第八章塑料模設(shè)計(8-4)

1、1第 三 篇主講：陶福春主講：陶福春模具設(shè)計模具設(shè)計2 一、概一、概 述述 注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動地脫出模外，脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)或推出機構(gòu)。本節(jié)敘述典型脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分類及其設(shè)計要點。第四節(jié)第四節(jié) 塑件機構(gòu)設(shè)計塑件機構(gòu)設(shè)計31脫模機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)脫模機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu) 脫模機構(gòu)種類較多，用推桿推出的簡單脫模機構(gòu)是一種典型結(jié)構(gòu)，如圖3-7-1所示，它由七個零件組成：即推出零件，它直接與塑料接觸，將塑件推出模外，在圖中為推桿1，推桿需要固定，因此設(shè)推桿固定板2和推板5，兩板間由螺釘連接；注塑機上的頂出力作用在推板上；為了確保推出板平行移動，

2、推出零件不致于彎曲或卡死，常設(shè)有推板導(dǎo)柱4和導(dǎo)套3；推板的回程是靠復(fù)位桿7實現(xiàn)的；最后一個零件就是拉料桿6，它的作用是色著澆注系統(tǒng)的冷料，使整個澆注系統(tǒng)隨同塑件一起留在動模。有的模具還設(shè)有限位釘8，限位釘有兩個作用，一是使推板與底板之間形成間隙，一旦落入廢料屑，亦不致影響推板復(fù)位。另一作用是在模具制造時可調(diào)節(jié)限位釘頭部厚度來控制推桿返回的位置。4 52對脫模機構(gòu)的要求對脫模機構(gòu)的要求 （1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運行可靠）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運行可靠 機構(gòu)盡可能簡單，零件制造方便，配換容易。機構(gòu)動作要準(zhǔn)確可靠、運動靈活、機構(gòu)本身具有足夠剛度和強度，以抵搞脫模阻力。 （2）不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞）不影響塑

3、件外觀，不造成塑件變形破壞 推塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱蔽處，以免損壞塑件外觀，要保證塑件在脫模過程中不變形、不擦傷。要做到這一點，首先必須正確地分析脫模力的大小和集中的部位，以選擇合適的脫模方式和推頂位置，使脫模力得到均勻合理的分布。 由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡可能靠近型芯。同時推出力應(yīng)施于塑件剛度強度最大的部位。如筋、凸緣、殼體側(cè)壁等處，作用面積也應(yīng)盡可能大一些，否則會在推頂處產(chǎn)生應(yīng)力發(fā)白，甚至頂穿塑件，造成破損。6 （3）讓塑件留在動模）讓塑件留在動模 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開模過程中留在具有脫模裝置的半模即動模上。若因塑件幾何形狀的關(guān)系，不能留在動模時，應(yīng)考慮對

4、塑件的外形進行修改或在模具結(jié)構(gòu)上采取強制留模措施，若實在不易處理時也可讓塑件留在定模內(nèi)，在定模上設(shè)脫模裝置。 塑件在型芯上的附著力，多由塑件收縮引起，它與塑料的性能、塑件的幾何形狀、模具溫度、冷卻時間、脫模斜度以及型腔表面粗糙度有關(guān)。一般來說收縮率大，壁厚、彈性模量大、型芯形狀復(fù)雜、脫模斜度小以及成型表面粗糙時脫模陰力就大，反之則小。下面推導(dǎo)的脫模力計算公式能定量地反映出上述各因素的影響。73脫模機構(gòu)的分類脫模機構(gòu)的分類 脫模機構(gòu)可按脫模動力來源分類，也可按模具結(jié)構(gòu)分類。 （1）按動力來源分類）按動力來源分類 使塑件脫出所采用的動力常見有：人力操作、機械推出、液壓推出、氣壓推出，現(xiàn)分述如下：

5、手動脫模。當(dāng)模具分模后，用人工操縱脫模機構(gòu)脫出塑件，多用于小型移動式模具。 液壓或機械脫模。注塑機設(shè)有推出油缸，開模時在適當(dāng)?shù)臅r候和位置油缸活塞動作，推動模具推板運動，脫出塑件。此外動力也可來自注塑機的開模動作，開模時塑件選隨動模一起移動，到預(yù)定位置時，脫模機構(gòu)被注塑機上固定不動的頂桿頂住而不能隨動模移動，動模繼續(xù)后移時，塑件由脫模機構(gòu)推出型腔。8 當(dāng)定模部分也設(shè)有脫模機構(gòu)時，可以通過拉桿或鏈條等裝置，在開動模到一定位置時，拉動定模脫模機構(gòu)，實現(xiàn)定模邊的脫模。 帶螺紋的塑件可用手動或機動來實現(xiàn)放置運動，脫出塑件。 氣動脫模。利用壓縮空氣的壓力將塑件直接由型腔中推出。 （2）按機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點分類

