第六章-注射模脱模机构

第七章注射模脱模机构第一节注射模的导向及脱模机构设计一、注射模的导向机构导向机构主要用于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，起定位和定向作用。例如，使凸模的运行与加压方向平行，保证凸凹模的配合间隙；在推出机构中保证推出机构运动定向，并承受推出时的部分侧压力；在垂直分型时，使垂直分型拼块在闭合时准确定位等。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式设计的基本要求：导向精确，定位准确，并具有足够的强度、刚度和耐磨性。㈠导柱导向机构设计导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。导柱导向机构设计计内容包括：导柱和导套的典型结构；导柱与导向孔的配合以及导柱的数量和布置等。1.导柱⑴导柱结构类型●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。●B型导柱适用于塑件精度要求高及生产批量大的模具，通常与导套配用，以便在磨损后，通过更换导套继续保持导向精度。导套的安装孔，应和导柱安装孔以同一尺寸配对加工,以保证其同轴度。⑵导柱设计要点①导柱应有足够的抗弯强度;表面要耐磨;芯部具有足够的韧性。因此导柱的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50～55HRC。②导柱的长度通常应高出凸模端面6～8mm(如图8-3所示)，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。③导柱的端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。④导柱的配合精度导柱与导向孔通常采用间隙配合H7／f6或H8／f8;而与安装孔则采用过渡配合H7／m6或H7／k6。配合部分表面粗糙度为Ra0.8µm。同时要采用适当的固定方法防止导柱从安装孔中脱出。⑤导柱直径尺寸导柱直径尺寸应根据模具模板外形尺寸确定,当模板尺寸越大，导柱间中心距应越大，所选导柱直径也越大。2.导向孔⑴导套和导向孔的结构●最简单的导向孔是直接在模板上开孔，加工简单，适用于精度要求不高且小批量生产的模具。●为保证导向精度和检修方便，导向孔常采用镶入导套的形式，导套和导向孔的结构如图8-4所示。图(a)为台阶式导套，主要用于精度要求高的大型模具。⑵导向孔(包括导套)的设计要点①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(c)所示。②导套前端应倒圆角为使导柱比较顺利地进入导套，在导套前端应倒有圆角。通常导套采用淬火钢或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，以改善摩擦及防止导柱或导套拉毛。③导套孔滑动部分按H8／f8间隙配合，导套外径按H7/m6过渡配合(如图8-1所示)。④导套的安装固定方式如图8-1所示，其中图(a)、(b)均采用台阶式导柱，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.导柱的数量和布置注射模的导柱一般取2～4根，其数量和布置形式根据模具的结构形式和尺寸来确定。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。对于非对称型腔,为了避免安装方位错误，可将导柱做成两大两小如图(c)所示的结构型式。㈡锥面和合模销定位机构1.锥面定位锥面定位机构多用于大型、深腔和精度要求高的塑件，特别是薄壁偏置不对称的壳体。大型、深腔塑件在注射时，成型压力会使型芯与型腔偏移。侧向压力会使导柱导向过早失去配合精度。当侧压力较大时，为减轻导柱所承受的侧压力,还需要用锥面定位，锥面定位同时也提高了模具的刚性。⑴圆锥面定位机构图8-6为圆锥面定位机构的模具,常用于圆筒类塑件。锥面配合有两种型式:其一如Ⅰ所示,在两锥面之间有间隙,将经淬火的零件装于模具上,使之与锥面配合,以限制偏移;另一种如Ⅱ所示,两锥面相互配合,此时两锥面均需淬火处理,其锥角为5～20°，高度大于15mm以上。⑵斜面镶条定位机构图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.合模销定位在垂直分型面的模具中，为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H7／k6过渡配合，另一滑动端则采用H9／f9间隙配合。一、脱模机构的分类及设计原则㈠脱模机构的分类脱模机构：注射成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构。脱模机构由一系列推出零件和辅助零件组成，可具有不同的脱模动作。⑴按推出动作的动力源分类①有手动脱模;②机动脱模;③气动和液压脱模等。⑵按推出机构动作特点分类①一次推出(简单脱模机构);②二次推出机构;③顺序脱模机构;④点浇口自动脱落机构;⑤带螺纹塑件脱模机构等。㈡脱模机构的设计原则⑴保证塑件平稳脱出,不变形和损坏外观⑵推出机构简单、可靠⑶推出机构应有足够的刚度、强度和耐磨性㈢脱模力的计算及推出零件尺寸确定脱模力:将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。阻力构成:①由收缩包紧力造成的制品与型芯间的摩擦阻力，该值可由实验确定;②由大气压力造成的阻力;③由塑件的粘附力造成的脱模阻力;④推出机构运动摩擦阻力。二、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称为一次推出脱模机构，又称简单脱模机构。推杆脱模推管脱模推板脱模常见的结构类型气动脱模活动镶件型腔脱模多元件联合脱模顶出塑件时为防止垫板和顶杆固定板扭曲倾斜而折断顶杆，尤其对细长顶杆更应防止产生这种折断现象，故常设导向零件。导柱一般不应少于两个，大型模具要有四个。顶出机构的导向装置1.推杆脱模机构(1)推杆脱模机构组成主要由:推出部件推出导向部复位部件①推出部件推出部件由推杆1、推杆固定板2、推板5和挡销8等组成。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力的作用。