您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 公司方案 > 第八章 脱模结构设计
精密模具设计PrecisionMouldDesign大连理工大学机械工程学院模具研究所InstituteofDie&MouldofSchoolofMechanicalEngineeringDalianUniversityofTechnology第八章注塑模具脱模机构设计8.1脱模机构组成8.2脱模机构的类型8.3脱模机构设计的原则8.4推杆、推管推出机构设计8.5推板推出机构8.6脱模力的计算§8.1脱模机构组成1脱模机构及其组成概念推出机构:完成塑件从模具中平稳可靠地脱出的装置,称脱模机构或推出机构。推出机构组成推出部件(推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉)推出导向部件(推杆导柱、推杆导套)复位部件(复位杆)。推杆复位杆拉料杆推杆固定板推杆垫板推板导柱推板导套支承钉注射机推杆图8-1典型的脱模机构组成2典型的脱模机按推出零件按机构动作按动力来源推杆推管推块推板多元件组合一次脱模二次脱模顺序脱模双脱模定模脱模螺纹脱模机动脱模液压脱模气动脱模手动脱模脱模机构分类脱模机构的类型有多种,模具设计时应据塑件结构特点及所选用注射机的推出方式来确定。§8.2脱模机构的类型图8-2简单脱模机构(一次推出)合模状态开模顶出状态(1)简单脱模机构★常用脱模机构的基本结构类型图8-3滑块式二次脱模机构第二次顶出开模后尚未顶出状态(2)二次脱模机构对某些形状特殊或顶出行程要求较大的制品,如果在一次顶出后,制品仍然留在模腔中,或是无法自动脱落时,就需要再增加一次顶出动作。图8-4弹簧式双脱模机构当塑件脱模时,留在定模和动模的可能性都存在,或者塑件留在动模但取件不方便时,需在定模和动模两侧都设置脱模机构。开模时,通常定模脱模机构先动作,将制品推向动模一侧,再通过动模部分的推出机构使塑件脱模。如图9-4所示。1)(3)双脱模机构与定模脱模机构双脱模机2)定模脱模机构因塑件形状特殊或有特定要求,开模时塑件滞留在定模一侧。这时需在定模一侧设置脱模机构。如图9-5。图8-5拉板式定模脱模机构图8-6链条式定模脱模机构据制品与模具结构的需要,脱模时首先需将定模型腔板与定模分开一定距离后,再使动模与定模型腔板分开取出制品。顺序脱模机构通常要完成两次以上的分型动作。(4)顺序脱模机构(定距分型机构)图8-7拉杆式顺序脱模机构图8-8拉钩滚轮式顺序脱模机构(5)螺纹塑件的脱模机构螺纹塑件脱模时,根据塑件要求及材料性能,可采用不同的脱模方式。强制脱模一般用于柔性材料和较浅的半圆形牙的螺纹。模外手动脱模是将螺纹型环或型芯作为嵌件,成形后随塑件一起脱模,然后模外手工用专用工具拧下螺纹。机动脱模是利用注射机的开模运动,使螺纹型芯/型环旋转而脱出塑件。图8-12强制脱螺纹的模具结构图8-13外螺纹侧向分型脱模机构螺纹型芯旋转塑件旋转止转结构图8-14螺纹塑件的机动脱模机构图8-16径向张缩的螺纹型芯图8-15模外脱螺纹的活动型芯和型环螺纹型芯螺纹型环机动脱螺纹时,为防止塑件随螺纹型芯一起旋转,塑件上需设计有止转结构。常见的有在塑件的外表面、内表面或端面上设有凹凸的花纹,如图8-17所示。图8-17螺纹塑件上的止转花纹外表面内表面端面图8-18齿轮传动的脱螺纹机构(6)浇注系统凝料脱模机构普通模具每次成形后,浇注系统凝料都需从模具中取出。图8-20单分型面模具浇注系统凝料的脱模图8-21多分型面模具浇注系统凝料脱模机构A部放大拉料杆拉料杆脱料机图8-22多分型面模具浇注系统凝料脱模机构分流道末端斜孔脱料机构图8-23多分型面模具浇注系统凝料脱模机构浇道板脱料机浇道脱料板浇道拉料杆图8-24多分型面模具浇注系统凝料脱模机构分流道板推出机构§8.3脱模机构设计的原则1塑件留于动模一侧注射机上的推出油缸设在注射机的移动模板一侧,因此模具打开后,希望塑件包紧在动模型芯上,然后通过注射机的推出油缸,推动模具的推出机构使塑件从型芯上脱出。