塑料成型工藝培訓教程

1、70/70HYPERLINK / 第六節(jié) 頂出機構的結構及脫模力的計算一、 頂出機構的結構從模具中頂出塑件及其澆注系統(tǒng)凝料的機構稱為頂出機構或脫模機構。頂出機構的結構如圖5-62所示，圖中的頂桿1將塑件從型腔中頂出。頂桿需要固定，因此設置頂出固定板2和頂出板5，兩板由螺釘連接。注射機上的頂出力作用在頂出板上，為了使頂出過程平穩(wěn)可靠，常設置導柱4和導套3。頂出板在頂出塑件后的復位依靠回程桿7實現。拉料桿6拉住澆注系統(tǒng)的凝料，使它隨同塑件一起留在動模內。擋銷8使頂出板與底板之間產生間隙，以便清除污垢，同時還可通過調節(jié)擋銷的厚度來操縱頂桿的位置及預出距離。設計頂出機構的原則是：使塑件在頂出過程中可不

2、能變形損壞；保證塑件在開模過程中留在設置有頂出機構的動模內；若塑件需留在定模內，則要在定模上設置頂出機構。二、頂出機構的類型頂出機構的類型取決于塑件的形狀、塑料的性能及注射機的頂出結構。頂出機構常用的類型有以下幾種。1一次頂出機構一次頂出機構是最常用的頂出機構(如圖5-62所示)，此機構只需次動作就能使塑件脫模。圖5-63所示的為一次頂出機構的常用的幾種形式，其中，a)所示的為頂桿頂出機構，頂桿頂出是應用最廣、頂出位置所受的限制最少的一種頂出方式，這種機構要緊用于頂出箱類異形塑件；b)所示的為頂管頂出機構，這種機構要緊用于頂出中心帶孔的圓形塑件或圓形凸臺塑件；c)所示的為推板頂出機構，這種機構

3、要緊用于頂出支承面專門小的塑件(如薄壁容器等)，另外在不同意留有頂桿殘痕的情況下，也常采納這種推板頂出機構；d)所示的為聯(lián)合頂出機構，這種機構采納以推板為主、頂桿或頂管為輔的頂出方式，要緊用于型芯內部阻力大、僅用推板或頂桿易使塑件變形或損壞的情況下。圖5-62 頂出機構的結構1頂桿 2頂出固定板 3導套 4導柱5頂出板 6拉料桿 7回程桿 8擋銷圖5-63 一次頂出機構常用的幾種形式a)頂桿頂出 b)頂管頂出 c)推板頂出 d)聯(lián)合頂出圖5-63 一次頂出機構常用的幾種形式a)頂桿頂出 b)頂管頂出 c)推板頂出 d)聯(lián)合頂出在以下兩種情況需要采納二次頂出機構：一是某些形狀的塑件，一次頂出難于

4、將塑件從型腔中取出或不能使塑件自動脫落，因此必須再增加一次頂出才能使塑件脫落；二是采納二次頂出是為了幸免一次頂出時塑件受力過大而變形或開裂。例如，關于薄壁深腔塑件，由于塑件與模具的接觸面積專門大，若一次頂出易使塑件破裂或變形，這時就需采納二次頂出方案。二次頂出機構較多，下面列舉其中的四種。 1)彈簧二次頂出機構彈簧二次頂出機構如圖5-64所示。這種機構利用彈簧1的彈性恢復使塑件脫離型芯，完成第一次頂出動作(見圖5-64b)，然后用頂桿2使塑件脫離型腔，完成第二次頂出動作(見圖5-64c)。這種機構的優(yōu)點是結構簡單；缺點是彈簧易失效，要時常更換，故它僅用于小型塑件的注射模具。2)雙頂出板二次頂出

5、機構這種機構有兩塊頂出板，如圖5-65所示。頂動型腔1用的頂桿2固定在一次頂出板7上，頂出塑件用的頂桿3固定在二次頂出板8上。在一次頂出板和二次頂出板之間有定距塊5，它固定在一次項出板7上。開模時，注射機頂桿6頂動一次頂出板7，通過定距塊5使二次頂出板8同時頂動塑件，這時型腔與塑件一起運動，與型芯脫離，完成第一次頂出。當一次頂出板7接觸到八字形擺桿4，由于八字形擺桿與一次頂出板的接觸點距支點的距離比與二次頂出板接觸點距支點的距離小，因此二次頂出板移動的距離大于一次頂出板移動的距離，如此，頂桿3就能將塑件從型腔中頂出。 3)拉桿式二次頂出機構拉桿式二次項出機構如圖5-66所示。當模具分型一段距離

6、后，拉桿3拉住推板4，進行第一次頂出動作。動模接著運動，固定在動模固定板上的凸塊1接觸到拉桿3上的長銷2，使拉桿轉動并脫離推板4，完成第一次頂出動作。動模再接著運動，由頂出系統(tǒng)完成第二次頂出動作，在此頂出過程中彈簧5起復位作用。這種機構動作可靠，但由于在定模上安裝了拉桿，增大了模具的尺寸。圖5-64 彈簧二次頂出機構1彈簧 2頂桿圖5-65 雙頂出板二次頂出機構圖5-65 雙頂出板二次頂出機構1型腔 2頂桿 3頂桿 4八字形擺桿 5定距塊6注射機頂桿 7一次頂出板 8二次頂出板圖5-66 拉桿式二次頂出機構1圖5-66 拉桿式二次頂出機構1凸塊 2長銷 3拉桿4推板 5彈簧這種機構采納U形限制

7、架和擺桿來完成二次頂出動作，如圖5-67所示。圖a)所示的為合模狀態(tài)，U形限制架4固定在動模底板上，擺桿3的一端固定在頂出固定板上且夾在U形限制架內，圓柱銷1固定在型腔上。開模時，注射機頂桿5頂動頂出板。頂出動作開始時，由于限制架的限制，擺桿只能向前運動，頂動圓柱銷1使型腔和頂桿7同時起頂出塑件的作用，然后塑件脫離型芯8，完成第一次頂出動作。當頂出至圖b)所示的位置時，擺桿脫離了限制架，限位螺釘9阻止型腔接著向前移動，同時圓柱銷1將兩個擺桿3分開。當注射機頂桿接著頂出時，頂桿7從型腔中頂出塑件(如圖c)所示)，完成第二次頂出動作。在第二次頂出過程中彈簧2使擺桿復位。 3動定模雙向頂出機構在設計

