淺談分體空調(diào)底盤注塑模具設(shè)計

摘要：針對分體空調(diào)底盤在注塑生產(chǎn)時容易破裂、變形的現(xiàn)象，開發(fā)了一款結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的注塑模具。根據(jù)空調(diào)底盤的結(jié)構(gòu)，采用組合滑塊結(jié)構(gòu)，解決了出風(fēng)口以及出風(fēng)口上部螺柱的脫模問題;采用滑塊+水平斜頂?shù)拿撃＝Y(jié)構(gòu)，解決了中間導(dǎo)風(fēng)板孔與兩端導(dǎo)風(fēng)板孔中心軸線不在同一直線上的問題;采用斜抽芯+滑塊+油缸的脫模結(jié)構(gòu)，解決了空調(diào)底盤排水孔容易產(chǎn)生飛邊的問題;在斜導(dǎo)柱滑塊上安裝阻尼彈簧，可以克服滑塊在開、合模時對其他模具零件的沖擊;將定模斜頂?shù)男表斪惭b在熱流道電器件板上，使兩板模具有三板模的特點，實現(xiàn)了定模斜頂?shù)拿撃栴};在定模斜頂上安裝加強桿，有效避免定模斜頂變形的問題。

關(guān)鍵詞：空調(diào)底盤;注塑模具;定模斜頂

引言

在開發(fā)塑料模具時，首先應(yīng)該分析塑料件的結(jié)構(gòu)，掌握塑料件在整套電器產(chǎn)品中的裝配關(guān)系及關(guān)鍵尺寸，并參考以前開發(fā)同類模具的經(jīng)驗與教訓(xùn)，針對性地進行改善，才能開發(fā)出合理的模具?？照{(diào)底盤是分體空調(diào)一個非常關(guān)鍵的零件，主要作用有3個：第一是收集冷凝水，并將冷凝水順利排出;第二是固定軸流風(fēng)輪，并使軸流風(fēng)輪在底盤上旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪音小;第三是空調(diào)出風(fēng)口的導(dǎo)風(fēng)板能正常擺動，可以將冷空氣吹向不同的方向。如果底盤漏水、或者噪音大、或者導(dǎo)風(fēng)板無法正常擺動，這些故障將嚴(yán)重影響空調(diào)的品質(zhì)。因此，在開發(fā)空調(diào)底盤模具時，應(yīng)針對底盤漏水、噪音大、導(dǎo)風(fēng)板無法正常擺動這三類容易出現(xiàn)的故障，采取預(yù)防措施，確保模具能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

注塑材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），壁厚為2.5mm，底盤有許多筋位和扣位。左右兩端各有一個向下傾斜的排水孔，其直徑為?16mm，向下傾斜的角度為61°。該孔非常關(guān)鍵，如果排水孔的口部存在飛邊，導(dǎo)致冷凝水無法順利排出，冷凝水積累到一定程序后，將會溢出而引起空調(diào)漏水;產(chǎn)品的兩端各有一個直徑為?7mm圓孔，剖面上有一個?7mm圓孔，3個孔用來安裝導(dǎo)風(fēng)板，如果這3個孔的中心軸線不在同一直線上，導(dǎo)風(fēng)板將無法順利安裝，即使安裝上去后，也無法正常擺動;內(nèi)表面呈弧形，帶倒扣，如果內(nèi)表面沒有倒扣，軸流風(fēng)輪在底盤上旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生很大的噪音;在剖面有一個側(cè)孔，與弧形的內(nèi)表面相通，該孔為出風(fēng)口，在出風(fēng)口的上方有1個直徑為?9mm螺柱孔，螺柱孔的中心軸與水平面成30°夾角;有1個直徑為?9mm螺柱孔，向斜上方傾斜。產(chǎn)品上的這些細(xì)節(jié)特征將直接決定模具上的脫模機構(gòu)，也是這開發(fā)套模具的難點。

2脫模機構(gòu)

