1、第第8 8章章 合模导向及抽芯机构设计合模导向及抽芯机构设计 重点：1、导柱合模机构的应用导柱合模机构的应用。2、抽拔距的确定抽拔距的确定。3、斜导柱、斜滑块抽芯机构的设计斜导柱、斜滑块抽芯机构的设计。难点：1、斜导柱的尺寸计算斜导柱的尺寸计算。2、抽芯机构的动作实现过程。抽芯机构的动作实现过程。8.1 8.1 合模导向机构合模导向机构 8.2 8.2 侧向分型与抽芯机构侧向分型与抽芯机构 第第8 8章章 合模导向及抽芯机构设计合模导向及抽芯机构设计8.1.1 8.1.1 概述概述8.1.2 8.1.2 导柱合模机构导柱合模机构8.1.3 8.1.3 导柱增设锥面合模机构导柱增设锥面合模机构8
2、.1 合模导向机构 合模机构是塑料模具必不可少的组成部分。合模机构是塑料模具必不可少的组成部分。合模机构的三个作用合模机构的三个作用:1.1.导向作用导向作用 引导动、定模正确合拢，避免型芯或凸模先行进引导动、定模正确合拢，避免型芯或凸模先行进入凹模型腔内，以保证不损坏成型零件。入凹模型腔内，以保证不损坏成型零件。如图如图5-15-1所所示，示，一般导柱的长度至少长于型芯一般导柱的长度至少长于型芯6-8mm6-8mm。8.1.1 8.1.1 概概 述述 2.2.定位作用定位作用 定位定位是指保证动、定模按照正确的是指保证动、定模按照正确的位置闭合以形成所要求的型腔。位置闭合以形成所要求的型腔。
3、合模方向要求唯一性合模方向要求唯一性，即便型腔形，即便型腔形状对称也按特定方向合模，因为制造模状对称也按特定方向合模，因为制造模具不考虑互换性。具不考虑互换性。导柱与导套的导柱与导套的配合间隙值配合间隙值影响合模影响合模对中精度。对中精度。8.1.1 8.1.1 概述概述 3.3.承受侧压力承受侧压力 导柱应有足够的强度和刚度，能承受一导柱应有足够的强度和刚度，能承受一定的侧压力。定的侧压力。高压熔体对型腔侧壁的作用力有可能使型腔高压熔体对型腔侧壁的作用力有可能使型腔扩张变形；扩张变形；导柱为悬臂梁，移动模板的重量可能造导柱为悬臂梁，移动模板的重量可能造成导柱弯曲变形。成导柱弯曲变形。导柱直径
4、的确定导柱直径的确定8.1.1 8.1.1 概述概述v(一一)导柱布置导柱布置v(二二)导柱的类型及应用导柱的类型及应用v(三三)导套导套(导向孔导向孔)的类型及应用的类型及应用8.1.28.1.2导柱合模机构导柱合模机构a)b)c)d)图5-2 导柱布置形式(一一)导柱的布置导柱的布置 导柱布置的形式：对称分布式和非对称导柱布置的形式：对称分布式和非对称分布式如下图分布式如下图所示所示8.1.2 8.1.2 导柱合模机构导柱合模机构8.1.2 8.1.2 导柱合模机构导柱合模机构（二）（二）导柱的类型及应用导柱的类型及应用（1 1）类型：带头导柱和带肩导柱）类型：带头导柱和带肩导柱 带头导柱
5、如图带头导柱如图5-3a5-3a所示所示 带肩导柱带肩导柱型和型和型如图型如图5-3b5-3b、c c所示所示（2 2）螺栓固定式铆接固定式导柱除上述常用）螺栓固定式铆接固定式导柱除上述常用导柱结构外，一些其它结构形式导柱结构外，一些其它结构形式如图如图5-45-4所所示示 5-3 带头导柱）对导柱与导向孔的长度要求：对导柱与导向孔的长度要求：1 1）导柱）导柱 按功能不同分按功能不同分为三段：为三段：固定段固定段 配合长度一般配合长度一般为导柱直径的为导柱直径的1.51.52 2倍倍 导向段导向段 必须比型芯或必须比型芯或凸模高度长凸模高度长6 68mm8mm 引导段引导段 长度约取导柱长度
