淺談分體空調底盤注塑模具設計

摘要：針對分體空調底盤在注塑生產時容易破裂、變形的現象，開發了一款結構簡單、運行可靠的注塑模具。根據空調底盤的結構，采用組合滑塊結構，解決了出風口以及出風口上部螺柱的脫模問題;采用滑塊+水平斜頂的脫模結構，解決了中間導風板孔與兩端導風板孔中心軸線不在同一直線上的問題;采用斜抽芯+滑塊+油缸的脫模結構，解決了空調底盤排水孔容易產生飛邊的問題;在斜導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;將定模斜頂的斜頂座安裝在熱流道電器件板上，使兩板模具有三板模的特點，實現了定模斜頂的脫模問題;在定模斜頂上安裝加強桿，有效避免定模斜頂變形的問題。

關鍵詞：空調底盤;注塑模具;定模斜頂

引言

在開發塑料模具時，首先應該分析塑料件的結構，掌握塑料件在整套電器產品中的裝配關系及關鍵尺寸，并參考以前開發同類模具的經驗與教訓，針對性地進行改善，才能開發出合理的模具。空調底盤是分體空調一個非常關鍵的零件，主要作用有3個：第一是收集冷凝水，并將冷凝水順利排出;第二是固定軸流風輪，并使軸流風輪在底盤上旋轉時產生的噪音小;第三是空調出風口的導風板能正常擺動，可以將冷空氣吹向不同的方向。如果底盤漏水、或者噪音大、或者導風板無法正常擺動，這些故障將嚴重影響空調的品質。因此，在開發空調底盤模具時，應針對底盤漏水、噪音大、導風板無法正常擺動這三類容易出現的故障，采取預防措施，確保模具能生產出合格的產品。

1產品結構

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°。該孔非常關鍵，如果排水孔的口部存在飛邊，導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漏水;產品的兩端各有一個直徑為?7mm圓孔，剖面上有一個?7mm圓孔，3個孔用來安裝導風板，如果這3個孔的中心軸線不在同一直線上，導風板將無法順利安裝，即使安裝上去后，也無法正常擺動;內表面呈弧形，帶倒扣，如果內表面沒有倒扣，軸流風輪在底盤上旋轉時會產生很大的噪音;在剖面有一個側孔，與弧形的內表面相通，該孔為出風口，在出風口的上方有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。產品上的這些細節特征將直接決定模具上的脫模機構，也是這開發套模具的難點。

2脫模機構

2.1螺柱孔以組合滑塊結構實現脫模

產品上有一個出風口，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T形槽，作為小滑塊的導軌，將小滑塊安裝在大滑塊的導軌上，形成組合滑塊。

在開模時，首先是斜導柱帶動小滑塊在大滑塊上表面的導軌上滑動，當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位，當大滑塊復位后，行程開關觸碰到限位柱，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軌滑動，直到完全復位為止。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+油缸的脫模結構

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生飛邊。針對排水孔口部的飛邊，設計了“斜抽芯+滑塊+油缸”的脫模機構，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柱+彈簧的滑塊機構

根據底盤的結構，產品的2個側面分別設計了一個體積較大的滑塊，其中一個滑塊是用油缸引導脫模，另一個滑塊是用斜導柱引導脫模。斜導柱+滑塊機構的運動特點是運動快，由于滑塊質量大，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。為了減少產品兩側滑塊的質量對滑塊運動的影響，在注塑生產時，將模具豎直安裝在注塑機上，由滑塊的側面承擔滑塊的質量。由于產品兩端各有一個質量相同的滑塊，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。這兩個滑塊的質量都為210kg，都由斜導柱引導滑塊運動。

3進料系統及冷卻系統

3.1進料系統

空調底盤最常見的故障是注塑生產時產品發生變形，為了防止產品變形，應在模具上設計一套冷卻效果良好的冷卻系統，使各部分的模具零件溫度均勻。空調底盤模具的動模、定模、滑塊和斜頂的體積都比較大，這些零件都應該開設獨立的冷卻水路，而且水路必須靠近膠位。定模部分的冷卻系統與動模部分基本相似。

3.2冷卻系統

空調底盤的結構復雜，產品較大，尺寸為865mm×254mm×253mm，筋位多。為了防止在注塑生產時產品發生變形，特別是要保證產品兩端的?7mm圓孔與側孔筋位上的?7mm圓孔軸線在同一直線止，采用熱流道進料系統，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，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，注塑原材料經過預熱后進入熱流道管中，在熱流道管中加熱到流體狀態后，再進入到型腔中。當注塑完成后，在注塑機的帶動下，動、定模在PL處分開，分模時產品留在動模。當模具在開模時，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構做脫模運動;第三個動作是產品兩端的滑塊做脫模運動。當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開始脫模;第二個動作是排水孔斜抽芯機構開始脫模;第三個動作是組合滑塊的大滑塊開始脫模。第四個動作是當大滑塊在運動40 mm 后，帶動導風板孔脫模機構脫模。當上述脫模動作完成后，注塑機的脫模機構推動模具的推板運動，推板推動推桿斜頂機構將產品從動模型芯中推出。當產品被頂出后，注塑機的脫模機構帶動模具進行復位，在復位過程中，模具的運動方向與開模的方向正好相反。當動模、定模完全復位后，開始生產下一個產品。

5生產驗證

經生產驗證，設計的模具結構合理，開、合模動作穩定可靠，生產周期短，模具維修率低，現正在批量生產。

結論

（1）分體空調底盤的結構復雜，模具上的滑塊、斜頂等活動零件較多;而且體積大，長時間工作后，模具會變形，導致在注塑生產時底盤會發生破裂、排水孔的口部飛邊較多等現象;針對這些問題，設計了多種不同的脫模機構，解決了空調底盤開裂、排水孔飛邊較多的問題;

（2）該模具采取兩板模結構、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的脫模問題，使兩板模具有三板模的特點;

（3）經生產驗證，設計的模具結構合理，開、合模動作穩定可靠，生產周期短，可正常批量生產產品。

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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：模具設計加工、自動化及高精度測量應用