6、 由于塑件形狀的不同，脫模機構(gòu)可分為簡單脫模機構(gòu)、雙脫模機構(gòu)、順序脫模機構(gòu)、二級脫模機構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機構(gòu)以及帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)等。本章將按模具結(jié)構(gòu)特點討論各種脫模機構(gòu)構(gòu)。9三、簡單脫模機構(gòu)三、簡單脫模機構(gòu) 簡單脫模機構(gòu)是應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，它包括推桿脫模機構(gòu)、推管脫模機構(gòu)、推板脫模機構(gòu)、活動鑲件或凹模脫模機構(gòu)、多種元件綜合脫模機構(gòu)和氣動脫模機構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)分述如下。101推桿脫模機構(gòu)推桿脫模機構(gòu) 推桿是推出機構(gòu)中最簡單最常見的一種形式。由于推桿加工簡單、安裝方便、維修容易、使用壽命長、脫模效果好，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，但是，因為它與塑件接角面積一般比較小，設(shè)計不當(dāng)易引起應(yīng)力集中因而頂穿塑

7、件或使塑件變形，因此當(dāng)用于脫模斜度小和脫模阻力大的管狀或箱類塑件時，應(yīng)增加推桿數(shù)量，增大接觸面積。11 本節(jié)開始所介紹的脫模機構(gòu)典型結(jié)構(gòu)圖就是推桿脫模機構(gòu)，它由推桿、復(fù)位桿、拉料桿（有的模具無拉料桿）和推桿固定板、推板、連接螺釘以及推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套等構(gòu)成，當(dāng)開模到一定距離時，注塑機推出裝置推動推板并帶動所有推桿、拉料桿和復(fù)位桿一道前進，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時復(fù)位桿首先與定模邊的分型面接觸，而將推板和所有的推桿一道推回復(fù)位。12推桿脫模機構(gòu)設(shè)計要點如下： （1）推出位置的確定、推桿數(shù)量和斷面形）推出位置的確定、推桿數(shù)量和斷面形狀的設(shè)計狀的設(shè)計 推桿的推出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方。如

8、圖3-7-6所示的蓋類或箱類塑件，側(cè)壁是陰力最大的地方，因此其端面設(shè)置推桿是合理的，而在蓋子里面設(shè)置推桿時，以靠近側(cè)壁的地方為好。如果只在中心部位推出，則塑件可能會出現(xiàn)裂紋或頂穿的現(xiàn)象。當(dāng)塑件上設(shè)有多個推桿時，應(yīng)根據(jù)各處脫模阻力大小，將推桿合理分布，使塑件脫模時受力均勻，避免變形。圖3-7-7是在局部有細(xì)而深的凸臺或盤的底部設(shè)推桿。131415 推桿不宜設(shè)在塑件最薄處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要推在薄壁處時，可增大推出面積來改善塑件受力狀況，如圖3-7-8所示是采用推件盤推出的形式。 推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.050.1mm，否則會影響塑件外觀和使用。 為了保證塑件質(zhì)

9、量，應(yīng)多設(shè)推桿，以減小各個推桿作用的塑件上的應(yīng)力，減少變形、開裂、應(yīng)力發(fā)白等現(xiàn)象。當(dāng)塑件上不允許有推出痕跡時，可用推出耳的形式，如圖3-7-9所示，脫模后將推出耳剪掉。161718 (2）推桿及其力學(xué)設(shè)計）推桿及其力學(xué)設(shè)計 包括推桿形狀尺寸設(shè)計，受力計算和材料選用等。 推桿最常見的有直桿式圓柱形推桿，如圖3-7-10（a），常用直徑為1.525mm，高度不大于600mm，與推桿孔的配合段可用H7/f7或H8/f8，對細(xì)長的推桿為了增加其剛性，可設(shè)計成臺階形，如圖3-7-10（b），一般擴粗部分直徑大于或等于頂出部分直徑2倍。有時將推桿端部斷面做成與塑件形狀一致例如頂在塑件邊緣或加強盤上的推桿其