6、约取导柱直径的直径的1/31/3 2 2）导向孔）导向孔 一般取值为一般取值为1 12d2d（d d为导柱直径）为导柱直径）导向孔或导套的前端导向孔或导套的前端须倒圆角须倒圆角R1R11.51.5导柱、导套的有关配合要求：导柱、导套的有关配合要求：导柱与导套易磨损，为保证合模精度应便于更换。导柱与导套易磨损，为保证合模精度应便于更换。导柱、导套为塑料模的标准件。导柱、导套为塑料模的标准件。导柱和导套与其固定板采取导柱和导套与其固定板采取H7/k6H7/k6过渡配合过渡配合。导柱（导向段）。导柱（导向段）与导向孔采取与导向孔采取H7/f7H7/f7、H8/f8H8/f8间隙配合。在满足合理的配合
7、长度后，间隙配合。在满足合理的配合长度后，其余部分孔径扩大其余部分孔径扩大0.5-1mm0.5-1mm。导向孔的类型：导向孔的类型：直接在模板上加工出来（如图 5-3a5-3a）加工导套后再将导套镶嵌入模板中（如图5-3b5-3b、c c）。导套的结构形式导套的结构形式：直导套（如图5-5a5-5a）带头导套（如图5-5b5-5b、c c、d d）8.1.2 8.1.2 导柱合模机构导柱合模机构(三三)导套（导向孔）的类型及应导套（导向孔）的类型及应用用图5-4 直导套(三)导套（导向孔）的类型及应用导套（导向孔）的类型及应用 导套的固定方法导套的固定方法（如图5-65-6）在导向孔上制作承屑
8、槽如图在导向孔上制作承屑槽如图5-85-8所示，以所示，以容纳铁屑等物，确保分型面紧密贴合。容纳铁屑等物，确保分型面紧密贴合。8.1.2 8.1.2 导柱合模机构导柱合模机构a)b)图5-6 导套的固定方法材料及热处理要求材料及热处理要求 导柱和导套均应具有坚硬而耐磨的表面，导柱和导套均应具有坚硬而耐磨的表面，导柱应心部坚韧不易折断。导柱应心部坚韧不易折断。导柱导柱钢，渗氮淬火钢，渗氮淬火 、。、。导套导套、导柱与导套的硬度有所差别导柱与导套的硬度有所差别。8.1.2 8.1.2 导柱合模机构导柱合模机构8.1.3.8.1.3.导柱增设锥面合模机构导柱增设锥面合模机构（一）、锥面定位的特点（一
9、）、锥面定位的特点:锥面定位要求锥形部位的贴合面不少于80%1）消除了配合间隙误差，使配合精度提高 2）在型腔的x、y方向上均设置锥面定位件提高定位可靠性的同时型腔侧壁强度和刚度也得到加强，提高了模具工作安全性。654321图 5-9 图5-9 圆锥定位装置1、2、4-镶件 3-定模 5-动模 6-螺栓1 1）圆锥定位装置）圆锥定位装置 （如（如图图5-95-9）(二二)、锥面定位装置的结构形式、锥面定位装置的结构形式8.1.3.8.1.3.导柱增设锥面合模机构导柱增设锥面合模机构b)a)图 5-10 用整体圆锥面定位模具2 2）矩形带斜面定位装置）矩形带斜面定位装置 （如图（如图5-105-
10、10）bha图 5-11 用斜面精确定位的模具3 3）在凹模板和型芯板上分别整体加工或镶嵌）在凹模板和型芯板上分别整体加工或镶嵌矩形带单侧斜面定位块（如图矩形带单侧斜面定位块（如图5-115-11）图 5-12 安装淬火镶片提高斜面的耐磨性 4)4)定位件要定位件要求有求有HRC50HRC50以以上的硬度。上的硬度。整体式斜整体式斜面可采用贴淬面可采用贴淬火镶片的办法，火镶片的办法，失效后便于修失效后便于修复精度如图复精度如图5-5-1212。5.2.1 5.2.1 概概 述述5.2.2 5.2.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构5.2.3 5.2.3 斜滑块分型与抽芯机构斜滑块分型
