塑料模8_侧向分型抽芯

1§3.7侧向分型与抽芯机构设计一、概述当塑件在与开模分型不同的方向，在内侧和外侧上带有孔、凹槽或凸起时，为了能对所成型的塑件进行脱模，必须有活动的侧型芯或侧型腔，然后在模具开模前（或开模后）将其抽出。完成活动型芯抽出和复位动作的机构称为侧向分型抽芯机构。2§3.7侧向分型与抽芯机构设计(一)分型与抽芯方式1.手动侧向分型抽芯①开模后在模外与塑件分离；②开模前人工直接或靠传动装置抽出型芯。特点：模具结构简单，制模方便，周期短，但生产效率低，劳动强度大，抽拔力和抽拔距受到限制，适宜小批量生产和试制生产。2.机动侧向分型抽芯开模时依靠注射机的开模动力，通过传动零件，将活动型芯抽出。特点：模具结构比较复杂，制模周期长，但改善了劳动条件，减轻了工人的劳动强度，生产率高，适宜大批量生产。3.液压或气动传动侧向抽芯活动型芯靠液压系统或气压系统抽出，有的注射机本身就带有抽芯油缸，比较方便，但是一般的注射机没有这种装置，可以根据需要另行设计。由于注射机本身就是使用高压液体作为动力的，因此采用液动比气动要方便些，这种方法不仅传动平稳，而且可以得到较大的抽拔力和较长的抽芯距。3§3.7侧向分型与抽芯机构设计(二)抽拔力和抽拔距的确定抽拔力：计算同于脱模力的计算。抽拔距：将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯(或滑块)所移动的距离称为抽拔距。一般抽拔距等于侧孔深加2~3mm的安全系数，当结构比较特殊时，如成型圆形线圈骨架，图3-7-1所示，设计的抽拔距不能等于线圈骨架凹模深度h，因为滑块抽至h时，塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S1的距离再加(2~3)mm，塑件才能脱出。)3~2()3~2(221rRSS其中S——抽拔距S1——抽拔的极限尺寸R——塑件外径r——塑件内径4§3.7侧向分型与抽芯机构设计二、机动式分型与抽芯机构斜导柱弹簧弯销斜导槽斜滑块楔块斜槽齿轮齿条(一)弹簧(或硬橡皮)分型与抽芯机构当塑件的侧凹比较浅，所需抽拔力和抽芯距不大的时候，可以采用弹簧或硬橡皮实现抽芯动作，图3-7-2所示闭模时锁紧楔迫使侧芯至成型位置。开模后，锁紧楔脱离侧芯，侧芯即在硬橡皮或弹簧的作用下抽出塑件。结构形式1－锁紧楔2－侧芯3－硬橡皮(弹簧)5§3.7侧向分型与抽芯机构设计图3-7-3所示弹簧抽芯机构，开模后塑件留在动模，当推杆5推动托板4上升时，使中心的型芯2后退，对滑块1失去锁紧作用，在弹簧6的作用下使滑块1向中心移动，完成内侧抽芯。合模时型芯2撑开滑块1，使之复位并锁紧。图3-7-4是弹簧抽芯的另一种形式，开模时，滚轮2脱离侧芯5，侧芯5在弹簧3的作用下抽出，要注意在抽侧型芯时，中心型芯6不能随动模移动，否则塑件留于定模型腔，难于脱离，因此设置了顶销8，使型芯6与动模板1开始有一段相对移动，待侧型芯抽出后，塑件包紧在型芯6上，再和动模一起移动。4－定模板7－推件板图3-7-3图3-7-43－动模板6§3.7侧向分型与抽芯机构设计(二)斜导柱分型与抽芯机构结构简单、制造方便、工作可靠，适于抽拔距离短、抽拔力小的情况，应用广泛。主要介绍抽芯机构的结构，斜导柱长度和最小开模行程计算、斜导柱抽芯机构的受力分析和强度计算以及斜导柱分型抽芯机构的结构形式。1.斜导柱分型与抽芯机构的结构7§3.7侧向分型与抽芯机构设计原理：斜导柱3固定在定模板2上，侧型芯5用销钉4固定在滑块8上，如图a所示。