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第10章抽芯机构设计（时间：4次课，8学时）第10章抽芯机构设计阻碍压铸件从模具中沿着分型面方向取出的成型部分，都必须在开模前或开模过程中脱离压铸件。模具中，使这种阻碍压铸件脱模的成型部分在开模前脱离压铸件的机构称为抽芯机构。第10章抽芯机构设计10.1常用抽芯机构及其组成10.2抽芯力和抽芯距离的确定10.3斜导柱抽芯机构10.4弯销抽芯机构10.5斜滑块抽芯机构10.6齿轮齿条抽芯机构10.7液压抽芯机构10.8其他抽芯形式10.1常用抽芯机构及其组成10.1.1常用抽芯机构的特点10.1.2抽芯机构的组成10.1.3抽芯机构的设计要点10.1常用抽芯机构及其组成常用抽芯机构有机动抽芯、液压抽芯、手动抽芯三种，其中以机动抽芯机构应用最广。10.1.1常用抽芯机构的特点几种常用抽芯机构的特点如下。1．机动抽芯机构开模时，依靠开模动力，通过抽芯机构使阻碍铸件脱模的侧向成型零件由压铸件中抽出。机动抽芯机构结构较复杂，但抽拔力大，生产效率高，易实现自动化。机动抽芯机构有斜导柱抽芯、弯销抽芯、斜滑块抽芯、齿轮齿条抽芯等几种形式。2．液压抽芯机构模具上安装液压抽芯器，通过液压抽芯器活塞运动进行抽芯及复位。这种机构动作平稳可靠，抽芯力大，抽芯距也较长。但模具上需配置专门液压抽芯器及控制系统，通常用于大中型模具。10.1.1常用抽芯机构的特点10.1.2抽芯机构的组成10.1.2抽芯机构的组成各零件根据作用可分为以下几类：(1)成型零件。成型压铸件的侧孔、侧向凹凸表面。如型芯、型块。(2)运动元件。连接型芯或型块并在模板的导滑槽内运动。如滑块、斜滑块。(3)传动元件。带动运动元件作抽芯和插芯动作。如斜导柱、齿轮齿条、液压抽芯器等。(4)锁紧元件。合模后，压紧运动元件，防止压射时成型零件产生位移。如楔紧块、楔紧锥等。(5)限位元件。使运动元件开模后停留在所要求的位置上，保证合模时运动元件顺利工作。如限位块、限位钉等。10.1.3抽芯机构的设计要点10.1.3抽芯机构的设计要点(2)型芯与滑块一般用镶接的形式。这种结构便于加工，而且因为两者工作条件不同，选用的材料和热处理工艺也不同。(3)若采用机械抽芯机构，借助开模动力完成抽芯动作，为简化模具结构，尽可能避免定模抽芯。(4)利用开合模运动使抽芯机构动作时，应注意合模时活动型芯复位与推出元件的干扰。一般要求在活动型芯投影面积范围内不设置推出元件。如果是液压和手动抽芯，则应严格控制操作程序或设置安全装置。10.2抽芯力和抽芯距离的确定10.2.1抽芯力的估算10.2.2抽芯距离的计算10.2抽芯力和抽芯距离的确定抽芯机构的主要参数是抽芯力和抽芯距离。10.2.1抽芯力的估算10.2.1抽芯力的估算10.2.1抽芯力的估算2.抽芯力的查图法按式(10.1)取挤压应力和摩擦系数的较大值，作出镁、锌、铝、铜合金压铸时的抽芯力查用图(见图10.5)，可简化设计时的计算过程。10.2.1抽芯力的估算图10.5型芯为10mm长时的抽芯力(δ为压铸件壁厚)10.2.2抽芯距离的计算10.2.2抽芯距离的计算10.2.2抽芯距离的计算10.3斜导柱抽芯机构10.3.1斜导柱抽芯机构的抽芯过程10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.3抽芯机构与推出机构的干扰10.3斜导柱抽芯机构斜导柱抽芯机构组成如图10.2所示。其成型零件是活动型芯10；运动元件是滑块4；传动元件是斜导柱3；锁紧元件是楔紧块2；限位元件是限位块8。10.3.1斜导柱抽芯机构的抽芯过程10.3.2斜导柱抽芯机构的设计斜导柱抽芯机构设计包括斜导柱、活动型芯与滑块、楔紧块及限位机构的设计。1.斜导柱设计斜导柱又称斜销或斜拉杆，在抽芯机构中带动滑块侧向抽芯。1)斜导柱的结构形式斜导柱的基本形式如图10.8所示。