蒸发器上壳体模具设计

磨界中人

1 塑件工艺分析
" [; S2 E9 ], R2 q7 q  J蒸发器上壳体结构如图1所示，外形尺寸为1000 mn x 320 nm x 75 nm,壁厚为3. 0 mn,材料采用德国大众汽车公司TL 52231标准的ABS/PC.它是多功能商务车空调系统中的一个塑件，安装在汽车内顶部，依靠两边的金属支架支撑固定。此塑件属汽车外观件.侧面有皮纹，要求外表美观。侧面皮纹区域不允许出现划伤、气泡、缩孔和银纹等缺陷。塑件还要求具有较高的扰弯强度、较好的缺口冲击韧性、较好的热变形稳定性、较高的耐寒性、较高的耐日晒色牢度和较好的阻燃性。塑件采用注射成型方式生产。
! b$ I. s. S) ?( H3 G; O9 A 2 模具浇注系统设计
由于塑件分型投影面积非常大，而且特别长，塑件上还有2条非常窄(1.0mm)且高(23.0mm)的功能筋;还由于原材料是ABS/PC,并采用了增韧，流动性很差，如采用普通流道系统填充困难，而且容易产生熔接痕等缺陷，使所生产的塑件性能达不到要求，并产生大量的浇注系统凝料。现通过对塑件结构、性能、功能要求进行分析，决定模具采用热流道系统，6处点浇口进料，布局如图2所示，解决了上述问题，且不会产生浇注系统凝料，降低了塑件成本。
热流道系统主要由喷嘴、热流道板、加热元件、连接器和温控器组成。因为蒸发器上壳体材料中没有添加玻璃纤维，属于一般工程塑料，故采用针阀式喷嘴(尖嘴材料采用铁铜，表面镀钛处理)，喷嘴结构如图3所示。针阀式喷嘴在技术上比较先进，具有以下优点:①在制品上不会留下浇口痕迹;②可防止开模时出现牵丝及流涎现象;③当注塑机螺杆后退时.可有效防止从模腔中反吸物料;④能配合顺序控制以减少制品熔接痕，减小塑件变形。喷嘴采用高硬度嘴身、高隔热材料隔热环和隔热套、高耐磨、高隔热浇口套和嘴芯，可有效阻止热量损失.提高使用寿命。
. m+ @, i5 c: I- m) m- v, J 热流道板的主要任务是保持恒温条件下将熔体从主流道送入各个单独喷嘴，使熔体在传送过程中压力降尽可能小，并不允许材料降解。常用热流道板形式有:一字型,H型,Y型,X型。热流道板按加热方式分为外加热式流道板和内加热式流道板两大类。本模具采用内加热式热流道板，结构形式如图4所示。
热流道加热元件是热流道系统的重要组成部分.其加热精度和使用寿命对于注射工艺控制和热流道系统工作稳定性影响较大.一般有加热棒、加热圈、管式加热器、螺旋式加热器(加热盘条)等。
4 d4 l0 N. r5 y7 `$ [9 `  @% H连接器是温控器与热流道板中加热元件之间的的连接件。本模具采用阻燃等级为V0级、污染等级为3(C),防护等级为IP65，且安装连接简洁快速的16芯连接器。
温控器是对热流道系统各个位置进行温度控制的仪器，由低端向高端分别有通断位式、积分微分比例控制式和新型智能化温控器等，根据需要，用户可以同其他模内组件配合使用。本模具采用新型智能化温控器，它采用了数字校正系统，内置常用热电偶和热电阻非线性校正表格，测量精确稳定，并采用了先进的月人工智能技术配合PID调节算法(简称APID)，解决了标准PID算法容易超调的问题，控制精度较高。
* V5 t, }/ C8 \3 i3 a3 模具结构设计及液压抽芯的应用
蒸发器上壳体注射模结构如图5所示。
为了便于区分热流道浇注系统，现把它单独提取出来，见图5中件1，本模具热流道浇注系统与型腔板2形成一个整体。
该塑件属汽车内饰件，要求外表美观，与其他零件配合间隙均匀。模具分型面选在图6所示凸台区域，型腔与型芯固定板配合区域抬空，间隙1mm,既降价了模具制造装配难度，又避免了飞边的产生。模具合模采用4个矩形定位元件，以防止模具开合模时由于错位而引起塑件配合尺寸变化，造成塑件装配间隙不均。矩形定位元件如图7所示。
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) B' G9 d/ V" ~& I/ J6 _3 ^ 塑件上的2条窄而高的功能筋，如果模具采用整体式结构，功能筋采用普通电火花加工，则无法有效地进行表面抛光处理，功能筋区域表面粗糙度差，会影响塑件脱模，还容易在此附近区域产生顶白。为了解决上述问题，模具型芯采用了镶拼式结构，见图5中件3和件4，这样就解决了模具抛光问题。
功能筋与塑件内壁表面间距非常小，如图8所示，但此处塑件对模具的包紧力非常大，脱模困难，因此此处必须添加顶出机构。如果选用圆推杆，则推杆直径非常小，最大只能取$4m;如果选择扁推杆，则推杆横截面积可以取得大些。这2种方式都是直接顶到塑件壁上，当包紧力比较大时，容易顶坏塑件或产生顶白。本模具选择扁推杆和推管，推管顶在功能筋与塑件内壁间的圆柱台上，这样就不会出现顶白缺陷。

$ }6 {! a( L" V" C  B 塑件上的4个圆柱台上的盲孔与脱模方向成2D.角，必须先脱出盲孔，然后再整个塑件脱模。盲孔的脱模方澎反多，但是由于所要抽芯的盲孔在塑件上所处的位置和与脱模方向的夹角过大，采用机械斜导柱抽芯不稳定可靠，容易发生锁死现象，模具外形尺寸也要大大增加。采用镶块随塑件取出方式，虽然模具成本降低。但是增加了操作人员的劳动强度，注射生产周期变长，塑件还容易产生飞边。现采用图9所示液压抽芯机构，解决了上述缺陷，减小了模具夕屏尺寸，提高了生产效率，节约了生产成本。
$ |8 y, e/ P) g; N) }4 J+ A, f, o模具现已投入大批量生产，实践证明，模具设计合理，比原来采用普通流道和机械斜导柱抽芯的模具生产效率提高约8%，生产成本降低约12%,塑件质量也有较大提高。
- r' w1 g0 w& X8 G% `' V5 a文章关键词： 模具、塑料