1、第四章第四章 热塑性塑料注射模设计热塑性塑料注射模设计 第五节第五节 推出机构设计推出机构设计第六节第六节 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计第七节第七节 温度调节系统设计温度调节系统设计第八节第八节 塑料油壶盖注射模设计塑料油壶盖注射模设计第五节第五节 推出机构设计推出机构设计 在注射成形的每一循环中，塑件必须由模具型腔中取出。完成取出塑件这个动作的机构就是推出机构，也称为脱模机构。推出机构的设计原则有以下几个方面：(1)机构应尽量简单可靠，推出机构的运动要准确、可靠、灵活，无卡死现象，机构本身要有足够的刚度和强度，足以克服脱模阻力。(2)保证制品不因推出而变形损坏，这是对推出机构
2、的最基本要求。在设计时要正确估计塑件对模具粘附力的大小和所在位置，合理地设置推出部位，使推出力能均匀合理地分布，要让塑件能平稳地从模具中脱出而不会产生变形。推出力应作用在不易使塑件产生变形的部位，如加强筋、凸缘、厚壁处等。应尽量避免使推出力作用在塑件平面位置上。(3)推出力的分布应尽量靠近型芯(因型芯处包紧力最大)，且推出面积应尽可能大，以防塑件被推坏。(4)推出脱模行程应恰当合理，保证制品可靠脱模。(5)若推出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般使推杆与塑件接触部位处凹进塑件0.1毫米左右，而推杆端面则应高于基准面，否则塑件表面会出现凸起影响基准面的平整和外观。
3、4.5.1 推出机构的驱动方式推出机构的驱动方式 1手动脱模手动脱模 手动脱模是指当模具分型后，用人工操纵推出机构(如手动杠杆)取出塑件。手动脱模时，工人的劳动强度大，生产效率低，推出力受人力限制，不能很大。但是推出动作平稳，对塑件无撞击，脱模后制品不易变形，操作安全。在大批量生产中不宜采用这种脱模方式。2机动脱模机动脱模 利用注射机的开模动力，分型后塑件随动模一起移动，达到一定位置时，脱模机构被机床上固定不动的推杆推住，不再随动模移动，此时脱模机构动作，把塑件从动模上脱下来。这种推出方式具有生产效率高，工人劳动强度低且推出力大等优点，但对塑件会产生撞击。3液压或气动推出液压或气动推出 在注射
4、机上专门设有推出油缸，由它带动推出机构实现脱模，或设有专门的气源和气路，通过型腔里微小的推出气孔，靠压缩空气吹出塑件。这两种推出方式的推出力可以控制，气动推出时塑件上还不留推出痕迹，但需要增设专门的液动或气动装置。4带螺纹塑件的推出机构带螺纹塑件的推出机构 成形带螺纹的塑件时，脱模前需靠专门的旋转机构先将螺纹型芯或型环旋离塑件，然后再将塑件从动模上推下，脱螺纹机构也有手动和机动两种方式。4.5.2 推出力的计算推出力的计算 注射成形过程中，型腔内熔融塑料因固化收缩包在型芯上，为使塑件能自动脱落，在模具开启后就需在塑件上施加一推出力。推出力是确定推出机构结构和尺寸的依据，其近似计算式为：FA p
5、（cossin）（4-23）式中:F-推出力；A-塑件包容型芯的面积，mm2；p-塑件对型芯单位面积上的包紧力。一般情 况下，模外冷却的塑件，p 取2.41073.9107Pa；模内冷却的塑件，p 取0.81071.2107Pa；-塑件对钢的摩擦系数，为0.10.3；-脱模斜度。从式(4-1)可以看出，推出力的大小随着塑件包容型芯的面积增加而增大，随着脱模斜度增大而减小，同时也和塑料与钢（型芯材料）之间的摩擦系数有关。实际上，影响脱模力的因素很多，型芯的表面粗糙度、成形的工艺条件、大气压力及推出机构本身在推出运动时的摩擦阻力等都会影响推出力的大小。4.5.3 一次推出机构一次推出机构 塑件在推
6、出零件的作用下，通过一次推出动作，就能将塑件全部脱出。这种类型的脱模机构即为一次推出机构，也称为简单脱模机构。它是最常见的，也是应用最广的一种脱模机构。一般有以下几种形式。1.推杆脱模机构推杆脱模机构 （1）机构组成和动作原理 推杆脱模是最典型的一次推出机构，它结构简单，制造容易且维修方便，其机构组成和动作原理如图4-76所示。它是由推杆1、推杆固定板2、推板导套3、推板导柱4、推杆垫板5、拉料杆6、复位杆7和限位钉8等所组成的。推杆、拉料杆、复位杆都装在推杆固定板2上，然后用螺钉将推杆固定板和推杆垫板连接固定成一个整体，当模具打开并达到一定距离后，注射机上的机床推杆将模具的推出机构挡住，使其