11、与抽芯机构5.2 侧向分型与抽芯机构5.2.1 概述 侧型芯侧型芯:当塑件上具有与开模方向不同当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等结构阻碍塑件直接脱的内外侧孔或侧凹等结构阻碍塑件直接脱模时模时,必须将成型侧孔或侧凹的零件做成必须将成型侧孔或侧凹的零件做成活动结构的零件。活动结构的零件。侧向抽芯机构：侧向抽芯机构：在推动塑件脱离模具在推动塑件脱离模具之前需先将侧型芯抽出，然后再推出塑件，之前需先将侧型芯抽出，然后再推出塑件，完成侧型芯抽出和复位动作的机构。完成侧型芯抽出和复位动作的机构。（一）（一）.侧向分型和抽芯机构的分类侧向分型和抽芯机构的分类 （1 1）手动分型抽芯机构）手动分型抽
12、芯机构 特点特点：侧抽芯和侧向分型的动作由：侧抽芯和侧向分型的动作由人工来实现，模具结构简单，制模容易，人工来实现，模具结构简单，制模容易，但生产效率低，不能自动化生产，工人但生产效率低，不能自动化生产，工人劳动强度大，故在抽拔力较大的场合下劳动强度大，故在抽拔力较大的场合下不能采用。不能采用。（2 2）机动分型抽芯机构）机动分型抽芯机构 （3 3）液压或气动驱动抽芯机构）液压或气动驱动抽芯机构5.2.1 概述s2s1Rr图 5-6 1 半 模 抽 芯 距（二）（二）.抽芯距的计算抽芯距的计算v 抽芯距：指侧型芯从成型位抽芯距：指侧型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，置抽至不妨碍塑件脱模的
13、位置，侧侧 型芯在抽拔方向所移动的的距型芯在抽拔方向所移动的的距离。离。v 一般，一般，抽芯距等于侧孔深加抽芯距等于侧孔深加2-3mm2-3mm。当塑件较特殊时如图当塑件较特殊时如图5-615-61所所示，其计算公式如下：示，其计算公式如下：式中式中 SS抽芯距；抽芯距；S S1 1抽芯距极限尺寸；抽芯距极限尺寸；R R塑件外形；塑件外形；rr塑件外形小径；塑件外形小径；)32()()32(221rRSS5.2.1 概述（一）（一）.斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构 特点：结构简单、制造方便、安全可靠、应用特点：结构简单、制造方便、安全可靠、应用广泛等特点。广泛等特点。工作原理工作原理
14、如图如图5-625-62所示所示 1.1.斜导柱的设计斜导柱的设计 （1 1）斜导柱的结构如图）斜导柱的结构如图 （2 2）斜导柱倾斜角）斜导柱倾斜角a a的确定的确定 斜导柱倾斜角斜导柱倾斜角a a与斜导柱所受的弯曲离抽拔力与斜导柱所受的弯曲离抽拔力开模力等有关的重要参数，从受力图上可知开模力等有关的重要参数，从受力图上可知如图如图5-5-6464。5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构F1F2P1P1-PcosQ+sin+图5-64 斜销受力图QPPPF1F2图中：图中：QQ抽拔力抽拔力 P1P1开模力开模力PP斜导柱施与滑块的正压力斜导柱施与滑块的正压力 PP斜
15、导柱承受的弯曲力斜导柱承受的弯曲力 F1F1斜导柱与滑块间的摩擦力斜导柱与滑块间的摩擦力 F2F2滑块与导滑槽间的摩擦力滑块与导滑槽间的摩擦力 Pcosa=Q+FPcosa=Q+F1 1sina+Fsina+F2 2 式中式中 F F1 1=Pf F2=P=Pf F2=P1 1f f 代入上式代入上式 （5-65-6）（5-75-7）afafPQPsincos1aPfPaPcossin1afaPPcossin15.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构 由（由（5-65-6）和（）和（5-75-7）式得）式得 （5-8）引入摩擦角概念引入摩擦角概念 即即f=tgf=tg
