第三章模具设计~~非机械类

第三章塑料成型模具第六节合模导向和定位机构第七节塑件脱模机构设计第八节侧向分型与抽芯机构学习目的与要求：1、掌握模具结构中的导向、推出、脱模、侧向分型及抽芯机构的结构、组成、作用和设计方法。2、掌握并能灵活运用模具各机构。第三章塑料成型模具本章重点：1、推出机构各种类型及其运用2、导柱合模机构的应用3、抽芯距的确定4、斜销、斜滑块抽芯机构的设计1、对二级推出机构的理解及适用场合2、对顺序脱模机构的理解及适用场合3、斜销、斜滑块抽芯机构的设计4、各种机构综合运用本节难点第三章塑料成型模具第三章塑料成型模具第六节合模导向和定位机构3.6.1概述3.6.2导柱合模机构3.6.3导柱增设锥面合模机构3.6.1概述合模机构是塑料模具必不可少的组成部分。合模机构的三个作用:1.导向作用引导动、定模正确合拢，避免型芯或凸模先行进入凹模型腔内，以保证不损坏成型零件如图3-1所示，一般导柱的长度至少长于型芯6-8mm。2.定位作用定位是指保证动、定模按照正确的位置闭合以形成所要求的型腔。合模方向要求唯一性，即便型腔形状对称也按特定方向合模，因为制造模具不考虑互换性。导柱与导套的配合间隙值影响合模对中精度。3.承受侧压力导柱应有足够的强度和刚度，能承受一定的侧压力。高压熔体对型腔侧壁的作用力有可能使型腔扩张变形；导柱为悬臂梁，移动模板的重量可能造成导柱弯曲变形。导柱直径的确定3.6.2导柱合模机构(一)导柱布置(二)导柱的类型及应用(三)导套(导向孔)的类型及应用(四)导柱合模机构的技术要求3.6.2导柱合模机构(一)导柱的布置导柱布置的形式：对称分布式和非对称分布式如图3-2所示（二）导柱的类型及应用（1）类型：带头导柱和带肩导柱：带头导柱如图3-3a所示带肩导柱Ⅰ型和Ⅱ型如图3-3b、c所示（2）螺栓固定式铆接固定式导柱除上述常用导柱结构外，一些其它结构形式如图3-4所示(三)导套（导向孔）的类型及应用导套的固定方法（如图3-6），导向孔的加工方法：开通孔(如图3-7）在导向孔上制作承屑槽如图3-8所示，以容纳铁屑等物，确保分型面紧密贴合。导向孔的类型：直接在模板上加工出来（如图3-3a）加工导套后再将导套镶嵌入模板中（如图3-3b、c）。导套的结构形式：直导套（如图3-5a）带头导套（如图3-5b、c、d）3.6.2导柱合模机构(四)导柱合模机构的技术要求（1）对导柱与导向孔的长度要求1）导柱按功能不同分为三段固定段配合长度一般为导柱直径的1.5－2倍导向段必须比型芯或凸模高度长6－8mm引导段长度约取导柱直径的1/32）导向孔一般取值为1－2d（d为导柱直径）导向孔或导套的前端须倒圆角R1－1.53.6.2导柱合模机构（3）材料及热处理要求导柱和导套均应具有坚硬而耐磨的表面，导柱应心部坚韧不易折断。导柱２０钢，渗氮淬火ＨＲＣ５６～６０、Ｔ８Ａ、Ｔ１０Ａ。导套Ｔ８Ａ、Ｔ１０Ａ导柱与导套的硬度有所差别。（2）导柱、导套的有关配合要求导柱与导套易磨损，为保证合模精度应便于更换。导柱、导套为塑料模的标准件。导柱和导套与其固定板采取H7/k6过渡配合。导柱（导向段）与导向孔采取H7/f7、H8/f8间隙配合。在满足合理的配合长度后，其余部分孔径扩大0.5-1mm。3.6.3导柱增设锥面合模机构三.导柱增设锥面合模机构(1)锥面定位的特点:锥面定位要求锥形部位的贴合面不少于80%。1）消除了配合间隙误差，使配合精度提高。2）在型腔的x、y方向上均设置锥面定位件提高定位可靠性的同时型腔侧壁强度和刚度也得到加强，提高了模具工作安全性。(２)锥面定位装置的结构形式1）圆锥定位装置（如图3-9）2）矩形带斜面定位装置（如图3-10）3）在凹模板和型芯板上分别整体加工或镶嵌矩形带单侧斜面定位块（如图3-11）（３）锥面定位件的设计锥面定位零件设计方法（如图3-9、3-11）定位件要求有HRC50以上的硬度。整体式斜面可采用贴淬火镶片的办法，失效后便于修复精度如图3-12。