客車空調(diào)面板造型及零件組合模具開發(fā)

黃慶專，高清林

（福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建泉州 362000）

客車空調(diào)面板造型及零件組合模具開發(fā)

黃慶專，高清林

（福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建泉州 362000）

根據(jù)客戶提供的客車空調(diào)面板樣件、生產(chǎn)要求等設(shè)計(jì)相應(yīng)的注塑模具。把樣件進(jìn)行逆向造型，分析成型工藝，提出空調(diào)面板冷氣口上三種零件組合模具設(shè)計(jì)方案，可以一同注塑成型三種零件，減少兩套模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量、大大降低成本。

客車空調(diào)面板；模具開發(fā)；組合模具

傳統(tǒng)的汽車空調(diào)面板，不管冷氣是否開放，其冷氣窗口在整個(gè)面板中常明顯凸凹，影響整個(gè)面板外觀的整潔性。本次客戶提供的樣件，冷氣出風(fēng)口部位零件閉合性很好，閉合后整個(gè)面板整潔美觀，只留下一個(gè)控制轉(zhuǎn)輪凸出，控制清晰。對(duì)于相應(yīng)的模具設(shè)計(jì)，通常根據(jù)三種零件設(shè)計(jì)三副模具來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品，通過認(rèn)真分析，為保證成型一致性、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減低成本，計(jì)劃開發(fā)一副模具同時(shí)生產(chǎn)一套出風(fēng)口零件。

圖1 零件與母板虛擬裝配圖

1 空調(diào)面板樣件的造型結(jié)果與裝配說明

汽車空調(diào)面板上的冷氣窗口零件設(shè)計(jì)豐富多樣。本款產(chǎn)品是仿造人類房門的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了帶回轉(zhuǎn)軸的“門板”、驅(qū)動(dòng)“門板”開閉的轉(zhuǎn)輪、固定定位“門板”與轉(zhuǎn)輪的鎖緊零件，三種零件與母板裝配后的效果如圖1所示，圖1（a）是開放狀態(tài)，圖1（b）屬于閉合狀態(tài)。三種零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖2。一端的門軸及對(duì)應(yīng)的一個(gè)輪軸在支座上定位，如圖3（a）、3（b）所示，并用鎖緊零件的兩個(gè)凹槽配合鎖緊，如圖3（c）所示；轉(zhuǎn)輪上兩個(gè)撥叉各與門板上兩個(gè)滑槽裝配，轉(zhuǎn)動(dòng)大轉(zhuǎn)輪時(shí)，撥叉在滑槽里滑動(dòng)從而控制門板的開啟閉合（如圖4所示），實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。

圖2 門板、轉(zhuǎn)輪、鎖緊零件

圖3 裝配過程示意圖

圖4 裝配結(jié)果及門板控制情況

2 零件成型工藝分析與模具設(shè)計(jì)制造

2.1 材料選擇與零件成型工藝

ABS[1]材料的強(qiáng)度高、表面光亮、外觀色澤、乳白色外觀[2]等符合空調(diào)面板零件的要求，以及其在模具中凝固較快、模塑周期短、制件尺寸穩(wěn)定等良好的成型工藝特性，因此采用ABS塑料滿足客戶產(chǎn)品要求。

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要有利于塑料成型、型腔氣體排放、熔融塑料不宜直對(duì)細(xì)小型芯、且要盡量減小容積。并且考慮塑件尺寸、結(jié)構(gòu)、復(fù)雜情況以及在模具中的型腔排列方式等因素，擬采用圓形截面分流道，確定分流道尺寸。根據(jù)ABS材料適合的澆口形式，采用側(cè)澆口（如圖5所示），屬于限制性澆口，它便于開設(shè)和加工在分型面上。

圖5 三類零件的型腔、澆口位置

模具設(shè)計(jì)為一模四腔，兩腔為門板與轉(zhuǎn)輪塑件，另兩腔為門板與轉(zhuǎn)輪的鎖緊零件，剛好是一個(gè)空調(diào)面板的出風(fēng)口裝配所需零件，體積總和V= 68.81 cm3，查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)[3]，選用的注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125型。相應(yīng)的澆口套尺寸選擇如表1所示。

表1 注射機(jī)型號(hào)對(duì)應(yīng)的噴嘴尺寸

門板零件、鎖緊零件和轉(zhuǎn)輪零件的主要分型面選擇如圖6粗實(shí)線所示，其中門板零件兩端面的耳孔和轉(zhuǎn)輪零件兩端的回轉(zhuǎn)凸圓柱都要設(shè)置側(cè)抽芯。側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)[4]形式及所用斜銷如圖7所示，通過計(jì)算可以確定相關(guān)的尺寸，列于表2。

