注射模的导向及

1、一、一、导向机构设计导向机构设计二、二、脱模机构设计脱模机构设计 重点掌握重点掌握第一节第一节 导向机构设计导向机构设计导向机构的作用： 主要是定位和定向，保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合。结构 形式： 导柱导向和锥面、销等定位。设计的基本要求： 导向精确，定位准确，并具有足够的强度、刚度和耐磨性。一、导柱导向机构一、导柱导向机构导柱导向原理： 利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。1导柱 结构类型图82：设计内容包括： 导柱和导套的结构；导柱与导向孔的配合以及导柱的数量和布置等。B型导柱适用于塑件精度要求高及生产批量大的模具，常与导套配用，以便在磨损后，更换导套

2、继续保持导向精度。装在模具另一边的导套安装孔，可以和导柱安装孔以同一尺寸加工而成，保证了同轴度。A型导柱适用于简单模具和小批量生产，一般不要求配置导套；直径视模具大小而定，但须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，材料多半采用低碳钢(20)渗碳淬火，或用碳素工具钢(T8、T10)淬火处理，硬度为5055HRC。 端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。长度通常应高出凸模端面68mm(图83)，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。设计要点：配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7f6或H8f8，与安装孔采部分表面粗糙度为Ra=0.8m。注意，采用适当的固定方法防

3、止导柱从安装孔中脱出。图81。 b、常采用镶入导套的形式，保证导向精度和检修方便，结构如图84。图(a)为台阶式导套，主要用于精度要求高的大型模具。直径尺寸按模具模板外形尺寸而定，表81。模板尺寸越大，导柱间中心距应越大，导柱直径也越大。2导向孔结构形式：a、直接在模板上开孔，加工简单，适用于精度要求不高且小批量生产的模具。设计要点： 导向孔最好为通孔，否则导柱进入未开通的导向孔(盲孔)时，孔内空气无法逸出，产生反压力，给导柱运动造成阻力。若受模具结构限制，导向孔必须做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设透气孔或透气槽，如图84。 为使导柱较顺利地进人导套，导套前端应倒有圆角。通常导套采用淬火钢或铜等

4、耐磨材料制造，但硬度应低于导柱硬度，以改善摩擦及防止导柱或导套拉毛。 导套孔滑动部分按H8f8间隙配合，导套外径按H7n6过渡配合(图81). 安装固定方式如图81，其中图(a)、(b)均采用台阶式导套，利用轴肩防止开模时拔出导套，图(c)采用直导套，用螺钉起止动作用。3导柱的数量和布置导柱的数量和布置 数量，一般取24根。 布置形式根据模具的结构形式和尺寸来确定，图85。 图(a)适用于结构简单、精度要求不高的小型模具； 图(b)、(c)为4根导柱对称布置的形式，其导向精度较高。为了避免安装方位错误，可将导柱做成两大两小，图 (c)，一大两小图(d)，或导柱直径相等，但其中一根位置错开310

5、mm。二、锥面和合模销定位机构1.锥面定位 适用场合：多用于大型、深腔和精度要求高的塑件，特别是薄壁偏置不对称的壳体。原因是大尺寸塑件在注射时，成型压力会使型芯与型腔偏移，且过大侧压力让导柱单独承受，使导柱导向过早失去对合精度。需用锥面承受一定的侧压力，同时锥面定位也提高了模具的刚性。 结构： 图86，圆锥面定位机构的模具，常用于圆筒类塑件。其锥角为520，高度大于15mm，两锥面均需淬火处理。 图8-7为斜面镶条定位机构，常用于矩形型腔的模具。用4条淬硬的斜面镶条，安装在模板上。这种结构加工简单，通过对镶条斜面调整可对塑件壁厚进行修正，磨损后镶条又便于更换。2.合模销定位 垂直分型面的模具中

