注射成型辅助系统的设计.ppt

1、第7章 注射成型辅助系统的设计,7.1 导向与定位机构的设计 7.2 推出机构的设计 7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点 7.4 温度调节系统,7.1 导向与定位机构的设计,7.1.1 导向、定位机构的作用 1.导向作用 合模时引导动模按顺序正确闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力。 2.承载作用 塑料熔体在充模过程中，受成型设备精度低的影响，可能产生单向侧压力，因而在成型过程中需要导向装置能承受一定的单向侧压力，以保证模具的正常工作。采用推件脱模或三板式模具结构时，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。 3.定位作用 导向装置直接保证动、定模位置的正确性，保证模具型腔的形状和尺寸的

2、精确性，从而保证塑料制件的精度。同时，在模具装配过程中便于装配和调整。,下一页,返回,7.1 导向与定位机构的设计,4.锥面定位机构作用 对于薄壁、精密注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，以满足精密定位和同轴度的要求。 5.保持运动平稳作用 对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活、平稳的作用。 7.1.2 结构设计 1.导向机构的总体设计原则 (1)导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压人导柱和导套后发生变形。导柱中心至模具外缘应至少有一

3、个导柱直径的距离。,上一页,返回,下一页,7.1 导向与定位机构的设计,(2)根据模具的形状和大小，一副模具需要24个导柱。对于小型模具，无论圆形的或矩形的，通常只用两个直径相同且对称分布的导柱，如图7-1(a)所示。如果模具的凸模和凹模合模时有方位要求，则用两个直径不同的导柱，如图7-1(b)所示；或用两个直径相同，但错开位置的导柱，如图7-1(c)所示。对于大、中型模具，为了简化加工工艺，可采用3个或4个直径相同的导柱，但数量分布不对称，如图7-1(d)所示；或导柱位置对称，但中心距不同，如图7-1(e)所示。 (3)由于制件通常留在动模，所以为了便于脱模，导柱通常安装在定模。但对于特殊需

4、要的，如动模采用推板顶出制件，推板要由导柱导向时，导柱安装在动模。 (4)为厂保证分型面很好地接触，导柱和导套在分型面处应设有承屑槽，通常都是削去一个圆，如图7-2(a)所示，或在导套的孔口倒角，如图7-2(b)所示。,下一页,返回,上一页,7.1 导向与定位机构的设计,(5)各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。 (6)在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进人型腔，导致成型零件损坏。 (7)当动、定模板采用合并加工时，导柱装配处的直径应与导套外径相等。 (8)导柱与导套的配合形式对于一般的简单模具，导柱不需要导套，直接与模板导向孔配合，如图7

5、-3(a)所示。根据需要，模具的导柱也可与导套配合，如图7-3(b)、图7-3(c)所示。对于带肩的导柱，导套的外径与导柱直径相等，便于导柱固定孔、导套固定孔的加工，如图7-3(d) 、图7-3(e)所示。,上一页,下一页,返回,7.1 导向与定位机构的设计,2.导柱的设计 (1)导柱的结构形式如图7-4所示。导柱的工作部分的油槽可以储油用以改善导向条件，减少摩擦，但增加了制造成本。对于要求不高的模具，也可不加油槽。 (2)导柱的长度必须比凸模端面的高度高出68mm，如图7-5所示，以免在导柱未导正方向之前凸模先进入型腔，二者相碰而损坏。此外，导柱长于凸模端面，分模后可按任何有利于操作的位置放

6、在工作台上，而不至擦伤凸模成型表面。 (3)为使导柱能顺利进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。球形先导部分因制造费时，故一般很少采用。 (4)导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度。 (5)导柱的常见安装固定形式如图7-6(a)、图7-6(b)所示，根据需要，也可采用图7-7所示的安装形式。图7-7(a)、图7-7(b)所示为铆接固定法，主要适用于小直径导柱；图7-7(c)所示则是螺钉固定导柱的方法。,上一页,返回,下一页,7.1 导向与定位机构的设计,(6)导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此，多采用低碳钢(如20、20Mn2B)经渗碳淬火

7、处理或碳素工具钢(T8A，T10A)经淬火处理、硬度 55 HRC；或45钢经调质，表面淬火，低温回火，硬度 55 HRC。 3.导套及导向孔的设计 (1)无导套的导向孔导向孔直接开设在模板上，这种形式的导向孔加工简单，适用于生产批量小、精度要求不高的模具。导向孔应做成通孔，如果做盲孔，不但孔内空气无法逸出，对导柱的进入有反压缩作用，而且落人孔内的废料也不易清除，有碍导柱导入。如果型腔板很厚，导向孔必须做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增加通孔，或在导柱侧壁及导向孔开口端磨出排气槽。,下一页,返回,上一页,7.1 导向与定位机构的设计,(2)导套常用导套的结构形式如图7-8所示。图7-8(a)所示为套

8、筒式导套，用于模套高度不大的简单模具。图7-8(b)所示为台阶式导套，检修更换方便，能保证导向精度，主要用于精度要求较高的大型模具。图7-8(c)所示为凸台式导套，主要用于模具顶出机构的导向中。图7-8(d)所示为带油槽的导套，它可改善导向条件，减少摩擦，但增加了制造成本。 套筒式导套的安装固定形式如图7-9(a)图7-9(d)所示。图中的侧向螺钉起防止导套因开模力而脱出模板的作用。台阶式导套的安装形式如图7-10所示。,上一页,下一页,返回,7.1 导向与定位机构的设计,4.精定位装置 对于精密型或大型模具以及导向零件需要承受较大侧向力的模具，模具上通常要设计锥面、斜面或导正销等精定位装置。

