江淮格尔发重卡汽车空调开关设计

台州科技职业学院毕业设计（论文 ） I 目 录 文本成果 摘要 1 关键词 1 引言 1 1 设计任务分析 1 2 方案的初步选定 2 3 方案的详细设计 2 3.1 产品说明 2 3.2 开关模式与参数的确定 3 3.3 开关外壳材料的选择 3 3.4 开关制件成型特点及性能分析 4 3.4.1 零件形状 4 3.4.2 成型特点 4 3.5 塑料零件的结构工艺性 4 3.5.1 尺寸精度 4 3.5.2 表面粗糙度 6 3.5.3 塑件几何形状 6 3.5.4 斜度 6 3.5.5 壁厚 6 3.5.6 加强筋 7 3.5.7 塑件上的孔 7 台州科技职业学院毕业设计（论文 ） II 3.5.8 圆角 7 3.6 开关总造型图 8 4 总结评价 10 致谢 10 参考文献 11 实际成果 重卡汽车空调开关实物及模具实物 12台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 1 - 江淮格尔发 重卡汽车空调开关设计 卢立定 摘要： 本文以江淮格尔发重卡汽车的空调开关为研究对象，对其结构进行了设计，较之以往的产品，本次的设计在结构上进行了创新，所设计的结构合理，有效的改善了使用过程中所导致的卡死现象。 关键词： 重卡开关设计， pro/e 应用 引言 随着人类的生活水平提高一些重型、中性、轻型卡车已经普遍出现在各大城市工地上，在一些炎炎夏日中，卡 车司机在驾驶室中也需要享受空调，为此我设计部门开始设计中卡空调配套件，为此经过我仔细的观察及一些其他公司的产品，发现一般中型卡车司机在车上配置的空调大部分会出现卡死现象，主要原因就是扣脚卡死或者面板背后的开关套件没有全部固定在面板上。综上所述，考虑设计一个不会发生左右摇晃的空调开关，来解决一些中卡司机的心理疙瘩。具有较好的市场前景。 经过市场调查。目前为止，投资重卡的火暴之势依然未减。国内一些资本也开始杀进卡车行业，原来的卡车企业则加快了新车上市及技术改进的步伐。陕汽推出多款专用于煤炭运输的重型自卸汽车 超级运煤王，同时“携手”东风康明斯。上个月，江淮与玉柴两大自主品牌强强联合，确定了江淮汽车新型格尔发重卡将匹配玉柴系列重型柴油机，打造以玉柴系列重型柴油机为核心动力的品牌重卡产品。江淮汽车董秘王敏表示，公司投资亿元建设重卡三大工艺，形成了单班万辆、双班两万辆的两条柔性生产线，目前有一条用于轻卡。他表示，“重卡还是一个学习的过程”，目前月产辆左右，全年计划生产辆，明年达到辆的产量。我公司主要为江淮重卡设计及生产空调控制面板。 1 设计任务分析 本次设计 课题是完成 江淮格尔发 重卡的开关造型设计。主要围绕以下几个任台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 2 - 务展开： （ 1）熟悉 江淮格尔发 重卡空调开关的结构与原理。 （ 2）了解重卡空调开关在实际生活中的应用。 （ 3）加深对产品设计学的理解。 （ 4）完成 江淮格尔发 重卡开关创新设计。 （ 5）完成 江淮格尔发 重卡结构设计。 本次毕业设计需要具备一定的计算机应用以及分析产品和设计产品的能力，和有效查阅书籍的能力。在毕业设计过程中，我借助 PRO/E 软件进行塑件的 3D造型、塑件的分模等，同时利用 AutoCAD 软件进行二维图的绘制。 2 方案的初步选定 （ 1）熟悉重卡空 调开关的使用以及开关的档位设计 （ 2）对于制件的特性进行分析，如开关外壳材料的选择、成型特点及性能等。 （ 3）对塑料零件的结构工艺性进行概括分析。 （ 4）制作开关的底座、外壳、轴心和 3D外观图。 3 方案的详细设计 3.1 产品说明 本实用新型涉及汽车空调用风挡开关，在双面板上设有过孔，电源输入铜片、常闭输出铜片及 挡、 挡、 挡、 挡调节挡铜片分布在每一过孔相对的正反面区域，过孔内沉积有导电介质使每一正面铜片与反面铜片相连通，动触片上有凸台、，凸台始终与电源输入铜片相接触，凸台与常闭输出铜片接触或不接触，凸台与 挡、 挡、 挡、 挡调节挡铜片接触或不接触，动触片上的凸台与正面不同位置的铜片相接触构成不同的调节回路，引线从反面铜片引出。本实用新型将控制挡位输出的铜片通过板上的过孔连接起来，省略了繁琐的注塑过程；模具制造简单，注塑完后产品平面不易变形；铜片的形状简单平整、抗压能力强。 台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 3 - 江淮格尔发 重卡汽车空调开关设计图 3.2 开关模式与参数的确定 开关模式的主要有四个档位，风量大小，一档二档三档四档还有零档。开关的参数，由骨架的数据，空间大小以及位置关系去顶开 关大小。 3.3 开关外壳材料的选择 本产品是开关外壳，首先从它的使用性能上分析必须具备有一定的耐热性、化学稳定性和电气性能。能满足以上性能的塑料有多种，但从材料的来源以及材料的成本考虑。 