第八章 塑料模设计(8-4)

1、1第 三 篇主讲：陶福春主讲：陶福春模具设计模具设计2 一、概一、概 述述 注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一循环中将塑件从型腔内或型芯上自动地脱出模外，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。本节叙述典型脱模机构的结构、分类及其设计要点。第四节第四节 塑件机构设计塑件机构设计31脱模机构的典型结构脱模机构的典型结构 脱模机构种类较多，用推杆推出的简单脱模机构是一种典型结构，如图3-7-1所示，它由七个零件组成：即推出零件，它直接与塑料接触，将塑件推出模外，在图中为推杆1，推杆需要固定，因此设推杆固定板2和推板5，两板间由螺钉连接；注塑机上的顶出力作用在推板上；为了确保推出板平行移动，

2、推出零件不致于弯曲或卡死，常设有推板导柱4和导套3；推板的回程是靠复位杆7实现的；最后一个零件就是拉料杆6，它的作用是色着浇注系统的冷料，使整个浇注系统随同塑件一起留在动模。有的模具还设有限位钉8，限位钉有两个作用，一是使推板与底板之间形成间隙，一旦落入废料屑，亦不致影响推板复位。另一作用是在模具制造时可调节限位钉头部厚度来控制推杆返回的位置。4 52对脱模机构的要求对脱模机构的要求 （1）结构优化、运行可靠）结构优化、运行可靠 机构尽可能简单，零件制造方便，配换容易。机构动作要准确可靠、运动灵活、机构本身具有足够刚度和强度，以抵搞脱模阻力。 （2）不影响塑件外观，不造成塑件变形破坏）不影响塑

3、件外观，不造成塑件变形破坏 推塑件的位置应尽量设在塑件内部或隐蔽处，以免损坏塑件外观，要保证塑件在脱模过程中不变形、不擦伤。要做到这一点，首先必须正确地分析脱模力的大小和集中的部位，以选择合适的脱模方式和推顶位置，使脱模力得到均匀合理的分布。 由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽可能靠近型芯。同时推出力应施于塑件刚度强度最大的部位。如筋、凸缘、壳体侧壁等处，作用面积也应尽可能大一些，否则会在推顶处产生应力发白，甚至顶穿塑件，造成破损。6 （3）让塑件留在动模）让塑件留在动模 模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模即动模上。若因塑件几何形状的关系，不能留在动模时，应考虑对

4、塑件的外形进行修改或在模具结构上采取强制留模措施，若实在不易处理时也可让塑件留在定模内，在定模上设脱模装置。 塑件在型芯上的附着力，多由塑件收缩引起，它与塑料的性能、塑件的几何形状、模具温度、冷却时间、脱模斜度以及型腔表面粗糙度有关。一般来说收缩率大，壁厚、弹性模量大、型芯形状复杂、脱模斜度小以及成型表面粗糙时脱模阴力就大，反之则小。下面推导的脱模力计算公式能定量地反映出上述各因素的影响。73脱模机构的分类脱模机构的分类 脱模机构可按脱模动力来源分类，也可按模具结构分类。 （1）按动力来源分类）按动力来源分类 使塑件脱出所采用的动力常见有：人力操作、机械推出、液压推出、气压推出，现分述如下：

5、手动脱模。当模具分模后，用人工操纵脱模机构脱出塑件，多用于小型移动式模具。 液压或机械脱模。注塑机设有推出油缸，开模时在适当的时候和位置油缸活塞动作，推动模具推板运动，脱出塑件。此外动力也可来自注塑机的开模动作，开模时塑件选随动模一起移动，到预定位置时，脱模机构被注塑机上固定不动的顶杆顶住而不能随动模移动，动模继续后移时，塑件由脱模机构推出型腔。8 当定模部分也设有脱模机构时，可以通过拉杆或链条等装置，在开动模到一定位置时，拉动定模脱模机构，实现定模边的脱模。 带螺纹的塑件可用手动或机动来实现放置运动，脱出塑件。 气动脱模。利用压缩空气的压力将塑件直接由型腔中推出。 （2）按机构的结构特点分类

6、 由于塑件形状的不同，脱模机构可分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构以及带螺纹塑件的脱模机构等。本章将按模具结构特点讨论各种脱模机构构。9三、简单脱模机构三、简单脱模机构 简单脱模机构是应用最广的结构形式，它包括推杆脱模机构、推管脱模机构、推板脱模机构、活动镶件或凹模脱模机构、多种元件综合脱模机构和气动脱模机构等结构形式，现分述如下。101推杆脱模机构推杆脱模机构 推杆是推出机构中最简单最常见的一种形式。由于推杆加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好，因此在生产中广泛应用，但是，因为它与塑件接角面积一般比较小，设计不当易引起应力集中因而顶穿塑

