浅谈分体空调底盘注塑模具设计

摘要：针对分体空调底盘在注塑生产时容易破裂、变形的现象，开发了一款结构简单、运行可靠的注塑模具。根据空调底盘的结构，采用组合滑块结构，解决了出风口以及出风口上部螺柱的脱模问题;采用滑块+水平斜顶的脱模结构，解决了中间导风板孔与两端导风板孔中心轴线不在同一直线上的问题;采用斜抽芯+滑块+油缸的脱模结构，解决了空调底盘排水孔容易产生飞边的问题;在斜导柱滑块上安装阻尼弹簧，可以克服滑块在开、合模时对其他模具零件的冲击;将定模斜顶的斜顶座安装在热流道电器件板上，使两板模具有三板模的特点，实现了定模斜顶的脱模问题;在定模斜顶上安装加强杆，有效避免定模斜顶变形的问题。

关键词：空调底盘;注塑模具;定模斜顶

引言

在开发塑料模具时，首先应该分析塑料件的结构，掌握塑料件在整套电器产品中的装配关系及关键尺寸，并参考以前开发同类模具的经验与教训，针对性地进行改善，才能开发出合理的模具。空调底盘是分体空调一个非常关键的零件，主要作用有3个：第一是收集冷凝水，并将冷凝水顺利排出;第二是固定轴流风轮，并使轴流风轮在底盘上旋转时产生的噪音小;第三是空调出风口的导风板能正常摆动，可以将冷空气吹向不同的方向。如果底盘漏水、或者噪音大、或者导风板无法正常摆动，这些故障将严重影响空调的品质。因此，在开发空调底盘模具时，应针对底盘漏水、噪音大、导风板无法正常摆动这三类容易出现的故障，采取预防措施，确保模具能生产出合格的产品。

1产品结构

注塑材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），壁厚为2.5mm，底盘有许多筋位和扣位。左右两端各有一个向下倾斜的排水孔，其直径为Ø16mm，向下倾斜的角度为61°。该孔非常关键，如果排水孔的口部存在飞边，导致冷凝水无法顺利排出，冷凝水积累到一定程序后，将会溢出而引起空调漏水;产品的两端各有一个直径为Ø7mm圆孔，剖面上有一个Ø7mm圆孔，3个孔用来安装导风板，如果这3个孔的中心轴线不在同一直线上，导风板将无法顺利安装，即使安装上去后，也无法正常摆动;内表面呈弧形，带倒扣，如果内表面没有倒扣，轴流风轮在底盘上旋转时会产生很大的噪音;在剖面有一个侧孔，与弧形的内表面相通，该孔为出风口，在出风口的上方有1个直径为Ø9mm螺柱孔，螺柱孔的中心轴与水平面成30°夹角;有1个直径为Ø9mm螺柱孔，向斜上方倾斜。产品上的这些细节特征将直接决定模具上的脱模机构，也是这开发套模具的难点。

2脱模机构

2.1螺柱孔以组合滑块结构实现脱模

产品上有一个出风口，需要用滑块脱模，该滑块称为大滑块，沿水平方向滑动，用油缸带动脱模。在出风口的上方有一个倒扣，倒扣里有4个螺柱，螺柱的轴线与水平面成30°斜角，同样需要用滑块脱模，该滑块称为小滑块，沿螺柱轴线方向滑块，用斜导柱带动脱模。由于两个滑块的开模方向不相同，不能将两个滑块合并成一个滑块。又由于两个滑块的距离很近，无法彼此独立运动。为了解决两个滑块脱模的难题，在大滑块的上表面开设T形槽，作为小滑块的导轨，将小滑块安装在大滑块的导轨上，形成组合滑块。

在开模时，首先是斜导柱带动小滑块在大滑块上表面的導轨上滑动，当小滑块的滑动距离为26mm时，小滑块完成脱模，然后大滑块油缸带动两个滑块一起做脱模运动，直到脱模为止。在合模时，首先大滑块油缸带动两个滑块一起复位，当大滑块复位后，行程开关触碰到限位柱，大滑块停止运动，然后定模板的铲基带动小滑块沿大滑块上表面的导轨滑动，直到完全复位为止。为了防止大、小滑块变形，需增加滑块的强度，最有效的方法是加大两个滑块的横截面尺寸，其中大滑块的尺寸为830mm×322mm×167mm小滑块的尺寸770mm×192mm×112mm，为了防止滑块磨损，在滑块的表面安装耐磨片。