10、上端需做成薄片狀，但為了便于加工其下端仍做成圓柱形，推桿其它形狀如圖3-7-10（c）（f）。 1920 推桿和推桿固定板常采用軸肩連接，應(yīng)將推桿與固定孔之間設(shè)計有較大的配合間隙（0.81mm），如圖3-7-11（a），安裝時推桿軸線可做少許位移，用以確保它與型腔上配合孔的同心度，當(dāng)推板上有多個推桿時，這樣設(shè)計很有必要，經(jīng)安裝和使用帶來方便。圖3-7-11（b）的結(jié)構(gòu)系采用與軸肩有相同厚度的墊圈置于固定板和推板之間，這樣推桿固定板不再加工凹坑，不但制作方便，且易保證兩板之間的平行度。21 推桿與推板間還可采用靜配合、鉚接，如圖3-7-11（c）、（d），也有螺釘或螺母連接的，如圖3-7-11（

11、e）、（f）、（g），它們的共同點都是省去了頂出板底板。 推桿大部分用熱作模具鋼制造，最后經(jīng)表面 氮 化 處 理 ， 推 桿 上 段 表 面 硬 度 應(yīng) 達 到HRC6065，它樣可防止推桿與配合孔間拉毛咬死，此外也可用退火工具鋼T8A、T10A或彈簧鋼制造，頭部局部淬火。配合段表面粗糙度為Ra 0.8m，其余部分則可要求低些。2223（3）推桿復(fù)位裝置）推桿復(fù)位裝置 推桿脫模機構(gòu)用復(fù)位桿復(fù)位是最常見的。復(fù)位桿應(yīng)對稱布置，常取24根，但最好多于2根。與復(fù)位桿頭部接觸的定模板應(yīng)淬火或局部鑲?cè)氪慊痂倝K。采用復(fù)位桿復(fù)位時只有當(dāng)模具完全閉合時，復(fù)位動作才告完成。某些模具要求在模具完全閉合之前完成復(fù)位動

12、作，這時應(yīng)用特殊的先行復(fù)位裝置。 彈簧復(fù)位是一種簡單復(fù)位方法，它具有先行復(fù)位功能，數(shù)根彈簧裝在動模墊板與推板之間，如圖3-7-12所示。推出塑件時彈簧被壓縮，當(dāng)注塑機的頂桿后退，彈簧即將推板推回。它的缺點是可靠性較差，特別是推桿數(shù)量較多時易發(fā)生卡滯現(xiàn)象，因此常與復(fù)位桿共同使用，其它先行復(fù)位裝置將在下一節(jié)中介紹。2425（4）推出導(dǎo)向裝置）推出導(dǎo)向裝置 大型模具或推桿較多的模具，為避免推板運動時發(fā)生偏斜，造成運動卡滯或推桿彎曲損壞等問題，可設(shè)計推出導(dǎo)向裝置。中小型模具常采用2根導(dǎo)柱導(dǎo)向，大型模具可采用4根導(dǎo)柱，導(dǎo)向孔可設(shè)置或不設(shè)置導(dǎo)向套，如圖3-7-13（a）、（b）所示。為了加工方便，導(dǎo)向孔與

13、導(dǎo)柱的配合部位一般只設(shè)計在推板上，而與推桿固定板間采用較大的配合間隙，采用導(dǎo)套時，導(dǎo)向套也僅與推板上的裝配孔采用過渡配合，而與推桿固定板間采用較松動的配合，導(dǎo)套與導(dǎo)柱之間也僅需有一段有動配合關(guān)系，典型導(dǎo)套已在導(dǎo)向機構(gòu)一節(jié)中介紹。 2627 當(dāng)動模變色鏡板支架間跨度大時，可以利用導(dǎo)向柱兼作動模底板支柱，如圖3-7-14，這樣可減薄動模底板厚度。即使有了導(dǎo)向裝置，在推桿布置時也應(yīng)注意使各推桿的合力重必盡量靠近模具的中心軸線，以減少由于偏心力矩造成的附加脫模阻力。 成型殼形制品的模具，其推桿可同時兼作復(fù)位桿，推桿端面的一半作推桿用，另一半復(fù)位時與定模板的分型面接觸，起復(fù)位作用，如圖3-7-15為汽車

