汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋板注塑模設(shè)計(jì)

劉洋 劉長(zhǎng)健

摘要：基于UG三維建模軟件對(duì)空調(diào)出風(fēng)口塑料件進(jìn)行三維軟件建模，完成對(duì)這個(gè)塑料件的原始結(jié)構(gòu)分析，通過分析可以知道這個(gè)塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)及塑件外形相對(duì)比較簡(jiǎn)單，整體呈殼體零件，壁厚平均分布相對(duì)合理。在通過充分考慮模具尺寸大小與生產(chǎn)效益等多方面因素后，本次設(shè)計(jì)擬定采用一模二腔的型腔分布，在澆注方面采用了側(cè)澆口進(jìn)料的兩板模方式。

Abstract： Based on UG three-dimensional modeling software， a three-dimensional software modeling of the air-conditioning air outlet plastic parts is completed， and the original structure analysis of this plastic part is completed. Through analysis， it can be known that the internal structure and shape of the plastic part are relatively simple， the whole is a shell part， and the even distribution of wall thickness is relatively reasonable. After fully considering various factors such as mold size and production efficiency， this design proposes to adopt a cavity distribution of one mold and two cavities， and a two-plate mold with side gate feeding is adopted for pouring.

關(guān)鍵詞：空調(diào)出風(fēng)口面板;注塑模具;模具設(shè)計(jì);塑料成型

Key words： air conditioner outlet panel;injection mold;mold design;plastic molding and processing

中圖分類號(hào)：TQ320.52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）31-0127-02

1? 塑件成型分析

1.1 塑件結(jié)構(gòu)分析

如圖1所示，塑料制品的形狀整體呈矩形，壁厚大致是1.2mm。零件的側(cè)面有倒扣，需要使用抽芯機(jī)構(gòu)來脫模，除此之外每個(gè)尺寸的精度要求都不高，它的材料是PA66，工程阻燃材料，大部分尺寸都是一般精度，未標(biāo)注的公差可以按MT 5級(jí)來執(zhí)行。

1.2 塑件工藝分析

這個(gè)零件的整體形狀是一個(gè)矩形的產(chǎn)品，在內(nèi)部有一些加強(qiáng)筋，零件的正面有孔，側(cè)面也有孔，所以這些側(cè)面的孔就是要使用到抽芯結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)脫模，綜合上面的分析可以看出這個(gè)零件屬于中等的復(fù)雜程度，所以這個(gè)零件很容易使用注塑模具的工藝來成型。

塑料零件底部采用了圓弧過渡的方式，這樣就可以有效的減少塑料零件應(yīng)力的集中，從而能夠提高塑料零件的強(qiáng)度，也可以確保塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)以及速度，以利于能實(shí)現(xiàn)快速的充填以及降低總體流動(dòng)的阻力。同時(shí)一般在加工模具的時(shí)候直角的地方很難實(shí)現(xiàn)加工，設(shè)置了圓角就可以方便數(shù)控機(jī)床的刀具直接加工，同時(shí)也增加了模具的強(qiáng)度，避免處理隨后產(chǎn)生的開裂。塑料零件的仰角半徑一般不能小于0.5-1mm，在不影響塑料零件的使用要求和性能的情況下，盡量設(shè)計(jì)大一點(diǎn)，綜合分析上面的各種原因后，本次設(shè)計(jì)的塑料零件表面圓角和內(nèi)部的圓角尺寸不大，圓角在0.5mm以上。

適用于注射成型的塑料零件，壁厚通常取1-4mm，常用的數(shù)值是2-4mm。本次設(shè)計(jì)充分考慮了各種因素，最終決定每個(gè)區(qū)域相對(duì)平均的厚度，周邊底部壁厚為2mm左右。

2? 注塑模具設(shè)計(jì)

2.1 注塑模具分型面設(shè)計(jì)

使用三維建模軟件UG對(duì)塑件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，著重考慮到塑件有些面是不平整的，所以分型面應(yīng)該設(shè)計(jì)在零件的下底最大平面處，如圖2所示。

2.2 注塑模具型腔排列

本次設(shè)計(jì)的塑膠零件是一個(gè)比較常用的電器產(chǎn)品，有價(jià)格低廉社會(huì)需求量大等特點(diǎn)，為了滿足市場(chǎng)需求以及生產(chǎn)效益等條件，所以本次模具將會(huì)采用一模二腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣的型腔數(shù)量它能夠滿足生產(chǎn)的需求，能很大程度提高模具的生產(chǎn)周期以及壽命，能更好的將側(cè)澆口的澆注系統(tǒng)應(yīng)用到本模具上來，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單容易加工的澆筑系統(tǒng)能給塑料成型帶來更好的效果。具體如圖3所示。

2.3 注塑模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3.1 注塑模具主流道設(shè)計(jì)

模具澆注口的大小關(guān)系著熔體填充的快慢，成型質(zhì)量都有著很緊要的關(guān)系，如果主流道的設(shè)計(jì)很大，主流道的體積也同步增大，這樣就對(duì)模具冷卻不良，還有填充到模具型腔中的熔體中混入大量的氣體，會(huì)對(duì)塑件產(chǎn)生氣泡等多種不良情況，也會(huì)使零件的脫模困難，這個(gè)主流道在模具成型后，一般都作為廢料進(jìn)行加工處理，同時(shí)也增加了零件生產(chǎn)的原料成本。在設(shè)計(jì)主流道時(shí)，一定要充分考慮它是成型機(jī)與分流道的中間部份，所以盡量尺寸要設(shè)計(jì)到足夠大和盡量短，這樣能減少壓力和溫度的損失。