7、停止随动模一起的移动，而动模部分还在继续移动后退，于是塑件连同浇注系统一起从动模中脱出。合模时，复位杆首先与定模分型面相接触，使推出机构与动模产生相反方向的相对移动。模具完全闭合后，推出机构便回复到了初始的位置(由限位钉8保证最终停止位置)。（2）推杆的设计 国家标准规定的推杆有三种：推杆、扁推杆、带肩推杆，他们的设计已经国家标准化，具体参见第八章。推杆的位置应合理布置，其原则是：根据制品的尺寸，尽可能使推杆位置均匀对称，以及使制品所受的推出力均衡，并避免推杆弯曲变形。如果因为制品的某些特殊需要，推出位置必须设在制品的外表面时，可在推杆的工作端面加工一些装饰性标志。生产实践中使用的推杆如图4-
8、77所示。（3）推杆的固定方法 推杆的固定方法如图4-78所示。图4-78(a)为轴肩垫板连接，是最常用的固定方式。推杆与固定孔间应留一定的间隙，装配时推杆轴线可作少许移动，以保证推杆与型芯固定板上的推杆孔之间的同心度，并建议钻孔时采用配加工的方法。图4-78(b)是采用等厚垫圈垫在推出固定板与垫板之间，这样可免去在固定板上加工凹坑。图4-78(c)的特点是推杆高度可以调节，螺母起固定锁紧作用。图4-78(d)、(f)是采用顶丝和螺钉固定。以上三种固定方法均可省去垫板。图4-78(e)用于较细的推杆，以铆接的方法固定。（4）推杆的装配 推杆与推杆孔间为间隙配合，一船选H7/f6，其配合间隙兼有
9、排气作用，但不应大于所用塑料的排气间隙，以防漏料。配合长度一般为推杆直径的23倍。推杆端面应精细抛光，因其已构成形腔的一部分。为了不影响塑件的装配和使用，推杆端面应高出型腔表面0.1毫米。（5）复位装置 推杆或推套将塑件推出后，必须返回其原始位置，才能合模进行下一次注射成形。最常用的方法是复位杆复位，这种复位杆又名回程杆。这种方法经济、简单，回程动作稳定可靠。其工作过程如图4-1所示，当开模时，推杆、复位杆都向右推出，复位杆突出模具的表面；当注射模闭合时，复位杆与定模分型面接触，注射机继续闭合时，则使复位杆随同推出机构一同返回原始位置。复位杆的设计已经国家标准化，具体参见第八章。复位杆及其在注
10、射模中应用如图4-79所示。有时，需要在模具闭合之前使推杆或推套复位(如某些带活动成形芯的注射模)，就应当采用弹簧复位的办法。图4-80所示就是弹簧复位的推出机构。注射成形后，注射机的推杆推动推板2，这时，弹簧5受到压缩，推杆3就将塑件推出。合模时，弹簧5又回复原有长度，将推板2与推杆3一同弹回原来的位置。想一想想一想 除了复位杆和弹簧复位之外，还有什么复位方法？（6）导向装置导向装置 对大型模具设置的推杆数量较多或由于塑件推出部位面积的限制，推杆必须作成细长形时以及推出机构受力不均衡时(脱模力的总重心与机床推杆不重合)，推出后，推板可能发生偏斜，造成推杆弯曲或折断，此时应考虑设置导向装置，以
11、保证推出板移动时不发生偏斜。一般采用推板导柱，也可加上推板导套来实现导向,如图4-76示。推板导柱和推板导套的设计已经国家标准化，具体参见第八章。推板导柱与导向孔或推板导套的配合长度不应小于10毫米。当动模垫板支撑跨度较大时，推板导柱还可兼起辅助支撑作用。推杆推出是应用最广的一种推出形式，它几乎可以适用于各种形状塑件的脱模。但其推出力作用面积较小，如设计不当，易发生塑件被推坏的情况，而且还会在塑件上留下明显的推出痕迹。2.推管脱模机构推管脱模机构 推管脱模机构它适于环形、筒形塑件或带有孔的部分的塑件的推出，用于一模多腔成形更为有利。由于推管整个周边接触塑件，故推出塑件的力量均匀，塑件不易变形，
12、也不会留下明显的推出痕迹。生产实践中使用的推管如图4-81所示。对于台阶筒体和锥形筒体，如图4-82(a)、(b)所示，只能用推管脱模。推管脱模机构要求推管内外表面都能顺利滑动。其滑动长度的淬火硬度为HRC50左右，且等于脱模行程与配合长度之和，再加上56mm余量。非配合长度均应用0.51mm的双面间隙。推管在推出位置与型芯应有810mm的配合长度，推管壁厚应在1.5mm以上。必要时采用阶梯推管，见图4-82(a)。推管脱模机构有三类形式：(1)长型芯 型芯紧固在模具底板上，见图4-82(a)。结构可靠，但底板加厚，型芯延长只用于脱模行程不大的场合。(2)中长型芯 推管用推杆推拉，见图4-82
13、(b)。该结构的型芯和推管可较短些，但动模板因容纳脱模行程而增厚。(3)短型芯 见图4-82(c)。这种结构使用较多。为避免型芯固定凸肩与运动推管相干涉，型芯凸肩须有缺口，或用键固定，致使型芯固定不可靠，且推管必须开窗，或剖切成(23)个脚，致使推管被削弱，制造亦困难。3.推板脱模机构推板脱模机构 对于薄壁容器、壳体以及表面不允许有推出的痕迹的制品，需要采用推板推出机构，推板也称推件板。在分型面处从壳体塑件的周边推出，推出力大且均匀。对侧壁脱模阻力较大的薄壁箱体或圆筒制品，推出后外观上几乎不留痕迹，这对透明塑件尤为重要。推板脱模机构不需要回程杆复位。推板应由模具的导柱导向机构导向定位，以防止推
