第8章 分型与抽芯机构设计

第8章

侧向分型与抽芯机构设计

主讲：叶东

主要内容§8.1

侧向抽芯机构的分类§8.2

机动抽芯机构§8.3

手动抽芯机构

§8.4

液压或气动抽芯机构概述当注射成型的塑件与开合模方向不同的内侧或外侧具有孔、凹穴或凸台时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。带动侧向成型零件作侧向分型抽芯和复位的整个机构称为抽芯机构。产品实例侧向分型机构侧向抽芯机构斜导柱抽芯没有斜导柱和抽芯8.1侧向分型与抽芯机构的分类根据动力来源分为：机动、液压或气动、手动1、机动抽芯机构：注射模开模力作为动力，通过有关传动零件(如斜导柱等)将力作用于侧向成型零件使其侧向分型或将其侧向抽芯，合模时又靠有关传动零件使侧向成型零件复位。特点：结构复杂，生产效率高，应用最为广泛。2、液压或气动抽芯机构：以液压力或压缩空气作为动力进行分型与抽芯，也同样靠液压力或压缩空气使侧向成型零件复位。特点：抽芯的动作平稳，用于抽拔力大、抽芯距长的场合。3、手动抽芯机构：利用人力将模具侧向分型或抽芯。特点：操作不方便，劳动强度大，生产效率低，但模具结构简单、成本低。用于产品试制、小批量生产或无法采用其他抽芯机构的场合。二.抽芯力和抽芯距离的计算由于塑件包紧在侧向型芯或粘附在侧向型腔上，因此在各种类型的抽芯机构中，抽芯时必然会遇到抽拔的阻力，抽芯的力或称抽拔力一定要大于抽拔阻力。侧向抽拔力可按下式计算，即Ft=A.p(µcosα—sinα)。侧向抽芯距：一般比塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大2~3mm，用公式表示即为：

S=S/+(2~3)mm式中S/——塑件上侧凹、侧孔的深度；

S——抽芯距。§8.2机动抽芯机构§8.2.1

斜导柱抽芯机构§8.2.2

斜导柱抽芯机构的应用形式§8.2.3

弯销(斜方销)抽芯机构§8.2.4斜导槽抽芯机构

§8.2.5斜滑块抽芯机构

§8.2.6齿条齿轮抽芯机构

§8.2.7弹性元件抽芯机构§8.2.1斜导柱抽芯机构

8.2.1.1

斜导柱设计

8.2.1.2

侧滑块的设计

8.2.1.3

导滑槽的设计

8.2.1.4

楔紧块的设计

8.2.1.5

侧滑块定位装置的设计

§8.2.1斜导柱抽芯机构斜导柱抽芯机构是在开模力或推出力的作用下，斜导柱驱动侧型芯或侧向成型块完成侧向抽芯或侧向分型的动作。斜导柱抽芯机构，结构紧凑、动作可靠、制造方便，这类机构应用最广泛。应用场合：由于受到模具结构和抽芯力的限制，该机构一般使用于抽拔力不大且抽芯距小于60～80mm的场合。斜导柱侧向分型与抽芯机构1—推件板；2—弹簧；3一限位螺杆；4一挡块；5一侧型芯滑块；6、14—楔紧块；7—侧型芯；8、12—斜导柱；9—凸模；10口定模座板；11一侧型腔滑块；13一定模板(型腔板)；15—挡块§8.2.1.1斜导柱设计

一、斜导柱的形状及技术要求

二、斜导柱的倾斜角

三、斜导柱长度计算

四、斜导柱受力分析与直径计算

一、斜导柱的形状及技术要求1、斜导柱的形状：绝大部分斜导柱设计成锥台形。设计成锥台形时，其斜角θ应大于斜导柱的倾斜角α。2、斜导柱固定端与模板之间的配合：

H7/m6过渡配合。3、斜导柱工作部分与滑块上斜导孔之间的配合：H11/b11或两者之间采用0.4-0.5mm的大间隙配合。4、材料及热处理：斜导柱的材料多为T8A、T10等碳素工具钢，也可采用20钢渗碳处理。热处理要求硬度HRC>55，表面粗糙度为Ra≤0.8µm。

