根据流体注射原理,当注射量大于等于型腔体积80%时,本体已经完全处于塑料流体的包裹之中,且包胶本体仍处于模具型腔中心,只剩下型腔的末端或者锐角尚未达到完全填充,由于包胶本体的温度略低于模具型腔表面温度,此时塑料流体在从本体表面到型腔面的地方逐步开始波浪状冷却固化,使本体固定在型腔的中心。此时注射过程切换到保压过程,同时压力传感器给出信号撤掉气缸压力开始注射保压,当型腔内的流体收到注射保压压力,在贴近模具型腔表面的表层(大约0.1-0.2mm)开始继续流向未完全填充的区域继续填充,同时由于顶针是穿过模具的,顶针的表面温度也略高于包胶本体温度,所以此时顶针的周围流体继续流动但仅限于针的周围并不会扩散,此时顶针的接触头受到流体压力开始后退直至与型腔齐平,当保压注射完成100%时,将得到表面要求合格,本体包胶均匀且不外漏的包胶体。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (12)
1.一种悬浮包胶方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、计算包胶本体一次注塑的注射量V;
S2、将下模固定,将包胶本体放入下模中,利用固定结构将包胶本体固定于模具型腔中心,同时检测固定结构受到的流体压力;
S3、将上模固定于下模上方,进行第一阶段的注塑,第一阶段注塑过程中,固定结构将包胶本体持续固定于模具型腔的中心;
S4、当注射量达到V1时;固定结构释放压力,开始第二阶段的注塑,此时开始保压过程,并且,固定结构逐步退出模具型腔;其中,V1小于V;
S5、持续注塑直至注塑完成,冷却成型后,将产品取出;
固定结构包括固定组件、压力检测装置和加压组件,固定组件用于固定包胶本体,压力检测装置用于检测固定组件受到的流体压力,加压组件用于对固定组件施加一定的推力以保持包胶本体位于模具型腔中心;
步骤S1中还包括确定注塑整个过程中固定组件能够承受的流体压力最大值P大;在第一阶段的注塑过程中,开始阶段加压组件未对固定组件施加推力,直至压力检测装置检测到固定组件受到的流体压力为P0时,加压组件启动,其中,P0<P大。
2.根据权利要求1所述的悬浮包胶方法,其特征在于,。
3.根据权利要求1所述的悬浮包胶方法,其特征在于,压力检测装置包括若干压力检测器,检测固定组件受到的流体压力的具体方法为:
设定每个压力检测器检测到的压力数据为、/>……/>(n为压力检测器的数量),求取压力数据的平均值/>和标准差/>,将不在数值范围/>内的数据去除,其余数据求取新的平均值作为固定组件受到的流体压力。
4.根据权利要求1所述的悬浮包胶方法,其特征在于,。
5.一种悬浮包胶装置,采用权利要求1-4任一项所述的悬浮包胶方法,其特征在于,包括上模座、下模座、上模和下模,上模座设置在下模座上方,上模和下模设置在上模座和下模座之间;上模设置在上模座下表面,下模设置在下模座的上表面;下模内设置模具型腔;
所述悬浮包胶装置还包括用于固定包胶本体的固定结构,以及用于注塑的注射流道;固定结构相对于包胶本体能够往复移动。
6.根据权利要求5所述的悬浮包胶装置,其特征在于,包括若干固定结构,若干固定结构分布在包胶本体的周围,实现包胶本体的360°固定。
7.根据权利要求6所述的悬浮包胶装置,其特征在于,每个固定结构均包括一个固定组件、一个压力检测器和一个加压组件,所述固定组件的一端抵接包胶本体,所述固定组件的另一端设置加压组件,所述加压组件和所述固定组件之间设置压力检测器。
8.根据权利要求7所述的悬浮包胶装置,其特征在于,所述固定组件包括依次设置的顶针、固定前板和固定后板,所述顶针一端抵接包胶本体,所述顶针的另一端具有限位台;所述固定前板内部设置台阶孔,所述顶针穿设在固定前板的台阶孔内,所述顶针的前端穿过台阶孔抵接包胶本体;所述固定后板与固定前板固定连接将顶针固定在固定前板内部。
9.根据权利要求8所述的悬浮包胶装置,其特征在于,所述顶针包括接触头、连接轴和限位台,接触头和连接轴均为圆柱型,接触头的直径小于连接轴的直径;限位台的外表面为圆弧面和平面的拼接面,相应地,台阶孔包括第一孔和第二孔,连接轴穿设在第一孔内,限位台穿设在第二孔内;第一孔为圆形孔,第二孔的内壁为与限位台外表面匹配的圆弧面和平面的拼接面。
10.根据权利要求8所述的悬浮包胶装置,其特征在于,所述固定后板中部设置开槽,开槽内设置压力检测器,压力检测器另一面设置弹簧,弹簧一端与压力检测器接触,弹簧的另一端被固定;
所述加压组件包括气缸和推板,推板一侧面与气缸的伸出轴连接,推板的另一侧面与固定后板对应设置,且推板与固定后板之间具有一定间隔。
11.根据权利要求5所述的悬浮包胶装置,其特征在于,所述注射流道设置在包胶本体的上方,所述上模座上表面设置溢流槽,所述溢流槽的中部设置注射流道,所述注射流道向下延伸穿过上模到达模具型腔。
12.根据权利要求5所述的悬浮包胶装置,其特征在于,包括顶料装置,所述顶料装置设置在下模座内部,所述顶料装置包括底座、顶杆、顶料弹簧,顶杆设置在底座上,顶杆两侧设置顶料弹簧,顶料弹簧的下端与底座接触。
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