第八章 塑料模設(shè)計(jì)(8-4)

1、1第 三 篇主講：陶福春主講：陶福春模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)2 一、概一、概 述述 注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)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(dòng)地脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。本節(jié)敘述典型脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分類及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 塑件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)31脫模機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu)種類較多，用推桿推出的簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)是一種典型結(jié)構(gòu)，如圖3-7-1所示，它由七個(gè)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(jī)上的頂出力作用在推板上；為了確保推出板平行移動(dòng)，

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(shí)現(xiàn)的；最后一個(gè)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(gè)澆注系統(tǒng)隨同塑件一起留在動(dòng)模。有的模具還設(shè)有限位釘8，限位釘有兩個(gè)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(shí)可調(diào)節(jié)限位釘頭部厚度來(lái)控制推桿返回的位置。4 52對(duì)脫模機(jī)構(gòu)的要求對(duì)脫模機(jī)構(gòu)的要求 （1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠 機(jī)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，零件制造方便，配換容易。機(jī)構(gòu)動(dòng)作要準(zhǔn)確可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、機(jī)構(gòu)本身具有足夠剛度和強(qiáng)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(guò)程中不變形、不擦傷。要做到這一點(diǎn)，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(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近型芯。同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛度強(qiáng)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(huì)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(dòng)模）讓塑件留在動(dòng)模 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開模過(guò)程中留在具有脫模裝置的半模即動(dòng)模上。若因塑件幾何形狀的關(guān)系，不能留在動(dòng)模時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)

4、塑件的外形進(jìn)行修改或在模具結(jié)構(gòu)上采取強(qiáng)制留模措施，若實(shí)在不易處理時(shí)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(shí)間、脫模斜度以及型腔表面粗糙度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)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(shí)脫模陰力就大，反之則小。下面推導(dǎo)的脫模力計(jì)算公式能定量地反映出上述各因素的影響。73脫模機(jī)構(gòu)的分類脫模機(jī)構(gòu)的分類 脫模機(jī)構(gòu)可按脫模動(dòng)力來(lái)源分類，也可按模具結(jié)構(gòu)分類。 （1）按動(dòng)力來(lái)源分類）按動(dòng)力來(lái)源分類 使塑件脫出所采用的動(dòng)力常見有：人力操作、機(jī)械推出、液壓推出、氣壓推出，現(xiàn)分述如下：

5、手動(dòng)脫模。當(dāng)模具分模后，用人工操縱脫模機(jī)構(gòu)脫出塑件，多用于小型移動(dòng)式模具。 液壓或機(jī)械脫模。注塑機(jī)設(shè)有推出油缸，開模時(shí)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候和位置油缸活塞動(dòng)作，推動(dòng)模具推板運(yùn)動(dòng)，脫出塑件。此外動(dòng)力也可來(lái)自注塑機(jī)的開模動(dòng)作，開模時(shí)塑件選隨動(dòng)模一起移動(dòng)，到預(yù)定位置時(shí)，脫模機(jī)構(gòu)被注塑機(jī)上固定不動(dòng)的頂桿頂住而不能隨動(dòng)模移動(dòng)，動(dòng)模繼續(xù)后移時(shí)，塑件由脫模機(jī)構(gòu)推出型腔。8 當(dāng)定模部分也設(shè)有脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，可以通過(guò)拉桿或鏈條等裝置，在開動(dòng)模到一定位置時(shí)，拉動(dòng)定模脫模機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)定模邊的脫模。 帶螺紋的塑件可用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)放置運(yùn)動(dòng)，脫出塑件。 氣動(dòng)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

6、 由于塑件形狀的不同，脫模機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、順序脫模機(jī)構(gòu)、二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)以及帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)等。本章將按模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)討論各種脫模機(jī)構(gòu)構(gòu)。9三、簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)三、簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，它包括推桿脫模機(jī)構(gòu)、推管脫模機(jī)構(gòu)、推板脫模機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲件或凹模脫模機(jī)構(gòu)、多種元件綜合脫模機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)分述如下。101推桿脫模機(jī)構(gòu)推桿脫模機(jī)構(gòu) 推桿是推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單最常見的一種形式。由于推桿加工簡(jiǎn)單、安裝方便、維修容易、使用壽命長(zhǎng)、脫模效果好，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，但是，因?yàn)樗c塑件接角面積一般比較小，設(shè)計(jì)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(shí)，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(jī)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)圖就是推桿脫模機(jī)構(gòu)，它由推桿、復(fù)位桿、拉料桿（有的模具無(wú)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(shí)，注塑機(jī)推出裝置推動(dòng)推板并帶動(dòng)所有推桿、拉料桿和復(fù)位桿一道前進(jìn)，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時(shí)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(jì)狀的設(shè)計(jì) 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(shí)，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(huì)出現(xiàn)裂紋或頂穿的現(xiàn)象。當(dāng)塑件上設(shè)有多個(gè)推桿時(shí)，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(shí)受力均勻，避免變形。圖3-7-7是在局部有細(xì)而深的凸臺(tái)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(shí)，可增大推出面積來(lái)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(huì)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(gè)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(shí)，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(jì)）推桿及其力學(xué)設(shè)計(jì) 包括推桿形狀尺寸設(shè)計(jì)，受力計(jì)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(duì)細(xì)長(zhǎng)的推桿為了增加其剛性，可設(shè)計(jì)成臺(tái)階形，如圖3-7-10（b），一般擴(kuò)粗部分直徑大于或等于頂出部分直徑2倍。有時(shí)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(qiáng)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(jì)有較大的配合間隙（0.81mm），如圖3-7-11（a），安裝時(shí)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(gè)推桿時(shí)，這樣設(shè)計(jì)很有必要，經(jīng)安裝和使用帶來(lái)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(diǎn)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(dá) 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(jī)構(gòu)用復(fù)位桿復(fù)位是最常見的。復(fù)位桿應(yīng)對(duì)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(shí)只有當(dāng)模具完全閉合時(shí)，復(fù)位動(dòng)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(dòng)