8、頂出機構時，原則上應使塑件能留在動模一邊，但有時由于塑件形狀專門，塑件既可能留在定模一邊，又可能留在動模一邊，這時應在定模上也設置輔助頂出機構。圖5-68示出兩種常見的結構形式。圖5-68a)所示的是利用彈簧力使塑件首先從定模上脫出留在動模內，然后再利用動模上的頂出機構將塑件頂出的例子。這種形式適用于塑件對定模粘附力不大、頂出距離不長的情況。圖5-68b)所示的是利用杠桿的作用實現定模頂出的例子。開模時，固定在動模上的滾輪壓動杠桿，使定模頂出機構動作，迫使塑件留在動模一邊，然后再利用動模上的頂出機構將塑件頂出。圖5-67 U形限制架二次頂出機構圖5-67 U形限制架二次頂出機構1圓住銷 2彈簧

9、3擺桿4U形限制架5注射機頂桿6轉動銷 7頂桿8型芯 9限位螺釘 圖5-68 雙向頂出機構1型芯 2型腔4側凸凹脫模機構塑件的脫模方向一般都與注射機開、閉方向相同。然而，有一些塑件在成型側面有凸臺或凹槽，使脫模方向與開模方向不一致，阻礙了塑件從型腔或型芯上直接頂出。這時就須考慮采納活動型芯等方式解決脫模問題。關于內側有凸凹的塑件，常用活動鑲件的方式，而關于外側有凸凹的塑件，常用斜導柱抽芯機構。采納活動鑲件的脫模機構如圖5-69所示。圖5-69a)所示的機構，先將活動鑲件與塑件一起頂出模外，然后再將塑件從鑲件上取下。圖5-69b)所示的機構，將活動鑲件固定在模具上，塑件脫模時，鑲件和塑件一起移動

10、一段距離但不與模具分離，然后用人工方法將塑件從鑲件上取下。關于軟質塑件，若其內側凸凹形狀專門淺，則可利用材料的彈性用推板將塑件強制脫模。圖5-69 采納活動鑲件的脫模機鉤1塑件 2活動鑲件5螺紋塑件的脫模機構螺紋塑件的脫模方式有如下三種，1)活動型芯或型環(huán)脫模方式這種方式是先將型芯或型環(huán)隨塑件一道脫出模外，然后用人工方法將型芯或型環(huán)旋下。這種機構的優(yōu)點是結構專門簡單；缺點是生產率低、勞動強度大，故它只適用于小批量生產。2)拼合型芯或型環(huán)脫模方式圖5-70a)所示的為利用拼合型環(huán)脫外螺紋的模具，圖5-70b)所示的為利用拼合型芯脫內螺紋的模具。這兩種方式脫模可靠，且結構比較簡單，但在螺紋部分有分

11、型線，容易產生飛邊，難以清除飛邊。3)機動脫螺紋方式a) b)圖5-70 利用拼合型環(huán)或型芯脫螺紋a) b)圖5-70 利用拼合型環(huán)或型芯脫螺紋表5-7 脫螺紋的差不多方式塑件移動（塑件外圓周止轉）型芯或型環(huán)移動（塑件端面止轉）脫模前脫模動作三、脫模力的計算 脫模力的計確實是設計頂出機構的依據。然而計算形狀復雜的塑件的脫模力是相當困難的。那個地點僅介紹殼形件和筒形件的脫模力計算公式，在模具設計時，這些公式可用作一般形狀塑件脫模力的粗略計算。1脫模力的計算 將塑件從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力稱為脫模力，它要緊包括由塑件的收縮引起的塑件與型芯的摩擦阻力和大氣壓力。脫摸力的大小與塑件的厚薄及其

12、形狀有關。表5-8給出厚壁和薄壁的圓形塑件和矩形塑件的脫模力計算公式。表 5-8 脫模力的計算公式 圓環(huán)形斷面的脫模力（N）矩形斷面的脫模力（N）0.05厚壁塑件 (5-51) (5-52)0.05薄壁塑件 (5-53) (5-54)表5-8中，k1為無因次系數，隨和而異；=r/(為圓環(huán)形斷面時=1、為矩形斷面時=2)；k1=22/（cos2+2cos）；k2為無因次系數，k2=1+fsincos1；r為型芯的平均半徑，r=d/2(mm)；S為塑料平均收縮率（%）；E為塑料的彈性模量（MPa）；L為塑件對型芯的包容長度（mm）；f為塑件與型芯之間的靜摩擦系數，常取為0.10.2；為模具型芯的脫

13、模斜度（）；為塑料的泊松比；1為圓環(huán)形塑件的壁厚（mm）；2為矩環(huán)形塑件的平均壁厚（mm）；a、b為矩形型芯（指厚壁塑件）的斷面尺寸（mm）；A為盲孔塑件型芯在脫模方向上的投影面積（mm2），通孔塑件的A=0。2頂出機構的零件尺寸的確定 1）推板厚度的確定 關于筒形或圓形塑件，若依照剛度計算來確定，則推板厚度公式為 （mm） （5-55）式中 系數，隨R/r值而異，按表5-9選取，其中r為推板環(huán)形內孔(或型芯)半徑(mm)；E塑料的彈性模量(MPa)；R作用在推板上的頂桿的半徑(mm)；推板中心所同意的最大變形量，一般取塑件在被頂出方向上的尺寸公差的15110(mm)；F脫模力(N)，由表5-

14、8中的公式計算。表5-9 系數與的推舉值1.251.502.003.004.005.000.00510.02490.08770.20900.29300.35000.2270.4280.7531.2051.5141.745若依照強度計算來確定(多用于小型模具)，則推板厚度公式為(mm) (5-56)式中 k3系數，隨R/r值而異，按表5-9選?。煌瓢宀牧系脑S用應力(MPa)；F脫模力(N)，由表5-8中的公式計算。關于橫斷面為矩環(huán)形或異環(huán)形的塑件，若依照剛度計算來確定，則推板厚度公式為（mm） （5-57）式中 L0在推板長度方向上兩頂桿的最大距離(mm)；B推板寬度(mm)；推板中心所同意的最