二、斜导柱的倾斜角1.概念：斜导柱侧向分型与抽芯机构中斜导柱与开合模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角α。它是决定斜导柱抽芯机构中工作效果的重要参数。2.区别：斜导柱倾斜角和斜导柱的有效工作角度3.α的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距、受力状况等有直接的重要影响。4.斜导柱的倾斜角可分以下三种情况。

1、侧型芯滑块抽芯方向与开合模方向垂直最常用的一种情况。通过受力分析与理论计算可知，α越大，斜导柱受到的弯曲力越大。斜导柱的倾斜角α取22°33′比较理想，一般在设计时取α≤25°，最常用的是12°≤α≤22°。楔紧块的楔紧角：α/=α+2°~3°。2、侧型芯滑块抽芯方向向动模一侧倾斜β角度的状况。影响抽芯效果的斜导柱有效倾斜角:α1=α+β，有效倾斜角：斜导柱与滑块运动方向的垂直方向的夹角。

斜导柱的倾斜角α取值应在α+β≤25°内选取，应比不倾斜时取得小些，此时楔紧块的楔紧角亦为α/=α+2°~3°3、侧型芯滑块抽芯方向向定模一侧倾斜β角度斜导柱的有效倾斜角为α2=α—β，斜导柱的倾斜角α值应在α—β≤25°内选取，应比不倾斜时取得大些，此时楔紧块的楔紧角仍为α′=α+2°~3°。确定斜导柱倾角的基本原则：通常抽芯距长时α(或α1、α2)可取大些，抽芯距短时，可适当取小些；抽芯力大时α可取小些，抽芯力小时α可取大些。三、斜导柱长度计算在侧型芯滑块抽芯方向与开合模方向垂直时，斜导柱的工作长度上与抽芯距S及倾斜角有关。即：四、斜导柱受力分析与直径计算在设计斜导柱抽芯机构时，需要选择合适的斜导柱直径，也就是要对斜导柱的直径进行计算或对已选好的直径进行校核。力的平衡方程：式中Mw——斜导柱所受弯矩；

Fw——斜导柱所受弯曲力

Lw——斜导柱弯曲力臂。

由材料力学的知识可知：斜导柱所受的弯矩为式中

—斜导柱所用材料的许用弯曲应力(可查有关手册)W——抗弯截面系数。斜导柱的截面一般为圆形，其抗弯截面系数为：

由式(9.6)、式(9.7)解得：

(9.8)