14、板孔与型芯间的过度磨损和偏移。为防止推杆与推板分离，推板滑出导柱，推杆与推板用螺纹联接，见图4-83(a)。应注意，该种结构在合模时，推板与模具底脚之间应留S=23mm的间隙。当导柱足够长时，推杆与推板也可不作联接，见图4-83(b)。对于有多个圆柱型芯相配的推件板，大多镶上淬火套与型芯相配，便于加工和调换，见图4-83(a)。图4-83(c)的结构适用于两侧具有推杆的注射机，模具结构可简化，但推板要增大并加厚。推板与型芯之间要有高精度的间隙、均匀的动配合。要使推板灵活脱模和回复，又不能有塑料熔体溢料。为防止过度磨损和咬合发生，推板孔与型芯应作淬火处理。推板脱模的分型面应尽可能为简单无曲折的平
15、面。在一些场合，如图4-84所示，在推板与型芯间留有单边0.2mm左右间距，避免两者之间接触。并又有锥形配合面起辅助定位作用，可防止推板孔偏心而引起溢料，其斜度为10左右。对于大型深腔容器，特别是软质塑料，为防止过大脱模力使制品壁产生皱折，应该给成形时所形成的真空腔引气，图4-85就是这种装置。开模时大气克服弹簧力将菌型推杆抬起而进气。当然也可将菌型推杆与推板相连，同步推推进气。4.推块脱模机构推块脱模机构 对于端面平直的无孔塑件，或仅带有小孔的塑件，为保证塑件在模具打开时能留到动模一侧，一般都把型腔安排在动模一侧，如果塑件表面不希望留下推杆痕迹，必须采用推块机构推推塑件，如图4-86所示。对
16、于齿轮类或一些带有凸缘的制品，如果采用推杆推出容易变形或者是采用推板推出容易使制品粘附模具时，也需采用推块作为推出零件。推动推块的推杆如果用螺纹连接在推块上，则复位杆可以与推杆安装在同一块固定板上，如图4-86(a)所示。如果推块与推杆无螺纹连接，必须采用图4-86(b)所示的复位方法。推块实际上成为型腔底板或构成形腔底面大部分，推件运动的配合间隙既要小于溢料间隙，又不产生过大的摩擦磨损，这就对配合面间的加工，特别是非圆形推块的配合面提出很高要求，常常要在装配时研磨。5.拉板脱模机构拉板脱模机构 拉板脱模机构是推板脱模机构的特殊形式，适用的塑件与一般推板脱模机构相同。但拉板不是由推杆推动，而是
17、由定距拉杆、伸缩性定距拉杆或链条拉动。这些拉动零件的两端分别与动、定模相连，模具打开时动模后退，这些零件拉动拉板将塑件从主型芯上脱下。图4-87所示即为伸缩性定距拉杆拉动的拉板脱模机构，脱模距等于L1+L2+L3。拉板脱模机构的优点是省去了推杆及其固定板，可简化模具结构，减小模具高度，对于开模行程受模具高度影响的注射机，可以增大有效开模行程，增加脱模距。6.多元件组合推出脱模机构多元件组合推出脱模机构 对于一些深腔壳体、薄壁制品以及带有局部环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂制品，如果对它们只采用某一种推出零件，往往容易使制品在推出过程中出现缺陷，可采用两种或两种以上的推出零件，如图4-88所示。4
18、.5.4 二次推出机构二次推出机构 一次脱模机构是在脱模机构推推运动中一次将塑件脱出的，这些塑件因为形状简单，仅仅是从型芯上脱下或仅从型腔内脱出。对于形状复杂的塑件，因模具型面结构复杂，塑件被推推的半模部分(一般是动模部分)既有型芯，又有型腔或型腔的一部分，必须将塑件既从被包紧的型芯上，又从被粘附的型腔中脱出，脱模阻力是比较大的，若由一次动作完成，势必造成塑件变形、损坏，或者在一次推出动作后，仍然不能从模具内取下或脱落。对于这种情况，模具结构中必须设置两套脱模机构，在一个完整的脱模行程中，使两套脱模机构分阶段工作，分别完成相应的顶推塑件的动作，以便达到分散总的脱模阻力和顺利脱件的目的，这样的脱
19、模机构称为二次推出机构。设计二次推出机构时应注意，第一次推推的脱模力大，应不使制品损伤；而第二次脱模应有较大的行程，保证制件自动坠落。机构的动作顺序安排为：第一次脱模时，两级脱模机构所有元件应同步推进。在一次脱模结束后，一次脱模元件静止不动而二次脱模元件沿原脱模方向继续运动，或者二次脱模元件超前于一次脱模元件向前运动（两者都动但速度不同），直至将塑件完全脱出。为此，一次脱模元件在推推中，要用滑块让位、摆杆外摆、钢球打滑、弹簧、限位螺钉等方法使一次脱模元件在一次脱模结束后不动或慢速运动，从而达到使两套脱模机构分阶段工作的目的。二次脱模机构形式很多，仅选出以下数例予以简介。1.弹开式二次推出机构弹
