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1、第八章 注射模的导向及 脱模机构设计,一、导向机构设计,二、脱模机构设计,重点掌握,第一节 导向机构设计,导向机构的作用： 主要是定位和定向，保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合。,结构 形式： 导柱导向和锥面、销等定位。,设计的基本要求： 导向精确，定位准确，并具有足够的强度、刚度和耐磨性。,一、导柱导向机构,导柱导向原理： 利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。,1导柱 结构类型图82：,设计内容包括：,导柱和导套的结构；导柱与导向孔的配合以及导柱的数量和布置等。,B型导柱适用于塑件精度要求高及生产批量大的模具，常与导套配用，以便在磨损后，更换导套继续保持导向精度
2、。装在模具另一边的导套安装孔，可以和导柱安装孔以同一尺寸加工而成，保证了同轴度。,A型导柱适用于简单模具和小批量生产，一般不要求配置导套；,直径视模具大小而定，但须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，材料多半采用低碳钢(20)渗碳淬火，或用碳素工具钢(T8、T10)淬火处理，硬度为5055HRC。,端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。,长度通常应高出凸模端面68mm(图83)，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。,设计要点：,配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7f6或H8f8，与安装孔采部分表面粗糙度为Ra=0.8m。注意，采用适当的固定方法防止导柱
3、从安装孔中脱出。图81。,b、常采用镶入导套的形式，保证导向精度和检修方便，结构如图84。图(a)为台阶式导套，主要用于精度要求高的大型模具。,直径尺寸按模具模板外形尺寸而定，表81。模板尺寸越大，导柱间中心距应越大，导柱直径也越大。,2导向孔,结构形式：,a、直接在模板上开孔，加工简单，适用于精度要求不高且小批量生产的模具。,设计要点： 导向孔最好为通孔，否则导柱进入未开通的导向孔(盲孔)时，孔内空气无法逸出，产生反压力，给导柱运动造成阻力。若受模具结构限制，导向孔必须做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设透气孔或透气槽，如图84。,为使导柱较顺利地进人导套，导套前端应倒有圆角。通常导套采用淬火钢或
4、铜等耐磨材料制造，但硬度应低于导柱硬度，以改善摩擦及防止导柱或导套拉毛。,导套孔滑动部分按H8f8间隙配合，导套外径按H7n6过渡配合(图81).,安装固定方式如图81，其中图(a)、(b)均采用台阶式导套，利用轴肩防止开模时拔出导套，图(c)采用直导套，用螺钉起止动作用。,3导柱的数量和布置 数量，一般取24根。 布置形式根据模具的结构形式和尺寸来确定，图85。,图(a)适用于结构简单、精度要求不高的小型模具； 图(b)、(c)为4根导柱对称布置的形式，其导向精度较高。为了避免安装方位错误，可将导柱做成两大两小，图 (c)，一大两小图(d)，或导柱直径相等，但其中一根位置错开310mm。,二
5、、锥面和合模销定位机构,1.锥面定位 适用场合：多用于大型、深腔和精度要求高的塑件，特别是薄壁偏置不对称的壳体。原因是大尺寸塑件在注射时，成型压力会使型芯与型腔偏移，且过大侧压力让导柱单独承受，使导柱导向过早失去对合精度。需用锥面承受一定的侧压力，同时锥面定位也提高了模具的刚性。,结构： 图86，圆锥面定位机构的模具，常用于圆筒类塑件。其锥角为520，高度大于15mm，两锥面均需淬火处理。,图8-7为斜面镶条定位机构，常用于矩形型腔的模具。用4条淬硬的斜面镶条，安装在模板上。这种结构加工简单，通过对镶条斜面调整可对塑件壁厚进行修正，磨损后镶条又便于更换。,2.合模销定位,垂直分型面的模具中，为