6、，为保证锥模套中的对拼凹模相对位置准确，常采用两个合模销定位。分模时，为防止合模销拔出，其固定端采用H7k6过渡配合，另一滑动端采用H9f9间隙配合，图88。第二节 脱模机构设计一、脱模机构的分类及设计原则 什么是脱模机构？ 注射成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构。 组成： （图89）它由系列推出、辅助零件组成，可具有不同的脱模动作。1脱模机构的分类 按推出动作的动力源，有手动脱模、机动脱模、气动和液压脱模等； 机构分类： 按推出机构动作特点，分为一次推出(简单脱模机构)、二次推出、顺序脱模、点浇口自动脱落以及带螺纹塑件脱模等。 脱模机构种类繁多，其设计是一项既复杂又灵活的工作，需不断积累

7、经验，在设计中应敢于改革创新。2脱模机构的设计原则 保证塑件不因顶出而变形损坏、影响外观。 设计时须正确分析塑件对模具粘附力的大小和作用位置，选择合适的脱模方式和恰当的推出位置，平稳脱出塑件。推出位置尽量选择塑件内表面或隐蔽处，使塑件外表面不留推出痕迹。 推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死与干涉现象。机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。为使推出机构简单、可靠，开模时应使塑件留于动模，以利用注射机移动部分的顶杆或液压缸的活塞推出塑件。二、脱模力的计算及推出零件尺寸确定 计算脱模力时应考虑：由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值应由实验确定。由大气压力造成的阻力。由塑件的粘附力造成的脱

8、模阻力。推出机构运动摩擦阻力。 上述各项中，与两项起决定作用，与两项可用修正系数的形式包括在脱模力计算公式之中。 l.脱模力的计算什么是脱模力？将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。制件为圆环形断面时所需脱模力(N) AKKfrESLF1 . 01tan221AKKfESLbaF1 . 01tan221(2)薄壁制件(td0.05)制件为圆环形断面时所需脱模力(N)为 (8-3)AKfESLF1 . 01tancos221(1)厚壁制件(td0.05) (8-1)制件为矩环形断面时所需脱模力(N)为 (8-2) 制件为矩环形断面时所需脱模力(N)为 (8-4) (8-5) (8-6) AK

9、fESLF1 . 01tancos822cos2cos2221Kcossin12fK式中 K1无量纲系数，其值随与而异，=r圆环形断面时，r为型芯平均半径（mm），=1；矩形断面时，=2；K1值除可用上式计算外还可从表82中选取； K2无量纲系数，随f和而异；K2值还可从表83中选取； td壁厚与直径之比； 1圆环形制品的壁厚，mm； 2矩环形制件的平均壁厚，mm；a，b矩形型芯的断面尺寸，mm； S塑料平均成型收缩率； E塑料的弹性模量，MPa(见附录B)； L制件对型芯的包容长度，mm； f制件与型芯之间的摩擦因数(见附录B)； 模具型芯的脱模斜度，()； 塑料的泊松比(见附录B)； A盲

10、孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，mm2，通孔制件的A等于零。2推出零件尺寸的确定 对于筒形或圆形塑料制件，当需要推件板脱模时， a、根据刚度计算，推件板的厚度 (mm)公式为3/123EFRCt (8-7)(1)推件板厚度的确定式中 C3系数，随Rr而异，按表84选取； R推杆作用在推件板上所形成的几何半径，mm； r推件板环形内孔(或型芯)的半径，mm； E钢材的弹性模量(E=21105MPa)； 推件板板中心所允许的最大变形量，一般可取制件在被推出方向上的尺寸公差的1/51/10，mm； F脱模力，N。 3/13FKt b、根据强度计算，则推件板厚度(mm)公式为 (8-8)式中

11、K3系数，随Rr值而异，按表84选取； 推件板材料的许用应力，MPa； F脱模力，N。 3/1054. 0EBFLt(8-9)式中 L0推件板长度上两推杆的最大距离， B推件板宽度，mm。 其他符号同前述。对横截面为矩形或异形的环状制件，根据刚度计算，推件板厚度(mm)公式为(2)推杆直径的确定a、根据压杆稳定公式，可得推杆直径(mm)的公式 4/12nEFLKd （8-10） 式中 d推杆的最小直径，mm； K安全系数，可取K=15； L推杆的长度，mm； F脱模力，N；n推杆数目； E钢材的弹性模量，MPa。式中 推杆材料的许用应力，MPa； 推杆所受的应力，MPa。 其他符号同前述。 2