9、 (1)锥面精定位锥面精定位如图7-11所示，锥面配合有两种形式，一种是两锥面之间有间隙，将淬火的零件(见图7-11中右上图)装于模具上，使之和锥面配合，以制止偏移；另一种是两锥面配合(见图7-11中右下图)，这时两锥面都要淬火处理，角度520o，高度在15mm以上。 图7-12所示为锥形导柱定位装置，这种方式的定位精度高，但只适用于侧向力不大的小型模具。 (2)斜面精定位对于矩形型腔也可采用斜面定位，在型腔四周利用儿条凸出的斜边定位，如图7-13所示。通常采用的斜面精定位结构如图7-14所示。图7-15所示为斜面精定位的其他形式。,上一页,下一页,返回,7.1 导向与定位机构的设计,(3)导

10、正销精定位以动、定模合模面为中心锁出圆孔，再配以导正销，其结构如图7-16所示。导正销应在相互垂直的两个方向(或四边)布置，如图7-17所示。导正销的直径通常应大于20mm。,上一页,返回,7.2 推出机构的设计,7.2.1 推出机构的结构组成 推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。如图7-18所示的模具中，推出机构由推杆1、推杆固定板2、推杆导套3、推板导柱4，推板5、拉料杆6及复位杆7等组成。 推出机构的结构因模具的结构和用途不同而有所变化，但无论何种推出机构均应达到如下儿点的基本要求： 制品在推出过程中不允许变形、损坏； 制品应尽可能滞留在动模一侧

11、； 脱模后制品应有良好的外观； 推出动作可靠，更换推出零件容易。,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,7.2.2 推出零件的设计 1.推杆的设计 推杆推出机构是最常用的推出机构，其设置推杆位置的自由度较大，常被用来推出各种塑料制件。 (1)推杆的形状常用的推杆形状如图7-19所示。A型、B型为圆形截面的推杆。C型为整体式非圆形截面的推杆，D型为插入式非圆形截面的推杆。 (2)推杆位置的设置 推杆应设在脱模阻力大的地方。如图7-20(a)所示，型芯周围制品对型芯包紧力很大，所以可在型芯外侧制品的端面上设推杆，也可在型芯内靠近侧壁处设推杆。如果只在中心部分推出，制品容易出现被顶坏的现象，如图7-

12、20(b)所示；,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,杆应设在制品强度刚度较大处。推杆不宜设在制品薄壁处，尽可能设在制品壁厚、凸缘、加强肋等处，如图7-20(c)所示，以免制品变形损坏； 布置推杆时，要考虑脱模阻力的平衡，保证制品被推出时受力均匀，推出平稳，不变形，因此，在肋、凸台、细小凹部要多设推杆； 在推压制品的边缘时，为了增加推杆与制品的接触面积，应尽可能采用直径较大的推杆，推杆的边缘应与型芯侧壁相隔0.10.15mm，以避免推杆因推杆孔的磨损而把型芯侧壁擦伤，如图7-21所示； 在装配推杆时，应使推杆端面和凸模平面齐平或者比凸模平面高出0.050.1mm以免在制品上留下一个凸

13、台影响制品的使用；,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,推杆固定端与推杆固定板径向应留有0. 5mm的间隙。由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象，避免在多推杆的情况下，如图7-22所示。 2.推管的设计 推管用于推出圆筒形制品或圆形凸台制品。由于制品呈圆筒形，在成型部分必然要设置型芯，推管的固定形式应该适应于型芯的固定形式，如图7-23所示。图7-23(a)为型芯固定在动模座板上的结构，这种结构型芯较长，常用在推出距离不大的场合；图7-23(b)为用方销将型芯固定在动模板上的结构，推管在方销的位置处开槽，推出时让开方销；图7-23(c)为推管在模板内滑动的形式，这

14、种结构可以缩短推管和型芯的长度，但增加厂动模板的厚度。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,3.推件板的设计 推件板推出用于薄壁深腔且制品上要求无推出痕迹的场合，具有推出力大而均匀，运动平稳的特点。图7-24所示是推出板推出机构的结构形式，其中图7-24(a) 、图7-24(b)是两种常用的结构形式。图7-24(a)由推杆推动推件板4将制品从凸模上推出，这种结构的导柱5应足够长，并且要控制好推出行程，以防止推件板脱落；图7-24(b)为推杆头部与推件板用螺纹连接的结构，可避免推件板脱落；图7-24(c)是推件板镶入动模板内的结构，推杆和推件板之间也采用螺纹连接，推件板在推出过程中不会

15、脱落。 推件板与凸模按一定配合精度相配合，能够在制品的整个周边端面上进行推出。但由于推件板和型芯有摩擦，所以推件板也必须进行淬火处理，以提高耐磨性。为厂减小推件板与型芯的摩擦，可采用图7-25所示的结构，推件板与型芯问留0.200.25mm的间隙，并用锥面配合，以防止推件板因偏心而溢料。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,对于大型的深腔制品或用软塑料成型的制品，推件板推出时，制品与型芯间容易形成真空，造成脱模困难，为此应考虑增设进气机构。图7-26所示为推件板推出机构的进气机构，推件板在推杆的作用下外移时，真空吸附作用使弹簧2被压缩，阀杆3开启，依靠大气压力使制品顺利地从凸模上脱出