20、开式二次推出机构 图4-89是弹开式二次推出机构。图4-89(a)是尚未推出的状态。模具打开后，由于弹簧4的作用，使动模板2移动距离1，塑件从型芯上脱下1距离，为一级脱模，如图4-89(b)所示；因塑件带脱模斜度，这时就消除了或大大减小了对型芯的包紧力。当模具推出机构开始工作时，就将塑件从动模型腔内和型芯的剩余部分上脱出，如图4-89(c)所示。设计该机构时应注意使：L=h，L2h121LL 2.八字摆杆式二次推出机构八字摆杆式二次推出机构 如图4-90所示为八字形摆杆式二次推出机构。它有两个对称的呈八字状的摆杆11。并有两块推板，一次推板10和二次推板2。凹模型腔板7将制品从凸模6上脱出，该
21、型腔板经推杆9与一次推板10相连。推杆5将制品从凹模型腔板推出，该推杆与二次推板2相连。两块推板之间有一定距块1，使推杆5在一次推出时能与型腔板同步。开模后，注射机推推一次推板10，经推杆9带动型腔板移动距离S1，实现塑件与凸模的一次推出动作。在此过程中，由于定距块1的传力作用，二次推板2和推杆5均与型腔板同步。一次推出完成后，摆杆ll在一次推板10作用下，转过一定角度和二次推板2接触。继续开模时，一次推板10经摆杆11迫使二次推板2和推杆5产生超前推出动作，使制品在推杆5作用下从凹模型腔板中脱出S4距离，实现了二次推出。该机构的推出行程、制品高度和其他有关几何要素之间关系如下：摆杆转角一般可
22、取45；并且符合 3.斜楔滑块式二次推出机构斜楔滑块式二次推出机构 如图4-91所示为斜楔滑块式二次推出机构。开模一定距离后，注射机的推推装置通过推杆底板12同时驱动推杆9和凹模型腔板7移动，使制品与凸模8脱离，实现第一次推出动作。在这次推出中，斜楔6推动滑块4向模具中心移动。但由于此时滑块4与推杆2还存在平面接触，推杆2保持3与推杆9与型腔板7同步运动。一旦一次推出结束，推杆2会坠落在滑块4的圆孔中，这样凹模型腔板7便停止运动。而推杆9在继续运动，直到把制品从凹模型腔板中脱出，实现第二次推出。推出行程与制品高度的关系为 4.5.5 浇注系统凝料的推出和自动脱落浇注系统凝料的推出和自动脱落 自
23、动化生产要求模具的操作也能全部自动化，除塑件能实现自动化脱落外，浇注系统凝料亦要求能自动脱落。1.普通浇注系统凝料推出和自动脱落普通浇注系统凝料推出和自动脱落 这种浇注系统凝料脱落形式多指侧浇口、直浇口类型的模具，浇注系统凝料与塑件连接在一起，只要塑件脱模，浇注系统凝料就随着脱落，常见的形式是靠自重坠落，有时塑件有少部分留于型腔或推板内，给自动脱落带来困难，解决的办法可用如上所述的二次脱模机构，或采用下述办法使主流道和分流道的凝料能可靠地脱离型腔。（1）连杆掸落装置 图4-92是利用注射机的开闭运动通过连杆使塑件及浇注系统凝料可靠落下的装置。（2）机械手 开模时，机械手由液压驱动伸至模腔处，将
24、塑件或浇注系统凝料捏住，然后放到机外。目前，机械手在立式和卧式注射机上都有应用。（3）空气推出和吹落 用空气阀通过空气间隙，吹出0.50.6MPa的压缩空气把塑件推出吹落。以上介绍的是使浇注系统凝料和塑件连接在一起时的脱落方法，这样的结构还需要二次加工，使塑件与浇注系统脱离。为了提高生产效率，最好在注射机上由模具结构实现塑件与浇注系统凝料的分离，这样可以缩短后加工时间并减轻体力劳动，常用的方法是采用点浇口或潜伏式浇口的模具结构。2.点浇口凝料脱出和自动坠落点浇口凝料脱出和自动坠落 点浇口在模具的定模部分，为了将浇注系统凝料取出，要增加一个分型面，因此又称三板式模具。这种结构的浇注系统凝料若由用
25、人工取出，虽然模具构造简单，但是生产率低，劳动强度大，只用于小批量生产。为适应大批量、自动化生产的要求，可采用以下办法使浇注系统凝料自动脱落。（1）利用侧凹拉断点浇口凝料 图4-93所示是利用侧凹拉断点浇口凝料的结构，在分流道尽头钻一斜孔，开模时由于斜孔内冷凝塑料的限制，浇注系统凝料在浇口处与塑件拉断，然后由于球形拉料杆的作用，拉住浇注系统凝料从浇口套中脱出。侧凹部分的形状与尺寸为：斜孔的角度为1530，斜孔直径为35毫米，斜孔深度为512毫米。（2）利用拉料杆拉断点浇口凝料 利用拉料杆拉断点浇口凝料的结构如图4-94所示，模具首先从A面分型，在拉料杆2的作用下，使浇注系统凝料与塑料切断留于定