15、大變形量，同式(5-55)；E塑料的彈性模量(MPa)；F脫模力(N)。2) 頂桿直徑的確定依照壓桿穩(wěn)定公式，可得頂桿直徑的公式為（mm） （5-58）式中 安全系數，取=1.5；L頂桿長度（mm）；F脫模力（N）；n頂桿數目；E塑料的彈性模量（MPa）。 第七節(jié) 側向分型與抽芯機構的設計圖5-71 帶有側孔和側凹的塑件a)側孔 b)側凹圖5-71 帶有側孔和側凹的塑件a)側孔 b)側凹一、抽芯機構的類型側向分型的抽芯機構按動力來源可分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。 1.手動抽芯在頂出塑件前用手工將活動型芯取出的方法稱為手動抽芯。手動抽芯機構的結構簡單，但勞動強度大、生產效率低，故僅適用于

16、小型塑件的小批量生產。手動抽芯機構如圖5-72所示。圖5-72a)所示型芯成型圓形孔，在頂出塑件前，用扳手旋出活動型芯。圖5-72b)所示型芯成型非圓形側孔，在抽芯時活動型芯只作水平移動。圖5-72 手動抽芯機構圖5-72 手動抽芯機構2.液壓或氣動抽芯當側孔較深需要較大的抽拔力和抽拔行程時，能夠采納液壓傳動或氣壓傳動的機構將活動型芯抽出。液壓傳動比氣壓傳動平穩(wěn)，且可得到較大的抽拔力和較長的抽芯距離，但由于模具結構和體積的限制，油缸的尺寸往往不能太大。在液壓或氣壓抽芯機構中，側向活動型芯的移動是通過油缸(或氣缸)的活塞及操縱系統(tǒng)來實現的，能夠不受開模時刻和頂出時刻的阻礙。圖5-73示出利用氣動

17、抽芯機構實現側向型芯抽出和合模的情況。當氣缸壓力不能使側向型芯鎖緊不動時應該考慮設置鎖緊裝置。圖5-74所示為液壓抽芯機構。開模時，首先由液壓抽芯系統(tǒng)抽出側向型芯，然后再頂出塑件。頂出機構復位后，側向型芯再復位。注射成型時，為防止側向型芯移動，利用定模上的壓緊塊鎖緊側向型芯。圖5-73氣動抽芯機構圖5-74 液壓抽芯機構3機動抽芯機動抽芯是利用注射機的開模力，通過傳動零件將活動型芯抽出。這種機構的結構比較復雜，但抽芯不需人工操作，故生產效率高。機動抽芯有彈簧、斜導柱、彎銷、斜導槽、斜滑塊、楔塊、斜槽、齒輪、齒條等多種抽芯形式，本書只介紹使用最廣泛的斜導柱、彎銷、斜導槽和斜滑塊四種。二、斜導柱抽

18、芯機構的結構斜導柱抽芯機構如圖5-75所示，圖a）為閉模狀態(tài)，圖b）開模狀態(tài)。斜導柱抽芯機構由斜導柱3和滑塊8等零件組成。斜導柱固定在定模板2上，為了保證抽芯動作準確可靠，還設有限位擋塊9和壓緊塊1。側向活動型芯5用銷4固定在滑塊上。開模時，開模力通過斜導柱作用于滑塊，迫使滑塊在動模板7的導滑槽內向左移動，當斜導柱全部脫離滑塊上的斜孔后，側向型芯便完全從塑件中抽出，完成抽芯動作，然后，頂出機構頂出塑件。限位擋塊9、螺釘11、彈簧10構成滑塊的定位裝置，它使滑塊保持抽芯后的最終位置，以便閉模時斜導柱能準確地進入滑塊的斜孔，使活動型芯復位。壓緊塊1用以防止成型時滑塊因受到側向注射壓力而發(fā)生位移。圖

19、5-75 斜導柱抽芯機構1壓緊塊 2定模板 3斜導柱 4銷 5型芯 6頂管7動模板 8滑塊 9限位擋塊 10彈簧 11螺釘斜導柱抽芯機構有如下四種不同的結構形式1.斜導柱在定模上、滑塊在動模上圖5-75所示的為最常用的一種結構形式。2.斜導柱在動模上、滑塊在定模上圖5-76示出斜導柱在動模上、滑塊在定模上的結構，該結構無頂出機構。圖5-77示出帶有頂出機構的斜導柱在動模上、滑塊在定模上的一種結構。圖5-76 斜導柱在動模上、滑塊在定模上的結構(無頂出機構)1圖5-76 斜導柱在動模上、滑塊在定模上的結構(無頂出機構)1定模板 2斜導柱 3滑塊 4塑件 5動模4斜導柱和滑塊同在動模上圖5-79

20、所示的為利用頂出機構抽出活動型芯的例子三、彎銷抽芯機構的結構彎銷抽芯機構的原理與斜導柱抽芯機構的相同，兩者差不是在結構上用矩形斷面的彎銷代替了斜導柱。這種機構的優(yōu)點在于彎銷傾斜角較大，因此在開模距離相同的條件下，其抽芯距大于斜導柱的抽芯距。然而彎銷機構的機加工比斜導柱機構的機加工困難。圖5-80所示的為彎銷抽芯機構的典型結構。彎銷通常安裝在模板外側。圖中，彎銷的一端固定在定模上，另一端由支承板3支承，故能承受較大的抽拔阻力。裝在模板外側的彎銷還能夠減小模板面積，減輕模具重量。滑塊1由定位銷4定位，由支承板3阻止其在注射時可能產生的位移。圖5-77 斜導柱在動模上、滑塊在定模上的結構(有頂出機構

