1、 文章编号：（）基于 的空调面板模具设计与模流分析邹泽昌，陈忠士，程艳（福建船政交通职业学院机械与智能制造学院，福建福州 ；福建农林大学机电工程学院，福建福州 ）摘要：运用软件对空调面板进行三维产品设计、模具工艺分析、模流分析和模具结构设计。在空调面板模具结构中，采用热流道转冷流道、多点进胶的浇注系统，有利于克服冷流道进胶系统的弊端。通过斜顶将流道引入到动模型芯、再从内表面进胶，能有效防止产品外表面产生注塑痕迹。根据定、动模镶件结构设计不同的冷却水路，有利于保持模温均匀，提升了冷却效果，使产品快速冷却、定形。关键词：空调面板；产品设计；模流分析；模具设计中图分类号：文献标识码：，（，；，）：，
2、：；收稿日期：基金项目：福建省中青年教师教育科研项目（编号：）。作者简介：邹泽昌，副教授，主要从事机械制造及模具设计方面的研究。模 具 技 术 引言随着消费水平的提高，人们对于产品的要求也越来越高，既希望产品美观漂亮，又希望产品具有非常多的功能。为了实现产品的某些功能，就必须设计一些相应的结构，但产品上的一些细节结构往往会影响到产品的外观，这时就必须从模具结构的角度以及零件间的相互装配关系出发，对塑料件的结构进行分析，在优先满足产品整体功能的前提下，对塑料件的结构进行适当修改，必要时应牺牲塑料件的外观。在结构设计与模具设计中，借助一些智能化的软件如，不但可以设计各种复杂的三维实体，还可以进行模
3、具设计，也可以对三维实体进行模具工艺性检查，提前发现产品设计中的缺陷，及时对产品结构进行修订。还具有模流分析功能，可以在模具设计前，通过模流分析找到合适的进胶位置与进胶点数量，从而可以减少修模、改模的次数。以某品牌的空调面板为例，运用 对其进行三维造型设计、模具工艺分析（如脱模斜度和产品壁厚）、模流分析以及模具结构设计，所有操作都在 软件下完成，有利于提升设计师的工 作 效 率，为 从 事 模 具 设 计 的 同 行 提 供参考。运用 设计空调面板先应用 的拉伸、倒斜角、倒圆角命令创建空调面板的主体部分，再用扫描、旋转等命令创建空调面板上的筋位、扣位等特征。产品的正面比较平滑，如图（）所示，在
4、产品的背面有（）正面结构（）背面结构（）二维图形图空调面板的二维模型 个小支撑柱和倒扣，如图（）所示。还可以 直 接 将 三 维 模 型 转 化 为 二 维 图 形，如图（）所示。运用 进行模具工艺性分析在三维模型设计完成之后，还需要对三维模型进行模具工艺性检查，主要是检查产品的壁厚是否均匀，脱模斜度是否符合要求。如果产品的壁厚突然变厚或变薄，将会导致产品表面出现缩水、变形等现象；如果产品的脱模角度不符合要求，就会出现脱模困难等问题。软件具有模具工艺性检查这方面的功能。在 软件中，单击“壁厚”命令按钮，再输入指定的壁厚值，对于壁厚小于或大于指定值的区域，软件将会用红色标识，如图所示。经检查，该
5、区域为粘贴商标位置，允许壁厚比其他位置略薄一些。图三维模型壁厚检测 有一个拔模分析功能，如图所示，可以检查产品的脱模斜度，对于脱模斜度小于指定值的位置，将会用不同的颜色标识，方便设计图拔模分析 师快速找到该位置，并对产品做出修正。进胶系统设计该空 调 面 板 的 轮 廓 尺 寸 较 大，长 宽 为 ，厚，呈片状，比较单薄，在注塑时容易变形。为了克服冷流道进胶的缺陷，保证产品在注塑生产时不变形，采用多点进胶的热流道转冷流道的进胶系统，如图（）所示。共有点进胶，浇口布局如图（）所示。为了防止产品表面出现进胶痕，将流道引入到动模，从产品的内表面进胶，如图（）所示。将（）热流道转冷流道（）进胶口布局（
6、）从内表面进胶（）将冷流道开设在斜顶上图进胶系统设计 冷流道开设在斜顶上，在开模时由斜顶将流道料顶出，冷流道结构如图（）所示。模流分析在 上安装模流分析外挂软件后，具备模流分析功能。用 模流分析外挂模块对空调 面 板 进 行 模 流 分 析，将 注 塑 压 力 设 为 ，注 塑 时 间 设 为，熔 体 温 度 设 为 ，模温设为，模流分析的效果如图所示。产品上存在困气，主要位于内表面的筋位处，如图（）中白色小点所示。产品外表面有多条熔接线，如图（）所示。在成型效果图上全部显示为绿色，如图（）所示，说明产品的成（）困气位置（）熔接线位置（）成型效果图（）体积收缩率效果图图模流分析 模 具 技 术