表 3.1 塑件的原材料分析 塑料品种 结构特点 使用温度 化学稳定性 性能特点 成型特点 聚碳酸酯 PC 线性结构非结晶型 -130130 较好 比较稳定 刚而韧，抗冲击性好，耐高低温，耐应力，开裂性差，有一定的吸水性。 成型性能良好，成型前原料干燥 结论 该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成 型前原料要干燥处理 台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 4 - 表 3.2 塑件的原材料分析 密度 比溶 吸水率 熔点 收缩率 热变形温度 1.021.05 0.80.98 0.2%0.4% 130160 0.3%0.8% 83103 抗拉强度 拉伸弹性模量 弯曲强度 冲击强度 硬度 体积电阻率 50MPa 1.8 107MPa 80Mpa 11KJ/m2 9.7HB 6.9 1016 综上所述，此次开关壳材料采用 ABS+PC，这两种材料有不同的缺点。 PC 流动性， 但机械性能好。 ABS 流动性、电镀、喷涂效果好，但机械性能不如 PC。如果有电镀要求，则材料中 PC 的含量不能大于 30%，因为加 PC 后对电镀的附着力有影响。 该塑件为 开关壳 ，要求具有一定的强度、刚度、耐热和耐磨损等性能，同时还必须满足绝缘性。 ABS 合成塑料以其具有很好的韧性 ( 抗震性 ) 、密封性，很高的机械强度，耐化学腐蚀，拿在手上很有质感的特点而受到人们的青睐。 根据以上特点以及经济因素，采用 ABS 与 PC 合成塑料，其收缩率为 0.6%。 3.4 开关制件成型特点及性能分析 3.4.1 零件形状 本零件为空调开关 ,零件形状见 江淮格尔发 重卡汽车空调开关设计图。 3.4.2 成型特点 ABS 在升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大； ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制 50 60 C，要求塑件光泽和耐热时，应控制 60 80。 3.5 塑料零件的结构工艺性 3.5.1 尺寸精度 影响尺寸精度的因素和多，首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 5 - 是塑料收缩率的波 动及成型时工艺条件的变化、塑件成型后时效变化和模具结构形状等。因塑件的尺寸精度往往不高，应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。 塑件公差数值根据 SJ1372-78 塑料制件公差数值标准确定。精度等级选用根据 SJ1372-78 选择，本零件配合要求不高，精度等级选择一般精度，为级精度，无公差值者，按级精度取值，如表所示。 表 3-4.1 尺寸公差 （ ） 基本尺寸 精度等级 基本尺寸 精度等级 0.12 0.48 65 80 0.38 1.6 3 6 0.14 0.56 80 100 0.44 1.8 6 10 0.16 0.61 100 120 0.50 2.0 10 14 0.18 0.72 120 140 0.56 2.2 14 18 0.20 0.80 140 160 0.62 2.4 18 24 0.22 0.88 160 180 0.68 2.7 24 30 0.24 0.96 180 200 0.74 3.0 30 40 0.26 1.0 200 225 0.82 3.3 40 50 0.28 1.2 225 250 0.90 3.6 50 65 0.32 1.4 250 280 1.0 4.0 65 80 0.38 1.60 280 315 1.60 6.40 针对大于 500mm 的塑件，其尺寸公差值 (um)可采用下述公式进行计算，并按照要求相应的圆整。 0 . 1( 0 . 0 2 7 )ssA L L （ 3-1） 式中 A 精度登记系数 ,由表 4查得 sL 塑料基本尺寸（ mm） 表 3-4.2 塑件精度等级系数 精度等级 MT1 MT2 MT3 MT4 MT5 MT6 MT7 等级系数 40 55 75 110 150 220 300 台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 6 - 对式 (3-1)所求塑料公差值 的圆整要求是：当公差计算值 2.00mm 时，应按 0.1mm 的整数倍圆整；当 2.00mm 时，应按 0.02mm 的整数倍进行圆整。另外 ，当所计算部分的尺寸受模具活动影响时，由式（ 3-1）所求得的 还应增加附加值； MT1、 MT2 级取附加值 0.10mm， MT3 MT7 级取附加值 0.20mm。 3.5.2 表面粗糙度 本塑件的外观要求高，表面粗糙度应取低些。一般模具表面粗糙度要比塑件要求低 1 2 级。一般塑件的表面粗糙度为 Ra0.8 0.2 m 之间。某些制品的表面要求较高时 ,可取 Ra0.4 0.025 m,甚至可达到镜面。