16、。 4.复位机构设计 常用的复位机构有复位杆复位和弹簧复位两种。 (1)复位杆复位复位杆复位机构如图7-27所示。复位杆一般设置在推杆固定板的四周，以便推出机构合模复位平稳，复位杆复位是利用合模动作来完成的，复位后其端面应与动模分型面平齐。为了避免在工作中复位杆将定模固定板顶出凹坑，影响复位杆准确复位，常在凹模固定板上镶人淬火的垫块。如图7-28所示。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,在制品儿何形状和模具结构允许的条件下，可利用推杆兼作复位杆，即推杆端面的一部分与制品相接触，做推杆用；另一部分做复位用，如图7-29所示。 (2)弹簧复位弹簧复位是利用弹簧的弹力使推出机构复位，如图

17、7-30所示。 5.导向机构的设计 导向机构通常由推板导柱与推板导套所组成，简单的小模具也可以不设置推板导套。导向机构可以保证推板在座板和动模垫板之间的推出和复位，防止推板的重量全由推杆来承受而使推杆变形和折断。常用的推出机构的导向装置如图7-31所示。 图7-31(a)所示的结构没有导套，它常用于生产量小、推杆少的模具中；图7-31(b)为导柱和导套相配合的形式，用于大批量生产的场合。在这两种结构中，导柱还可以起到支承作用，以减少动模垫板的弯曲变形。推板导柱的数量根据模具的大小而定，至少要设置2根，大型模具需装4根。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,7.2.3 推出机构的类型

18、推出机构的类型取决于制品的形状、塑料的性能及注射机的推出结构。常用的推出机构有以下几种。 1.一次推出机构 一次推出机构是只需一次动作就能使塑料制品脱模的机构，如前所述的推杆推出、推管推出、推板推出都是一次推出机构的典型例子。此外，一次推出还可采用压缩空气推出机构，如图7-32所示。 2.二次推出机构 动作来完成一个制品脱模的机构，称为二次推出机构。图7-33是二次推出过程示意图，图7-33(a)为开模后制品推出前的状态；图7-33(b)为一次推出状态，由阶梯推杆2及推件板4将制品从型芯3上脱出；图7-33(c)是制品最后由阶梯推杆2从推件板4中推出。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的

19、设计,下面介绍儿种实现二次推出的方法。 (1)依靠弹簧二次推出弹簧二次推出机构如图7-34所示，这种机构由弹簧8完成第一次推出动作，即动、定模开模一段距离后，在弹簧力的作用下，动模型腔使制品从凸模6上脱出，如图7-34(b)所示，然后动模部分推出机构工作，由推杆固定板2带动推杆3将制品从动模型腔7中推出，如图7-34(c)所示。这种机构结构简单，安装面积小，但不能传递太大的力，弹簧易失效，动作不可靠，只能用于小型塑料制品的注射模。 (2)依靠拉钩二次推出 图7-35是利用拉钩实现二次推出的例子。,上一页,返回,下一页,7.2 推出机构的设计,(3)依靠斜楔滑块二次推出 如图7-36是斜楔滑块二

20、次推出机构。 3.动定模双向推出机构 在确定分型面时，应尽可能使制品留在动模一侧，但在实际生产中往往会遇到一些形状特殊的制品，开模一销轴后，有可能留在动模一侧也可能留在定模一侧，这时不仅有必要在动模上设置推出机构，而且在定模上还应设置辅助推出机构，以保证制品能顺利脱模。 图7-37所示是动、定模两侧均设置有推出机构的例子。 当制品对定模钻附力很大时，可采用图7-38摆钩式动模双向推出机构。 图7-39所示的是利用杠杆的作用实现定模推出的例子。,下一页,返回,上一页,7.2 推出机构的设计,4.带螺纹制品的脱模机构 由于螺纹的存在，带螺纹制品在脱模时需要一些特殊的脱模机构。根据制品上的螺纹精度要

21、求和生产批量，常用三种方法来脱模。 (1)强制脱模强制脱模是利用制品本身的弹性通过推件板使其脱离型芯的方法。这种脱模方式主要应用于聚乙烯、聚丙烯等软性塑料，并且制品上为深度不大、精度不高的半圆形粗牙螺纹的场合。采用强制脱模，可使模具结构简单，如图7-40(a)所示，开模后，推杆1对推件板3作用而把制品推出。但设计时应避免如图7-40(b)所示的结构。 (2)手动脱模手动脱螺纹制品分模外手动脱模和模内手动脱模两类。 模内手动脱模是开模前先用专用工具把侧螺纹型芯取出，然后开模把制品推出。如图7- 41所示。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,(3)机动脱模在机动脱模机构中，通常利用齿轮

22、与齿条或者锥形齿轮等装置，将开模的直线运动转变为旋转运动，以便带有螺纹的制品脱模。根据螺纹位置不同常有横向和轴向两种脱模方式。图7-42所示为横向脱螺纹的结构，它是利用固定在定模上的导柱齿条完成抽螺纹型芯的动作。 图7-43所示是轴向脱螺纹的结构，它适用于侧浇口多型腔模具。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,7.2.4 脱模力的计算与推出零件尺寸的确定 1.脱模力的计算 将塑料制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。制品成型后，由于其体积的收缩，对型芯产生包紧力，制品要从型芯上脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类制品，脱模时还要克服大气压力。图7