挡销起调节推杆位置的作用。②导向部件为使推出过程平稳，推出零件不致弯曲和卡死，推出机构中设有导柱4和导套3起推出导向作用。③复位部件其作用是使完成推出任务的推出零部件回复到初始位置。a)利用复位杆复位图8-9中是利用复位杆(回程杆7)复位。b)利用弹簧复位●图(a)所示的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；●图(b)是将弹簧套在推杆上的形式。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。(2)推杆设计要点①推杆应设置在脱模阻力大的地方●图(a)所示的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，使塑件脱模时受力均匀，以防止变形。●图8-11(b)所示为塑件局部带凸台或带筋的情况，推杆通常设在凸台或筋的底部。●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，如图(c)所示为采用推出盘的形式。●当塑件上不允许有推出痕迹时，可采用推出耳形式，如图(d)所示，脱模后将推出耳剪掉。②推杆应有足够的强度和刚度为避免推出时产生弯曲或折断,推杆应有足够的强度和刚度。直径1.5～25mm;高度不大于600mm;对直径小于1.5mm的细长推杆？？？●推杆的常用截面形状如图8-12所示，其中圆形截面为最常用的形式，标准圆形截面推杆的结构如图8-13所示。③推杆端面应和型腔在同一平面或略高推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05～0.10mm,且不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为H8／f8或H9／f9，其配合间隙不大于所用塑料的溢料间隙(见下表)，以免产生飞边。常用塑料的溢料间隙④推杆位置应尽量避开侧向型芯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。⑤推杆应避免穿过冷却水道对于开有冷却水道的模具，应避免推杆穿过冷却水道，否则会出现漏水现象。设计时应先设计冷却系统，再设计推出机构，并与冷却水道保持一定距离，以保证加工。2.推管脱模机构适用于环形、筒形塑件或塑件带孔部分的推出。由于推管以环形周边接触塑件，顶出塑件力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。采用推管推出时，主型芯和凹模可同时设计在动模一侧，以利于提高塑件同轴度。对于壁过薄的塑件(壁厚1．5mm)，因其加工困难，且易损坏,故不宜采用推管推出。(推)顶管顶出机构⑴推管与型芯及模板的配合形式①推管内径与型芯的配合小直径推管取H8／f8配合，大直径推管取H7／f6配合;推管与型芯配合长度比推出行程S长3～5mm，其余部分留有1mm间隙（推管内径与型芯双边间隙），即d+1。②推管外径与模板配合推管与模板孔配合取H8／f8；推管与模板的配合长度一般为(1.5～2)D，其余部分留有1mm的双边间隙，即D+1。⑵推管的固定形式①型芯固定在动模底板上图8-15所示结构为型芯固定在动模底板上的形式，型芯较长，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。②型芯固定在动模型芯固定板上推管在型腔板内滑动，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⑴推板脱模机构的特点推板脱模机构的特点是在塑件表面不留推出痕迹;塑件受力均匀，推出乎稳;推出力大;结构较推管脱模机构简单。⑵推板脱模机构应用适用于薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的塑件。⑶推板脱模机构结构型式①图(a)为推件板4与推杆3采用螺纹连接，以防止推件板在推出过程中脱落；②图(b)为推件板与推杆无固定连接，故要求导柱足够长，且严格控制脱模行程，以防止推板脱落；③图(c)所示结构适用于两侧具有顶出杆的注射机，其模具结构得以简单，但推件板要适当加大和加厚。④推件板与型芯之间的配合为减少脱模过程中推件板与型芯之间的摩擦，根据塑料溢料间隙，两者之间应留有0.2～0.25mm的间隙，并采用锥面配合，以防止推件偏斜溢料，锥面的斜度约取3～5°左右，如图(b)所示。对于大型深腔薄壁或软质塑料容器，用推板脱模时，塑件内部易形成真空，使脱模困难甚至还会使塑件变形或损坏，因此应在凸模上附设引气装置，如图7-34所示。4.利用成型零件或活动成型镶件推出的脱模机构某些塑件因结构和材料等关系，不适宜采用上述的脱模机构，则可利用成型镶件带出塑件，使之脱模。●图(a)为利用螺纹型环作推出零件；●图(b)为利用活动成型镶件推出塑件的结构，推杆推出型芯镶件，塑件取出后，推杆带动镶件复位；5.多元件综合脱模机构对于某些深腔壳体、薄壁塑件以及带有局部环状凸起、凸筋或金属嵌件的复杂塑件，采用单一的脱模方式，不能保证塑件顺利脱出，需采用两种以上的多元件联合推出。图示为推杆、推管与推板三种元件联合使用的实例。多元件联合顶出机构6.气压脱模机构图示为用于深腔塑件及软性塑件的气压脱模机构，加工简单，但必须设置气路和气门等。脱模过程:塑件固化后开模，通入0.1～0.4MPa的压缩空气，将阀门打开，空气进入型芯与塑件之间，使塑件脱模。四、二次推出脱模机构当塑件形状特殊或生产自动化需要，在一次脱模动作后，塑件仍难于从型腔中取出或不能自动脱落时，必须增加一次脱模动作，才能使塑件脱模。有时为避免一次脱模使塑件受力过大，也采用二次脱模，以保证塑件质量，这类脱模机构称为二次推出机构。1.单推出板二次脱模机构⑴摆块拉板式脱模机构图(a)为合模状态,开模时，固定在定模的拉板7带动活动摆块5，将型腔1抬起，完成一次脱模，如图(b)所示。继续开模时，限位螺钉2拉住型腔板，由注射机顶杆4通过推杆3将塑件从型腔中推出。拉力弹簧6的作用是使活动摆块始终靠紧型腔，如图(c)所示。摆块拉板式脱模机构(2)摆杆式脱模机构图8-22为通过摆杆3和U形架4完成二次脱模。图(a)为合模状态,U形架固定在动模底板上,固定在顶出固定板上,夹在U形架内。开模时注射机顶杆5推动推杆固定板，顶出开始时由于U形架的限制作用,固定在上面的推杆7和摆杆3只能向上运动，同时摆杆经固