26、模一边，待分开一定距离后，型腔5接触到限位拉杆6的突肩，带动流道推板3从B面分型，这时浇注系统脱离拉料杆2自动脱落。当继续开摸时，型腔5受到限位拉杆7的阻碍不能移动，塑件随动模型芯9移动，脱离型腔5，最后在推杆10的作用下由推板8将塑件推出。3.潜伏浇口凝料脱出和自动坠落潜伏浇口凝料脱出和自动坠落 根据进料口位置的不同，潜伏浇口可以开设在定模部分、动模部分或开设在塑件内部的柱子或推杆上。（1）开设在定模部分的潜伏浇口推出 潜伏浇口开设在定模部分塑件外侧的结构形式如图4-95所示。开模时，在塑件随型芯后退并从定模板中脱出的同时，潜伏浇口被切断，浇注系统凝料在冷料穴的作用下拉出定模型腔而随动模一起
27、后退，后退到一定程度因注射机推杆作用而使模具推出机构工作时，推杆将塑件从动模型芯上推出，而流道推杆和主流道推杆将浇注系统凝料推出动模板，浇注系统凝料最后由自重落下。在模具设计时，流道推杆应尽量接近潜伏浇口，以便在分模时将潜伏浇口拉出模外。（2）开设在动模部分的潜伏浇口 潜伏浇口开设在动模部分塑件外侧的结构形式如图4-96所示。开模时，塑件包在凸模上随动模一起后移，浇注系统凝料由于冷料穴的作用留在动模一侧。推出机构工作时，推杆将塑件从凸模上推出的同时，潜伏浇口被切断，浇注系统凝料在推杆和主流道推杆的作用下推出动模板而自动脱落。在这种形式的结构中，潜伏浇口的切断、推出与塑件的脱模是同时进行的。在设
28、计模具时，流道推杆及倒锥穴也应尽量接近潜伏浇口。（3）开设在推杆上的潜伏浇口 潜伏浇口开设在圆形推杆上的结构形式如图4-97所示。开模时，包在动模板上的塑件和被冷料穴拉出的浇注系统凝料一起随动模移动，当推出机构工作时，塑件被推杆从动模板上推出脱模的同时，潜伏浇口被切断，流道推杆和将浇注系统凝料推出模外而自动落下。这种浇口与上述浇口的不同之处在于塑件内部上端增加了一段二次浇口的余料，需人工将余料剪掉。4.5.6 定模脱模机构定模脱模机构 由于注射机的推出装置是设在动模板一侧，所以模具的推出系统大多数是设计在在动模一侧，但是有些制品要求外表面不允许有任何浇口的痕迹（例如组合或收录机推盖），只能将浇
29、口设置在内表面，或因制品结构的限制，在开模后，必须将制品滞留在定模型腔中（例如塑料刷子），针对这些问题，推出系统需要设置在定模一侧。与设置动模一侧的推出系统相似，定模一侧的推出系统也是由推杆、复位杆、推杆固定板、垫板、导向装置等组成。两者不同的是，定模部分没有为完成推出动作所需要的动力源，只能依靠开模时动、定模之间的相对运动，由动模带动定模的推出机构完成推出工作。因此，这种结构的推出机构必须在动模与推出系统之间，设置拉杆或链条来传递动力。值得注意的是：定模推出机构在成形过程中，必须严格控制其开模行程，否则当开模行程过大时，会拉断联接动模与定模推出机构的拉杆或链条。同时，当采用定模推出机构时，为
30、避免由于主流道过长所造成废料比例增加的问题以及减少在成形过程中的压力损失，可采用以加长喷嘴深入到模具中去的办法，以减小主流道的长度或应用无流道技术。1.链条牵引定模脱模机构链条牵引定模脱模机构 图4-98是用链条牵引定模推板使塑件脱模的机构。所需链条为2根或4根，每根链条受力要均衡。另外，还要设联接座，保证合模时链条不被卡住。开模行程等于L1+L3。考虑到注射机的开模行程误差较大，故脱模行程L2=L1+（1020）mm。2.弹簧脱件板定模推出机构弹簧脱件板定模推出机构 弹簧脱件板定模推出一例机构如图4-99所示。开模时，在弹簧7的作用下，定模推板5始终将塑件推向动模4板一侧，当定距板9拉住圆柱
31、销8后，定模推板停止运动，由动模部分的推杆1将塑件从型腔中推出。该设计中要求弹簧7具有足够的弹力克服塑件对型芯的包紧力所产生的脱模阻力。4.5.7 带螺纹塑件的脱模机构带螺纹塑件的脱模机构 1.螺纹塑件的非旋转脱模螺纹塑件的非旋转脱模 （1）强制脱螺纹 实现强制脱螺纹的对象是聚烯烃类柔性塑料成形的内螺纹，螺牙为半圆形的粗牙，螺牙高度小于螺纹外径的2.5，制品必须要有足够厚度和吸收弹性变形能，如图4-100所示，通常用推板强制推推，塑件被推推的应是平面。型芯外圆和推板孔应有35斜度，单面间隙最大为0.05mm。（2）外螺纹侧向分型脱模 外螺纹侧向分型脱模适用于由柔性塑料成形并允许外螺纹的轴线方向
32、有飞边的塑件，如图4-101所示。用斜导柱侧抽分型，也可用斜滑块侧抽分型。侧滑块磨损后，飞边扩大会影响螺纹旋合。倘若采用图4-101(b)所示的间断外螺纹，出现在小平面上的飞边不影响旋合。（3）间断内螺纹的侧抽脱模 如图4-102所示，塑件的内螺纹在圆周面上为三个局部段，对应在模具上制成三个内侧抽的滑块。图示模具在角式注射机上成形。在动、定模分型后，动模上两块联接的推件板在推出塑件的同时，又迫使三块成形螺纹滑块沿T形槽移出，产生向心的收拢运动。这些滑块始终不脱离主型芯。该主型芯要有足够大的直径，以容纳螺纹滑块或滑杆。（4）模外脱模 当模具结构不能作成组合模或用回转取出型芯太复杂时，可以把螺纹部
