摩托車空氣濾清器模具的設(shè)計與分析

錢志芳

摘 要：摩托車空氣濾清器是摩托車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的重要附件，其功能主要是濾去空氣中的雜質(zhì)，以減少發(fā)動機(jī)缸內(nèi)運(yùn)動部件的磨損，還可防止灰塵等雜質(zhì)堵塞化油器孔道。根據(jù)摩托車空氣濾清器的技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)特點，對其注射模具的澆注系統(tǒng)、分型面進(jìn)行了設(shè)計，并在實踐應(yīng)用中驗證了模具設(shè)計的正確性。對同類塑件和結(jié)構(gòu)的模具設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：空氣濾清器 模具設(shè)計 澆注系統(tǒng) 分型面

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0076-03

Abstract：Motorcycle air filter is an important accessory of the motorcycle engine intake system， its function is to filter out impurities in the air in order to reduce the engine cylinder moving parts wear， but also to prevent dust and other impurities blocked carburetor channel. According to the technical requirements and structural characteristics of the motorcycle air filter， the pouring system and the parting surface of the injection mold are designed， and the correctness of the mold design is verified in practice. It has certain guiding significance to the mold design of similar plastic parts and structures.

Key Words：Motorcycle air filter； Mold design； Pouring system； Parting surface of the injection mold

摩托車空氣濾清器（簡稱空濾器）是摩托車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的重要附件，其功能主要是濾去空氣中的雜質(zhì)，以減少發(fā)動機(jī)缸內(nèi)運(yùn)動部件的磨損，還可防止灰塵等雜質(zhì)堵塞化油器孔道?？諡V器是以空氣濾紙為鑲件放置到模具中，經(jīng)注塑機(jī)注塑，使得濾紙四周與塑料熔合在一起而成。作為功能部件，合格的空濾器可以保證汽油燃燒充分，廢氣達(dá)到排放要求，既節(jié)省能源，又保護(hù)環(huán)境。模具的質(zhì)量很大程度上決定了空濾器的質(zhì)量，為保證產(chǎn)品的合格率和質(zhì)量，應(yīng)廠家要求，在充分分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及功能特點的基礎(chǔ)上，設(shè)計該款模具。

1 型腔數(shù)量的確定

型腔有多型腔和單型腔之分，單型腔模具與多型腔模具相比，單型腔模具生產(chǎn)的塑料制品，形狀和尺寸變化較小，尺寸穩(wěn)定性好，在注塑成型時的工藝參數(shù)易于控制，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，模具制造成本比多型模具低。但是，單型模具產(chǎn)量低，產(chǎn)品的成本高。由于該產(chǎn)品是把濾紙當(dāng)作鑲件放到模具里成型，而且濾紙為瓦楞形狀，在放鑲件時比較麻煩，再考慮到該產(chǎn)品模具的流道設(shè)計等問題，故采用單型腔模具制造。

2 分型面的設(shè)計

常用注塑模的分型面位置及形狀如圖1所示。

如何選擇分型面，需要考慮的因素比較多，由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、流道設(shè)計、嵌件位置、形狀及頂出方法，模具制造、排氣、操作難易等多種因素的影響，因此，分型面的選擇應(yīng)綜合分析比較，保證產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中更容易操作，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本。

產(chǎn)品的分型面一般設(shè)計在產(chǎn)品的外形最大輪廓處，盡可能使產(chǎn)品開模后留在動模側(cè)，保證脫模不受影響，因此，空濾器選擇斜面分型，如圖2所示。

3 流道及澆口的設(shè)計

流道的設(shè)計直接影響產(chǎn)品的性能、外觀和生產(chǎn)操作的難易及生產(chǎn)效率。

澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。

澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。非限制性澆口起著引料、進(jìn)料的作用，限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔，防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。

常用的澆口形式有以下幾種：直接澆注口，側(cè)澆口，扇形澆口，平縫澆口，環(huán)形澆口，盤形澆口，輪輻澆口，爪形澆口，點澆口，潛伏澆口，護(hù)耳澆口。澆口的形式與塑料制品相互適應(yīng)。由前所述，不同的澆口形式對塑料熔體的充型特點、成型質(zhì)量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。

模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模之后，有時還需要修改澆口尺寸。通常在實際制作和生產(chǎn)中，根據(jù)產(chǎn)品的形狀和要求，一般有下述幾項原則可供參考：盡量縮短流動距離；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件最厚處；必須盡量減少或避免熔接痕；應(yīng)有利于型腔中氣體的排除；考慮分子定向的影響；避免產(chǎn)生噴射和蠕動；不在承受彎曲或沖擊載荷的位置設(shè)置澆口；澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量。

因為空濾器產(chǎn)品比較特殊，它的中間部分為空氣濾紙，四周為塑料，所以該產(chǎn)品的進(jìn)料口只能是在四周的塑料邊框上。在四周塑料邊框上進(jìn)料有兩個方向可以選擇，一個是垂直于濾紙折疊方向，一個是平行于濾紙折疊方向，如果進(jìn)料口放在平行于濾紙折疊方向，如圖3所示。由于該產(chǎn)品是以空氣濾紙為鑲件，把空氣濾紙放到模具里成型的產(chǎn)品，濾紙不同于金屬鑲件，剛性較差。在塑件充型過程中，濾紙會向垂直于濾紙方向翹曲，由于塑料流動的不確定性，會使最外邊的濾紙露出塑料的表面，影響產(chǎn)品的外觀。

因此，該模具在設(shè)計的時候，澆口的位置選擇在垂直于濾紙的方向，并且在垂直于濾紙的兩個方向同時開澆口，這樣既可以確保濾紙不外露，又可以縮短塑料的充型距離，確保塑料熔體能充滿整個型腔，還可以減小充型壓力，減小熔接痕。由于該產(chǎn)品是方框形塑件，綜合考慮澆口開設(shè)方向和產(chǎn)品的形狀和尺寸，最終采用如圖4所示的四點側(cè)澆口進(jìn)料。

在注塑成型過程中，主流道因受四點側(cè)澆口的影響，距離會較長，這對充型不利。為保證產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率和產(chǎn)品質(zhì)量，采用點澆口流道和側(cè)澆口進(jìn)料的綜合設(shè)計形式，流道設(shè)計如圖5所示。

產(chǎn)品設(shè)計信息如圖6所示，生產(chǎn)使用如圖7所示，制件如圖8所示。

4 結(jié)語

空濾器模具采用單型腔，點澆口形式進(jìn)澆，傾斜分型面設(shè)計。在設(shè)計的過程中，還綜合考慮了排氣、模具冷卻水的布局、頂針的位置等。生產(chǎn)使用中，工人操作方便，既降低了工人的勞動強(qiáng)度，又提高了生產(chǎn)效率。制件合格率和質(zhì)量均符合設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛曉宏，李輝，范增偉，等.基于CAE的紙芯空氣濾清器注射模反變形設(shè)計[J].廈門理工學(xué)院學(xué)報，2010，18（3）：24-28.

[2] 蔣昌華，宋浩，是麗云.點澆口自動脫模的齒輪注射模設(shè)計[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2012（9）：139-142.

[3] 蔣昌華.塑料成型工藝與模具設(shè)計[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[4] 馮秋官.機(jī)械制圖與計算機(jī)繪圖[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[5] 李德群，唐志玉.中國模具設(shè)計大典第二卷：輕工模具設(shè)計[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.