7、件或使塑件变形，因此当用于脱模斜度小和脱模阻力大的管状或箱类塑件时，应增加推杆数量，增大接触面积。11 本节开始所介绍的脱模机构典型结构图就是推杆脱模机构，它由推杆、复位杆、拉料杆（有的模具无拉料杆）和推杆固定板、推板、连接螺钉以及推板导柱、导套等构成，当开模到一定距离时，注塑机推出装置推动推板并带动所有推杆、拉料杆和复位杆一道前进，将塑件和浇注系统一起推出模外。合模时复位杆首先与定模边的分型面接触，而将推板和所有的推杆一道推回复位。12推杆脱模机构设计要点如下： （1）推出位置的确定、推杆数量和断面形）推出位置的确定、推杆数量和断面形状的设计状的设计 推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方。如

8、图3-7-6所示的盖类或箱类塑件，侧壁是阴力最大的地方，因此其端面设置推杆是合理的，而在盖子里面设置推杆时，以靠近侧壁的地方为好。如果只在中心部位推出，则塑件可能会出现裂纹或顶穿的现象。当塑件上设有多个推杆时，应根据各处脱模阻力大小，将推杆合理分布，使塑件脱模时受力均匀，避免变形。图3-7-7是在局部有细而深的凸台或盘的底部设推杆。131415 推杆不宜设在塑件最薄处，以免塑件变形或损坏，当结构需要推在薄壁处时，可增大推出面积来改善塑件受力状况，如图3-7-8所示是采用推件盘推出的形式。 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.050.1mm，否则会影响塑件外观和使用。 为了保证塑件质

9、量，应多设推杆，以减小各个推杆作用的塑件上的应力，减少变形、开裂、应力发白等现象。当塑件上不允许有推出痕迹时，可用推出耳的形式，如图3-7-9所示，脱模后将推出耳剪掉。161718 (2）推杆及其力学设计）推杆及其力学设计 包括推杆形状尺寸设计，受力计算和材料选用等。 推杆最常见的有直杆式圆柱形推杆，如图3-7-10（a），常用直径为1.525mm，高度不大于600mm，与推杆孔的配合段可用H7/f7或H8/f8，对细长的推杆为了增加其刚性，可设计成台阶形，如图3-7-10（b），一般扩粗部分直径大于或等于顶出部分直径2倍。有时将推杆端部断面做成与塑件形状一致例如顶在塑件边缘或加强盘上的推杆其

10、上端需做成薄片状，但为了便于加工其下端仍做成圆柱形，推杆其它形状如图3-7-10（c）（f）。 1920 推杆和推杆固定板常采用轴肩连接，应将推杆与固定孔之间设计有较大的配合间隙（0.81mm），如图3-7-11（a），安装时推杆轴线可做少许位移，用以确保它与型腔上配合孔的同心度，当推板上有多个推杆时，这样设计很有必要，经安装和使用带来方便。图3-7-11（b）的结构系采用与轴肩有相同厚度的垫圈置于固定板和推板之间，这样推杆固定板不再加工凹坑，不但制作方便，且易保证两板之间的平行度。21 推杆与推板间还可采用静配合、铆接，如图3-7-11（c）、（d），也有螺钉或螺母连接的，如图3-7-11（

11、e）、（f）、（g），它们的共同点都是省去了顶出板底板。 推杆大部分用热作模具钢制造，最后经表面 氮 化 处 理 ， 推 杆 上 段 表 面 硬 度 应 达 到HRC6065，它样可防止推杆与配合孔间拉毛咬死，此外也可用退火工具钢T8A、T10A或弹簧钢制造，头部局部淬火。配合段表面粗糙度为Ra 0.8m，其余部分则可要求低些。2223（3）推杆复位装置）推杆复位装置 推杆脱模机构用复位杆复位是最常见的。复位杆应对称布置，常取24根，但最好多于2根。与复位杆头部接触的定模板应淬火或局部镶入淬火镶块。采用复位杆复位时只有当模具完全闭合时，复位动作才告完成。某些模具要求在模具完全闭合之前完成复位动

12、作，这时应用特殊的先行复位装置。 弹簧复位是一种简单复位方法，它具有先行复位功能，数根弹簧装在动模垫板与推板之间，如图3-7-12所示。推出塑件时弹簧被压缩，当注塑机的顶杆后退，弹簧即将推板推回。它的缺点是可靠性较差，特别是推杆数量较多时易发生卡滞现象，因此常与复位杆共同使用，其它先行复位装置将在下一节中介绍。2425（4）推出导向装置）推出导向装置 大型模具或推杆较多的模具，为避免推板运动时发生偏斜，造成运动卡滞或推杆弯曲损坏等问题，可设计推出导向装置。中小型模具常采用2根导柱导向，大型模具可采用4根导柱，导向孔可设置或不设置导向套，如图3-7-13（a）、（b）所示。为了加工方便，导向孔与