21、) 1定模板 2型腔 3導柱 4推板 5動模板 6底板7型芯 8斜導柱 9鎖緊塊 10滑塊 11定位釘 12彈簧圖5-78 斜導柱和滑塊同在定模上的結構 l限位釘 2擺鉤 3彈簧 4定模板 5導柱 6定模套7推板 8墊板 9斜導柱 10側滑塊 11型芯圖5-79斜導柱和滑塊同在動模上的結構1滑塊 2推板 3頂桿 4鎖緊塊四、斜導槽抽芯機構的結構當側向活動型芯的抽拔距較大時，在側向活動型芯的外側可用斜導槽代替斜導柱，如圖5-81所示。通過改變斜導槽的形狀，能夠調整側向型芯的抽拔時刻。斜導槽分為二段，第一段的傾斜角小，能夠得到專門大的鈾拔力，而第二段的傾斜角大，能夠得到專門大的抽拔位移量。圖5-8

22、0 彎銷抽芯機構1滑塊 2彎銷 3支承板 4定位銷圖5-81斜導槽抽芯機構1動模板 2頂出板 3動模墊板 4拉板（彎銷）5銷 6滑塊7止動銷五、斜滑塊抽芯機構的結構斜滑塊抽芯機構適用于成型面積較大、側孔或側凹較淺的塑件。圖5-82所示的為由四瓣斜滑塊組合而成的模具結構。塑件帶有外側凹，開模時要求塑件從型芯5及四瓣斜滑塊3中脫出。在頂桿1的作用下，四瓣沿斜塊向上運動并向四側分離。其側向分離是通過固定在滑塊外側的導滑圓銷7和錐模套4上對應于圓銷位置開設的半圓導滑槽來完成的，導滑圓銷的傾斜方向與斜滑塊的傾斜方向一致，滑塊向上移動的位置由限位螺釘6來操縱。這種模具結構簡單、制造方便，適合于側凹較淺的大

23、、中、小型塑件的側抽芯。圖5-82 四瓣斜滑塊拼合機構1頂桿2動模墊板3斜滑塊4模套5型芯6限位螺釘7導滑圓銷六、 斜導柱的設計與計算（一）斜導柱的尺寸及安裝形式斜導柱的形狀及尺寸見圖5-83和表5-10，在設計時、L1、L的值依照模具結構確定。斜導柱的材料多用45鋼、T8、T10，以及20鋼，經滲碳處理后，淬火硬度在HRC55以上，磨削加工后保證有Ra0.8m的表面粗糙度。圖5-83 斜導柱的形狀表5-10 斜導柱的要緊尺寸（mm）121710152012202515253015303520354020404525斜導柱的安裝形式如圖5-84所示。d為斜導柱直徑，它與導柱孔之間應保持0.51

24、mm的間隙，為斜導柱的傾斜角，S為抽拔距。斜導柱與滑塊之間采納較松的配合是因為斜導柱不僅能驅動滑塊，同時使滑塊靈活運動。滑塊運動的平穩(wěn)性由導滑槽與滑塊之間的配合精度保證，滑塊的最終位置由壓緊塊保證。確定斜導柱的傾斜角時要兼顧抽拔距以及斜導柱所受的彎曲力，通常采納1520，一般不大于25。圖5-84 斜導柱的安裝形式（二）斜導柱的工作參數斜導柱的工作參數包括傾斜角、抽拔力Q、抽拔距S、直徑d、斜導柱的長度L及開模行程H。1.抽拔力的計算抽拔力是將側向活動型芯從塑件中抽出的力。設計時以初始抽拔力為準。抽拔力的計算與第六節(jié)脫模力的計算相同，請參閱表5-8公式(5-51) (5-54)。2. 抽拔距的

25、計算抽拔距是將活動型芯從成型位置抽至不阻礙塑件脫模位置所移動的距離，如圖5-85中的S。通常抽拔距取側孔深度加25mm，也可按下式計算： （mm） (5-59) 式中 S抽拔距(mm)；H斜導柱完成抽拔距所需的開模行程(mm)；斜導柱的傾斜角()，通常取1520。3斜導柱所受彎曲力的計算 如圖5-85所示，斜導柱所受彎曲力P要緊取決于抽拔力Q和傾斜角，其簡化計算公式： (5-60) 圖5-85 抽拔距的計算關系 式中 斜導柱所受的彎曲力（N）；其它符號的含義同前述公式的一樣。4. 斜導柱直徑的計算斜導柱的直徑取決于它所承受的最大彎曲力，按斜導柱所受的最大彎曲應力應小于其許用彎曲應力的原則，可推

26、導出斜導柱直徑的計算公式為： （5-61） 或者 （5-62）式中 斜導柱直徑(mm)；抽芯孔中心與A點的垂直距離(mm)(見圖5-86)； A點到彎曲力作用點B之間的距離(mm)；斜導柱材料的許用彎曲應力(MPa)，可取300MPa；其它符號的含義同前述公式的一樣。5. 斜導柱長度和最小開模行程的計算如圖5-87所示，斜導柱的長度依照活動型芯的抽拔距S、斜導柱的直徑d及傾斜角確定。有效工作長度L2由側型芯的抽芯距和斜導柱的傾斜角確定，其計算公式為 （mm） (5-63)式中 L2斜導柱工作部分的長度；其它符號的含義同前述公式的一樣。圖5-86 斜導柱直徑的計算關系1墊板 2滑塊 3定模板 4

27、斜導柱 5擋塊圖5-87 斜導柱各尺寸的關系當滑塊的抽拔方向與開模方向垂直(見圖5-87)時，完成抽拔距S所需的最小開模行程圖5-87 斜導柱各尺寸的關系 (mm) （5-64）式中，各符號的含義同前述公式的一樣。當滑塊的抽拔方向與開模方向不垂直而成一定交角時，仍可采納斜導柱抽芯機構，其抽拔方向能夠傾向動模一邊，如圖5-88a)所示，也能夠傾向定模一邊，如圖5-88b)所示。圖5-88a)所示的為滑塊向動模方向傾斜的情況，為斜導柱的有效傾角，通常采納1520，一般不大于25。這種情況開模行程為 （mm） (5-65) 與滑塊不傾斜(0)的情況相比，當模具開模行程相同、滑塊向動模方向傾斜時，將得