14、尾燈罩，這時不單頂桿頭部需淬火，而且型腔及其周邊也應(yīng)熱處理，使邊沿具有足夠的硬度，否則周邊變形將影響塑件的脫出。2829302推管脫模機構(gòu)推管脫模機構(gòu) 推管脫模機構(gòu)適用于環(huán)形、筒形或中間帶孔的塑件，其中尤以圓形截面使用較多。其特點是推管的整個周邊與塑件接觸，故塑件受力的均勻，推出時平衡可靠，制品不易變形，也不會在塑件上留下明顯的接觸痕跡，推管需與復(fù)位桿配合使用，采用推管時主型芯和凹?？梢酝瑫r設(shè)計的動模一側(cè)，有利于提高內(nèi)外表面的同心度。該機構(gòu)按照主型芯固定方式的不同常有以下三種結(jié)構(gòu)形式：31（1） 主型芯固定在動模底板上主型芯固定在動模底板上 這時主型芯必須穿過推板，如圖3-7-16。為減短型芯

15、與推管的配合長度，可像圖3-7-16（a）那樣將型芯后段直徑減小，也可像圖3-7-16（b）那樣型芯直徑不變而將推管后段內(nèi)孔擴大。為了保護型腔和型芯的成型表面，推出時推管不宜與成型表面相磨擦，為此推管配合公稱外徑宜稍小于型腔內(nèi)徑，推管配合內(nèi)徑，推管配合內(nèi)徑應(yīng)稍大于型芯外徑，圖3-7-16（a）中的凹模設(shè)在的定模邊，故推出時不存在型腔內(nèi)徑與推管磨擦的問題，這里將推管外徑做得比凹模內(nèi)徑大得多，使其在合模時兼有復(fù)位桿的作用。3233（2） 主型芯固定在動模型芯固定板上主型芯固定在動模型芯固定板上 如圖3-7-17，這時型芯長度可大大縮短，但動模板厚度卻相應(yīng)增大，為了固定該型芯可再增加一墊板，如圖3-

16、7-17（a），也可將型芯突緣加大固定，如圖3-7-17（b）或采用螺栓固定，如圖3-7-17（c）以省去一塊墊板。3435（1） 主型芯用橫銷或帶缺口的凸緣固定 如圖3-7-18（a）和（b），為了使推管與橫銷或凸緣互不干涉，而在推管上開設(shè)長槽，這種設(shè)計方案既不增加主型芯的長度，也不增大動模板的厚度，其缺點是（a）圖的主型芯的連接強度較弱，定位精度較差，不宜用于受大的型芯。（b）圖推管強度較弱，不宜于推出力較大的場合，特別當(dāng)制件壁薄（2mm）時推管壁也薄，強度更差，（a）圖的固定銷除用方銷外也可用圓銷。36 推管脫模機構(gòu)推管材料的選擇和熱處理參照推桿進行。內(nèi)徑和型芯的配合，外徑和橫板的配合可

17、按H8/f7或H8/f8選用，大直徑的可選用較高的配合精度，以免間隙值過大而溢料。推管和型芯配合長度為推出行程加上35mm，推管和模板配合長度取0.82D，其作部分?jǐn)U孔 留 出 間 隙 ， 當(dāng) 推 管 內(nèi) 很 能 夠 擴 孔 時 為d+0.5mm，模板擴孔時為D+1mm，如圖。37383推件板脫模機構(gòu)推件板脫模機構(gòu) 它適用于各種薄壁容器、筒形制品、大型罩殼及各種帶一個或多個孔的塑件。推件板推出的特點是推出力大而均勻，運動平穩(wěn)，且不會在塑件表面留下推出痕跡，因此應(yīng)用十分普遍，對于非圓形的塑件或異形孔，推件板上的孔可用線切割加工，制作也十分方便，比推管機構(gòu)簡單.首先看一下推板脫模的幾種機構(gòu).新建文件夾動畫05xxfd.htm又如圖3-7-19。圖3-7-19（a）為典型的推件板脫模機構(gòu)，推件板由模具的推桿（一般為四根）推動向前運動，將塑件從型芯上脫下，推件板脫模機構(gòu)不需另設(shè)復(fù)位桿，合模時推件板被壓回原位，推桿和推板也相應(yīng)復(fù)位。39 推件板向前平移時需要有可靠的支撐，一般推出距離。推桿的前端可以是平頭的，與推件板不相連，如圖3-7-19（a）。也可以在前