2.2底盘两端的排水孔采用斜抽芯+滑块+油缸的脱模结构

底盘两端排水孔的作用是将底盘收集的冷凝水排出，因此，排水孔口部不能有飞边，否则冷凝水无法顺利排出。模具长时间工作后，由于模具零件磨损或者变形，排水孔的口部可能会产生飞边。针对排水孔口部的飞边，设计了“斜抽芯+滑块+油缸”的脱模机构，主要由斜抽芯、滑块、油缸、压板、支撑柱、锁紧杆和锁紧固定块等零件组成。将滑块安装在动模板的底部，再用压板从动模板底部压住滑块，在压板下方安装支撑柱，支撑柱的一端顶住压板的下底面，另一端固定在动模座板的上表面，起加固的作用，可以防止压板松动。在模具开模时，油缸将滑块侧向拉开，滑块带动斜抽芯沿排水孔的轴线方向脱模。

2.3外表面以及两端的扣位采用斜导柱+弹簧的滑块机构

根据底盘的结构，产品的2个侧面分别设计了一个体积较大的滑块，其中一个滑块是用油缸引导脱模，另一个滑块是用斜导柱引导脱模。斜导柱+滑块机构的运动特点是运动快，由于滑块质量大，为310kg，运动的惯性较大，对模具的冲击非常大，如果不能消除这些滑块的冲击力，将会严重影响模具的寿命与精度。为了减轻滑块对模具零件的冲击，在滑块上安装阻尼弹簧，通过弹簧的阻尼功能减少滑块对模架的冲击作用，有利于延长模具的寿命。为了减少产品两侧滑块的质量对滑块运动的影响，在注塑生产时，将模具竖直安装在注塑机上，由滑块的侧面承担滑块的质量。由于产品两端各有一个质量相同的滑块，一个滑块位于模具的上部，朝上开模，另一个滑块位于模具的下部，朝下开模。这两个滑块的质量都为210kg，都由斜导柱引导滑块运动。

3进料系统及冷却系统

3.1进料系统

空调底盘最常见的故障是注塑生产时产品发生变形，为了防止产品变形，应在模具上设计一套冷却效果良好的冷却系统，使各部分的模具零件温度均匀。空调底盘模具的动模、定模、滑块和斜顶的体积都比较大，这些零件都应该开设独立的冷却水路，而且水路必须靠近胶位。定模部分的冷却系统与动模部分基本相似。

3.2冷却系统

空调底盘的结构复杂，产品较大，尺寸为865mm×254mm×253mm，筋位多。为了防止在注塑生产时产品发生变形，特别是要保证产品两端的Ø7mm圆孔与侧孔筋位上的Ø7mm圆孔轴线在同一直线止，采用热流道进料系统，采用6个进浇点，浇口形状为点浇口。

4模具装配图及工作过程

模具工作过程：开始注塑前，定动模处于合拢状态，氮气弹簧收缩，热流道电器件板与定模板之间的距离为21 mm。开始注塑时，注塑原材料经过预热后进入热流道管中，在热流道管中加热到流体状态后，再进入到型腔中。当注塑完成后，在注塑机的带动下，动、定模在PL处分开，分模时产品留在动模。当模具在开模时，以下个脱模动作同时进行：第一个动作是组合滑块作脱模运动;第二个动作是定模斜顶结构做脱模运动;第三个动作是产品两端的滑块做脱模运动。当动模运动到极限位置后，完成以下个脱模动作：第一个动作是带阻尼弹簧的滑块机构开始脱模;第二个动作是排水孔斜抽芯机构开始脱模;第三个动作是组合滑块的大滑块开始脱模。第四个动作是当大滑块在运动40 mm 后，带动导风板孔脱模机构脱模。当上述脱模动作完成后，注塑机的脱模机构推动模具的推板运动，推板推动推杆斜顶机构将产品从动模型芯中推出。当产品被顶出后，注塑机的脱模机构带动模具进行复位，在复位过程中，模具的运动方向与开模的方向正好相反。当动模、定模完全复位后，开始生产下一个产品。

5生产验证

经生产验证，设计的模具结构合理，开、合模动作稳定可靠，生产周期短，模具维修率低，现正在批量生产。

结论

（1）分体空调底盘的结构复杂，模具上的滑块、斜顶等活动零件较多;而且体积大，长时间工作后，模具会变形，导致在注塑生产时底盘会发生破裂、排水孔的口部飞边较多等现象;针对这些问题，设计了多种不同的脱模机构，解决了空调底盘开裂、排水孔飞边较多的问题;

（2）该模具采取两板模结构、一模一腔的布局，在两板模的热流道电器板与定模座板之间安装氮气弹簧，解决了两板模定模斜顶的脱模问题，使两板模具有三板模的特點;

（3）经生产验证，设计的模具结构合理，开、合模动作稳定可靠，生产周期短，可正常批量生产产品。

参考文献：

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作者简介：田波，男、1981.9、汉族、江苏张家港人、本科、助理工程师、研究方向：模具设计加工、自动化及高精度测量应用