23、-44为制品脱模时的型芯的受力分析图。 根据力的平衡原理，得到脱模力的平衡方程式：,上一页,返回,下一页,7.2 推出机构的设计,即 （7-1） 式中Fb制品对型芯的包紧力(N)； F脱模时型芯所受的摩擦阻力(N)； Ft脱模力(N)； 型芯的脱模斜度。 2.推出零件尺寸的确定 在推出机构中最主要的零件是推件板和推杆，推件板的厚度和推杆的直径的确定又是设计的关键。下面从刚度和强度计算两个方面讨论推件板厚度及推杆直径。,下一页,返回,上一页,7.2 推出机构的设计,(1)推件板厚度的确定 圆形推件板。根据刚度计算，用于筒形或圆形塑料制品的推件板的厚度公式为 （7-5） 式中 c系数，随R/r值而

24、异，按表7-1选取，其中r为推件板环形内孔(或型芯)半径； F脱模力(N)； R作用在推件板上的推杆半径(mm)； E 钢材的弹性模量(2.1x105 MPa)； 推件板中心所允许的最大变形量(mm)，一般取制品在被推出方向上的尺寸公差的1/51/10。,上一页,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,若根据强度计算，则推件板厚度公式为 （7-6） 式中 k 系数，随R/r值而异，按表7-1选取； 推件板材料的许用应力(MPa) 。 形推件板。若根据刚度计算，用于横截面为矩形或异环形制品的推件板的厚度公式为 （7-7） 式中L推件板长度上两推杆的最大距离(mm)； B推件板宽度(mm)。,上一页

25、,下一页,返回,7.2 推出机构的设计,(2)推杆直径的确定根据压杆稳定公式，可得推杆直径的公式 （7-8） 式中d推杆的最小直径(mm)； k安全系数，一般取1.5； L推杆的长度(mm)； n推杆的数目。 推杆直径确定后，还应进行强度校核，其公式为 （7-9） 式中 推杆所受的应力(MPa)； 推杆材料的许用应力(MPa) 。其他符号与前相同。,上一页,返回,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,7.3.1 侧向分型抽芯机构分类 1.手动侧向分型抽芯 该类模具结构比较简单，且生产效率低，劳动强度大，抽拔力有限，故在特殊场合才适用，如试制新产品、生产小批量制件等。 2.液压或气压侧向分型抽

26、芯 系统以压力油或压缩空气作为侧向分型抽芯动力，在模具上配置专门的油缸或气缸，通过活塞的往复运动来进行侧向分型、抽芯及复位的机构。这类机构的主要特点是抽拔距长，抽拔力大，动作灵活，不受开模过程限制，常在大型注射模中使用。尤其适用于备有液压缸的注射机。 3.机动侧向分型抽芯 开模时，依靠注射机的开模动力，通过侧向分型抽芯机构改变运动方向，将活动零件抽出。机动分型抽芯具有操作方便、生产效率高、便于实现自动化生产等优点，虽然模具结构复杂，但仍在生产中广为采用。,下一页,返回,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,7.3.2 手动分型抽芯机构 手动分型多用于型芯、螺纹型芯、成型缺口的抽出，动分型抽芯

27、两种。 1.模内手动分型抽芯机构 在开模前多用丝杠、斜槽人工直接抽拔或利用传动装置抽出型芯，然后再开模，顶出制件。手动分型、齿轮等装置。 (1)杠手动分型抽芯机构利用丝杠和螺母的配合使型芯退出，丝杠可以一边转动一边抽出。抽出时可以只做转动，由滑块移动来实现抽芯动作。图7-45(a)所示结构用于圆形型芯；图7-45(b)、图7-45(c)所示结构用于非圆形成型孔；图7-45 (d)所示结构用于多型芯的同时抽拔；图7-45 (e)所示结构用于成型面积大、支架承受不了较大的成型压力的场合，用斜楔来锁紧确保成型孔深的尺寸精度。,上一页,返回,下一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(2)手动斜

28、槽分型抽芯机构制件的抽拔力不大，抽拔距小，而且多个侧型芯等分于圆的周围时，多采用斜槽分型抽芯机构。斜槽分型抽芯机构具有偏心转盘和偏心滑板两种形式。 图7-46所示是手动多型芯分型抽芯结构，其中图7-46(a)所示是偏心转盘的结构；图7-46(b)所示是偏心滑板的结构，适用于抽拔距不大的小尺寸型芯，其结构简单，操作方便。 (3)手动齿轮分型抽芯结构通过齿轮与齿轮的传动或齿轮与齿条的传动使型芯抽出。图7-47(a)所示是用于大制件的一模一件的手动抽芯结构。图7-47(b)所示为一腔儿件的锥齿轮抽芯结构。图7-48所示是利用齿轮齿条传动的手动抽出型芯结构。图7-48为齿轮齿条抽芯机构。,返回,下一页

29、,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,2.模外手动分型抽芯结构 模外手动分型抽芯结构是指镶块或型芯和制件一起顶出模外，然后用人工或简单的机械将镶块从制件上取下的结构。当制件受到结构形状的限制或生产批量很小，不宜采用前面所介绍的儿种抽芯机构时，可以采用如图7-49所示模外手动分型抽芯机构。,下一页,返回,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,7.3.3 液压或气压分型抽芯机构 活动型芯依靠液压系统或气压系统抽出。近代新型注射机本身就带有这种抽芯装置，使用起来比较方便。液压分型抽芯机构具有传动平稳、抽拔力大、抽芯距长等优点，但一般注射机均没有这种装置，因而应用较少。图7-50