16、（5-85-8）式改写成）式改写成 afaPafaFPQcossinsincos112121fftgaftgaQP2121tgtgatgtgtgaQP5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构)2cos(cos)sin(1aaQP化简得化简得 （5-9）将（将（5-95-9）代入（）代入（5-75-7）得）得 （5-10）)2cos(cos21aQP5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构 斜角斜角a a与斜导柱的工作长度抽芯与斜导柱的工作长度抽芯距开模距离的关系距开模距离的关系 如图如图5-65,5-65,由图可知由图可知:（5-11）（5-12
17、）式中式中 HH抽芯机构完成抽芯抽芯机构完成抽芯距距S S所需的开模距；所需的开模距；S S抽芯距；抽芯距；l l斜导柱的工作长度斜导柱的工作长度 a a斜导柱的倾斜角斜导柱的倾斜角（a25a25。）（3 3）斜导柱直径）斜导柱直径d d的计算的计算 斜导柱主要承受弯曲力，斜导柱主要承受弯曲力，可根据最大许用弯曲应力验算可根据最大许用弯曲应力验算 aSlsinSctgaH5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构s距，开模距离与斜角a的关系图 5-65 斜销的工作长度，抽心LHWM弯331.032ddW M=PI1 (5-13)(5-13)式中式中 MM最大弯距最大弯距
18、P P 斜导柱所受最大弯曲力斜导柱所受最大弯曲力 I I1 1弯曲力力点距斜导柱伸出端根部的距离弯曲力力点距斜导柱伸出端根部的距离如图如图5-655-65 （5-145-14）式中式中 弯弯最大弯曲应力最大弯曲应力 M M 断面系数断面系数 许用弯曲应力许用弯曲应力 因斜导柱断面为圆形，故断面系数为因斜导柱断面为圆形，故断面系数为 （5-155-15）代入（代入（5-115-11）式即可计算斜导柱直径：）式即可计算斜导柱直径：（5-165-16）5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构331.01.0PIMd2.2.滑块与导滑槽的设计滑块与导滑槽的设计 （1 1）侧型芯
19、与滑块的连接形式（）侧型芯与滑块的连接形式（如图如图5-665-66）（2 2）侧型芯的结构（）侧型芯的结构（如图如图5-675-67）（3 3）滑块限位肩的位置（）滑块限位肩的位置（如图如图5-685-68）（4 4）滑块的导滑形式）滑块的导滑形式 滑块与导滑槽的配合形式（滑块与导滑槽的配合形式（如图如图5-695-69）锥面定位的滑块导滑槽（锥面定位的滑块导滑槽（如图如图5-705-70）（5 5）滑块长度与导滑槽长度）滑块长度与导滑槽长度 注意：滑块长度与导滑槽长度之比一般为注意：滑块长度与导滑槽长度之比一般为3:23:2滑块的滑块的滑动长度应大于滑块高度，否则易歪斜，造成运动不滑动长度
