摘 要

本文利用CAD/CAE技术完成对汽车空调器支架注塑模具结构的设计，主要内容包括以下三个部分，汽车空调支架的三维建模，汽车空调支架注塑过程的数值模拟分析以及详细的模具结构设计。

论文首先分析了塑件的结构特点，然后利用SolidWorks对塑件进行三维建模。数值模拟部分，利用Moldflow进行了浇口位置分析、填充分析、翘曲分析。通过浇口位置分析确定了最佳的浇口位置。通过填充分析确定了型腔的数目及布局，并使用控制变量法确定了最佳的填充参数：模具温度、熔体温度及注射时间。通过翘曲分析找出了影响塑件翘曲的主要因素是收缩冷却不均匀，并对其从保压参数、工艺参数、冷却系统三个方面进行了优化。塑件模具的结构设计主要包括浇注系统设计、冷却系统设计、脱膜系统设计和导向定位系统设计。因为此塑件存在侧向凹孔且需多次分型，所以增加了侧向抽芯机构和定距分型机构。此外，本文还包括型芯型腔尺寸的数值计算和推杆、斜导柱等零件的强度校核。

通过本设计，可以对注塑模具的设计过程有一个初步的认识，了解模具的结构，并对其的工作原理有一定的理解。

关键词：汽车空调支架；侧抽芯机构；定距分型机构；数值分析；模具结构设计

Abstract

In this paper, CAD / CAE technology is used to design the structure of injection mold for automobile air conditioner. The main contents are as follows: three-dimensional modeling of automobile air-conditioning bracket, numerical simulation analysis of injection molding process of automobile air-conditioning support and detailed mold structure design.

Firstly, the paper analyzes the structural characteristics of the plastic parts, and then uses SolidWorks to model the plastic parts in three dimensions. In the numerical simulation part, the gate position analysis, filling analysis and warping analysis were carried out by using moldflow. The optimal gate position was determined by gate position analysis. The number and layout of the cavities were determined by filling analysis, and the optimal fill parameters were determined using the control variable method: mold temperature, melt temperature and injection time. The main factors that affect the warpage of the plastic parts are the uneven cooling and the optimization of the compression parameters, the process parameters and the cooling system. The structural design of the plastic mold mainly includes the design of the pouring system, the design of the cooling system, the design of the stripping system and the design of the guiding system. Because this plastic part of the existence of lateral concave and need to be sub-type, so the increase of the side of the core pulling mechanism and the type of sub-type institutions. In addition, this article also includes the core cavity size of the numerical calculation and putter, diagonal guide column and other parts of the strength check.

Through this design, you can have a preliminary understanding of the design process of injection mold, understand the structure of the mold, and its working principle have a certain understanding..

Key Words：Automotive air conditioning bracket; side core pulling mechanism; fixed pitch type mechanism; numerical analysis; mold structure design

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究的目的与意义 1

1.2国内外研究现状及发展前景 1

1.2.1国外研究现状及发展 1

1.2.2国内研究现状及发展 2

1.3论文的研究内容 2

1.4拟采用的技术方案及措施 2

1.4.1采取的措施 2

1.4.2技术路线 3

1.5小结 4

第2章 汽车空调支架的注塑成型分析 5

2.1　Moldflow软件介绍 5

2.2分析的目标 5

2.3 模流分析的流程图 5

2.4 分析前的准备 6

2.4.1 网格划分 6

2.4.2 网格修复 6

2.5 浇口位置分析 7

2.6成型窗口分析 7

2.7填充分析 8

2.7.1 填充时间 8

2.7.2 速度/压力切换时压力 8

2.7.3 充填结束时压力 9

2.7.4 熔接线 10

2.8填充分析优化 11

2.9翘曲分析 11

2.10翘曲分析优化 12

2.10.1 修改保压曲线 12

2.10.2 改变最大保压压力 13

2.10.3 改变保压时间 14

2.10.4 修改工艺参数 15

2.10.5 改进冷却系统 15

2.11小结 16

第3章 注塑机的选择 17

3.1 注塑机简介 17

3.2 注射机的选用 17

3.2.1 根据最大注射量选用 17

3.2.2 根据最大锁模力选用 18

3.2.3 选用注塑机 18

3.3 注射机的校核 19

3.3.1 最大注塑量的校核 19

3.3.2 锁模力的校核 19

3.3.3 喷嘴尺寸校核 19

3.3.4 模具厚度校核 20

3.3.5 开模行程校核 20

3.4 小结 20

第4章 汽车空调支架的模具结构设计 21

4.1 汽车空调支架的产品分析 21

4.1.1 ABS的主要性能指标 21

4.1.2 ABS的注射成型工艺参数 22

4.2 汽车空调支架的模具总体方案 22

4.2.1 分型面的选择 22

4.2.2 模具的结构形式 22

4.3 汽车空调支架的成型零部件设计 22

4.3.1 成型零部件的尺寸计算 23

4.3.2 成型零部件的壁厚计算 25

4.4汽车空调支架的模架选择 25

4.5汽车空调支架的浇注系统设计 25

4.5.1 主流道系统的设计 25

4.5.2 分流道系统的设计 26

4.5.3 浇口设计 26

4.6汽车空调支架的脱模系统设计 26

4.6.1 脱模力的计算 26

4.6.2 推杆直径的确定 28

4.6.3 推杆板复位机构 28

4.7汽车空调支架的侧抽芯机构设计 29

4.7.1 抽拔距和抽拔力确定 29

4.7.2 斜导柱尺寸计算 29

4.8汽车空调支架的定距分型机构设计 31

4.8.1 开模顺序 31

4.8.2 定距分型机构的分类 31

4.8.3 定距分型机构 31

4.9汽车空调支架的冷却系统设计 32

4.10 汽车空调支架注塑模具详细结构 33

4.11小结 33

第5章 结论 34

参考文献 35

致谢 37

附录A 38

附A1 模具装配图 38

附A2定模零件图 39

附A3定模镶件零件图 39

附A4动模零件图 40

附A5动模镶件零件图 40

第1章 绪论

1.1研究的目的与意义

在现代社会，汽车作为主要的交通运输的方式之一，对人们日常生活影响越来越大。 在发达国家，汽车的市场份额已超过60％，而这一比例仍在持续升高^[1]。 中国在改革开放后，经过30多年的发展，已成为一个汽车拥有量大国。 据统计，中国目前拥有超过1亿辆汽车。 预计到2020年，中国将拥有2亿多辆汽车。

汽车行业的快速发展带来的是汽车模具行业的发展。 尤其是近年来，世界汽车模具行业飞速发展，汽车行业对模具的需求也在不断增加。 汽车的制造过程中，需要用到约500对注射模具^[2]。 大型注塑模具包括车门，前后保险杠，前大灯，手套箱，中央通道和仪表板。精密注塑模具有水箱、风箱等各类接插件。 可以说，注塑模具在汽车模具中占有最大比例，是起决定性作用的。

模具设计的好坏决定塑件的质量，从而影响产品的使用性能。汽车空调压缩机是汽车空调的核心部件，而压缩机支架是用来连接和支撑空调压缩机的重要构件^[3]。另外压缩机支架还要求有一定的减震作用，所以对汽车空调压缩机支架及其模具结构的分析是必不可少的^[4]。