本塑件的表面粗糙度取Ra0.2 m。 3.5.3 塑件几何形状 塑件在满足 功能要求的前提下，塑料的整体结构上主要是力求避免有内、外侧孔与侧凹，以简化模具结构，避免采用侧向抽芯与分体结构，其内外表面形状应尽可能保证有利于成型。 3.5.4 斜度 塑件冷却时收缩会使它紧紧包紧型芯或型腔中的凸起部分，因此，为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时必须塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下，脱模斜度可以取大一些。当壁较厚、形状复杂、塑料收缩率较大或采用增强塑料时，取大值；塑料上的凸起或 加强肋应带上 =2 6的斜度；一般情况下开模时要求塑料留在型芯的一侧，即如图所示之 1 2,当塑件高度 h3mm 时，可不用采用设计脱模斜度。 塑件外形以型腔大端为准，尺寸要符合图纸要求，斜度沿形状减小方向。要求开模后塑件留在型芯上，塑件内表面的脱模斜度小于外表面的脱模斜度。在开模后塑件留在型腔内，查表知 ABS 的脱模斜度为：型腔： 40 1 20；型芯：35 1。在本次设计的塑件中，在长 115mm 的两侧外面已设计成脱模斜度为1，内侧 40。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。 3.5.5 壁厚 塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求：具有足够的台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 7 - 强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够受装配时的紧固力。 同一塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂在要求必需有不同壁厚时，不同壁厚的比例不应超过，且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。总之 ,在满足使用、工艺可行的前提下 ,尽量减少塑料壁厚 .塑料壁厚 S一般在 0.8 6mm 范围内 ,最常用的壁厚为 1 3mm。 从提供的产品来看其壁厚，最外边的壁厚和部分底面的壁厚为 3mm，其余各边的壁厚为 2mm。 3.5.6 加强筋 由于塑件壁厚较小，而且要承受一定的压力和震动，因此要增加塑件的强度和避免塑件变形翘曲，此时用增加壁厚的办法来提高塑件的强度是不合理的，且易产生缩孔或凹陷。 为了使塑件有一定的强度和刚度，同时又能避免因壁过厚而产生成型缺陷，在塑件内侧增设了 两 处加强筋，厚度 为 1mm，并做 1 斜度。 塑件在须设置加强筋处的参数为：塑件厚度 1mm，筋沿着 U 盘盖外壳分布。最高处高度为 3mm，设置在盖开口 4.42mm 处，长度为 10mm。 3.5.7 塑件上的孔 制品上各种孔的应尽可能的开设在不削弱制品的机械强度的部位，孔的形状也尽可能的不增加模具制造工艺的复杂性。 塑件上孔的开设 ,应力求避免模具采用侧抽芯 ；应避免开设在削弱塑件强度的部位。当孔是用于装配受力时 ,应在此处设置凸台 ,将孔开在凸台上 ；孔与孔之间、孔与边壁之间均应留足够的距离 ,其推荐数锯见表 2-5 表 2-5 孔间距、孔边 (壁 )距与孔深的关系 孔径 1.6 1.6 2.4 2.4 3.2 3.2 4.8 4.8 6.4 6.41 2.7 孔间距 2.4 3.6 2.8 4.6 4.0 6.4 5.5 8.0 6.4 11 6.4 22 3.5.8 圆角 在塑料所以表面的相交处或转角处都应采用圆弧过渡，以改熔体的冲模状态，避免模具与塑件在加工与使用过程中的应力集中。 导致应力开裂、尺寸变化、强度下降。因此在设计上需注意，在制品转角部位应加 R，并尽量避免壁厚不均。 台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 8 - 一般， R外=1.5S， R内=R外/2，但内、外圆角半径都应 0.5mm，对厚度不等的两壁间的转角半径 R 按平均壁厚计算。对塑件的拐角位于分型面上时，允许采用锐角、直角或钝角。 3.6 开关总造型图 台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 9 - 台 州科技职业学院毕业设计（论文） - 10 - 4 总结评价 本文所设计的江淮格尔发重卡汽车的空调开关结构，较之以往的产品，本次的设计在结构上进行了创新，所设计的结构合理，有效的改善了使用过程中所导致的卡死现象。 致 谢 在本次设计中，由于缺乏实际生产经验，遇到很多自身难以解决问题，也产生了一些不完善、甚至错误的设计思想。在各位老师和同学的指导和帮助下，使我的毕业设计能顺利完成。 在这里最主要感谢我的指导老师陈晓老师。我的毕