33、分做成螺纹型芯或螺纹型环随塑件一起脱模，在机外将螺纹型芯或型环取出。这种形式虽然模具构造简单，但是需要数个螺纹型芯或螺纹型环及预热装置，以及机外的辅助取芯机构。对于外螺纹来讲，由于塑件收缩拆卸螺纹环比较容易，而对于内螺纹来讲，螺纹型芯和塑件的接触面积越大，拆卸越难，因而增加了劳动强度。2.螺纹塑件的旋转脱模螺纹塑件的旋转脱模 （1）螺纹部分回转的方式 这种结构要求塑件或模具不管哪一方又回转运动又轴向运动或者仅一方回转、另一方轴向运动均可实现塑件自动脱螺纹。一般上讲，回转机构设置在定模、动模都可以，但设置在动模一侧的比较多。1）塑件外部有止转的情况 图4-103是塑件外部有止动、内部有螺纹的情况
34、。图a是用外点浇口的塑件，型腔在定模，螺纹型芯在动模，螺纹型芯回转使塑件脱模的形式；图b是内点浇口的塑件，型腔在动模，螺纹型芯在定模，使动模上的塑件回转而脱离螺纹型芯的形式。这两种脱螺纹的形式都是不使用推出机构，只使之回转就能达到使塑件不附着型腔或型芯而自动脱模的目的。设计时需注意，使螺纹型芯与塑件保留必要的螺扣时(一般为一扣左右)，塑件再脱离定模型腔。2）塑件内部有止转的情况 图4-104是内螺纹塑件在推部平面有止转的情况，止转型芯回转并沿轴向移动，使塑件脱离螺纹型芯，设汁时需注意，止转型芯上螺纹的螺距和塑件上螺纹的螺距必须一致，并且塑件脱离螺纹型芯后，顶部平面还和止动型芯连接着，要实现自动
35、脱模还必须考虑共他推出方法。3)塑件的端面有止转的情况 图4-105是塑件的端面有止动的例子，通过螺纹型芯的回转，推板推动塑件沿铀向移动，动使塑件脱离螺纹型芯，再在推杆的作用下使塑件脱离推板。（2）回转部分的驱动方式 按驱动的动力分，有人工驱动、电机驱动、液压缸或气缸驱动、液压马达驱动以及利用开模行程通过大升角的丝杠螺母驱动等方式。1）人工驱动 图4-106所示是机内手动脱螺纹型芯的结构，此种形式在设计时必须注意螺纹型芯的非成形端的螺距要与成形端的螺距相等，如果不等，则在脱出螺纹型芯时会将塑件损坏，这种螺纹型芯脱出形式生产率低。图4-107是一个在模内装有斜齿轮的手动脱卸内螺纹的模具结构。成形
36、后的模具还处于闭合状态时，人工用手柄摇动螺旋齿轮5带动与它啮合的螺旋齿轮4旋转，螺旋斜齿轮4通过滑键2带动螺纹型芯7旋转，由于凸模3的顶部设有止转槽9，于是螺纹型芯相对于制品向左移动，直到完全脱出制品内的螺纹部分为止，然后开启模具从处分型，用推杆（图中未画出）带动推板6使制品脱模。2）开模力驱动旋转脱模 利用开模力和开模方向的直线运动实现螺纹塑件的旋退，模内结构虽然复杂，但效率高，并可实现自动化生产，应用较普通。开模力驱动旋转脱模机构都用一根固定在定模部分的齿条导柱。如果成形螺纹的旋转轴线垂直开模方向，用有齿轮的螺纹型芯就可实现，如图4-108所示。该成形螺纹与另一端的传动螺纹的螺距和旋向相同
37、。型芯轴上齿轮的宽度应保证在其进退的工作行程中，保持与齿条啮合。套筒螺母用来调节螺纹型芯的位置。如果成形螺纹的轴线与开模方向一致，则要在齿轮齿条传动后，再用圆锥齿轮或螺旋斜齿轮来改变方向。此种模具一般一模多件，由行星齿轮机构驱动各螺纹型芯或型环转动。例如图4-109所示，它是用圆锥齿轮传动模具中央有螺纹牙的拉料杆。各成形螺纹的旋向与拉料杆上螺纹旋向相反。开模后主流道凝料被螺牙拉至动模上。开模中，由于流道凝料的止转，各螺纹塑件和流道凝料都被旋退。第六节第六节 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计 当注射成形如图4-110所示的侧壁带有孔、凹穴和凸台等塑件时,模具上成形该处的零件就必须制成
38、可侧向移动的零件,称为活动型芯,在塑件脱模前必须先将活动型芯抽出,否则就无法脱模。带动活动型芯作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。以上图示均为需要模具设置侧向分型或抽芯机构的典型制品。除此之外，对于成形那些深型腔并侧壁不允许有脱模斜度、深型腔并且侧壁要求高光亮的制品，其模具结构也需要侧向分型与抽芯机构。显而易见，模具中一旦出现侧向分型或抽芯机构，无疑会使模具结构变得复杂。按照驱动方式的不同可将侧向分型与抽芯机构分为三类：机械驱动、电机驱动、液压驱动。其中机械驱动主要是指利用注射机的开模运动或顶出作用力，通过斜导柱(斜滑板或斜楔等)使其转化成侧向分型与抽芯动作，这种方法在注