2.1螺柱孔以組合滑塊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)脫模

產(chǎn)品上有一個出風(fēng)口，需要用滑塊脫模，該滑塊稱為大滑塊，沿水平方向滑動，用油缸帶動脫模。在出風(fēng)口的上方有一個倒扣，倒扣里有4個螺柱，螺柱的軸線與水平面成30°斜角，同樣需要用滑塊脫模，該滑塊稱為小滑塊，沿螺柱軸線方向滑塊，用斜導(dǎo)柱帶動脫模。由于兩個滑塊的開模方向不相同，不能將兩個滑塊合并成一個滑塊。又由于兩個滑塊的距離很近，無法彼此獨立運動。為了解決兩個滑塊脫模的難題，在大滑塊的上表面開設(shè)T形槽，作為小滑塊的導(dǎo)軌，將小滑塊安裝在大滑塊的導(dǎo)軌上，形成組合滑塊。

在開模時，首先是斜導(dǎo)柱帶動小滑塊在大滑塊上表面的導(dǎo)軌上滑動，當(dāng)小滑塊的滑動距離為26mm時，小滑塊完成脫模，然后大滑塊油缸帶動兩個滑塊一起做脫模運動，直到脫模為止。在合模時，首先大滑塊油缸帶動兩個滑塊一起復(fù)位，當(dāng)大滑塊復(fù)位后，行程開關(guān)觸碰到限位柱，大滑塊停止運動，然后定模板的鏟基帶動小滑塊沿大滑塊上表面的導(dǎo)軌滑動，直到完全復(fù)位為止。為了防止大、小滑塊變形，需增加滑塊的強度，最有效的方法是加大兩個滑塊的橫截面尺寸，其中大滑塊的尺寸為830mm×322mm×167mm小滑塊的尺寸770mm×192mm×112mm，為了防止滑塊磨損，在滑塊的表面安裝耐磨片。

2.2底盤兩端的排水孔采用斜抽芯+滑塊+油缸的脫模結(jié)構(gòu)

底盤兩端排水孔的作用是將底盤收集的冷凝水排出，因此，排水孔口部不能有飛邊，否則冷凝水無法順利排出。模具長時間工作后，由于模具零件磨損或者變形，排水孔的口部可能會產(chǎn)生飛邊。針對排水孔口部的飛邊，設(shè)計了“斜抽芯+滑塊+油缸”的脫模機構(gòu)，主要由斜抽芯、滑塊、油缸、壓板、支撐柱、鎖緊桿和鎖緊固定塊等零件組成。將滑塊安裝在動模板的底部，再用壓板從動模板底部壓住滑塊，在壓板下方安裝支撐柱，支撐柱的一端頂住壓板的下底面，另一端固定在動模座板的上表面，起加固的作用，可以防止壓板松動。在模具開模時，油缸將滑塊側(cè)向拉開，滑塊帶動斜抽芯沿排水孔的軸線方向脫模。

2.3外表面以及兩端的扣位采用斜導(dǎo)柱+彈簧的滑塊機構(gòu)

根據(jù)底盤的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的2個側(cè)面分別設(shè)計了一個體積較大的滑塊，其中一個滑塊是用油缸引導(dǎo)脫模，另一個滑塊是用斜導(dǎo)柱引導(dǎo)脫模。斜導(dǎo)柱+滑塊機構(gòu)的運動特點是運動快，由于滑塊質(zhì)量大，為310kg，運動的慣性較大，對模具的沖擊非常大，如果不能消除這些滑塊的沖擊力，將會嚴(yán)重影響模具的壽命與精度。為了減輕滑塊對模具零件的沖擊，在滑塊上安裝阻尼彈簧，通過彈簧的阻尼功能減少滑塊對模架的沖擊作用，有利于延長模具的壽命。為了減少產(chǎn)品兩側(cè)滑塊的質(zhì)量對滑塊運動的影響，在注塑生產(chǎn)時，將模具豎直安裝在注塑機上，由滑塊的側(cè)面承擔(dān)滑塊的質(zhì)量。由于產(chǎn)品兩端各有一個質(zhì)量相同的滑塊，一個滑塊位于模具的上部，朝上開模，另一個滑塊位于模具的下部，朝下開模。這兩個滑塊的質(zhì)量都為210kg，都由斜導(dǎo)柱引導(dǎo)滑塊運動。

3進料系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)

3.1進料系統(tǒng)