12、4dnF(8-11)b、推杆直径确定后，还应进行强度校核，其公式为三、一次推出脱模机构三、一次推出脱模机构什么是一次推出脱模机构？ 指开模后，用一次动作将塑件推出的机构，又称简单脱模机构。(1)推杆脱模机构的组成 图8-9，最常用的脱模机构。主要由推出部件、推出导向部件和复位件等组成。1推杆脱模机构包括： 推杆脱模、推管脱模、推板脱模、气动脱模及利用活动镶件或型腔脱模和多元件联合脱模等机构。 导向部件 组成：导柱4和导套3。作用：使推出过程平稳，推出零件不致弯曲和卡死。推出部件 组成：推出部件由推杆1、推杆固定板2、推板5和挡销8等。作用：推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出；推杆固定板和推板

13、起固定推杆及传递注射机顶出压缸推力；挡销调节推杆位置和便于消除杂物。 组成：复位杆7，也有利用弹簧复位的，图810(a)，弹簧套在一定位柱上，以免工作时弹簧扭斜，同时定位柱也起限制推出距离的作用，避免弹簧压缩过度；(b)当推杆固定板移动空间不够时，将弹簧套在推杆上的形式；在推杆多、复位力要求大时，弹簧常与复位杆配合使用，以防止复位过程中发生卡滞或推出机构不能准确复位的情况。复位部件 作用：使完成推出任务的推出零部件回复到初始位置。(2)推杆设计要点通常设在凸台或肋的底部；推杆不宜设在塑件壁薄处，若结构需要顶在薄壁处时，可增大推出面积以改善塑件受力状况，(c)采用推出盘的形式；当塑件上不允许有推

14、出痕迹时，可采用推出耳形式，(d)，脱模后将推出耳剪掉。推杆应设置在脱模阻力大的地方(a)壳或盖类塑件的侧面阻力最大，推杆应设在端面或靠近侧壁的部位，但也不应和型芯(或嵌件)距离太近，以免影响凸模或凹模的强度；当塑件各处脱模阻力相同时，推杆应均衡布置，使塑件脱模时受力均匀，以防止变形；(b)塑件局部带凸台或肋，推杆 推杆应有足够的强度和刚度承受推出力，以免推杆在推出时弯曲或折断。 推杆直径可由计算得出，通常取2512 mm，对于直径小于3 mm的细长推杆应做成下部加粗的阶梯形(图813B型)。推杆的常用截面形状如图812，圆形截面为最常用的形式，标准圆形截面推杆的结构如图813。标准圆形截面推

15、杆的结构如图813。 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出005010 mm，如图814，且不应有轴向窜动。 推杆与推杆孔配合一般为H8f8或H9f9，其配合间隙不大于所用塑料 对于开有冷却水道的模具，应避免推杆穿过冷却水道，否则会出现漏水现象。设计时先设计冷却系统，再设计推出机构，并与冷却水道保持一定距离，以保证加工。的溢料间隙，以免产生飞边，常用塑料的溢料间隙参看表76。 对带有侧向抽芯的模具，推杆位置应尽量避开侧向型芯，否则需设置推杆先复位装置，以免与侧抽芯发生干涉。2推管脱模机构 特点：主型芯和凹模可同时设计在动模一侧，以利于提高塑件的同轴度。但壁过薄的塑件(壁厚1.5mm)，

16、推管加工困难，且易损 坏，不宜采用推管推出。 优点：推管以环形周边接触塑件，故推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，不会留下明显的推出痕迹。 适用场合：环形、筒形塑件或塑件带孔部分的推出。 尺寸配合： 图815，内径与型芯配合，小直径 推管取H8f8配合，大直 径推管取H7f6配合；推管与型芯的配合长度比推出行程S长35 mm，推管与模板的配合长度一般为(152)D；其余部分扩孔，推管扩孔d+l，模板扩孔D十1。组合形式：图815型芯固定在动模底板上，型芯长，制造和装配较麻 烦，但结构可靠，适用于推出行程不大的场合。上述几种推管脱模机构均须采用复位杆复位。(b)为推管在轴向开有连接槽或孔，可用键或销