30、所示中，侧芯在定模一边，在开模前利用气缸压力使侧芯移动，然后再开模。这种结构没有锁紧装置，因此，侧孔必须为通孔，使得侧芯没有后退的力，或是型芯承受的侧压很小，气缸压力就能使侧芯锁紧不动。,上一页,下一页,返回,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,图7-51所示是有锁紧装置的液压分型抽芯机构，侧芯在动模一边，开模后，首先通过液压抽出侧芯，然后再顶出制件。顶出系统复位后，侧芯再复位，液压抽芯可以单独控制型芯的运动，不受开模时间和顶出时间的影响。 图7-52所示是液压抽长型芯的结构，由于采用了液压抽芯，因此，避免了采用瓣合模组合形式，使模具结构简化。当侧芯很长、抽拔距离很大时，用斜导柱抽芯机构也

31、不合适，用液压抽芯机构比较好，因为液压抽芯的抽拔力大、传动平稳。 图7-53所示是制件上有两个大而长的型芯，采用液压抽芯的结构。这种结构中两个侧芯的抽拔顺序和复位顺序一定要控制好，否则可能使型芯碰坏。,上一页,返回,下一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,7.3.4 机动侧向分型抽芯机构 机动侧向分型抽芯机构开模时依靠注射机的开模力，通过传动零件将活动型芯抽出。机动侧向分型抽芯机构的优点是抽拔力大，生产效率高，操作方便，动作可靠，容易实现自动化操作。它的缺点是模具结构复杂，制造较难，制模周期也较长。但这种抽芯机构经济合理，故在生产中应用广泛。 1.斜导柱分型抽芯机构 斜导柱分型抽芯机构

32、是最常用的一种分型抽芯机构，它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点，其动作原理如图7-54所示。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,斜导柱分型抽芯机构抽芯有三种基本形式：抽芯方向与开模方向垂直的情况，如图7-55所示；抽芯方向偏向动模 角的情况，如图7-55(a)所示；抽芯方向偏向定模 角的情况，如图7-55(b)所示。 2.弯销分型抽芯机构 图7-56所示是弯销分型抽芯机构，其原理和斜导柱分型抽芯机构一样，不同之处在于用矩形截面的弯销代替厂斜导柱，该结构的优点是斜角 可以大一些，即在同一个开模距离中能得到比采用斜导柱更大的抽拔距。 弯销也有设在模内的，如图7-5

33、7所示。其特点是开模时，制件首先脱离定模型芯，然后在弯销的作用下使滑块移动。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,弯销还可以用于滑块的内侧抽芯，如图7-58所示，制件内侧壁有凹槽，开模时A面先分型，弯销带动滑块向中心移动，完成抽芯动作，弹簧使滑块保持终止位置。 图7-59所示也是利用弯销抽内侧型芯的结构。滑块滑动配合于型芯的斜孔内，为厂保证抽芯动作进行，采用了顺序分型机构。 弯销外侧抽芯如图7-60所示，开模时，分型面A在弹簧的作用下分开，这时活动型芯在弯销的带动下进行抽拔，当活动型芯全部抽出制件时，定距螺钉即带动动模型板使分型面B分开，此时制件和型腔板脱离，制件留在

34、凸模上，当模具继续分开时，推板顶出制件。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,3.斜滑块分型抽芯机构 斜滑块分型抽芯机构包括直顶斜滑块分型抽芯机构、斜推块(斜顶斜滑块)分型抽芯机构两类。 (1)直顶斜滑块分型抽芯机构当制件的侧孔或侧凹较浅，所需的抽芯距不大，但成型面积较大时，多选用直顶斜滑块的形式。斜滑块可在制件的两侧对称布置，也可以是单侧有斜滑块的结构。 图7-61所示为斜滑块外侧分型抽芯机构。 图7-62所示为成型带有直槽内螺纹制件的斜滑块内侧分型抽芯机构的结构。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(2)斜推块(斜顶斜滑块)分型抽芯机构

35、斜推块(斜顶斜滑块)通常呈杆状，所以又叫斜推杆。由于斜推杆强度的限制，这种分型抽芯机构多用于抽拔力较小的场合。 图7-63所示为数字轮模具的斜推杆外侧分型抽芯机构。共由5个滑块构成，每个滑块成型两个深度不大的凹字。 图7-64所示为斜推杆内侧分型抽芯机构。 4.齿轮齿条分型抽芯机构 利用开模力或顶出力通过齿轮齿条传动带动活动型芯来完成抽芯动作，便于抽任意斜度的型芯和圆弧形弯型芯，但结构较复杂。 (1)齿条固定在定模上的斜向抽芯机构该机构如图7-65所示。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(2)齿条固定在顶出板上的斜向抽芯机构该机构如图7-66所示。 (3)齿轮齿条

36、抽弧形弯型芯机构该机构如图7-67所示。 图7-68所示为齿轮齿条与三角形摆块组合的抽芯机构，导板固定在定模上，导板上的导滑槽按型芯距的大小而确定，三角摆块起杠杆作用，一点固定在动模支架上，一点用长圆孔与齿条连接，另一点在导板的导滑槽中滑动，使齿条向模内移动，通过齿轮的传动使型芯抽出制件。此种结构与图7-67所示结构相比较，抽拔距较小。 图7-69所示是抽弧形弯型芯的另一种结构形式。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,5.弹簧分型抽芯机构 当制件的侧凹比较浅、所需抽拔力和抽芯距不大时，可以采用弹簧或硬橡皮实现抽芯动作，图7-70所示为闭模时锁紧楔迫使侧芯至成型位置。