3.7推出机构3.7.1概述3.7.2脱模力计算3.7.3简单推出机构3.7.4定模一侧设推出机构和双推出机构3.7.5顺序脱模机构3.7.6二级推出机构3.7.7带螺纹塑件脱模机构3.7.1概述推出机构又称脱模机构，作用是将塑料制品及其浇注系统凝料从型芯上或者凹模内推出来。(一)对推出机构的要求：（1）不使塑件变形或损坏。（2）不损伤塑件的外观及使用要求。（3）结构可靠。推出机构还应运动灵活、制造方便、易于配换，且本身具有足够的强度和刚度。3.7.1概述(二)推出机构的分类：1.按动力来源分：⑴手动推出机构⑵机动推出机构⑶液压推出机构⑷气动推出机构2.按模具结构分为：⑴简单推出机构⑵双推出机构⑶二级推出机构⑷顺序推出机构和带螺纹塑件的脱模机构3.7.2脱模力的计算脱模力的计算脱模力：是指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力。是设计推出机构的主要依据之一。初始脱模力：开始脱模时的瞬间所要克服的阻力（最大阻力）。以后脱模所需的力为相继脱模力（小于初始脱模力）。计算方法及公式：当塑件包紧型芯时，其受力情况如图3-13因为型芯一般有一定的脱模斜度，故在一定的脱模力的作用下，塑件对型芯的正压力降低了F脱sina，所以此时摩擦力为：Ff=f（Fp-FTsina）式中:Ff—摩擦阻力（N）f—摩擦系数，一般f=0.15-1.0Fp—正压力（N）FT—脱模力（N）a—型芯斜度，一般取1。-2。根据受力图列出平衡方程：∑Fx=0即：故（7-10）而F正=ps式中P—塑件对型芯包紧产生的单位正压力（MP），一般P=10～20MP薄壁件取小值，厚壁件取大值。s—塑件包紧型芯的侧面积（cm2）aaftgafaFFcossin1)(cos正正aFFaaFFfsincos)sin(正脱脱正0sincosaFFaF正脱摩3.7.2脱模力的计算故在推出无孔壳体制品时，需克服大气压造成的阻力F大气。所以F大气=10XB=10B式中B—垂直于制品脱出型芯的方向上的型芯投影（cm）总脱模力等于F总=F脱+F大气以上对脱模力的计算是一种比较粗略的方法。计算脱模力是为了校核设备的顶出力是否足够，以及校核推出元件的刚度强度及可靠性。)(cossin1)(cosNaaftgafapsF3.7.2脱模力的计算7-113.7.3简单推出机构简单推出机构简单推出机构又称一级推出机构，其推动杆件均固定于一块板上，可将制品一次推离模具。按推出元件机构分类：(一)推杆推出机构(二)推管推出机构(三)推件板推出机构(四)推块推出机构(五)活动镶块或凹模推出机构(六)多元件联合推出机构3.7.3简单推出机构（一）推杆推出机构推杆推出的优点：推杆加工简单、更换方便、推出效果好。1.推杆分布及位置推杆的推出形式及推出方法（如图3-14、3-15、3-16）。2.推杆形状推杆断面形状多种多样如图3-17推杆轴向结构形式如图318推杆与塑件局部接触如图3-19矩形薄片推杆的结构形式如图3-20几种专用推杆如图3-21推出斜齿轮塑件时的推杆形式如图3-223.7.3简单推出机构（2）推杆的装配要求推杆的装配如图3-24所示，由图可知，推杆与固定板配合长度为S（一般采用H8/h8配合，以塑料的溢边值为限）。配合长度S=（1.5～2）d（d为推杆直径），最小应不小于6mm。推杆的工作长度l=S+推杆行程+3mm推杆总长度L=H+H2+H3+推杆行程+5mm推杆与塑料接触并与孔经常摩擦，因此多采用热处理后硬度高的材料制作。3.推杆的固定和装配要求（1）推杆的固定（如图3-23）3.7.3简单推出机构4.推杆的复位与导向（1）复位杆和弹簧先行复位机构复位杆的上端面应与分型面齐平，各复位杆长度应当一致，复位杆直径一般大于16mm（如图3-25）。弹簧先行复位机构是利用弹簧的弹力使推出机构复位的。其复位动作不依赖于动定模闭合动作，可使推出机构提前复位（如图3-26）。