空調(diào)底盤最常見的故障是注塑生產(chǎn)時產(chǎn)品發(fā)生變形，為了防止產(chǎn)品變形，應(yīng)在模具上設(shè)計一套冷卻效果良好的冷卻系統(tǒng)，使各部分的模具零件溫度均勻?？照{(diào)底盤模具的動模、定模、滑塊和斜頂?shù)捏w積都比較大，這些零件都應(yīng)該開設(shè)獨立的冷卻水路，而且水路必須靠近膠位。定模部分的冷卻系統(tǒng)與動模部分基本相似。

3.2冷卻系統(tǒng)

空調(diào)底盤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品較大，尺寸為865mm×254mm×253mm，筋位多。為了防止在注塑生產(chǎn)時產(chǎn)品發(fā)生變形，特別是要保證產(chǎn)品兩端的?7mm圓孔與側(cè)孔筋位上的?7mm圓孔軸線在同一直線止，采用熱流道進料系統(tǒng)，采用6個進澆點，澆口形狀為點澆口。

4模具裝配圖及工作過程

模具工作過程：開始注塑前，定動模處于合攏狀態(tài)，氮氣彈簧收縮，熱流道電器件板與定模板之間的距離為21 mm。開始注塑時，注塑原材料經(jīng)過預(yù)熱后進入熱流道管中，在熱流道管中加熱到流體狀態(tài)后，再進入到型腔中。當(dāng)注塑完成后，在注塑機的帶動下，動、定模在PL處分開，分模時產(chǎn)品留在動模。當(dāng)模具在開模時，以下個脫模動作同時進行：第一個動作是組合滑塊作脫模運動;第二個動作是定模斜頂結(jié)構(gòu)做脫模運動;第三個動作是產(chǎn)品兩端的滑塊做脫模運動。當(dāng)動模運動到極限位置后，完成以下個脫模動作：第一個動作是帶阻尼彈簧的滑塊機構(gòu)開始脫模;第二個動作是排水孔斜抽芯機構(gòu)開始脫模;第三個動作是組合滑塊的大滑塊開始脫模。第四個動作是當(dāng)大滑塊在運動40 mm 后，帶動導(dǎo)風(fēng)板孔脫模機構(gòu)脫模。當(dāng)上述脫模動作完成后，注塑機的脫模機構(gòu)推動模具的推板運動，推板推動推桿斜頂機構(gòu)將產(chǎn)品從動模型芯中推出。當(dāng)產(chǎn)品被頂出后，注塑機的脫模機構(gòu)帶動模具進行復(fù)位，在復(fù)位過程中，模具的運動方向與開模的方向正好相反。當(dāng)動模、定模完全復(fù)位后，開始生產(chǎn)下一個產(chǎn)品。

5生產(chǎn)驗證

經(jīng)生產(chǎn)驗證，設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)合理，開、合模動作穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)周期短，模具維修率低，現(xiàn)正在批量生產(chǎn)。

結(jié)論

（1）分體空調(diào)底盤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具上的滑塊、斜頂?shù)然顒恿慵^多;而且體積大，長時間工作后，模具會變形，導(dǎo)致在注塑生產(chǎn)時底盤會發(fā)生破裂、排水孔的口部飛邊較多等現(xiàn)象;針對這些問題，設(shè)計了多種不同的脫模機構(gòu)，解決了空調(diào)底盤開裂、排水孔飛邊較多的問題;

（2）該模具采取兩板模結(jié)構(gòu)、一模一腔的布局，在兩板模的熱流道電器板與定模座板之間安裝氮氣彈簧，解決了兩板模定模斜頂?shù)拿撃栴}，使兩板模具有三板模的特點;

（3）經(jīng)生產(chǎn)驗證，設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)合理，開、合模動作穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)周期短，可正常批量生產(chǎn)產(chǎn)品。

參考文獻：

[1]塑料模具設(shè)計手冊編寫組. 塑料模具設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 ：29-30.

[2]詹建新.分體空調(diào)器底盤注射模設(shè)計[J].模具制造，2009.9（8）：11-15.

[3]張曉陸.壁掛空調(diào)器電器盒注射模具設(shè)計及制造[J].模具工程，2012 .38（5）69-71.

[4]張建卿. L10面條機主體蓋前模多重脫模機構(gòu)及其注塑模具設(shè)計[J].塑料.2016.45（5）：83-86.

作者簡介：田波，男、1981.9、漢族、江蘇張家港人、本科、助理工程師、研究方向：模具設(shè)計加工、自動化及高精度測量應(yīng)用