37、开模后，在硬橡皮或弹簧的作用下抽出制件。 图7-71所示弹簧抽芯机构由滑块、型芯、弹簧等零件组成。顶杆顶动推板时，滑块跟着移动；当滑块移动到型芯减小处时，锁紧楔脱离侧芯，侧芯即开模后制件留在动模，当两滑块在弹簧的作用下向内移动抽出制件，继续开模即可取下制件。 图7-72所示是弹簧抽芯的另一种形式，开模时，滚轮脱离侧芯，侧芯在弹簧的作用下抽出。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,7.3.5 斜导柱侧向分型抽芯机构的设计 1.斜导柱(斜销)的设计 (1)斜导柱的长度及开模行程的计算斜导柱的长度主要根据抽拔距、斜导柱直径及斜角的大小确定。其长度计算公式为： （7-10）

38、式中L斜导柱(斜销)总长度(mm)； D斜导柱(斜销)固定部分大端直径(mm)；,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,h斜导柱(斜销)固定板厚度(mm)； d斜导柱(斜销)工作部分直径(mm)； 斜导柱的斜角； s抽芯距(mm) 。 此外，l4称斜导柱的有效长度，l3 + l4称斜导柱的伸出长度，l5为斜销头部长度，常取815 mm，也可取截锥长度的d/3，半球形头取d/2。 抽拔方向与开模方向垂直时，斜导柱的有效长度 （7-11）,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,完成抽拔距所需的最小开模行程 （7-12） 拔方向偏向动模角度为 时，斜导

39、柱有效长度 （7-13） 最小开模行程 （7-14）,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,抽拔方向偏向定模角度为 时，斜导柱有效长度 （7-15） 最小开模行程 （7-16） 式(7-13)式(7-16)中的符号意义同前。 (2)斜导柱(斜销)弯曲力的计算 当抽拔方向与开模方向垂直时， （7-17）,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,式中 斜导柱所受弯曲力(N)； 抽拔阻力(N)； 钢材之间的摩擦系数，通常取0.15 ； 斜导柱的斜度(o)。 抽拔方向偏向动模角度为 时， （7-18） 抽拔方向偏向定模角度为 时， （7-19）,返回,下一

40、页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(3)斜导柱截面尺寸设计斜导柱的常用截面形状有圆形和矩形两种。圆形截面的斜导柱制造方便，装配容易，应用较广；矩形截面的斜导柱制造不便，但强度高，承受的作用力大，还能较方便地达到动模分开一定距离后，滑块开始移动的日的，因此，在工程实际中仍有应用。 对于圆形截面的斜导柱，设斜导柱截面的直径为d(mm)， （7-20）,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,2.滑块设计 (1)滑块与型芯的连接形式滑块分为整体式和组合式，组合式的滑块跨型芯安装，这样可以节约优质钢材，且加工方便，应用较广泛。型芯与滑块的连接形式如图7-73所示

41、。 (2)滑块的导滑形式为确保活动型芯可靠地抽出、复位，保证滑块运动平稳、无上下窜动和卜紧现象，滑块在导滑槽内必须很好地导滑。滑块与导滑槽的合形式根据模具大小、模具结构及制件产量而各不相同，常见的形式如图7-74所示。如图7-75所示。滑块在完成抽芯动作后，尚需留在导滑槽内，此时留在导滑槽内的长度应不短于滑块长度的2/3。如果太短，滑块在开始复位时容易倾斜，甚至损坏模具。有时为了不增大模具尺寸，可采用局部加长的办法来解决，如图7-76所示。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(3)滑块的定位装置为了保证导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后的终止位置必须定位

42、(即必须停留在固定位置)，所以滑块要有定位装置，而且必须灵活、可靠、安全。选用时可根据注射机的形式、模具的结构特点及大小加以确定，如图7-77所示。 图7-77(a)所示是利用滑块自重达到定位日的的，适用于卧式注射机上滑块位于模具下方的情况；图7-77(b)所示的形式是依靠弹簧的弹力使滑块停靠在挡板上而定位的，在模具的任意方向都可采用；图7-77 (c)、图7-77(d)所示是利用弹簧、活动定位钉定位的；图7 -77(e)所示的形式是以钢球代替活动定位钉，不易磨损；图7-77(f)所示是将弹簧横放于模内。圆头销和钢球定位形式及推荐尺寸见表7-2。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构

43、的分类及其特点,3.压紧楔设计 (1)压紧楔的形式压紧楔又称锁紧楔。在注射成型过程中，活动型芯在抽芯方向会受到塑料较大的推力，并通过滑块传给斜导柱。一般斜导柱为一细长杆件，受力后容易变形，所以要设置压紧楔压紧滑块，防止滑块位移而影响制件精度。压紧楔的形式根据滑块的受力大小、磨损情况及制件的精度要求来选用。常用压紧楔的形式如图7-78所示，其中图7-78(a)所示的形式，其压紧楔和滑块都是整体式的，因而结构牢靠、刚性好。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(2)压紧楔的楔角当斜导柱带动滑块做抽芯移动时，压紧楔的楔角a必须大于斜导柱的斜角a，这样模具一开模，压紧楔就让开