28、到較大的抽拔距，但現在斜導柱的長度也應增加。圖5-88b）所示的為滑塊向定模方向傾斜的情況，為斜導柱的有效傾角，取值同，這種情況開模行程為（mm） (5-66)與滑塊不傾斜的情況相比，當模具開模行程相同、滑塊向定模方向傾斜時，將得到較小的抽拔距。圖5-88 滑塊傾斜的斜導柱抽芯機構七、滑塊與壓緊塊的設計（一）滑塊的設計圖5-89 滑塊與型芯的連接形式1滑塊與型芯的連接形式圖5-89 滑塊與型芯的連接形式滑塊與型芯的連接形式有整體式和組合式兩種。在實際中廣泛采納組合式結構，這種結構的特點是，型芯單獨制造，然后安裝在滑塊上，如此能夠節(jié)約優(yōu)質鋼材，且機械加工容易?；瑝K與型芯的連接形式如圖5-89所示

29、。當型芯較小時，往往將嵌入滑塊部分的型芯尺寸加大，便于用銷釘連接，如圖5-89a)所示。當型芯較大時，可采納燕尾槽式連接，如圖5-89b)所示。小型芯有時也能夠用螺釘固定，如圖5-89c)所示。關于多頭型芯，可用壓板固定形式，如圖5-89d)所示。 2. 滑塊的導滑形式滑塊在導滑槽中滑動要平穩(wěn)、靈活，不應發(fā)生上下竄動和卡緊現象?；瑝K與導滑槽配合的常用形式如圖5-90所示。其中，圖a)所示的為整體導滑槽形式，常用于滑塊寬度較小的時候；圖b)與圖c)所示的為組合導滑槽形式，導滑槽蓋板用螺釘固定在模板上并以銷釘定位。圖5-90滑塊的導滑形式 3滑塊的導滑長度滑塊的導滑長度不能太短(如圖5-91所示)

30、，滑塊在完成抽拔動作后，留在導滑槽中的長度L不應小于滑塊長度L1的23，否則滑塊在開始復位時容易傾斜。 4滑塊的定位裝置開模后滑塊必須停留在確定的位置上，不可任意滑動，否則閉模時斜導柱將不能準確地進入滑塊。常用的 滑塊定位裝置如圖5-92所示。其中，圖a)所示的是采 用擋塊定位的形式，即依靠彈簧的彈力使滑塊停靠在擋 圖5-91 滑塊的導滑長度塊上定位，彈簧的彈力應是滑塊自重力的1.52倍，種形式適用于滑塊在模具上面或側面的情況；圖b) 所示的是采納擋塊定位的形式，與圖a)所不同的是，滑塊利用自重力停留在擋塊上，不需借助于彈力，這種形式僅適用于滑塊在模具下面的情況。圖c)所示的是采納銷和彈簧頂住

31、滑塊定位的形式，圖d)所示的是采納鋼球和彈簧頂住滑塊定位的形式，這兩種形式均適用于滑塊在模具左、右側的情況。 滑塊內的型芯材料可選用鉻鎢錳合金鋼、T8、T10或45鋼，淬火硬度在HRC50以上；滑塊的材料可用T8、T10或45鋼，淬火硬度在HRC40以上?；瑝K與導滑槽的配合公差可視具體情況采納間隙配合H8/f7H9/f9。圖5-92 滑塊的幾種定位裝置（二）壓緊塊的設計 成型時活動型芯會受到塑料熔體的推力，那個力通過滑塊傳給斜導柱，而一般斜導柱均為細長桿件，受力后容易變形，因此在抽芯機構中必須設置壓緊塊以便在合模時壓緊滑塊，承受來自活動型芯的推力。壓緊塊與模具的連接方式可依照推力的大小來選定。

32、圖5-93示出壓緊塊的幾種常用連接形式。圖5-93a)所示的是將壓緊塊與定模固定板做成整體的形式，這種結構牢固可靠，但消耗的鋼材較多，故這種形式適用于側向推力較大的場合。圖5-93b)所示的是采納螺釘和銷釘在定模板上固定壓緊塊的形式，這種形式的結構制造簡單，故應用較廣。圖5-93c)所示的是采納嵌入方法將壓緊塊緊固的形式，圖5-93d)所示的是采納楔形塊和螺釘固定壓緊塊的形式，這兩種形式適用于側向推力特不大的場合。圖5-93 壓緊塊的幾種連接形式壓緊塊的楔角是個重要的參數，如圖5-94所示。設計時壓緊塊楔角應大于斜導柱傾斜角，如此做才能保證當模具開模時壓緊塊就能脫開，否則斜導柱將無法帶動滑塊作

33、抽撥動作。在一般情況下，壓緊塊楔角比斜導柱傾斜角大23。圖5-94 壓緊塊楔角與斜導柱傾斜角的關系第八節(jié) 注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計一、 溫度調節(jié)對塑件質量的阻礙1成型收縮率模具溫度的穩(wěn)定能減少塑件成型收縮率的波動，提高塑件的合格率。在可能的情況下采納較低的模溫將有利于減小塑件的成型收縮率，有利于提高塑件的尺寸精度。2變形 模具型腔與型芯的溫差過大，導致塑件收縮不均勻，從而使塑件產生翹曲變形，因此必須采納合適的冷卻回路，使模具型腔和型芯的溫度差不多上保持均勻，從而使塑件各處能同時凝固。 3尺寸穩(wěn)定性塑件尺寸的穩(wěn)定性不僅受模溫波動的阻礙，而且還受模溫大小的阻礙。成型結晶形塑料，要提高模具溫度，使塑