20、应大于滑块高度，否则易歪斜，造成运动不畅或卡滞（畅或卡滞（如图如图5-715-71）局部延长导滑板（）局部延长导滑板（如图如图5-725-72）5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构侧型芯a）可b）不可侧型芯图5-67 防止侧型芯拉长塑件图5-68 滑块限位肩的位置形式飞边飞边1520定位部分图5-70 带有定位锥的滑块AL图5-71 滑块的导滑长度与高度图5-72 局部延长导滑板的结构 3.3.滑块定位装置的设计滑块定位装置的设计 滑块定位装置的几种形式（滑块定位装置的几种形式（如图如图5-735-73）注意：由于定位装置的可靠性与滑块抽拔方注意：由于定位装置的可靠
21、性与滑块抽拔方向紧密相关，所以应指明模具安装于成型设备上向紧密相关，所以应指明模具安装于成型设备上的方向，以确保工作安全。的方向，以确保工作安全。4.4.楔紧块的设计楔紧块的设计 （1 1）楔紧块的形式（）楔紧块的形式（如图如图5-745-74）（2 2）楔紧块的楔角）楔紧块的楔角aa 楔紧块的楔角一般取楔紧块的楔角一般取a=a+a=a+（2 2。3 3。）5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构231213153426行程行程行程图5-73 滑块的定位装置d）c）b）a）图5-7 4 楔紧块的形式g）f）e）图5-75 楔紧块的楔角5.5.设计中的一些其它问题设计中的
22、一些其它问题 （1 1）斜导柱倾斜角必须与滑块上斜孔）斜导柱倾斜角必须与滑块上斜孔的斜角一致（的斜角一致（如图如图5-765-76），滑块斜孔直径一），滑块斜孔直径一般比斜导柱直径大般比斜导柱直径大0.5-0.80.5-0.8毫米斜导柱伸入毫米斜导柱伸入滑块深度要合适（滑块深度要合适（如图如图5-775-77）。）。（2 2）滑块与导滑槽的配合关系一般采用）滑块与导滑槽的配合关系一般采用H7/f7H7/f7或或h7/e6h7/e6。A不允许有歪斜图5-76 斜销与滑块斜孔的安装剖面A-AAa）b）图5-77 斜销伸入滑块的位置 （3 3）由于滑块部分易于磨损，故该部位零件的）由于滑块部分易于磨
23、损，故该部位零件的材料应具有一定的耐磨性。对于高寿命模具可采用材料应具有一定的耐磨性。对于高寿命模具可采用贴淬火镶片于滑块两侧的方法，当楔紧斜面面积较贴淬火镶片于滑块两侧的方法，当楔紧斜面面积较大时，可开设油槽减轻磨损。大时，可开设油槽减轻磨损。（4 4）应注意侧型芯与推杆是否会发生干涉（）应注意侧型芯与推杆是否会发生干涉（如如图图5-785-78）侧型芯与推杆不发生干涉的条件：侧型芯与推杆不发生干涉的条件：（5-175-17）滑块先行复位机构（滑块先行复位机构（如图如图5-795-79）摆杆式先行复位机构（摆杆式先行复位机构（如图如图5-805-80）5.0 Stgah5.3.2 5.3.2
24、 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构sh图5-78 侧型芯与推杆的干涉情况4321图5-79 滑块式先行复位机构12354图5-80 摆杆式先行复位机构 6.6.斜导柱分型与抽芯机构的结构形式斜导柱分型与抽芯机构的结构形式 （1 1）斜导柱在定模，滑块在动模（）斜导柱在定模，滑块在动模（如图如图5-815-81)。（2 2）斜导柱在动模，滑块在定模（）斜导柱在动模，滑块在定模（如图如图5-825-82）（3 3）斜导柱与滑块同在定模或同在动模）斜导柱与滑块同在定模或同在动模 斜导柱与滑块同在定模（斜导柱与滑块同在定模（如图如图5-845-84）斜导柱与滑块同在动模（斜导柱与滑块同在动模（