7、 型性非常好。体积收缩率效果如图（）所示，可以看出颜色均匀，说明产品的变形小。用 进行 模 流 分 析，分 析 的 效 果 符 合 实 际 生 产情况。顶出系统设计塑料件一般是用推杆顶出的，但推杆的顶出面积较小，产品的受力位置容易变形，严重时产品会出现发白的现象。在这套模具中，改用顶块顶出，在推杆的顶端安装顶块，如图（）所示，其作用是增加受力面积，可以有效防止产品的顶出位置变形。对于产品内表面的倒扣，用斜顶推出，这套模具共有 支斜顶，如图（）所示。除此之外，为了从产品内表面进胶，开设了支斜顶，通过斜顶将冷流道引入到产品内表面，如图（）所示，斜顶在顶出流道料的同时，将产品顶出。（）顶块结构（）斜
8、顶结构（）以斜顶从内表面进胶图顶出系统 冷却系统设计在塑料模具中，冷却系统起非常重要的作用，良好的冷却系统能使模温均匀，并使产品快速冷却，定形，有利于防止产品变形。这套模具的动模镶件上斜顶孔位较多，其内部还有一个小镶件，在动模镶件的一侧分布有个热流道嘴镶件，另一侧分布着个热流道嘴镶件，如图（）所示。热流道镶件的温度较高，需接通冷却水路对其进行冷却。同时，为了避开动模镶件上的孔位，开设了多条直通式水路，冷却水路围绕在动模镶件的周围，使动模镶件上面积较大的区域都能得到冷却。为了防止水路中的冷却水在流通过程中温度逐渐升高，引起模温不均匀，用水塞将直通水路分开，将动模水路分为多条封闭的回路，如图（）所
9、示，其中，回路是动模镶件中小镶件的单独水路。模具的 两 端 各 有 一 个 滑 块，滑 块 冷 却 水 路 如图（）所示。冷流道斜顶的温度较高，需开设独立的冷却水路，将个流道斜顶的冷却水路串联，如图（）所示。定模镶件的一侧分布有个热流道管，另一侧分布个热流道管，如图（）所示。为了使定模镶件的模温均匀，开设了条冷却回路，如图（）所示。热流道管附近的温度较高，需开设冷却水路，即图（）中的冷却回路、和。对于定模镶件中的小镶件，也开设独立的冷却回路，如图（）中的回路。模具结构产品的外观面要求高，为了保证产品的注塑质量，采用两板模热流道模具，从产品内表面进胶。模 具 长 宽 高 为 ，尺寸较大，为了保证
10、顶出平衡，采用油缸带 动 推 板 脱 模，模 具 的 剖 面 结 构 如 图 所示 。结语运用 软件设计空调面板塑料件的三维模型和模具结构，对产品的壁厚、脱模角度等模具工艺进行了分析，并运用 模流分析外挂软件对该产品进行模流分析，整个设计流程都在 下进行，有利于提升设计师的工作效率。另外，在模具设计前进行模流分析，可以提前预知产品存在的问题，模具设计师根据模流分析 （）动模镶件结构（）动模镶件水路（）滑块冷却水路（）流道斜顶的串联水路（）动模镶旁边有热流道管（）定模镶件水路图冷却水路设计 动模底板；推板；推杆固定板；油缸；推板导柱；限位块；动模板；斜顶；斜导柱；铲基；滑块；定模镶件；定模板；定
11、位板；热流道电器接口；热流道板；定模座板；热流道电器件；定位圈；热流道管；热流道嘴；拉料杆；模脚；复位杆图模具结构 的结果对模具结构进行相应的改进，可以提高模具的一次性试模成功率。该模具结构设计合理，采用热流道转冷流道，再从内表面进胶的多点进胶方式，巧妙地解决了产品表面存在注塑缺陷的问题；在定、动模上设置多条独立的冷却回路，有利于保持模温均匀，实现模具正常注塑生产，可为同类模具结构设计提供借鉴。参考文献：张春彬，张织璇基于的电吹风圆扁风口塑件工业造型与注塑模具设计工程塑料应用，（）：，（）：蔡厚道 基于 和 的塑料外壳注塑模具设计与数控加工塑料，（），（）：黄继战，侯世赟，范玉，等 模流分析在
12、汽车后视镜外壳模具设计中的应用塑料科技，（）：，（）：模 具 技 术 张世阳，陈荣创，高广宇，等 商用车外视镜镜框注塑模具设计工程塑料应用，（）：，（）：杨鸿基于 的无人机上盖模流优化分析与模具设计 中国塑料，（）：，（）：孙国栋，刘长华基于 软件的开关盒上盖浇口优化设计 塑料，（）：，（）：徐文俊，郑丽文，周建锋，等基于 的路灯灯罩浇注和冷却系统优化设计 塑料科技，（）：，（）：陈开源，张斌基于 的风机外壳翘曲优化分析塑料，（）：，（）：，王建玲，张丹，王永瑛显微镜镜筒注射模具设计塑料，（）：，（）：王颖，黄卫庭，黄健，等汽车座椅内外侧盖板复杂抽芯注塑模具设计 工程塑料应用，（）：，（）：胡清根，邹彩平，陈弛文复读机面壳注塑模具设计 工程塑料应用，（）：，（）：，张维合，冯婧，闫丽静，等汽车高位制动灯盖板大型注塑模具设计中国塑料，（）：，（）：