17、将型芯连接在推管上，但因紧固力小，只适用于小尺寸型芯。图816。(a)型芯固定在动模型芯固定板上，推管在型芯滑动，使推管和型芯长度大为缩短，但型腔板厚度增加。 3推板脱模机构 特点：塑件表面不留推出痕迹，同时塑件受力均匀，推出平稳，且推出力大，结构较推管脱模机构简单。 适用场合：薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的件。 (c)所示结构适用于两侧具有顶出杆的注射机，模具结构 简单，但推件板要适当加大和加厚 结构形式：图817，(a)为推件板与推杆采用螺纹连接，以防止推件板在推出过程中脱落；(b)为推件板与推杆无固定连接，故要求导柱足够长，且 严格控制脱模行程，以防止推板脱落；尺寸： 为

18、减少脱模过程中推件板与型芯之间的摩擦，两者之间留有0.2 0.25mm的间隙，并采用锥面配合，以防止推件板 偏斜溢料，锥面的斜度约取35左右，图817(b)。引气装置： 大型深腔薄壁或软质塑料容器，推板脱模时 塑件部易形成真空，使脱模困难，甚至还会使塑件变形或损坏，应在凸模上附设引气装置，图734。 图818(a)利用螺纹型环作推出零件；(b)利用活动成型镶件推出塑件的结构，推杆推出型芯镶件，塑件取出后，推杆带动镶件复位；图(c)用型腔带出塑件，型腔推出塑件后，人工取出塑件，该结构适用于软质塑料，但型腔数目不宜过多，否则取件困难。4利用成型零件推出的脱模机构 某些塑件因结构和材料等关系，不适宜

19、采用上述的脱模机构，可利用成型镶件或型腔带出塑件，使之脱模。5多元件综合脱模机构 某些深腔壳体、薄壁塑件及带有局部环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂塑件，用单一的脱模方式，不能保证塑件顺利脱出，需采用两种以上的多元件联合推出。图8-19为推杆、推管与推板三种元件联合使用。6气压脱模机构 图820用于深腔塑件及软性塑件脱模的气压脱模机构，加工简单，但必须设置气路和气门等。塑件固化后开模，通人0104 MPa的压缩空气，将阀门打开，空气进入型芯与塑件之间，使塑件脱模。四、二次推出脱模机构 当塑件形状特殊或生产自动化需要，在一次脱模动作后，塑件仍难于从型腔中取出或不能自动脱落时，须增加一次脱模动作，才能

20、使塑件脱模；有时为避免一次脱模使塑件受力过大，也采用二次脱模，以保证塑件质量。 什么情况下采用二次推出机构？（1）摆块拉板式脱模机构1.单推出板二次脱模机构 图821，利用活动摆块推动型腔完成一次脱模，然后由推杆完成二次脱模。(a)为合模状态；开模时，固定在定模的拉板7带动活动摆块5，将型腔1抬起，完成一次脱模，图(b)；继续开模时，限位螺钉2拉住型腔板，由注射机顶杆4通过推杆3将塑件从型腔中推出。弹簧6的作用是使活动摆块始终靠紧型腔，图(c)。图822通过摆杆和U形架完成二次脱模。(a)为合模状态。开模时注射机顶杆5推动推杆固定板，使固定在上面的推杆7和摆杆3一起向前运动，同时摆杆经固定在型

21、腔上的圆柱销l使型腔抬起，将塑件从型芯上脱下，完成一次脱模，图(b)。当限位螺钉9迫使型腔不能继续向前移动时，摆杆又脱离了U形限制架4，同时圆柱销1将两摆杆 (2)摆杆式脱模机构分开，由弹簧2拉住摆杆紧靠在圆柱销上，当注射机顶杆继续顶出时，推杆7推动塑件脱离型腔，图(c)。单推出板二次脱模机构的特点： 只用一个推出板。其结构形式很多，除上述两种以外还有气动式、液压式、弹簧式、拉杆式、滑块式及钢球式等。2.双推出板二次脱模机构 特点：两组推出板，利用两组推出板的先后动作完成二次脱模。 图823，(a)为原始位置，开模时注射机顶杆6推动一次推出板，同时定距块5使二次推出板以同样速度推动塑件，使塑件