由于摩擦力与其他力相比一般很小，常可略去不计（即µ=0)，这样上式为：

(9.12)由式(9.9)至(9.12)可推导出斜导柱的直径为：式中Hw——侧型芯滑块受到脱模力的作用线与斜导柱中心线交点到斜导柱固定板的距离，它并不等于滑块高度的一半。(9.13)§8.2.1.2侧滑块的设计一、侧滑块一般情况下与侧向型芯(或侧向成型块)组合成侧滑块型芯，称为组合式侧滑块。二、在侧型芯简单且容易加工的情况下，也有将侧滑块和侧型芯制成一体的，称为整体式侧滑块。三、侧滑块的作用：在侧向抽芯过程中，保证塑件的尺寸精度和侧滑块移动的可靠性。实例侧滑块的组合形式1.图a为小的侧型芯固定部分加大尺寸后插入侧滑块再用圆柱销定位；2.图b与图a不同的是，使用两个骑缝圆柱销；3.图c采用燕尾槽直接镶入侧滑块中；侧滑块的组合形式4.图d小的侧型芯从侧滑块的后端镶入后再使用螺塞固定；5.图e片状侧型芯镶入开槽的侧滑块后再用两个圆柱销定位；6.图f适用于多个小型芯，把各个型芯镶入固定板后，用螺钉和销钉将其从正面与侧滑块联接和定位，如果影响成型，螺钉和销钉也可从侧滑块的背面与侧型芯固定板联接和定位。四、材料1、T8、T10、45钢、CrWMn，硬度HRC~>50(对于45钢，则要求HRC~>40)。2、侧滑块采用45钢、T8、T10等制造，硬度要求HRC≥40。镶拼组合的材料粗糙度为Ra0.8µm，镶入的配合精度为H7／m6。装配耐磨块的斜滑块§8.2.1.3导滑槽的设计一、作用：侧抽芯机构工作时，侧滑块在有一定精度要求的导滑槽内沿一定的方向作往复移动的。导滑槽的作用是保证侧滑块的运动精度和正确复位。二、形式：常用的结构是T形槽和燕尾槽。1、图a为整体式T形槽，结构紧凑，槽体用T形铣刀铣削加工，加工精度要求较高；2、图b、c是整体的盖板式，不过前者导滑槽开在盖板上，后者导滑槽开在底板上；实例实例图片3.盖板也可以设计成局部有盖板的形式，甚至设计成侧型芯两侧的单独压块，前者如图d所示，后者如图e所示，这解决了加工困难的问题；4.在图f的形式中，侧滑块的高度方向仍由T形槽导滑，而其移动方向则由中间所镶入的镶块导滑；5.图g是整体式燕尾槽导滑的形式，导滑精度较高，但加工更困难，为了使燕尾槽加工方便，可将其中一侧的燕尾槽改用局部镶件的形式。实例实例图片四、导滑槽和侧滑块的配合长度1、导滑槽和侧滑块要求保持一定的配合长度。2、滑块配合导滑部分长度大于宽度的1.5倍以上。§8.2.1.4楔紧块的设计一、楔紧块的作用：承受作用在侧向成型零件上的成型压力，使滑块在成型时不发生移动。在注射成型的过程中，侧向成型零件在成型压力的作用下会使侧滑块向外位移，如果没有楔紧块楔紧，侧向力会通过侧滑块传给斜导柱，使斜导柱发生变形。如果斜导柱与侧滑块上的斜导孔采用较大的间隙(0.4~0.5mm)配合，侧滑块的外移会极大降低塑件侧向凹凸处的尺寸精度，因此，在斜导柱侧向抽芯机构设计时，必须考虑侧滑块的锁紧。

二、楔紧块的各种结构形式1.图a是将楔紧块与模板制成一体的整体式结构，牢固可靠刚性大，但浪费材料，耗费加工工时，并且加工的精度要求很高，适合于侧向力很大的场合；2.图b是用销钉定位、螺钉固定的形式，结构简单，加工方便，应用较为广泛，其缺点是承受的侧向力较小；3.图c是楔紧块以H7/m6配合镶入模板中的形式，其刚度比图b的形式有所提高，承受的侧向力也略大；4.图d是在图b形式的基础亡在楔紧块的后面又设置了一个挡块，对楔紧块起加强作用；5.图e采用双楔紧块的形式，这种结构适于侧向力较大的场合。应用实例§8.2.1.5侧滑块定位装置的设计一、侧滑块定位装置常见的几种形式：1.图a依靠压缩弹簧的弹力使侧滑块留在限位挡块处，俗称弹簧拉杆挡块式，它适合于任何方位的侧向抽芯，尤其适于向上方向的侧向抽芯，缺点：模具尺寸增大，模具放置、安装有时会受到阻碍；2.图b，将弹簧安置在侧滑块的内侧，侧抽芯结束，在此弹簧的作用下，侧滑块靠在外侧挡块上定位，它适于抽芯距不大的小模具；4、图d、e，弹簧顶销式，适于侧面方向的侧抽芯动作，弹簧的直径可选1mm左右，顶销的头部制成半球头形，侧滑块上的定位穴设计成900锥穴或球冠状；5、图f，是上述顶销换成了钢珠，使用场合相同，称为弹簧钢珠式，钢珠的直径可取5~10mm。3-卡簧定位机构应用实例§8.2.2斜导柱抽芯机构的应用形式1.斜导柱固定在定模、侧滑块安装在动模

2.斜导柱与侧滑块同时安装在定模

3.斜导柱固定在动模、侧滑块安装在定模

4.斜导柱与侧滑块同时安装在动模

5.斜导柱的内侧抽芯

1.斜导柱固定在定模侧滑块安装在动模抽芯机构应用最广泛的形式。它既可用于单分型面注射模，也可用于双分型面注射模。在设计有侧抽芯塑件的模具时，应当首先考虑采用这种形式。