其中是斜导柱安装倾斜角。斜导柱安装固定段长度为L1，L1的长度根据模板厚度而定，与模板配合部分直径为d1，长度l与孔配合取H7/m6，一般l≥1.5d。斜导柱工作段L2在工作中驱动滑块运动，一般在10～40mm范围内，为减少与孔的摩擦两侧面削平，宽度B一般为0.8d。工作段长度L2按需要进行计算，工作段与滑块孔的配合可取H11/h11，或留0.5～1mm间隙。长度L3部分是斜导柱插入滑块孔的引导段，常取8～10mm，倾角取=+2°～3°或=30°。固定端台阶D=d+(6～8)，h≥5mm。2)斜导柱倾斜角的确定斜导柱轴线与开模方向夹角称斜导柱倾斜角。当抽芯方向与分型面平行时，斜导柱倾斜角的选择与抽芯力的大小、抽芯行程的长短、斜导柱承受的弯曲应力及开模阻力有关，如图10.9所示。由图可知：10.3.2斜导柱抽芯机构的设计图10.8斜导柱的基本形式10.3.2斜导柱抽芯机构的设计图10.9斜导柱受力简图α—斜导柱倾斜角；s—抽芯距离；Fc—抽芯阻力；Fw—斜导柱抽芯时受的弯曲力；Fz—开模阻力；H—斜导柱受力点到固定端距离；h—斜导柱受力点到固定端的垂直距离；L—开模行程；L2—斜导柱有效工作段长度10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计图10.11延时抽芯参数10.3.2斜导柱抽芯机构的设计2.滑块设计滑块是连接活动型芯或型块作抽芯运动的元件。1)滑块的基本形式及主要尺寸在各种抽芯机构中，除斜滑块抽芯机构中斜滑块形式较特殊外，其他各类抽芯机构的滑块形式基本相同。图10.12所示为滑块的几种基本形式。图(a)为滑块较薄时用滑块底部T形导滑面导滑的形式。型芯中心靠近T形导滑面，因此，抽芯时滑块稳定性较好。图(b)为滑块较厚时T形导滑面设在滑块中部的形式，使型芯中心尽量靠近T形导滑面，以提高抽芯时滑块的稳定性。图(c)为圆形截面的滑块，用于抽拔圆柱型芯。当圆柱型芯在分型面上时，圆形滑块在固定于动模面上的矩形导套内滑动，导滑块设在导套内，运动平稳，制造简便。如活动圆柱型芯远离分型面，则圆形截面的滑块直接在模套内滑动，不另加导套。10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计图10.13滑块主要尺寸10.3.2斜导柱抽芯机构的设计滑块在导滑槽内运动时，为了使其不偏斜、不卡住，滑块的导滑面应有足够长度，此长度要求为滑块宽度C的一倍半以上。而且滑块在完成抽芯动作之后留在套板导滑槽内的长度不少于滑块长度L的2/3。抽拔较长型芯时，为满足此要求，如套板边框不够宽时，可在套板外侧局部接长。2)滑块与型芯的连接形式如前所述滑块与型芯多为镶接形式。其结构如图10.14所示。图(a)用销连接滑块与型芯。此种结构用于型芯较大的情况；图(b)用螺纹连接，用于小型芯；多片薄型芯固定可按图(c)所示结构；图(d)所示为小型芯在大型芯内用台阶固定，再用燕尾槽把大型芯与滑块连接起来；多个型芯可用图(e)、图(f)的固定形式。3)滑块导滑部分的结构滑块运动要求平稳顺利，故对导滑部分要求有正确的结构和恰当的配合。矩形截面滑块导滑结构如图10.15所示。图(a)为整体式，强度高，稳定性好，但导滑部分磨损后修正困难，用于较小滑块。图(b)、(c)为滑块与导滑件组合式。导滑部分磨损后可修正，加工方便，用于中型滑块。图(d)、(e)、(f)都是导滑槽组合相拼式，便于热处理，加工方便，也易更换，其中图(f)用于套板上不能设置导滑槽的场合。圆形截面滑块的导滑结构如图10.16所示。这种结构是在滑块上开槽，导滑板用螺钉和销钉安装固定在动模套板的平面上，用于较小的滑块导滑，而图10.12(c)所示为单块导滑板布置在动模分型面上，这种单块导滑板也可用于远离分型面的小型芯滑块的导滑。