44、，否则斜导柱将无法带动滑块做抽芯动作，这种现象称为干涉。一般a=a+(23o)，如图7-79所示。 4.斜导柱分型抽芯机构的结构形式 (1)斜导柱在定模、滑块在动模的结构这种结构的应用非常广泛，图7-80所示是斜导柱在定模、滑块在动模的一形式。滑块在斜导柱的作用下，在顶出板上导滑而脱离制件。当制件内部有凹槽时，也可以用斜导柱抽出型芯，如图7-81所示。设计斜导柱在定模、滑块在动模的结构时必须注意，在复位时滑块与顶出系统不要发生干涉现象，如图7-82所示。因为这种复位形式往往是滑块先于顶杆复位，致使活动型芯或顶杆损坏。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,为了避免干涉现

45、象的发生，在模具结构允许的情况下，可采取如下措施：避免顶杆与活动型芯的水平投影相重合；使顶杆的顶出距离小于活动型芯的最低面；在一定的条件下，采用顶杆先复位形式。 滑块与顶出系统不发生干涉现象的条件是： （7-22） 式中 顶杆端面至活动型芯的最近距离； 活动型芯与顶杆或顶管在水平方向上的重合距离，一般情况下，式(7-22)的左端比右端大0.5mm以下见图7-83。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,一般情况下，可通过增大 角的方法避免干涉。当 角的改变不能避免干涉时，要采用顶杆先复位机构。常见的结构形式如下。 形滑块先复位机构如图7-84(a)、图7-84(b)所示

46、，合模时固定在定模上的楔形触及楔形块，楔形滑块装配在顶杆固定板上，可以沿导滑槽滑动。由于楔形杆的头部为45o斜面，故楔形滑块一方面沿动模的45o斜面向内移动；另一方面又使顶杆固定板产生退回动作，楔形杆的45o斜面完全脱离楔形滑块斜面时，顶杆的先复位即完成。这种形式由于楔形块不宜过大，所以顶杆退回的距离也很小。 杆先复位机构如图7-85(a)、(b)所示，楔形杆固定在定模上，摆杆的一端固定在动模垫板上；而固定点就是摆杆的摆动支点，其动作原理与图7-84所示相同，所不同的是由摆杆代替楔形滑块。此形式的顶杆先退回的距离较大，因为摆杆可以加长。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其

47、特点,弹簧先复位机构利用弹簧的弹力使顶杆元件先复位是生产中应用较多的形式(见图7-86)，弹簧装在顶杆固定板与动模板之间。这种形式的结构简单，装配及更换都很方便。因弹簧容易失效，故须按时更换。 (2)斜导柱在动模、滑块在定模的结构图7-86所示属于这种结构形式。 图7-87所示形式的特点是型芯与固定板有一定距离，为了使制件不留在定模，开模时首先从A面分型，型芯不动，固定板移动，此时滑块在斜导柱的作用下退出制件。继续开模时，动模板与型芯的台肩相撞，模具从B面分型，型芯带着制件脱离定模型腔，最后由推板将制件顶出。,返回,下一页,上一页,7.3 侧向分型抽芯机构的分类及其特点,(3)斜导柱与滑块同在

48、定模的结构为完成抽芯动作，将定模底板与定模中间板做成能分开一定距离的两个部分。开模时，定模底板与定模中间板首先分型，完成侧向抽芯动作，然后定模中间板与动模再次分型，制件留在动模型芯上，用推板顶出，完成制件脱模。这种分型的先后次序不能颠倒，否则，制件侧孔将被拉坏，或者制件留在定模型腔内，难以取出。 (4)斜导柱和滑块同在动模的结构此结构可通过顶出装置或顺序分型机构实现斜导柱与滑块的相对运动。图7-88所示形式是通过顶出系统使型芯退出的结构。,返回,上一页,7.4 温度调节系统,7.4.1 温度调节对制品质量的影响 温度调节对制品质量的影响表现在如下几个方面： (1)尺寸精度 (2)变形模卖 (3

49、)表面质量 (4)力学性能,返回,下一页,7.4 温度调节系统,7.4.2 冷却管道的计算 1.冷却介质的流速 在注射模中，冷却管道中的冷却水是处于层流状态还是湍流状态，其流速是不同的，冷却效果也有明显的区别。据资料表明，在湍流状态下的热传递比层流状态高1020倍。为了使冷却水处于湍流状态，希望水的雷诺数Re(动量与钻试的比值)达到6000以上。表7-3列出了当温度在10OC ， Re为104时，冷却水要产生稳定湍流状态而应达到的流速与流量。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,2.冷却介质体积流量的计算 如果忽略模具因空气自然对流散热、辐射散热、注射机固定模板散热等因素所带走的热量，

50、而只考虑塑料熔体传递给模具的热量全部由冷却介质(水)带走，则模具冷却时所需冷却介质的体积流量可按下式计算： （7-23） 式中 冷却介质的体积流量(m3/min) ； W单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量(kg/min)； Q1 单位质量的制品在凝固时所放出的热量(kJ/kg)，可从表7-4中选取。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,冷却介质的密度(kg/m3)。水的密度为10kg/m3； 冷却介质的比热容( )。 冷却介质的出口温度()； 冷却介质进口温度()。 3.冷却管道传热面积及管道数目的计算 当求出冷却介质的体积流量 后，可根据冷却介质的流速与管道直径的关系(见表7-