（2）推出机构的导向导向装置是为了防止在推出过程中推板和推杆固定板歪斜和扭曲而折断推杆或发生运动卡滞现象在推出机构中设置的装置（如图3-27）。布置原则成型件侧壁、边缘、拐角等处。设在塑件承受力较大的部位：较厚处、立壁、加强筋、凸缘上。以防顶出变形。位置布局合理，顶出受力平衡以避免塑件变形塑料成型模具设计配合长度L：当d6㎜时，L=2d；当d=6～10㎜时，L1.5d。配合精度：理论上，单边间隙不大于塑料的允许溢边值即可。实际上要求总间隙不大于塑料的允许溢边值。因各种塑料的溢边值不同，故顶杆和顶杆孔的配合精度为一范围顶杆和顶杆孔的配合间隙在注射时起排气作用，间隙大则排气功能好。故选择间隙时需兼顾排气和溢料两方面塑料成型模具设计第六章导向和顶出机构的设计3.7.3简单推出机构5.推杆的注意事项（1）推杆应尽量短，但在推出时，必须将制品推出型芯（或型腔），并高于型芯（或型腔）顶面5～10mm。注射成型时推杆应高出型芯（或型腔）表面0.05～0.1mm否则会影响制品的使用。（2）推杆与其配合孔一般采用H9/h9的配合并保证一定的同轴度，使其在推出过程中不卡滞，配合长度为推杆直径的1.5～2倍，通常不小于12mm。（3）推杆通过模具成型零件的位置，应尽量避免开冷却通道。（4）在确保制品质量与顺利脱模的前提下，推杆的数量不宜过多。以简化模具和减少对制品质量的影响。3.7.3简单推出机构（二）推管推出机构推管推出一般用于薄壁圆筒或带有局部较深圆筒结构。其结构如图3-28（三）推件板推出机构推件板推出机构一般用于深腔薄壁的壳体塑件以及不允许有推杆痕迹的塑件。机构特点：推件板与制品的接触面积大，因而推出的力大而均匀，制品可平衡推出；推件板推出机构无需专设复位杆，它依靠分型面闭合便可使推出机构复位（如图3-29）。推件板与型芯间的装配关系及注意事项如图3-30、3-31对大型深腔容器，尤其是软质塑件，用推件板推出时，应当设置进气装置如图3-323.7.3简单推出机构㈣推块推出机构适用对象：推出齿轮或带有凸缘的制品。优点：推块推出平稳且无痕迹。技术要求：推块应具有较高的硬度（与型腔相近），推块与凹模板应有良好的间隙配合。推块推出的几种形式如图3-33㈤活动镶块或凹模推出机构有些塑件由于结构形状和所用塑料的关系不宜采用上述推出元件时可采用活动镶块或凹模推出机构如图3-34。㈥多元件联合推出机构多元件联合推出是指采用两种或两种以上的推出方法。（如图3-35）3.7.4定模一侧推出机构和双推出机构四.定模一侧推出机构和双推出机构在设计模具时，有时由于制品形状比较特殊，或受到某些要求的限制时制品将留在定模上，因此定模一侧需要设置推出机构（如图3-36）。双推出机构用于开模后制品留在动模或定模均可的场合（如图3-37）。气动脱模机构（如图3-38）。3.7.5顺序脱模机构五.顺序脱模机构顺序脱模机构是一般先由定模分型，再进行动定模分型的机构。（一）顺序脱模机构的类型1.弹簧顺序脱模机构（如图3-39、3-40）2.拉钩顺序脱模机构（如图3-41）3.开模弹簧与扣锁装置并用的顺序脱模机构（如图3-42）顺序脱模机构中的限位装置（如图3-43、3-44）3.7.5顺序脱模机构㈡设计要点⑴必须保证机构动作可靠。⑵定模分型距较长时，为避免因强度和刚性差而折断或变形，此时可设置两级导柱分别导正。⑶用弹簧分型时要求进行弹簧计算。⑷拉钩顺序脱模机构的分型距离取决于压块斜面至拉钩斜面的距离。⑸限位装置的限位距离应与计算的分型距离相等或略长，通常采用限位螺钉或限位板限位。见图3-43、3-443.7.6二级推出机构六.二级推出机构1.摆块式二级推出机构（如图3-45）2.八字形摆杆式二级推出机构（如图3-46）3.滑块式二级推出机构（如图3-47）4.拉钩式二级推出机构（如图3-48）5.强制式脱模二级推出机构（如图3-493.7.7带螺纹塑件脱模机构七.带螺纹塑件脱模机构（一）设计带螺纹塑件脱模机构应注意的问题1.对塑件的要求:模具设自动脱螺纹机构时塑件外形有止转结构，通常为花纹（