6、保证锥模套中的对拼凹模相对位置准确，常采用两个合模销定位。分模时，为防止合模销拔出，其固定端采用H7k6过渡配合，另一滑动端采用H9f9间隙配合，图88。,第二节 脱模机构设计,一、脱模机构的分类及设计原则,什么是脱模机构？ 注射成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构。,组成： （图89）它由系列推出、辅助零件组成，可具有不同的脱模动作。,1脱模机构的分类,按推出动作的动力源，有手动脱模、机动脱模、气动和液压脱模等；,机构分类：,按推出机构动作特点，分为一次推出(简单脱模机构)、二次推出、顺序脱模、点浇口自动脱落以及带螺纹塑件脱模等。,脱模机构种类繁多，其设计是一项既复杂又灵活的工作，需不断积
7、累经验，在设计中应敢于改革创新。,2脱模机构的设计原则,保证塑件不因顶出而变形损坏、影响外观。 设计时须正确分析塑件对模具粘附力的大小和作用位置，选择合适的脱模方式和恰当的推出位置，平稳脱出塑件。推出位置尽量选择塑件内表面或隐蔽处，使塑件外表面不留推出痕迹。,推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死与干涉现象。机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。,为使推出机构简单、可靠，开模时应使塑件留于动模，以利用注射机移动部分的顶杆或液压缸的活塞推出塑件。,二、脱模力的计算及推出零件尺寸确定,计算脱模力时应考虑： 由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值应由实验确定。 由大气压力造成的阻力。 由塑件的
8、粘附力造成的脱模阻力。 推出机构运动摩擦阻力。 上述各项中，与两项起决定作用，与两项可用修正系数的形式包括在脱模力计算公式之中。,l.脱模力的计算,什么是脱模力？,将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。,制件为圆环形断面时所需脱模力(N),(2)薄壁制件(td0.05),制件为圆环形断面时所需脱模力(N)为,(8-3),(1)厚壁制件(td0.05),(8-1),制件为矩环形断面时所需脱模力(N)为,(8-2),制件为矩环形断面时所需脱模力(N)为 (8-4) (8-5) (8-6),式中 K1无量纲系数，其值随与而异，=r圆环形断面时，r为型芯平均半径（mm），=1；矩形断面时，=2；K
9、1值除可用上式计算外还可从表82中选取； K2无量纲系数，随f和而异；K2值还可从表83中选取； td壁厚与直径之比；,1圆环形制品的壁厚，mm； 2矩环形制件的平均壁厚，mm； a，b矩形型芯的断面尺寸，mm； S塑料平均成型收缩率； E塑料的弹性模量，MPa(见附录B)； L制件对型芯的包容长度，mm； f制件与型芯之间的摩擦因数(见附录B)； 模具型芯的脱模斜度，()； 塑料的泊松比(见附录B)； A盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，mm2，通孔制件的A等于零。,2推出零件尺寸的确定,对于筒形或圆形塑料制件，当需要推件板脱模时， a、根据刚度计算，推件板的厚度 (mm)公式为,(
10、8-7),(1)推件板厚度的确定,式中 C3系数，随Rr而异，按表84选取； R推杆作用在推件板上所形成的几何半径，mm； r推件板环形内孔(或型芯)的半径，mm； E钢材的弹性模量(E=21105MPa)； 推件板板中心所允许的最大变形量，一般可取制件在被推出方向上的尺寸公差的1/51/10，mm； F脱模力，N。,b、根据强度计算，则推件板厚度(mm)公式为 (8-8) 式中 K3系数，随Rr值而异，按表84选取； 推件板材料的许用应力，MPa； F脱模力，N。,(8-9),式中 L0推件板长度上两推杆的最大距离， B推件板宽度，mm。 其他符号同前述。,对横截面为矩形或异形的环状制件，根