34、料均勻地結晶，才能使塑件尺寸穩(wěn)定。假如在模內塑料結晶不均勻，脫模后塑件尺寸會發(fā)生變化。 4力學性能 結晶形塑料在成型時結晶度愈高，塑件的應力開裂傾向愈大，故這時應降低模溫。但聚碳酸脂(PC)一類高粘度無定形塑料在成型時卻需要提高模溫才能減小應力開裂傾向。 5表面粗糙度模溫提高能改善塑件表面狀態(tài)，模溫過低會使塑件輪廓不清晰，產生明顯的熔合紋，并使塑件表面粗糙度升高。二、 溫度調節(jié)對生產效率的阻礙注射到模腔內的塑料熔體溫度為200左右，塑件出模溫度在60 左右。 成型過程釋放的熱量中約有95由冷卻介質(一般是水)帶走，其余5以輻射、對流的方式散發(fā)到大氣中。模具的冷卻時刻約占整個注射循環(huán)周期的23。

35、依照牛頓冷卻定律，冷卻介質從模具中帶走的熱量為 （5-67）式中 冷卻介質從模具中帶走的熱量(J)； 冷卻通道孔壁與冷卻介質間的傳熱系數 J(m2h)； 冷卻介質的傳熱面積(m2)；模具與冷卻介質之間的溫度差值()；冷卻時刻(s)。由式(5-67)可知，當所需帶走的熱量Q不變時，縮短冷卻時刻的途徑有以下三條：1.提高傳熱系數 當冷卻通道直徑和冷卻介質溫度不變時，增加冷卻介質的流速，能夠提高傳熱系數。2提高模具與冷卻介質之間的溫度差 當模溫一定時，適當降低冷卻介質溫度，有利于縮短模具的冷卻時刻。3增大冷卻介質的傳熱面積在模具上開設尺寸盡可能大和數量盡可能多的冷卻管道，能夠增大冷卻介質的傳熱面積。

36、三、 冷卻管道的設計原則為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，在設計冷卻管道時應遵循如下原則。1.合理地確定冷卻管道的中心距及冷卻管道與型腔壁的距離，冷卻管道的間距極為重要。a. 冷卻管道直徑大且間距小，型腔表面的溫度分布均勻，如圖5-95a)所示；b. 冷卻管道直徑小，且間距大，因此型腔表面的溫度變化專門大，造成塑件各部分不均勻地收縮，如圖5-95b)所示。圖5-95 型腔表面的溫度變化 2.依照塑件壁厚，合理布置冷卻管道。當塑件壁厚均勻時，盡可能使所有的冷卻管道孔分不到各處型腔表面的距離相等，如圖5-96a)所示。當塑件的壁厚不均勻時，應在厚壁處開設間距較小的冷卻管道孔，如圖5-

37、96b)所示。 a) b) 圖5-96 冷卻管道的布置a) 塑件壁厚均勻時冷卻管道的布置 b) 塑件壁厚不均勻時冷卻管道的布置3.應加強澆口處的冷卻當塑料熔體充填模具時，澆口附近的溫度最高，通?？蓪⒗鋮s回路的入口設在澆口附近，如此可使冷水首先流過澆口附近，使?jié)部谠谳^低的水溫下冷卻，如圖5-97所示。 a) b)圖5-97 循環(huán)冷卻回路的布置a) 側澆口循環(huán)冷卻水回路 b) 多個點澆口循環(huán)冷卻水回路4.降低入水與出水的溫度差進入模具與流出模具的水溫差小有利于型腔表面溫度的均勻分布。如圖5-98所示的模具，冷卻管道采納圖a的排列形式合理，圖b的排列形式不合理。 a) b) a) b)圖5-98 冷

38、卻管道的排列a)合理 b)不合理5.應幸免將冷卻管道開設在塑件熔合紋的部位 型腔中多股料流的匯合處將產生融合紋，由于在熔合紋處的溫度較低，為了不進一步降低熔體溫度，保證熔合質量，應盡量不在熔合紋部位開設冷卻管道。 6.合理確定水管接頭的位置進、出水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一則，為了不阻礙操作，通常應設在注射機的背面，同時水管接頭處必須密封，以免漏水。 四、冷卻回路的形式 （一） 型腔冷卻回路 1.簡單的直流冷卻回路 圖5-99所示為直流冷卻回路，即采納軟管將直通的管道連接起來。這種單層的冷卻回路通常用于較淺的型腔。 圖5-99 簡單的直流循環(huán)式冷卻回路 圖5-100 內部溝通的直流循環(huán)

39、式冷卻回路2. 內部溝通的直流冷卻回路為了幸免設置外部管接頭，冷卻管道之間能夠采納內部鉆孔的方法溝通，非進、出口均用螺塞堵住，并用堵頭或隔板使冷卻水沿所規(guī)定的回路流淌，其常見結構如圖5-100所示。3.左右兩組對稱冷卻回路關于大面積的淺型腔，可采納左右兩組對稱回路冷卻，且兩組回路的入口均靠近澆口，如此布置使型腔表面溫度分布均勻，如圖5-101所示。4.多層冷卻回路關于矩形塑件能夠分層設置相同的矩形冷卻回路，對型腔壁進行冷卻，如圖5-102所示。5.圓環(huán)形冷卻水溝槽當整體鑲入式凹模的外形為圓形時，可在圓形鑲塊外圓開設環(huán)形冷卻槽，如圖5-103所示。圖a所示，在圓形鑲塊的外圓上加工環(huán)形槽，加工容易

40、；圖b所示，在模板上加工環(huán)形槽，加工較困難。由于在鑲塊和模板的配合面上開設冷卻水槽，必須在水槽兩側設置密封圈，以防止冷卻水泄漏。圖5-101 左右對稱冷卻回路圖5-102 多層冷卻回路 a) b)圖5-103 圓環(huán)形冷卻水溝槽（二）型芯冷卻回路 1斜交叉式管道冷卻法斜交叉式管道冷卻法要緊適用于小型芯的冷卻，如圖5-104所示。圖5-104 斜交叉式冷卻管道2直孔隔板式管道冷卻法 如圖5-105所示的直孔隔板式管道冷卻法適用于大型芯或者多型芯的冷卻。圖5-105 直孔隔板式冷卻管道3臺階式管道冷卻法如圖5-102所示，在型芯表面的附近開設有冷卻管道，形成臺階式冷卻回路。4噴流式冷卻法如圖5-10