10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计图10.16圆形截面滑块的导滑结构10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计4．滑块锁紧装置的设计铸件成型时型腔中金属液推动侧向成型零件使滑块移动，不但影响铸件精度，还可能导致斜导柱弯曲变形。为此，铸件成型时要有锁紧装置，阻止滑块移动。如图10.18所示为常用的几种锁紧装置。图(a)为楔紧块装在模外，使用于胀模力小的情况。要求紧固螺钉尽量靠近受力点，并用销钉定位。这种结构制造简单，便于调整压紧力，但楔紧块刚度较差，螺钉易松动。图(b)的结构是将楔紧块端部延长，在动模模体外侧加接辅助楔紧块，以增加原有楔紧块的刚度。图(c)、图(d)的结构均为楔紧块装在模套内，提高了楔紧块的强度和刚度，用于胀模力较大的场合。图(e)、图(f)均采用整体式楔紧块，对滑块的锁紧力大，但浪费材料，且图(e)中的套板未经热处理，表面强度低，使用寿命短。可以改成图(f)结构，增加一镶块。镶块可以热处理，耐磨性好，便于调整压紧力，维修也方便。10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.2斜导柱抽芯机构的设计10.3.3抽芯机构与推出机构的干扰10.3.3抽芯机构与推出机构的干扰10.4弯销抽芯机构10.4.1弯销抽芯机构的组成及抽芯过程10.4.2弯销抽芯机构的特点10.4.3弯销设计10.4弯销抽芯机构弯销抽芯机构的工作原理与斜导柱抽芯机构相同，也是通过开模动作使弯销与滑块之间产生相对运动，从而带动成型零件从压铸件中抽出。弯销抽芯机构主要用于延时抽芯或活动型芯离分型面较远的情况。10.4.1弯销抽芯机构的组成及抽芯过程10.4.1弯销抽芯机构的组成及抽芯过程10.4.1弯销抽芯机构的组成及抽芯过程10.4.2弯销抽芯机构的特点弯销抽芯机构与斜导柱抽芯机构比较，有如下特点：(1)弯销为矩形截面，比圆形截面的斜导柱可承受的弯曲力大。(2)由于抽芯各阶段需要的抽芯力和抽芯速度不同，弯销各段可加工成不同斜度以满足要求。如抽芯开始时要求抽芯力大、速度慢，弯销斜度可小些。然后，采用较大的斜度，以获得较大的抽芯距。当弯销各段斜度不同时，滑块上的弯销孔也应分段与之配合。(3)弯销抽芯结束后，滑块可以不脱离弯销，所以滑块可不设限位装置。但若抽芯结束后滑块也脱离弯销，则仍需设限位装置。(4)弯销孔加工制造困难。10.4.3弯销设计弯销抽芯机构中，弯销作为传动元件，有时还可起定位、锁紧作用。1．弯销的结构形式弯销的结构形式通常根据抽芯力的大小、抽芯距离的长短、是否需要延时抽芯等因素决定。弯销截面大，多为方形或矩形。如图10.22所示为弯销的基本形式。图(a)所示结构的刚度比斜导柱好，但制造成本高。图(b)所示结构用于抽拔无延时抽芯要求、离分型面垂直距离较近的型芯。图(c)所示结构用于抽拔有延时抽芯要求和离分型面垂直距离较远的型芯。2．弯销的固定形式弯销的固定形式如图10.23所示。图(a)及图(b)所示为弯销固定于模外，模套强度高，结构紧凑，但滑块较长。前者用于抽芯距较小的场合，后者用于需较大抽芯力的场合。图(c)及图(d)为弯销固定于模内，为保持模套强度，需增大模套尺寸。前者抽芯力大时，弯销稳定性差，后者辅助块A与弯销同时压入模套，可承受较大抽芯力，稳定性较好。图(e)所示为弯销固定于动模支承板或推板上。用于抽芯距离短、抽芯力不大的场合。10.4.3弯销设计10.4.3弯销设计10.4.3弯销设计10.4.3弯销设计图10.24弯销与滑块孔的配合10.4.3弯销设计10.4.3弯销设计10.4.3弯销设计10.4.3弯销设计10.5斜滑块抽芯机构10.5.1斜滑块抽芯机构的组成及抽芯过程10.5.2斜滑块抽芯机构设计要点10.5.3斜滑块的设计10.5斜滑块抽芯机构斜滑块抽芯机构的特点是抽芯与压铸件推出重合在一起