表2 斜銷相關(guān)尺寸的確定

另外側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)中，滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)采用T型槽形式，滑塊與型芯的連接[5]采用銷釘固定，如圖8所示，使用8 mm水道直通循環(huán)冷卻。

2.2 組合模具的模架與模板設(shè)計(jì)

圖6 三類零件分型面位置設(shè)計(jì)

根據(jù)前文所述，并結(jié)合三類零件結(jié)構(gòu)、分型面情況、澆注形式、抽芯機(jī)構(gòu)及頂出機(jī)構(gòu)等，模架均可采用基本型模架A2型；設(shè)置以推桿推出塑件的機(jī)構(gòu)組成模架；查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)[3]，確定模架的基本尺寸如表3所示。

表3 各面板塑件對(duì)應(yīng)模架尺寸（A2基本型）mm

注意以上理論選擇的標(biāo)準(zhǔn)模板厚度等尺寸，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)供應(yīng)商提供的標(biāo)準(zhǔn)板有誤差時(shí)（如理論40 mm厚度，實(shí)際41.2 mm厚度），設(shè)計(jì)者應(yīng)按實(shí)際尺寸41.2 mm設(shè)計(jì)模具、其他需要自加工的零件做相應(yīng)調(diào)整來(lái)滿足實(shí)際尺寸（厚度41.2 mm），以此降低模具加工的成本。模具模板結(jié)構(gòu)布局如圖9所示。

2.3 模具零件加工與試模檢驗(yàn)

圖7 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)及斜銷長(zhǎng)度

圖8 滑塊與型芯的連接

根據(jù)上述的設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)組合模具的各個(gè)零件做了詳細(xì)加工工藝編制，用數(shù)控車床、數(shù)控銑床（或加工中心）加工，配以電火花成型加工、線切割加工，把模具零件加工制造成品。然后通過模具鉗工進(jìn)行修配、裝配，門板、鎖緊零件、轉(zhuǎn)輪組合模具的模具模板實(shí)物，如圖10所示。

圖9 組合模具模板結(jié)構(gòu)布局

圖10 組合模具模板實(shí)物

通過注塑機(jī)進(jìn)行首件試模，經(jīng)與樣品對(duì)比分析，試模產(chǎn)品略有缺陷，對(duì)模具進(jìn)行鉗工再修配后試模，結(jié)果產(chǎn)品得到客戶認(rèn)可，因此確定組合模具設(shè)計(jì)與制造成功。

3 結(jié)論

根據(jù)客戶提供的客車空調(diào)面板進(jìn)行造型、設(shè)計(jì)冷氣窗口零件：門板、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪和定位鎖緊零件。進(jìn)行三種零件成型成本、材料選擇、分型面設(shè)計(jì)、體積計(jì)算等分析，確定設(shè)計(jì)一副模具同時(shí)成型三種零件共四件，完成模具型腔布局、側(cè)抽芯設(shè)計(jì)，確定注塑機(jī)型號(hào)、澆口、噴嘴等模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最終完成模具零件加工制造與裝配，通過試模驗(yàn)證了空調(diào)面板零件組合模具開發(fā)的正確性。

［1］張克惠.塑料材料學(xué)［M］.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000.

［2］吳永祥.機(jī)械產(chǎn)品外觀色彩的選擇［J］.現(xiàn)代制造工程，2006（10）：129-130.

［3］齊衛(wèi)東.簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.

［4］李學(xué)鋒.塑料模具設(shè)計(jì)及制造［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2007.

［5］駱俊延，張麗麗.塑料成型模具設(shè)計(jì)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

Bus Air Conditioning Panel Modeling and the Parts of Composite Mold Development

HUANG Qing-zhuan，GAO Qing-lin
（Fujian Electrical Vocational and Technical College，Quanzhou362000，China）

Design corresponding injection mould by samples of bus air conditioning panel and production requirements which provided by customer.Model the samples in reverse and analyze its molding process，put forward the composite mould design of three parts in cold tuyere of the air-conditioning pane，reduce design and production of two sets of mould，improve product assembly quality，reduce cost greatly.

bus air-conditioning panel；mold development；composite mold

TG76

：B

：1009－9492(2014)10－0044－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.10.012

黃慶專，男，1979年生，福建泉州人，碩士，講師。研究領(lǐng)域：機(jī)電、數(shù)控技術(shù)。已發(fā)表論文11篇。

(編輯：向 飛)

2014－08－20