开模时，开模力通过斜导柱作用于滑块，迫使滑块8在动模板7的导滑槽内向左移动，完成抽芯动作。塑件被推管6推出型腔，如图b所示，限位挡块9、螺钉10是使滑块保持抽芯后最终位置的定位装置，保证闭模时斜导柱能很准确地进入滑块的斜孔，再向左移动恢复原位。楔紧块1是防止在注射成型时，由于侧型芯受力而使滑块产生位移。8§3.7侧向分型与抽芯机构设计斜导柱分型抽芯机构中的主要部分，即斜导柱、滑块、导滑槽、滑块的定位装置和锁紧楔的形式：斜导柱的形状如图3-7-6所示，斜导柱的材料多用45号钢、T8、T10以及20号钢渗碳处理等，材料要淬火，硬度在HRC55以上，最后磨削加工保证▽7的光洁度，各部尺寸见表3-7-1。(1)斜导柱表3-7-1斜导柱尺寸单位：mm斜导柱直径dDHNM121520253035401720253035404510121515202025由结构决定由结构决定9§3.7侧向分型与抽芯机构设计斜导柱的安装固定形式见图3-7-7，斜导柱的倾斜角α一般在25°以下，锁紧块的角度α’＝α＋(2~3)°，斜导柱与固定板之间用过渡配合H7/m6。为了斜导柱灵活地驱动滑块，斜导柱和滑块间采用比较松的间隙配合，如H7/f6，或留有0.5～1mm的间隙。斜导柱的头部可以做成如图所示的圆弧形，也可以做成圆锥形，必须注意圆锥部的斜角一定要大于斜导柱的倾斜角，以免斜导柱的有效长度离开滑块时，其头部仍然继续驱动滑块。10§3.7侧向分型与抽芯机构设计(2)滑块型芯为成型零件，材料用铬钨锰钢、T8、T10或45，淬硬在HRC50以上，滑块用T8、T10或45即可，淬硬HRC40以上。分整体式和组合式两种，组合式是把型芯安装在滑块上，这样可节省优质钢材，且加工容易，故应用广泛。滑块与侧型芯的连接方式：①对于尺寸较小的型芯，往往将型芯嵌入滑块部分，用中心销(a)或骑缝销钉(b)固定，也可用螺钉顶紧的形式(d)；②大尺寸型芯可用燕尾槽连接(c)；薄片状型芯可嵌入通槽再用销固定(e)；③多个小型芯采用压板固定(f)11§3.7侧向分型与抽芯机构设计(3)导滑槽设计要点：无上下窜动和卡紧现象——实现平稳抽芯配合要求：导滑槽与滑块之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7／f7，其余各面留有间隙(a)为整体式，其它为组合式。(f)为燕尾槽，其它为T形槽12§3.7侧向分型与抽芯机构设计材料：应有足够的耐磨性，T8、T10，导滑表面硬度稍大于滑块，为HRC52~56。长度：完成抽拔动作后，滑块留在导滑槽中的长度L1不应小于滑块长度L的2/3，见图3-7-12，这样可保证顺利复位。如果太短，滑块在开始复位时容易倾斜，甚至损坏模具。为了不增大模具的体积，而又增加导滑槽长度，可采用局部加长的办法解决，如图3-7-13所示。图3-7-12图3-7-1313§3.7侧向分型与抽芯机构设计(4)滑块定位装置开模后，滑块必须停留在一定的位置上，否则闭模时斜导柱将不能准确地进入滑块，导致模具损坏，为此必须设置滑块定位装置。(a)和(b)是利用限位挡块定位。(a)向下抽芯时，利用滑块自重靠在限位挡块上；(b)向上抽芯则可利用弹簧使滑块停靠在限位挡块上定位，弹簧力应为滑块自重的1.5～2倍；(c)弹簧和活动定位销定位；(d)弹簧钢球定位；(e)埋在导滑槽内的弹簧和挡板与滑块的沟槽配合定位。