25、如图如图5-855-85）（4 4）斜向抽芯结构抽芯方向向定动模倾斜的抽芯）斜向抽芯结构抽芯方向向定动模倾斜的抽芯叫斜向抽芯。叫斜向抽芯。(见图见图5-865-86)5.3.2 5.3.2 斜导柱分型与抽芯机构斜导柱分型与抽芯机构图 5-81 斜 销 在 定 模、滑 块 在 动 模 的 结 构图5-82 斜销在动模、滑块在定模的结构DCR 123456121110987图5-83 斜销在动模的机构123456789101112 1314151617 18图5-84 斜销与滑块同在定模的结构 图5-85 斜销与滑块同在动模的结构54321图5-86 偏向定模方向 的斜向抽芯机构（一）、滑块导滑的
26、斜滑块分型与抽型机构（一）、滑块导滑的斜滑块分型与抽型机构 特点特点：结构简单、制造方便、安全可：结构简单、制造方便、安全可靠等。靠等。适用对象适用对象：侧向凸凹较浅，抽芯距较：侧向凸凹较浅，抽芯距较小，成型面积较大，所需抽拔力较大的模小，成型面积较大，所需抽拔力较大的模具。具。工作原理工作原理（如图如图5-935-93）斜滑块内侧抽芯机构（斜滑块内侧抽芯机构（如图如图5-945-94）塑件局部有凹槽时的斜滑块内侧抽芯机构塑件局部有凹槽时的斜滑块内侧抽芯机构如图如图5-955-955.3.3 5.3.3 斜滑块分型与抽芯机构斜滑块分型与抽芯机构 1.1.斜滑块的设计斜滑块的设计 （1 1）斜滑
27、块的斜角）斜滑块的斜角 注意事项：由于滑块的刚性较好，因此斜角注意事项：由于滑块的刚性较好，因此斜角可比斜导柱的大一些，但一般不超过可比斜导柱的大一些，但一般不超过3030。（2 2）斜滑块的高度）斜滑块的高度 斜滑块完成侧抽芯所推出的高度小于滑槽长斜滑块完成侧抽芯所推出的高度小于滑槽长度度L L的的2/32/3如图如图5-965-96。（3 3）斜滑块的组成形式）斜滑块的组成形式如图如图5-975-97 5.3.3 5.3.3 斜滑块分型与抽芯机构斜滑块分型与抽芯机构2.2.导滑槽的设计导滑槽的设计 （1 1）导滑槽的形式）导滑槽的形式 按其截面形状分，有矩形、半圆形、燕按其截面形状分，有矩
28、形、半圆形、燕尾形等尾形等 如图如图5-98。（2 2）斜滑块与导滑槽的配合）斜滑块与导滑槽的配合 矩形导滑槽与滑块的配合部位矩形导滑槽与滑块的配合部位如图如图5-995-99 5.3.3 5.3.3 斜滑块分型与抽芯机构斜滑块分型与抽芯机构 3.3.斜滑块设计的几点注意事项斜滑块设计的几点注意事项 （1 1）一般将型芯设在动模）一般将型芯设在动模如图如图5-1005-100。（2 2）斜滑块通常设在动模部分）斜滑块通常设在动模部分如图如图5-1015-101。滑块止动机构滑块止动机构如图如图5-1025-102。（3 3）为保证斜滑块在和模时拼合紧密，成型）为保证斜滑块在和模时拼合紧密，成型
29、时不溢料，可采用时不溢料，可采用如图如图5-1035-103所示的装配形式。所示的装配形式。5.3.3 5.3.3 斜滑块分型与抽芯机构斜滑块分型与抽芯机构M204321图5-94 斜滑块内侧抽芯机构斜滑块 2-型芯 3-固定板 4-推杆 图5-95 采用斜滑块抽芯 机构进行局部抽芯斜滑块 2-推杆 3-连接推杆 4-淬硬板 1234S图5-96 斜滑块顶出高度sL1Ll2L/3，图5-97 斜滑块的组合形式a)b)c)d)图5-98 斜滑块的导滑槽形式a）楔形 b)矩形 c）圆形 d)燕尾形 L1图5-99 斜滑块与矩形导滑槽的配合面La）b）图5-100 型芯位置对塑件脱模的影响245图5-101 对斜滑块的止动措施图5-102 滑块止动机构3210.20.50.20.5图5-103 斜滑块的配合要求34512图5-104 斜杆导滑的斜滑块外侧抽芯机构132图5-105 斜杆导滑的斜滑块内侧抽芯机构END