39、射模具中应用最为广泛。4.6.1 抽芯距与抽拔力的计算抽芯距与抽拔力的计算1.抽芯距的计算抽芯距的计算 抽芯距是将侧型芯或侧哈夫块从成形位置抽到不妨碍塑件顶出时侧型芯或哈夫块所移动的距离。S=Sc+（23）mm （4-24）式中 S 设计抽芯距；Sc临界抽芯距。临界抽芯距就是侧型芯或哈夫块抽到恰好与塑件投影不重合时所移动的距离，它的值不一定总是等于侧孔或侧凹的深度，需要根据塑件的具体结构和侧表面形状而确定，例如，对于图4-111所示的线圈骨架类塑件，C可由下式计算：（4-25）22cr-RS 2.抽拔力的计算抽拔力的计算 对塑件侧向抽芯，就是侧向脱模，抽拔力就是侧向脱模力，其计算方法与脱模推出
40、力计算方法相同，具体参见第九章第一节“推出力的计算”。带侧孔和侧凹的塑件，除了在特定条件下可强制脱模、小批量生产和抽拔力较小的塑件可采用活动镶块与塑件一起顶出后在模外抽芯外，绝大多数情况下，抽芯都是依靠模具打开时注射机的开模动作进行抽芯。随着注射机的发展，液压抽芯应用也逐渐增多。4.6.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构斜导柱侧向分型与抽芯机构 斜导柱驱动的侧向分型与抽芯机构应用最广。它不但可以向外侧、也可用来向内侧抽芯。这类侧向抽芯分型与抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便,是设计和制造注射模抽芯时最常用的机构,但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制,一般适用于抽芯力不大及抽芯距小
41、于60 80 mm的场合。1.抽芯原理与工作过程抽芯原理与工作过程 斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成形块,使之产生侧向运动，完成侧向分型与抽芯动作，如图4-112所示。斜导柱及其在注射模中的安装如图4-113所示。斜导柱侧向分型与抽芯机构的工作过程为：开模时,动模部分向后移动,开模力通过斜导柱10驱动侧型芯滑块11,迫使其在动模板4的导滑槽内向外滑动,直至滑块与塑件完全脱开,完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯12上随动模继续后移,直到注射机顶杆与模具推板接触,推出机构开始工作,推杆将塑件从型芯上推出。合模时,复位杆使推出机构复位,斜导柱使侧型芯滑块向内移动
42、复位,最后由楔紧块锁紧。2.完成抽芯所需斜导柱长度和开模距完成抽芯所需斜导柱长度和开模距 （1）正常抽芯时 正常抽芯是指侧孔或侧凹轴线与塑件主轴线垂直，侧型芯抽出方向与模具主分型面平行，如图4-114所示。此时，斜导柱总长度为：（2）倾斜抽芯时 倾斜抽芯是指由于侧孔或侧凹轴线与塑件主轴线不垂直、抽芯时侧型芯抽出方向与模具主分型面呈一夹角，又分为斜向动模一侧和斜向定模一侧两种情况，分别如图4-115(a)、(b)所示。1）斜向动模一侧 斜向动模一侧时，斜导柱有效长度和所需开模行程的计算公式分别为：（4-29）（4-30）cossin aSLe)cos(sinaSH 将式(4-6)和(4-7)分别
43、与式(4-4)和(4-5)比较可知：当滑块斜向动模一侧时，在完成同样抽芯距的情况下，比未倾斜时的抽芯，斜导柱有效长度可以缩短，所需要的开模行程可以减小，即抽芯抽得更快一些。事实上，这时的有效抽芯斜角已由变为 。)(2）斜向定模一侧 斜向动模一侧时，斜导柱有效长度和所需开模行程的计算公式分别为：（4-31）（4-32）将式(4-31)和(4-32)分别与式(4-27)和(4-28)比较可知：当滑块斜向定模一侧时，在完成同样抽芯距的情况下，斜导柱有较长度可以减小，但需要的开模行程却增大，即抽芯抽得慢了一些。事实上，这时的有效抽芯斜角已由变为 。通过以上分析可以看出：不论抽芯时倾斜与否，也不论倾斜向
44、那一侧，抽芯斜角增大，都可以使斜导柱有效长度和所需的开模行程减小，这说明增大从几何方面考虑总是有利的。cossinaSLe)cos(sinaSH)(3.斜导柱受力分析及斜导柱直径计算斜导柱受力分析及斜导柱直径计算 （1）受力分析 斜导柱和滑块在抽芯时的受力情况如图4-116所示。模具打开时，斜导柱驱动滑块抽出侧型芯，斜导柱与滑块上斜导孔相接触的一侧表面相互作用着法向压力P和摩擦阻力Ff，各自的大小相等、方向相反。另外，滑块受到注射机开模力P1的作用，抽出运动又受列抽拔阻力Q和导滑槽接触面的摩擦阻力F1f的作用。设定摩擦角为，对滑块建立如图4-116(b)中所示的直角坐标系，分别按照和写出两个方