2防止塑件变形与损伤塑件在模具中经冷却固化后包紧在型芯上,会对型芯产生很大的包紧力,塑件脱模时主要是克服这一阻力。为使塑件在推出过程中不发生变形,必须确定合理的推出力作用位置,推出力应分布均匀,作用面积尽量大一些,以免塑件变形或损伤。3推出零件应有足够的强度、刚度和硬度脱模时,推出零件承受着来自塑件对模具零件很大的摩擦阻力。要求推出零件应具有足够的强度、刚度与硬度。推出零件的长度应尽量短,保证其具有较好的抗压失稳能力。4推出机构应尽量简单可靠生产批量小的制品,应尽量选择结构比较简单的脱模机构,可降低模具成本。对生产批量大的制品,可选用结构复杂、自动化程度高的推出机构,但须保证推出机构动作灵活、运动可靠,零件配换方便。5顶出脱模行程应合理设计推出机构时,应保证推出零件运动的初始和终止位置恰当合理,以确保塑件可靠地脱模。推出零件达到昀大行程时,塑件(含主流道凝料)前端和定模分型面的距离不小于5~10mm。推杆是商品化的标准件。国家标准(GB/T4169.1-1984)。(1)推杆推出机构的特点结构简单,便于制造,易保证加工精度;损坏后便于更换;推出位置选择灵活;推出力作用面积小,易引起较大局部应力,如顶穿塑件或使塑件变形。§8.4推杆、推管推出机构设计1推杆推出机构设计(2)推杆的结构形式常用的推杆截面形状为圆形,有整体结构和插入阶梯形结构。还有非圆截面形状,如矩形等。采用何种截面形状要根据制品结构而定。图8-25推杆的结构形式(3)推杆的材料与硬度推杆材料常用45号钢或T8、T10等碳素工具钢。淬火硬度为HRC50以上,头部淬火长度应为配合长度与1.5倍推出行程之和,表面粗糙度一般在Ra1.6μm以下。(4)推杆与推杆孔的配合推杆与推杆孔之间的配合为滑动配合,配合间隙一般选用H7/f6或H7/f7、H8/f7,但不得超过制品材料的溢边值。配合段长度一般取推杆直径的2~3倍,或者不小10~15mm。非配合部分径向间隙可为0.5~1mm,以减小推出时摩察。为避免推杆过短导致制品表面出现凸起,通常允许推杆端面进入制品表面0.05~0.1mm。图8-26推杆与孔的配合0.1mm(5)推杆的固定推杆固定的形式有多种。图8-27推杆的安装台肩与沉孔垫圈代替沉孔螺钉紧固(6)推杆的位置分布◆在保证塑件顺利脱模的情况下,推杆数量应尽量少。◆推杆位置的分布,按塑件的几何形状和尺寸,应尽可能均匀对称,以保证推出力均衡。◆塑件上的肋、凸台等对脱模阻力大的部位,应加强推出,可增多推杆。◆塑件壁薄处不宜设置推杆或不宜设置作用面积小的推杆。◆在模腔中排气困难的部位,可以增设推杆,以利于排气。◆对于脱模后塑件对型芯的包紧力较大时,推杆作用位置应尽可能靠近型芯。型芯推杆推杆图8-28靠近型芯的推杆位置塑件斜面上的推杆推杆应设在推出阻力昀大的地方,注意不能和型芯(或嵌件)距离太近,以免影响凸模或凹模的强度。图8-29型芯上的推杆位置(7)推杆尺寸的确定1)推杆直径推杆一般都是细长杆,受力容易弯曲或断裂。据压杆稳定公式,可得推杆直径计算公式为(mm)式中d—推杆的昀小直径,mm;L—推杆的长度,mm;E—钢材的弹性模量,MPa;T—脱模力,N;n—推杆数量;k—安全系数,取=1.5推杆直径确定后,应按下式进行强度校核式中σ—推杆所受的应力,MPa;[σ]—推杆材料的许用应力,MPa。412⎟⎠⎞⎜⎝⎛=nETLdκ[]σπσ≤=24dnT图8-34圆推杆d2)推杆长度L推杆长度L应按模具的实际结构尺寸和塑件推出行程要求确定。图8-35推杆的长度L=推杆固定板厚度a+推出行程b+垫板厚度c+型芯高度d在成型一些形状简单且脱模斜度较大桶形制品,也可使顶出行程为制品深度的2/3。顶出行程一般要求被顶出的制品脱离模具5~10mm。图8-36推杆的推出行程(a)(b)3)推杆稳定性计算脱模阻力太大时,推杆会产生弯曲变形甚至折断。因此应进行压杆稳定性计算。影响压杆稳定性的因素:压杆截面形状、压杆长度、约束条件和材料性能。保持压杆稳定的临界压力可用下式计算22)(lEJpjεπ=式中pj—保持压杆稳定的推杆顶端处临界压力(N);E—压杆材料的弹性模量,2.1×10MPa;l—压杆长度(mm);J—压杆截面的轴惯性矩(mm);圆截面:ε—压杆的长度系数,取决于压杆的约束条件,可查表。