11、据刚度计算，推件板厚度(mm)公式为,(2)推杆直径的确定,a、根据压杆稳定公式，可得推杆直径(mm)的公式,（8-10）,式中 d推杆的最小直径，mm； K安全系数，可取K=15； L推杆的长度，mm； F脱模力，N； n推杆数目； E钢材的弹性模量，MPa。,式中 推杆材料的许用应力，MPa； 推杆所受的应力，MPa。 其他符号同前述。,(8-11),b、推杆直径确定后，还应进行强度校核，其公式为,三、一次推出脱模机构,什么是一次推出脱模机构？ 指开模后，用一次动作将塑件推出的机构，又称简单脱模机构。,(1)推杆脱模机构的组成 图8-9，最常用的脱模机构。主要由推出部件、推出导向部件和复位
12、件等组成。,1推杆脱模机构,包括： 推杆脱模、推管脱模、推板脱模、气动脱模及利用活动镶件或型腔脱模和多元件联合脱模等机构。,导向部件 组成：导柱4和导套3。 作用：使推出过程平稳，推出零件不致弯曲和卡死。,推出部件 组成：推出部件由推杆1、推杆固定板2、推板5和挡销8等。 作用：推杆直接与塑件接触，,开模后将塑件推出；推杆固定板和推板起固定推杆及传递注射机顶出压缸推力；挡销调节推杆位置和便于消除杂物。,组成：复位杆7，也有利用弹簧复位的，图810(a)，弹簧套在一定位柱上，以免工作时弹簧扭斜，同时定位柱也起限制推出距离的作用，避免弹簧压缩过度；(b)当推杆固定板移动空间不够时，将弹簧套在推杆上
13、的形式；在推杆多、复位力要求大时，弹簧常与复位杆配合使用，以防止复位过程中发生卡滞或推出机构不能准确复位的情况。,复位部件,作用：使完成推出任务的推出零部件回复到初始位置。,(2)推杆设计要点,通常设在凸台或肋的底部；推杆不宜设在塑件壁薄处，若结构需要顶在薄壁处时，可增大推出面积以改善塑件受力状况，(c)采用推出盘的形式；当塑件上不允许有推出痕迹时，可采用推出耳形式，(d)，脱模后将推出耳剪掉。,推杆应设置在脱模阻力大的地方,(a)壳或盖类塑件的侧面阻力最大，推杆应设在端面或靠近侧壁的部位，但也不应和型芯(或嵌件)距离太近，以免影响凸模或凹模的强度；当塑件各处脱模阻力相同时，推杆应均衡布置，使
14、塑件脱模时受力均匀，以防止变形；,(b)塑件局部带凸台或肋，推杆,推杆应有足够的强度和刚度承受推出力，以免推杆在推出时弯曲或折断。 推杆直径可由计算得出，通常取2512 mm，对于直径小于3 mm的细长推杆应做成下部加粗的阶梯形(图813B型)。推杆的常用截面形状如图812，,圆形截面为最常用的形式，标准圆形截面推杆的结构如图813。,标准圆形截面推杆的结构如图813。,推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出005010 mm，如图814，且不应有轴向窜动。 推杆与推杆孔配合一般为H8f8或H9f9，其配合间隙不大于所用塑料,对于开有冷却水道的模具，应避免推杆穿过冷却水道，否则会出现漏水
15、现象。设计时先设计冷却系统，再设计推出机构，并与冷却水道保持一定距离，以保证加工。,的溢料间隙，以免产生飞边，,常用塑料的溢料间隙参看表76。,对带有侧向抽芯的模具，推杆位置应尽量避开侧向型芯，否则需设置推杆先复位装置，以免与侧抽芯发生干涉。,2推管脱模机构,特点：主型芯和凹模可同时设计在动模一侧，以利于提高塑件的同轴度。但壁过薄的塑件(壁厚1.5mm)，推管加工困难，且易损 坏，不宜采用推管推出。,优点：推管以环形周边接触塑件，故推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，不会留下明显的推出痕迹。,适用场合：环形、筒形塑件或塑件带孔部分的推出。,尺寸配合： 图815，内径与型芯配合，小直径 推管取H8f8配合，大直 径推管取H7f6配合；推管与型芯的配合长度比推出行程S长35 mm，推管与模板的配合长度一般为(152)D；其余部分扩孔，推管扩孔d+l，模板扩孔D十1。,组合形式：图815型芯固定在动模底板上，型芯长，制造和装配较麻 烦，但结构可靠，适用于推出行程不大的场合。,上述几种推管脱模机构均须采用复位杆复位。,(b)为推管在轴向开有连接槽或孔，可用键或销将型芯连接在推管上，但因紧固力小，只适用于小尺寸型芯。,图816。(a)型芯固定在动模型芯固定板上，推管在型芯滑动，使推管和型芯长度大为缩短，但型腔板厚度增加。,3推板脱模机构,特点