45、程式，然后对这两个方程式联立求解，可得：由式(4-33)和式(4-34)可以看出：随着抽芯斜 角增大，斜导柱受到的法向压力P和所需要的开模力P1都增大，当 增大到(90-2)，式(4-33)和(4-34)的分母都等于零。这时斜导柱所受到的法向压力P和模具打开所需的开模力P1都变为无穷大，模具无法打开，抽芯不能进行，若强制打开，必然使抽芯机构损环。这时模具及其抽芯机构处于自锁状态。在模具设计中，在一般所选取的配合面表面粗糙度情况下，约等于0.15，相应地值接近9，这时，约在接近73时会出现自锁状态。同时也说明，从抽芯机构受力关系考虑，抽芯斜角增大是不利的。根据众多资料介绍和实际生产经验，斜角在1
46、025范围内比较适宜。尽管这一角度范围与出现自锁状态的值相差甚远，但进一步增大会加速斜导柱驱动滑块一侧表面间磨损，特别是加速滑块导滑面间的磨损。aa （2）斜导柱直径的计算 斜导柱驱动滑块抽芯时，滑块作用在斜导柱上的法向压力P，是一个会使斜导柱产生弯曲的载荷。按照斜导柱受到的最大弯曲应力小于或等于其许用弯曲应力的条件，即：max弯，则可以得到斜导柱直径的计算公式为：d （4-36）专家提醒专家提醒 由于计算比较复杂,有时为了方便,也可以用查表方法确定斜导柱的直径。有关知识可查阅上海科技出版社出版的模具设计与制造简明手册等文献。31sincos10aQSKf弯 4.设计要点设计要点 斜导柱侧向分
47、型与抽芯机构的设计要点可归纳如下：（1）由于活动型芯一般都比较小，应牢固装配在滑块上，防止其在抽芯时松脱；还必须注意成形芯与滑块连接部件的强度。通常的连接方式如图4-117所示,图(a)适于细小型芯的连接,在细小型芯后部制出台肩,从滑块的后部以过渡配合镶入后用螺塞固定；图(b)适用于薄片型芯,采用通槽嵌装和销钉定位；图(c)适用于多个型芯的场合,把各型芯镶入一固定板后用螺钉和销钉从正面与滑块连接和定位,如正面影响塑件成形,螺钉和销钉可以从滑块的背面深入侧型芯固定板；图(d)是采用燕尾形式连接,一般也应该用圆柱销定位。（2）滑块在导滑槽中滑动要平稳，不应发生卡滞、跳动等现象。常用的滑块与导滑槽的
48、配合方式如图4-118所示。图（a）所示是T形槽导滑的整体式,结构紧凑,多用于小型模具的抽芯机构,但加工困难,精度不易保证；为克服整体式T形槽要用T形铣刀加工出精度较高的T形槽的困难，图（b）和图（c）所示是整体盖板式T形槽；图（d）和图（e）的T形槽设计成局部盖板式结构形式,导滑部分淬硬后便于磨削加工,精度也容易保证,而且装配方便,因此,它们是最常用的两种形式；图（f）所示虽然也是采用T形槽的形式,但移动方向的导滑部分设在中间的镶块上,而高度方向的导滑部分还是靠T形槽；图（g）所示是整体燕尾槽导滑的形式,导滑的精度较高,但加工更加困难。在设计滑块与导滑槽时,要注意选用正确的配合精度。导滑槽与
49、滑块导滑部分采用间隙配合,一般采用H8/f8,如果在配合面上成形时与熔融塑料接触,为了防止配合部分漏料,应适当提高精度,可采用H8/f7或H8/g7。其他各处均留有0.5 mm左右的间隙。配合部分的表面要求较高,表面粗糙度值均应Ra 0.8 m。活动型芯与滑块的连接以及滑块在注射模中的装配如图4-119所示。（3）滑块限位装置要灵活可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动，如图4-120所示，其中（a）、（b）、（c）是挡块限位，（d）、（e）是弹簧销限位，（f）是弹簧滚珠限位。（4）滑块完成抽芯动作后，仍停留在导滑槽内，留在滑槽内的滑块长度不应小于滑块全长L的2/3；否则，滑块在开始
50、复位时容易倾斜，甚至损坏模具，滑块与导滑槽的配合见图4-118。（5）防止滑块和顶出机构复位时的相互干涉，应尽可能不使顶杆和活动型芯的水平投影重合，或者使顶杆的顶出行程小于活动型芯部分的最低面。（6）滑块设在定模上的情况下，为了保证塑件留在动模上，开模前必须先抽出侧向型芯，因此，应采用定距拉紧装置。5.压紧楔块设计压紧楔块设计 压紧楔块的作用是保证在注射过程中滑块(或哈夫块)能闭合紧密，避免侧向分型面产生毛边，保证塑件尺寸精度，免除斜导柱承受型腔的侧向推挤压力。（1）结构形式 压紧楔块可以根据型腔对滑块(或哈夫块)产生推挤压力的大小而采用不同的结构形式。实际采用的主要结构形式如图4-121所示