51、4)，确定模具冷却管道直径d。 冷却管道总传热面积A(mm2)可用下式计算： （7-24）,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,式中h冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数 模具与冷却介质温度之间的平均温差 传热膜系数h可由下式计算： （7-25） 式中f与冷却介质温度有关的物理系数，可由表7-5选取； v冷却介质在管道中的流速(m/s) ； 冷却介质在一定温度下的密度(kg/m3) ； d冷却管道的直径(m)。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,冷却介质在冷却管道内的流速： （7-26） 在模具上应开设冷却管道的数目： （7-27） 式中L冷却管道开设方向上模具长度或宽度(

52、m)。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,7.4.3冷却系统的设计原则 模具冷却系统的设计方式一般是在型腔、型芯等部位合理地设计冷却管道，并通过调节冷却水的流量及流速来控制模温，冷却水一般为常温水，为加强冷却效率，还可先降低常温水(称低温水)，然后再通人模具。 为了提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀，设计冷却系统时应遵守以下原则： (1)冷却回路数量应尽量多，冷却管道孔径要尽量大冷却管道的直径与间距直接影响模温分布。图7-89所示是在冷却管道数量和尺寸不同的条件下通人不同温度(59.83 和45 )冷却水后，模具内的温度分布和制品收缩情况。,返回,下一页,上一页,7.4 温度

53、调节系统,(2)冷却管道的布置应合理当制品的壁厚均匀时，冷却管道与型腔表面的距离最好相等，分布尽量与型腔轮廓相吻合，如图7-90(a)所示；当制品的壁厚不均匀时，则在壁厚处应加强冷却，冷却管道间距小且较靠近型腔，如图7-90(b)所示。 (3)降低进、出口水的温差冷却系统两端进、出水温差小，则有利于型腔表面温度均匀分布。通常可通过改变冷却管道的排列形式来降低进、出口水的温差。如图7-91所示，图7-91(a)的结构形式由于管道长，进口与出口水的温差大，制品的冷却不均匀；图7-91(b)的结构形式因管道长度缩短，进口与出口水的温差小，冷却效果好。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,(4

54、)浇口处应加强冷却塑料熔体在充模时，一般在浇口处附近的温度最高，而离浇口越远温度越低，因此，应加强浇口处的冷却。通常采用将冷却回路的进水口设在浇口附近，可使浇口附近在较低水温下冷却，如图7-92所示。图7-92 (a)为侧浇口冷却回路的布置；图7-92(b)为多点浇口冷却回路的布置。 (5)应避免将冷却管道设置在塑件易产生熔接痕部位。 (6)应注意水管的密封问题。 (7)冷却管道应便于加工和清理。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,7.4.4 冷却回路的形式 模具冷却回路的形式应根据制品的形状、型腔内温度的分布及浇口位置等情况设计成不同形式。通常有凹模冷却回路和型芯冷却回路两种形式。

55、 1.凹模冷却回路形式 对于深度较浅的凹模，常采用直流式或直流循环式的单层冷却回路，如图7-93(a)所示。为避免在外部设置接头，冷却管道之间可采用内部钻孔沟通，非进、出口均用螺塞堵住，如图7-93(b)所示。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,对于镶块式组合凹模，如果镶块为圆形，一般不宜在镶块上钻出冷却孔道，此时可在圆形镶块的外圆上开设冷却水环形槽，这种结构如图7-94所示。图7-94(a)的结构优于图7-94(b)的好，因为在图7-94(a)中冷却水与三个传热表面相接触，而在图7-94(b)中冷却水只与一个传热表面接触。 对于侧壁较厚的凹模，如圆筒形或矩形制品的凹模型腔，通常采用

56、与凹模型腔相同布置的矩形多层式冷却回路，如图7-95所示。 2.型芯冷却回路形式 对于很浅的型芯，通常是在动、定模两侧与型腔表面等距离钻孔构成冷却回路，如图7-96所示。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,对于中等高度的型芯，可在型芯上开设一排矩形冷却沟槽构成的冷却回路，如图7-97所示。 对于较高的型芯，为使型芯表面迅速冷却，应设法使冷却水在型芯内循环流动，其形式有以下几种: (1)斜交叉式管道冷却回路如图7-98所示，采用斜向交叉的冷却管道在型芯内构成冷却回路，主要用于小直径型芯的冷却。 (2)隔板式管道冷却回路如图7-99所示，采用与型芯底面相垂直的管道与底部的横向管道形成的冷

57、却回路，为厂使冷却水沿着冷却回路流动，在直管道中设置有隔板。,返回,下一页,上一页,7.4 温度调节系统,(3)喷流式冷却回路如图7-100所示，在型芯中间装有一个喷水管，冷却水从喷水管中喷出，分流后，向四周流动以冷却型芯侧壁，适用于高度大而直径小的型芯的冷却。 (4)衬套式冷却回路如图7-101所示，冷却水从型芯衬套的中间水道喷出，首先冷却温度较高的型芯顶部，然后沿侧壁的环形沟槽流动，冷却型芯四周，最后沿型芯的底部流出。该形式回路冷却效果好，但模具结构复杂，只适用于直径较大的圆筒形型芯的冷却。 (5)其他冷却方式对于细小型芯，如果用水冷却，其管道很小，容易堵塞，可用间接冷却方式或压缩空气冷却方式。图7-102所示为间接冷却方式，在型芯中心压入热传导性能好的软铜或被铜芯棒，并将芯棒的一端伸人到冷却水孔中冷却，热量通过芯棒间接传给水而使型芯冷却；图7-103所示为采用压缩空气冷却的方式。,返回,上一页,图7-1 导柱的分布形式,返回,图7-2 导套承屑槽形式,返回,图7-3 导柱与导套的配合实例,返回,图7-4