12、作，這時(shí)應(yīng)用特殊的先行復(fù)位裝置。 彈簧復(fù)位是一種簡(jiǎn)單復(fù)位方法，它具有先行復(fù)位功能，數(shù)根彈簧裝在動(dòng)模墊板與推板之間，如圖3-7-12所示。推出塑件時(shí)彈簧被壓縮，當(dāng)注塑機(jī)的頂桿后退，彈簧即將推板推回。它的缺點(diǎn)是可靠性較差，特別是推桿數(shù)量較多時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜，造成運(yùn)動(dòng)卡滯或推桿彎曲損壞等問(wèn)題，可設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，導(dǎo)向套也僅與推板上的裝配孔采用過(guò)渡配合，而與推桿固定板間采用較松動(dòng)的配合，導(dǎo)套與導(dǎo)柱之間也僅需有一段有動(dòng)配合關(guān)系，典型導(dǎo)套已在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一節(jié)中介紹。 2627 當(dāng)動(dòng)模變色鏡板支架間跨度大時(shí)，可以利用導(dǎo)向柱兼作動(dòng)模底板支柱，如圖3-7-14，這樣可減薄動(dòng)模底板厚度。即使有了導(dǎo)向裝置，在推桿布置時(shí)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(shí)兼作復(fù)位桿，推桿端面的一半作推桿用，另一半復(fù)位時(shí)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(shí)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(jī)構(gòu)推管脫模機(jī)構(gòu) 推管脫模機(jī)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(diǎn)是推管的整個(gè)周邊與塑件接觸，故塑件受力的均勻，推出時(shí)平衡可靠，制品不易變形，也不會(huì)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(shí)主型芯和凹模可以同時(shí)設(shè)計(jì)的動(dòng)模一側(cè)，有利于提高內(nèi)外表面的同心度。該機(jī)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(dòng)模底板上主型芯固定在動(dòng)模底板上 這時(shí)主型芯必須穿過(guò)推板，如圖3-7-16。為減短型芯

15、與推管的配合長(zhǎng)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(kuò)大。為了保護(hù)型腔和型芯的成型表面，推出時(shí)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(shí)不存在型腔內(nèi)徑與推管磨擦的問(wèn)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(shí)兼有復(fù)位桿的作用。3233（2） 主型芯固定在動(dòng)模型芯固定板上主型芯固定在動(dòng)模型芯固定板上 如圖3-7-17，這時(shí)型芯長(zhǎng)度可大大縮短，但動(dòng)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(zhǎng)槽，這種設(shè)計(jì)方案既不增加主型芯的長(zhǎng)度，也不增大動(dòng)模板的厚度，其缺點(diǎn)是（a）圖的主型芯的連接強(qiáng)度較弱，定位精度較差，不宜用于受大的型芯。（b）圖推管強(qiáng)度較弱，不宜于推出力較大的場(chǎng)合，特別當(dāng)制件壁薄（2mm）時(shí)推管壁也薄，強(qiáng)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(jī)構(gòu)推管材料的選擇和熱處理參照推桿進(jìn)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(guò)大而溢料。推管和型芯配合長(zhǎng)度為推出行程加上35mm，推管和模板配合長(zhǎng)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(kuò) 孔 時(shí) 為d+0.5mm，模板擴(kuò)孔時(shí)為D+1mm，如圖。37383推件板脫模機(jī)構(gòu)推件板脫模機(jī)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(gè)或多個(gè)孔的塑件。推件板推出的特點(diǎn)是推出力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且不會(huì)在塑件表面留下推出痕跡，因此應(yīng)用十分普遍，對(duì)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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單.首先看一下推板脫模的幾種機(jī)構(gòu).新建文件夾動(dòng)畫05xxfd.htm又如圖3-7-19。圖3-7-19（a）為典型的推件板脫模機(jī)構(gòu)，推件板由模具的推桿（一般為四根）推動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，將塑件從型芯上脫下，推件板脫模機(jī)構(gòu)不需另設(shè)復(fù)位桿，合模時(shí)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(shí)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