应用场合：应用场合：1.侧向凸（凹）结构在动模；2.侧向凸（凹）虽然在定模，但塑件外观允许有滑块拼合的痕迹。转到第二种抽芯机构实例推杆复位时的“干涉”设计这种抽芯机构时，必须注意侧滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。干涉现象——是指在合模过程中侧滑块的复位先于推杆的复位而致使活动侧型芯与推杆相碰撞，造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。在模具结构允许的条件下，应尽量避免在侧型芯的投影范围内设置推杆。发生干涉临界条件的分析示意图

不发生干涉的条件1—复位杆；2—动模板；3—推杆；4—侧型芯滑块；5—斜导柱；6—定模座板；7—楔紧块设置先复位机构的临界条件在一般情况下，只要使hctgα—Sc＞0.5mm即可避免于涉，如果实际的情况无法满足这个条件；则必须设计推杆的先复位机构。先复位机构的应用场合1)活动型芯、活动镶块推出，2)抽芯机构与推杆运动发生干涉时，3)成型有金属嵌件的塑件时，4)活动螺纹型芯。常用的几种先复位机构1）弹簧式先复位机构

2)楔杆三角滑块式先复位机构

楔杆单摆杆式3）楔杆摆杆式先复位机构模具实物楔杆三角滑块式先复位机构-2楔杆双摆杆式4)楔杆滑块摆杆式先复位机构5)连杆式先复位机构

连杆式先复位机构]—推板；2—推杆固定板；3—推杆；4—连杆；6—转轴；7—侧型芯滑块；8—斜导柱；9—定模板2.斜导柱与侧滑块同时安装在定模在斜导柱与侧滑块同时安装在定模的结构中，一般斜导柱固定在定模座板上，侧滑块安装在定模板上的导滑槽内。此种结构必须采用二次分型！

转到第一种抽芯结构！假如采用一次分型？应用场合应用场合：

成型的侧向凸（凹）结构在定模，塑件外观不允许有滑块拼合的痕迹。滑块拼合的痕迹分型实例-1分型实例-2二次分型应用结构1斜导柱与侧滑块同在定模的结构之一1—侧型芯滑块；2—斜导柱；3—凸模；4—椎件板；5—定距螺钉；6—转轴；7—弹簧；8—摆钩；9—压块；10—定模板；11—动模板；12—挡块；13—推杆3.斜导柱在动模、侧滑块在定模

(尽量不选用)斜导柱在动模、侧滑块在定模的模具结构的特点是侧抽芯与脱模不能同时进行，要么是先侧抽芯后脱模，要么先脱模后侧抽芯。

先抽芯后脱模实例结构特点：在动模部分增加一个分型面，靠该分型面中设置的弹簧进行分型。开模时，在弹簧5的作用下，A分型面先分型，在分型过程中，固定在动模支承板上的斜导柱1驱动侧型芯滑块2进行侧向抽芯，抽芯结束后，定距螺钉4限位，动模继续后退，接着B分型面分型，塑件包在凸模6上随动模后移，直至推出机构将塑件推出。4.斜导柱与侧滑块都安装在动模

斜导柱与侧滑块同时安装在动模的结构，一般是通过推件板推出机构来实现斜导柱与侧型芯滑块的相对运动。

斜导拄与侧滑块同在动模的结构1-楔紧块；2—侧型芯滑块；3—斜导柱；4—推件板；5—动模板；6—推杆§8.2.2.5斜导柱的内侧抽芯

1、靠弹簧的弹力进行定模内侧抽芯的结构。斜导柱斜滑块都安装在定模——需二次分型。斜导柱定模内侧抽芯l一型芯；2一侧犁芯滑块；3一斜导柱；4一小弹簧；5一弹簧；6一限位螺钉；§8.2.3弯销抽芯机构弯销——斜方销该抽芯机构仍然离不开侧向滑块的导滑、注射时侧型芯的锁紧和侧抽芯结束时侧滑块的定位这三大设计要素。