22、和型腔一起运动而脱离动模型芯，完成一次脱模。当开模至图(b)位置时，一次推出板碰到八字形摆杆4，由于摆杆支点到两推板接触点的距离不等，在摆杆的摆动下，(1)八字摆杆式脱模机构使二次推出板向前运动的距离大于一次推出板的距离，因而使塑料制件从型腔中脱出， 图8-24，成型推杆7固定在一次推出板9上，中心推杆6和拉钩1固定在二次推出板10上。闭模状态时，拉钩在弹簧2的作用下始终钩住圆柱销5，图(a)。开模时注射机顶杆8顶动二次推出板，由于拉钩的作用，一、二次推出板同时推动塑件，使塑件脱离型芯，完成一次脱模。继续开模时，在斜楔3的作用下，拉钩与圆柱销脱(2)拉钩楔块式脱模机构开，同时限距柱4碰到动模固

23、定板，使一次推出板停止运动，图(b)状态。注射机顶杆继续前进，推杆6推出塑件，完成二次脱模，图(c)。什么情况下采用顺序脱模机构？ 一般模具设计尽可能使塑件留在动模一侧，但有时由于塑件形状特殊而不一定留于动模，或因某种特殊需要，模具在分型时必须先使定模分型，然后再使动模、定模分型，此情况必须考虑在模上设置脱模机构，称之顺序脱模或双脱模机构。(1)弹簧顺序脱模机构 图825，合模时弹簧受压缩，开模过程中，首先在弹簧作用下，使A分型面分型，分开至一定距离，限位螺钉限制定模的运动，模具从B分型面分型脱模。3顺序脱模机构 图826，拉钩顺序脱模的两种形式。图(a)，开模时先从A分型面分型，开模一定距离

24、，拉钩在压块作用下摆动而脱钩，定模受拉板限制而停止运动，于是从B分型面分分(2)拉钩顺序脱模机构 塑件上的内螺纹用螺纹型芯成型，外螺纹用螺纹环成型。带螺纹塑件脱模需设置一些特殊机构。六、塑件螺纹的脱模机构(1)塑件外表面带有止转结构 带螺纹塑件成型后，必须与螺纹型芯或型环作相对转动和移动才能脱模，塑件的外表面或端面应考虑带有止转的花纹或图案，图8-30。1塑件螺纹脱模机构设计注意事项 利用塑件弹性脱螺纹 聚乙烯和聚丙烯等软质塑件，图8-32(a)，可用推件板将塑件从螺纹型芯上强制脱下，(b)中A为推件板。这种形式的模具结构简单，用于精度要求不高的塑件。但应避免图(c)中用圆弧端面作为推出面，这

25、样脱模困难。 2塑件螺纹的脱模方式(1)强制脱螺纹 图833(a)，开模时，在弹簧作用下芯杆l先从硅橡胶螺纹型芯4中退出，使硅橡胶收缩，再用推杆将塑件推出，(b)。该因硅橡胶寿命低，仅用于小批量生产。 用硅橡胶作螺纹型芯强制脱模 当模具不能设计成瓣合模或回转脱螺纹结构太复杂时，将螺纹部分做成活动型芯或活动型环随塑件一起脱模，然后机外将它们分开。图834(a)所示为活动螺纹型芯结构， (c)为活动螺纹型环结构。这种形式的模具结构简单，但需加机外取芯装置。(2)利用活动螺纹型芯或螺纹型环脱螺纹 螺纹回转脱模机构的驱动方式：人工驱动、液压或气动、电动机驱动及利用开模运动通过齿轮齿条或大升角丝杠螺母驱动等。(3)螺纹部分回转的脱模机构 原理：利用塑件与螺纹型芯或型环相对转动与相对移动脱出螺纹。 回转机械可设在动模或定模，通常模具回转机构设置在动模一侧。 手动脱螺纹机构 图835，模内设变向机构的手动脱螺纹型芯的结构。当手工摇动蜗杆5时，与它啮合的蜗轮4通过滑键带动螺纹型芯7旋转，由于凸模3的