41、6所示的噴流式管道冷卻法適用于深腔型芯的冷卻。圖5-106 噴流式冷卻管道第六章 注射模新技術的應用熱固性塑料注射模設計一、概述熱固性塑料要緊采納壓制和壓注成型方法，但這兩種方法效率低、勞動強度大、制品質量不穩(wěn)定。注射成型方法是對熱固性塑料成型方法的重大改革。熱固性塑料注射成型原理是將塑料從注射機的料斗送入料筒內加熱并在螺桿的旋轉作用下熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，通過螺桿的高壓推動，使熔體以高速通過料筒前端的噴嘴注射進入高溫型腔，通過一段時刻的保壓補縮和交聯(lián)反應之后，固化成型為塑件，然后開模取出塑件。熱固性與熱塑性兩種塑料的注射成型工藝過程的要緊差異表現在熔體注入模具后的固化成型時期。幾乎所

42、有熱固性塑料均可采納注射成型，如酚醛、不飽和聚酯、氨基塑料、電酯塑料（DAP、鄰苯二甲酸二烯丙酯）、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺塑料，酚醛用量最多。二、熱固性塑料注射成型對注射機的要求（1）能嚴格操縱塑料加熱溫度與加熱時刻。用水或油加熱，溫度均勻穩(wěn)定（1）。（2）螺桿驅動采納液壓馬達或帶擺線針輪減速器結構，防過載，090r/min無級變速。（3）合模機構宜采納增壓式鎖模，能快速開合模，便于排氣，鎖模力應較大。（4）為防止塑化過熱和縮短在料筒內停留時刻，螺桿L/D=1420，壓縮比0.81.4。螺桿內應通水冷卻。三、熱固性塑料注射模具設計要點模具與熱塑性相似，但由于排氣量大，流淌性好，注射壓力和注射速度都

43、較高，因此要考慮排氣、溢料、磨損、防腐等問題。1模具材料的選用 由于熱固性注射模的模溫高（160190，局部甚至大于250），動模比定模高1015。故應選擇切削性好、熱處理變形小、鏡面加工性好、耐磨性好、耐蝕性好、耐熱性好、供應充足的材料。2對分型面要求（1）減少分型面接觸面積以改善合模狀態(tài)。（2）盡量減少分型面上的孔穴或凹坑，Ra0.2mm。（3）分型面應有足夠的硬度（大于30HRC）。3對滑動零件的要求防止出現過大的磨損、咬合現象。（1）配合間隙在0.03mm以下（飛邊僅為樹脂，而無填料）。（2）配合面Ra0.2um，最好Ra0.1um。（3）表面硬度5458HRC，專門60HRC。（4）

44、縮短配合長度（L=23d）。4對嵌件安放的要求模內安放應注意：（1）提高嵌件與模具的配合精度，防止移位。 （2）增強嵌件定位穩(wěn)定性。 （3）固定嵌件部分可設計成活動鑲塊，以解決難定位嵌件的安放。5澆注系統(tǒng)的設計（1）主流道與冷料穴主流道較熱塑性?。魈市院茫×?，升溫快），錐度12；冷料穴形式為Z形、倒錐形。（2）分流道多用梯形截面（傳熱面大，便于塑料加溫）， w=46mm，h=2/3w。表面粗糙度Ra盡可能小，常取Ra0.2um.。（3）澆口澆口厚度可比熱塑性大，一般h=0.81.5mm，b=2.55mm，l=13mm。6排氣槽由于成型過程中水分與揮發(fā)物較多，故設排氣槽。假如排氣不良，制件表

45、面會產生氣泡、表面凹痕、麻點及光澤降低、燒焦等現象。分型面上排氣槽的深度及寬度為h=0.030.05mm，b=46mm。7推出形式絕大部分采納圓形推桿推出。采納推板或推塊推出時，應留出較大的推出空間，便于飛邊清理。第二節(jié) 周密塑料注射成型與模具一、周密注射成型概念及制品公差要求周密制品是指尺寸和形狀精度專門高，表面粗糙度專門小的制品。制品公差：我國采納IT9級（GB1800180479）或SJ137278的1、2級。德國DIN16901標準：尺寸0160mm,公差0.060.4mm。前蘇聯(lián)TOCT11710標準：尺寸0180mm,公差0.0250.1mm。日本：尺寸0100mm最小界限0.00

46、30.08mm，四腔有用界限0.0080.25mm。美國SPI標準對每種塑料都單獨規(guī)定周密塑件尺寸公差，其中PA的公差尺寸0160mm，公差0.0650.25mm。模具精度的制定我國與英國取模具制造公差為相應塑件公差值的1/3。德國DIN16749標準：尺寸0160mm，型腔公差0.020.10mm。二、周密注射成型對塑料的要求及常用的塑料1對塑料的要求 （1）良好的成型特性（熔體流淌、凝固的復現性，收縮率小而穩(wěn)定）。 （2）形狀和尺寸的穩(wěn)定性好，線膨脹系數小，吸水率低。采納短纖維，線膨脹系數接近金屬；采納碳纖維增強，線膨脹系數比金屬小許多。 （3）應能滿足機械性能（彈性系數應大）、耐熱性和適

47、應環(huán)境要求。2、常用塑料PC、POM、改性PPO、熱塑性聚酯PET、PA、PBT、ABS。周密注射成型工藝特點（1）注射壓力高 一般注射為40200MPa；精注：180250MPa，最高達415 MPa（密度大，線膨脹系數小，尺寸穩(wěn)定）。（2）注射速度快。有利于成型復雜制品，減少尺寸公差。（3）溫度操縱嚴格。（4）成型工藝穩(wěn)定性（工藝參數穩(wěn)定）。四、周密注射成型對注射機的要求（1）注射系統(tǒng) 應裝備能精確操縱小注射量的注射裝置。 螺桿捏合作用好，塑化均勻，能實現無級變速。 高注射功率（高的注射壓力與注射速度）。（2）合模系統(tǒng) 模板、拉桿、機架等剛度要大，鎖模力均勻。 定模板和動模板之間的平行應精