弯销抽芯机构的特点：1.可采用比斜导柱较大的倾斜角α；因此，抽芯距可大于斜导柱抽芯；2.弯销抽芯的抽芯力较大；3.弯销可以延时抽芯

；4.可以省略楔紧块5.弯销侧抽芯机构可以变角度侧抽芯；6.弯销在模具上的安装分为：模内安装和模外安装

。弯销安装在模外的方式的优点：在安装配合时人们能够看得清楚，便于安装时操作。弯销的延时抽芯由于塑件对定模型芯3有较大的包紧力，且塑件内孔不允许有斜度，所以在开模时，空驶一段距离后斜销才开始侧抽芯。延时抽芯后，塑件在侧抽芯之前在侧滑块限制下已基本脱开型芯，模具注射生产可顺利进行。变角度弯销抽芯

由于被抽的侧型芯3较长，且塑件的包紧力也较大，因此采用了变角度弯销抽芯。开模过程中，弯销1首先由较小的倾斜角α1起作用，以便具有较大的起始抽拔力，在带动侧滑块2移动S，后，再由较大倾斜角α2起作用，以抽拔较长的抽芯距离S2，从而完成整个侧抽芯动作。§8.2.4斜导槽抽芯机构

1.注意滑块驱动时的导滑、注射时的锁紧和侧抽芯结束时的定位等要素。2.斜导槽板与圆柱销用T8、T10等材料制造，硬度HRC~≥55，工作部分表面粗糙度Ra≤0.8µm。

斜导槽结构分析斜导槽抽芯机构特点斜导槽抽芯机构特点与斜销几本相似，但可实现更大的抽芯距离；此机构必须设计楔紧块。§8.2.5斜滑块抽芯机构

斜滑块抽芯机构要比斜导柱抽芯机构简单得多。斜滑块抽芯机构分为：斜滑块

斜导杆（斜顶）每一类均可分为外侧分型抽芯和内侧分型抽芯形式。

本节内容包括：

§8.2.5.1斜滑块导滑的抽芯

§8.2.5.2斜导杆导滑的抽芯§8.2.5.1斜滑块导滑的分型与抽芯分型与抽芯机构原理成型的产品特点斜滑块在动模板内安装的形式

导滑槽形式：1.T型；2.方形；3.燕尾4.由滑块形状而定斜滑块的组合形式视塑件的结构而定，有几个抽芯方向，就由几块滑块组成。斜滑块机构设计要点：(1)斜滑块刚性好，能承受较大的抽拔力；斜滑块倾斜角较大，最大可达到400，通常不超过300

；(2)正确选择主型芯的位置；(3)斜滑块止动装置设计；(4)斜滑块的推出行程；(5)推杆位置的选择；(6)斜滑块的装配要求；(7)斜滑块推出后的限位；1）斜滑块倾斜角斜滑块的倾斜角较斜导柱的倾斜角大，最大可达到400，通常不超过300，此时导滑接触面要长。2)正确选择主型芯的位置主型芯位置选择恰当与否，直接关系到塑件能否顺利脱模。3）斜滑块的止动装置如果动模和定模的型芯包络面积大小差不多，为了防止斜滑块在开模时从导滑槽中拉出，可设置斜滑块的止动装置。4)斜滑块的推出行程斜滑块的推出距离可由推杆的推出距离来确定。斜滑块在动模板导滑槽中推出的行程有一定的要求，一般情况下，立式模具不大于斜滑块高度的1/2，卧式模具不大于斜滑块高度的1/3。如果必须使用更大的推出距离，可加长斜滑块导向的长度。立式卧式5)推杆位置的选择

在侧向抽芯距较大的情况下，应注意在侧抽芯过程中斜滑块移出推杆顶端的位置，该位置如不合适会造成斜滑块无法完成预期的侧向分型或抽芯的工作，所以在设计时，椎杆的位置选择应予以重视。6)斜滑块的装配要求为了保证斜滑块在合模时的拼合面密合，避免注射成型时产生飞边，斜滑块装配时必须使其底面离动模板有0.2—0.5mm的间隙，上面高出动模板0.4—0.6mm(应比底面的间隙略大些为好)，如图所示。目的：当斜滑块与导滑槽之间有磨损后，再通过修磨斜滑块的下端面来保持其密合性。当斜滑块的底面作分型面时，底面是不能留间隙的！7)斜滑块推出后的限位

在卧式注射机上使用斜滑块侧向抽芯机构时，为了防止斜滑块在工作时从动模板上的导