5446444rdJππ==图8-37推杆的变形(8)推杆的复位推杆完成推出动作后,必须复位到初始位置,以备下一次循环的推出。完成回位功能的零件,称为复位杆。复位杆的安装固定方式与推杆相同,但其位置分布在型腔投影面积以外的分型面上。合模时复位杆端面与定模板分型面接触,迫使复位杆通过推杆垫板驱动推杆复位,其端面允许低于分型面0.05mm。要求复位动作灵活可靠。图8-38复位杆的结构与安装分型面(9)推杆脱模机构的导向Ô避免推出机构运动时发生偏斜,造成推杆弯曲或折断。Ô对于中大型模具推杆固定板和推杆垫板的重量较大,其重力也易使推出机构在运动时发生偏斜。★须增加脱模导向装置。尤其精密注射模具。★推出导柱一般设置二到四个均布推板四周。图8-40推板导向机构的应用推板导推板导油兼起支撑作用的推板导柱的安装结构。未加导套的结构带有导套的结构图8-41兼起支撑作用的推板导向结构2推管推出机构图8-42推管推出机构的结构适用范围:深度较大的圆筒形、环形塑件或塑件上有圆孔、凸台等部位。特点:推出力较大,且均匀,塑件不易变形,无明显推出痕迹。◆推管与塑件接触端应与型芯呈滑动配合,配合段长度应为推管行程加3~5mm。非配合段直径方向应有0.5~1mm的间隙。◆推管壁厚应在1.5mm以上,材料、热处理及表面粗糙度要求与推杆一致。图8-43推管推出机构的配合关系推管推出机构设计的要点:图8-44推管推出机构的应用(与推杆组合)3多元件组合推出对于复杂的塑件,往往需要多种顶出元件组合应用,来完成塑件脱模。图8-45多元件组合脱模§8.5推板推出机构推板(脱模板)机构适用于筒形、壳罩及薄壁容器类塑件的脱模。特点:推出作用力均匀、推出力量大、运动平稳,塑件不易变形,塑件表面无推出痕迹,结构简单,无需设置复位装置。图8-46推板脱模机构(a)1推板脱模机构的形常用的推板结构形式如图所示。推板运动时的导向靠模具的导柱。推板F1)推板与型芯应采用锥面配合,可减少运动时的摩擦,并在合模时起到定位作用。锥角一般为5°~10°。2)推板与型芯配合间隙要保证均匀,不得产生溢料,昀大单边间隙应限制在0.05mm以下。对低粘度材料如PA等,间隙不应超过0.01mm。推板孔与型芯配合部位应淬火。3)为避免推板运动时对型芯成型表面的摩擦,推板内孔与型芯配合处应设计成型芯锥面与其成型表面单边大出0.2~0.25mm的距离。图8-47脱模板与型芯的配合结构2推板脱模机构的设计要图8-48带有进气装置的推板结构推板进气F★对薄壁壳体类件,特别是采用较软的塑料成型时,推出过程中塑件和型芯之间容易形成真空,造成脱模困难,甚至塑件变形。为此,可在型芯中设置进气装置。推出时若在塑件与型芯间形成真空,大气压力即推动阀杆进气,使制品顺利脱模。通入0.1~0.4MPa压力的压缩空气。①对于圆形塑件根据刚度计算,推板厚度T的计算公式为[]3/12⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=δERQcTe式中c3—系数,随R/r而异;R—推杆作用在推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;[σ]—推件板中心所允许的昀大变形量,一般可取塑件在被推出方向上的尺寸公差的1/5~1/10,mm;Qe—脱模力,N;表9-1圆形塑件推件板计算系数3推板厚度的确②对于矩形或异形截面的环状塑件[]3/1054.0⎟⎠⎞⎜⎝⎛=δEBQLTe式中L0—系推件板长度上两推杆的昀大距离,mm;B—推杆板宽度,mm。其它符号同圆形塑件公式。图8-49矩形盒状塑件的推板推出矩形塑件推板厚度的刚度计算公式为★塑料在模腔内冷却收缩会对型芯产生包紧力。包紧力产生的正压力垂直于型芯表面,脱模温度越低正压力越大。塑件脱模时必须克服包紧力所产生的摩擦阻力。★塑料与型芯表面间的粘附力引起的阻力;
本文标题:第八章 脱模结构设计
链接地址:https://www.777doc.com/doc-4280908 .html