48、確。 應采納高靈敏度、低壓試合模裝置，以愛護模具。 合模機構啟閉速度快，一般40m/min左右。（3）液壓系統(tǒng)除一般機對液壓系統(tǒng)有同樣要求外，還有下列要求： 油路應節(jié)能又可實現多級或無級壓力。采納比例壓力閥、比例流量閥或伺服變量泵的比例系統(tǒng)，流量轉換快，能消除油路系統(tǒng)的壓力波動或沖擊。 液壓剛度好，合模部分油路和注射部分油路分開（節(jié)能且合模力穩(wěn)定）。 液壓系統(tǒng)反應速度高。選用高靈敏度、響應快的元件，采納插裝比例技術、或縮短操縱元件至執(zhí)行件的油路流程，加裝蓄能器可提高系統(tǒng)反應速度和吸振穩(wěn)定壓力作用。（4）冷卻加熱系統(tǒng)料筒和噴嘴溫度采納PID（比例、積分、微分）操縱器、溫度操縱在0.5度。應裝油溫

49、穩(wěn)定操縱裝置（油溫變化黏度變化壓力等參數變化）。專用的模溫操縱系統(tǒng)，保證每個模腔溫度變化均勻。（5）工藝參數操縱精度高（時刻、壓力、速度、位移）。 注射量、注射壓力、注射速度、保壓壓力、背壓、螺桿轉速等采納多級反饋操縱。五、周密注射模設計要點 一般注射模的設計方法差不多適用于周密注射模的設計。但應注意如下： 1周密注射成型對模具的要求 （1）模具制造精度高（零件制造精度、裝配精度）； （2）模具剛性好，承受內、外壓力時不致于產生過大變形； （3）成型件的冷卻要均勻； （4）澆注系統(tǒng)設計要適當，成型收縮率盡量小，方向性也要??； （5）各成型周期模具各部分的成型動作要準確（復現性）； （6）長期工

50、作模具的磨損和變形要小，保持高精度。2模具的制造精度 （1）成型零件尺寸采納極限值法計算，而不用平均值法。求得的尺寸需進行極限值校核，不滿足要求時，應提高模具加工精度，選用收縮率波動小的塑料成型。 （2）成型收縮率的可能，應考慮： 成型材料的種類；制件的形狀和壁厚；澆口形狀和尺寸，收縮率和熔體流淌方向受其阻礙；其它因素（注射壓力、模溫、冷卻時刻等）的阻礙。 （3）為提高合模精度，采納錐面（楔面）或圓柱銷精定位。 3加工精度和模具結構 合理的模具結構對保證零件的加工精度十分重要（采納鑲拼結構較多）； 周密模具的型腔和型芯部分不直接在模板上加工，而常采納鑲入式和拼合結構，緣故在于： 便于加工和提高

51、加工精度； 便于成型零件的合理選材； 便于更換和維修，延長模具壽命。拼合結構的關鍵：保持模板具有足夠的剛度，不因注射壓力出現過大變形；另外，還需考慮冷卻水道、推桿布置問題。4模具的剛性大注射壓力和大的鎖模力對模具剛度提出高的要求，特不是支撐型腔、型芯鑲塊的支撐板，可采納支撐柱加強剛度。5流道的配置及澆口的平衡流道配置取決于型腔數和澆口的方式，成型件數應盡量少，一般24件，最多大約8個型腔。 澆口平衡對周密模是個重要問題，可借助于計算機模擬確定流道布置和澆口尺寸等（c-mold moldflow）。6成型件的脫模（脫模斜度較?。┓乐姑撃Ｗ冃问种匾?，應重要： 頂桿直徑盡量大，數量盡量多，或采納推

52、板與推桿共同推出； 頂桿的頂出力應均衡； 型腔、型芯脫模斜面的研磨方向應與脫模方向一致。7模具的冷卻：必須使成型件各部分的冷卻均勻。 溫控系統(tǒng)最好能對各個型腔溫度進行單獨調節(jié)，幸免使用串聯(lián)水路（由專門冷卻水供應系統(tǒng)供水，可單獨調節(jié)各出水口的水溫）。 水溫調節(jié)誤差應在0.5內；入水口與出水口溫差小于2；型芯、型腔溫差小于1。 不易開設水孔部位，可采納導熱性好的材料間接冷卻（可澆注低熔點合金）。8正確選擇模具材料 依照樹脂種類、模具壽命、模具的精度要求、成型方法等，進行周密模具材料的選用。（1）鏡面加工用模具材料：YAG、HPM38（PMS）、HPM17、HPM50 周密光學透鏡用YAG（馬氏體時

53、效硬化鋼）06Ni6CrMoVTiAl(06Ni)。 耐蝕鏡面加工用HPM38光學磁盤（馬氏體不銹鋼）。 一般鏡面加工用HPM17、HPM50（預硬化鋼）。（2）耐蝕用模具材料：PSL、HPM38（PCR）0Cr16Ni4Cu3Nb 5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)、8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)(易切削鋼)。（3）耐磨用模具材料：HPM31、HAP、ViKing HPM高耐磨工程材料模具用鋼，生產PA齒輪、金屬纖維增強的導電性塑料、塑料磁鐵等。 HAP高硬、高韌性粉末冶金高速鋼。（4）易切削性模具材料：HPM1、HPM2、8Cr2S、5NiSCa（易切削預硬鋼）（5）其它周密

54、塑料模具材料：HPM50為預硬鋼，周密紋面、鏡面、加工面一致性好。YHD50時效硬化鋼，為非磁性高硬度模具鋼，用于磁性塑件生產。ZX10銅系合金模具鋼，導熱率為鐵系材料的5倍，用于制造短周期、高速注射用鋼。ViKing具有高耐磨性、高韌性。第三節(jié) 氣體輔助注射成型與模具一、氣體輔助注射成型原理及特點 大型厚壁塑件成型質量問題：縮孔及縮痕；生產周期長；制品機械性能和表觀質量差。對策：改善模具結構、提高注射機性能、調整工藝參數，但效果不佳； 采納氣體輔助注射成型，方便、完全解決問題。氣輔形式：表面氣體成型 封閉式氣體注射成型，氣體在制品內部。1氣輔成型原理 將一定量的塑料熔體注入模腔，在制品厚壁區(qū)，