13、导柱的配合部位一般只设计在推板上，而与推杆固定板间采用较大的配合间隙，采用导套时，导向套也仅与推板上的装配孔采用过渡配合，而与推杆固定板间采用较松动的配合，导套与导柱之间也仅需有一段有动配合关系，典型导套已在导向机构一节中介绍。 2627 当动模变色镜板支架间跨度大时，可以利用导向柱兼作动模底板支柱，如图3-7-14，这样可减薄动模底板厚度。即使有了导向装置，在推杆布置时也应注意使各推杆的合力重必尽量靠近模具的中心轴线，以减少由于偏心力矩造成的附加脱模阻力。 成型壳形制品的模具，其推杆可同时兼作复位杆，推杆端面的一半作推杆用，另一半复位时与定模板的分型面接触，起复位作用，如图3-7-15为汽车

14、尾灯罩，这时不单顶杆头部需淬火，而且型腔及其周边也应热处理，使边沿具有足够的硬度，否则周边变形将影响塑件的脱出。2829302推管脱模机构推管脱模机构 推管脱模机构适用于环形、筒形或中间带孔的塑件，其中尤以圆形截面使用较多。其特点是推管的整个周边与塑件接触，故塑件受力的均匀，推出时平衡可靠，制品不易变形，也不会在塑件上留下明显的接触痕迹，推管需与复位杆配合使用，采用推管时主型芯和凹模可以同时设计的动模一侧，有利于提高内外表面的同心度。该机构按照主型芯固定方式的不同常有以下三种结构形式：31（1） 主型芯固定在动模底板上主型芯固定在动模底板上 这时主型芯必须穿过推板，如图3-7-16。为减短型芯

15、与推管的配合长度，可像图3-7-16（a）那样将型芯后段直径减小，也可像图3-7-16（b）那样型芯直径不变而将推管后段内孔扩大。为了保护型腔和型芯的成型表面，推出时推管不宜与成型表面相磨擦，为此推管配合公称外径宜稍小于型腔内径，推管配合内径，推管配合内径应稍大于型芯外径，图3-7-16（a）中的凹模设在的定模边，故推出时不存在型腔内径与推管磨擦的问题，这里将推管外径做得比凹模内径大得多，使其在合模时兼有复位杆的作用。3233（2） 主型芯固定在动模型芯固定板上主型芯固定在动模型芯固定板上 如图3-7-17，这时型芯长度可大大缩短，但动模板厚度却相应增大，为了固定该型芯可再增加一垫板，如图3-

16、7-17（a），也可将型芯突缘加大固定，如图3-7-17（b）或采用螺栓固定，如图3-7-17（c）以省去一块垫板。3435（1） 主型芯用横销或带缺口的凸缘固定 如图3-7-18（a）和（b），为了使推管与横销或凸缘互不干涉，而在推管上开设长槽，这种设计方案既不增加主型芯的长度，也不增大动模板的厚度，其缺点是（a）图的主型芯的连接强度较弱，定位精度较差，不宜用于受大的型芯。（b）图推管强度较弱，不宜于推出力较大的场合，特别当制件壁薄（2mm）时推管壁也薄，强度更差，（a）图的固定销除用方销外也可用圆销。36 推管脱模机构推管材料的选择和热处理参照推杆进行。内径和型芯的配合，外径和横板的配合可

17、按H8/f7或H8/f8选用，大直径的可选用较高的配合精度，以免间隙值过大而溢料。推管和型芯配合长度为推出行程加上35mm，推管和模板配合长度取0.82D，其作部分扩孔 留 出 间 隙 ， 当 推 管 内 很 能 够 扩 孔 时 为d+0.5mm，模板扩孔时为D+1mm，如图。37383推件板脱模机构推件板脱模机构 它适用于各种薄壁容器、筒形制品、大型罩壳及各种带一个或多个孔的塑件。推件板推出的特点是推出力大而均匀，运动平稳，且不会在塑件表面留下推出痕迹，因此应用十分普遍，对于非圆形的塑件或异形孔，推件板上的孔可用线切割加工，制作也十分方便，比推管机构简单.首先看一下推板脱模的几种机构.新建文件夹动画05xxfd.htm又如图3-7-19。图3-7-19（a）为典型的推件板脱模机构，推件板由模具的推杆（一般为四根）推动向前运动，将塑件从型芯上脱下，推件板脱模机构不需另设复位杆，合模时推件板被压回原位，推杆和推板也相应复位。39 推件板向前平移时需要有可靠的支撑，一般推出距离。推杆的前端可以是平头的，与推件板不相连，如图3-7-19（a）。也可以在前