為了能讓主流道順利地脫出，主流道形狀全部需要設(shè)計(jì)成圓錐形的，通常錐度采用2-4度，小直徑需要比成型機(jī)的炮筒噴嘴尺寸要大1-2mm，因?yàn)閲娮斓那懊娌糠菔前雸A球形的，它需要與模具上面的澆口套接觸配合，所以一般深度多為3-5mm，所以澆口套上面的半圓球形需要對(duì)注射機(jī)半圓球形尺寸大1-2mm。為了能更好的從澆口套抽出凝料，所以主流道的表面粗糙度一般不能大過Ra0.8。

2.3.2 注塑模具分流道設(shè)計(jì)

注塑模具的分流道是通往模具型腔中間的唯一通道，確保注射壓力損失最少的情況下，能快速地向澆注口進(jìn)行充填，在設(shè)計(jì)的時(shí)候能確保模具型腔能填充滿足的情況下，我們要盡可能的減少分流道的長(zhǎng)度，這樣就可以減少塑膠原材料，達(dá)到減少?gòu)U料的目的。我們?cè)趯?duì)分流道設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以先設(shè)計(jì)小點(diǎn)的尺寸，如果后期發(fā)現(xiàn)分流道尺寸不夠大，也方便我們對(duì)模具進(jìn)行加大修改，根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)可以知道分流道的直徑，中型塑件一般取5-8mm的比較多，表面要求粗糙度不能高過Ra1.5。

注塑模具的主流道和分流道如圖4所示。

2.3.3 注塑模具澆口的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)使用的是矩形截面的側(cè)澆口，這個(gè)是一模二腔的模具，在對(duì)澆注口設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，一般都是設(shè)計(jì)為矩形的，因?yàn)檫@種形狀的澆口厚度相對(duì)比較小，就能在冷卻的時(shí)候縮短周期，能更好的切掉澆筑后的凝固材料，所以不會(huì)對(duì)塑料產(chǎn)品外觀產(chǎn)生缺陷。澆筑口設(shè)計(jì)在塑料產(chǎn)品的外側(cè)邊緣輪廓上，厚度0.8mm，這種形式的澆口有容易加工制造、注射成型效率高等優(yōu)點(diǎn)。具體如圖5所示。

2.4 注塑模具型腔型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整體式型腔是指只由一塊板料加工成的型腔，它同樣也是安裝在定模固定板上，這種方式既有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝牢固、模具的成型和強(qiáng)度比較高、可以做到分型面處的夾縫比較小的優(yōu)點(diǎn)，它的缺點(diǎn)是有一些復(fù)雜形狀的型腔，就要使用大量的電火花加工和數(shù)控加工工藝，這樣就增加了它的加工難度，同樣要使用淬火來防止它的變形。一般是用在中小型的注塑模具上。

組合式型腔是由一種或者多種的模具鋼材，經(jīng)過簡(jiǎn)單的加工后拼接在一起，這種組合式的鑲嵌型腔因?yàn)槌叽绫容^小，在要處理的時(shí)候變形也會(huì)比較小，因?yàn)槌叽绫容^小，所以也節(jié)省了一定的模具成本，它的缺點(diǎn)就是對(duì)裝配和加工的要求比較高，安裝后的牢固度不高，在每個(gè)型腔鑲嵌件與鑲嵌件間，可能留下一些夾縫，這就有可能會(huì)影響塑料產(chǎn)品的外觀，需要根據(jù)所生產(chǎn)的塑料零件的形狀來設(shè)計(jì)，將局部的成型區(qū)域切割成一個(gè)或者是多個(gè)鑲嵌零件，經(jīng)過組合鑲拼后安裝到凹模中進(jìn)行固定。這種模式的形式一般在零件結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的時(shí)候應(yīng)用。

通過對(duì)零件的結(jié)構(gòu)以及模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，本次設(shè)計(jì)了一個(gè)整體型腔，如圖6所示。

2.5 注塑模具的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在注塑模具充填完成以后，在塑料產(chǎn)品取出之前，會(huì)有一個(gè)塑料產(chǎn)品從模具型芯中脫離的過程，將塑料產(chǎn)品從模具成型區(qū)域脫離的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。一般是脫模機(jī)構(gòu)會(huì)穿過動(dòng)模固定板，頂端位與零件的內(nèi)表面接觸，它的下半部分或者是底端位安裝在推桿固定板上面，有模具上面的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)等多個(gè)部件組成。脫模機(jī)構(gòu)的形式和種類有很多，有推板的形式、推桿的形式、螺紋旋轉(zhuǎn)自動(dòng)脫模等。

在本次設(shè)計(jì)中，每個(gè)塑料零件內(nèi)部都設(shè)置了6根6mm的大臺(tái)肩形推桿，平均分布在零件的內(nèi)部和平面上，因?yàn)楸舅芗凶銐虻拿撃＝嵌龋愿鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)得知包緊力很小，同時(shí)還有足夠的推桿數(shù)量和尺寸，有足夠的推出力，所以不需要進(jìn)行推脫模力的校核計(jì)算。推桿形式和分布位置如圖7所示。

3? 總結(jié)

通過分析可以知道這個(gè)零件有形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，要求精度不是很高并且是一個(gè)大批量的產(chǎn)品，所以選用了PA66材料，在模具設(shè)計(jì)中使用了一模二腔的經(jīng)典布局方式，分型面設(shè)計(jì)在零件下平面最大邊緣處，確保零件的外觀沒有缺陷，同時(shí)選擇了側(cè)澆口的澆注方式。

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