14§3.7侧向分型与抽芯机构设计15§3.7侧向分型与抽芯机构设计(5)锁紧楔(压紧块)形式作用：模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料熔体对滑块的推力，以免细长的斜导柱受力弯曲变形。锁紧楔与模板的连接方式：图a是将锁紧楔与定模固定板做为一体的整体式结构，牢固可靠，但是金属材料耗费大，多用于侧向力较大的场合。图b是用螺钉和销钉固定的，形式制造简单，适用较为普遍。图c是利用T形槽固定锁紧楔，销钉定位，这种结构可承受较大的侧压力。图d是采用锁紧楔整体嵌入模板的连接形式，图e和f采用两个锁紧楔，起加强作用，用于侧压力很大的场合。16§3.7侧向分型与抽芯机构设计锁紧楔的楔角α’：大于斜导柱的倾斜角α，取α’=α+(2～3˚)。这样可以使开模时锁紧楔迅速让开，以免阻碍斜导柱驱动滑块抽芯。2.斜导柱长度和最小开模行程计算斜导柱的长度L由斜导柱的直径D和d、倾斜角α、抽芯距S抽以及斜导柱固定板厚度h来决定：mm)15~10(sintg2costg254321抽SdhDLLLLLL完成S抽所需开模行程H由下式求得：ctg抽SH①抽拔方向垂直于开模方向时图5-75楔紧块的楔角α′α17§3.7侧向分型与抽芯机构设计sincos4抽SL②抽拔方向不垂直于开模方向朝动模方向倾斜β角时(图a)朝定模方向倾斜β角时(图b)由上两式可见：倾角α增大，为完成抽芯所需的开模行程H及斜导柱有效工作长度L4均可减小，有利于减小模具的尺寸。(a))sinctg(cos抽SH与β=0情况相比，当开模行程H相同时，将得到更大的抽拔距，同时需增加斜导柱的有效工作长度。(b)sincos4抽SL)sinctg(cos抽SH与滑块不倾斜相比，当开模行程H相同时，将得到较小的抽拔距。上述两种情况锁紧楔的斜角可以不考虑滑块倾斜角的影响，仍然按斜导柱与开模方向的交角加上2～3°确定。18§3.7侧向分型与抽芯机构设计3.斜导柱的受力分析及强度计算)2cos(cos)sin(1QPQ——抽拔阻力1P——开模力，又等于导滑槽施于滑块的力P——斜导柱施于滑块的正压力P——斜导柱承受的弯曲力1F——斜导柱与滑块件的摩擦力2F——滑块与导滑槽间的摩擦力斜导柱的倾斜角度α与斜导柱所受的弯曲力、实际能得到的抽拔力、斜导柱的有效长度、抽拔距与开模行程值有关，是抽芯机构的一个重要因素。(1)斜导柱的受力分析根据受力分析：其中φ为摩擦角，即ftg)2cos(cos2QP并且：结论：当抽拔力固定时，α角增大开模力和斜导柱所受弯曲力就要增大，当α增大到(90－2φ)°时，开模力再大也不能使滑块移动，处于自锁状态。αcos11FP21sinFFQPP1F2F1PQP19§3.7侧向分型与抽芯机构设计当滑块的运动方向倾斜时，开模力和斜导柱所受弯曲力都将发生变化，如图3-7-21所示，图a是滑块倾向动模方向，图b是滑块倾向定模方向时的受力情况。(a)此时开模力cos/21PP2P—导滑槽施于滑块的力)2cos(cos)sin(2QP)2cos(cos2QP(b))2cos(cos)sin(2QP)2cos(cos2QP斜导柱施于滑块的力：)cos(12FP21)sin(FFQPP1F2F2PQαβP1F2F2PQαβαβ)cos(12FP21)sin(FFQαβP(a)(b)20§3.7侧向分型与抽芯机构设计(a)由于滑块向动模方向倾斜，斜导柱施于滑块的力P和导滑槽施于滑块的力P2，与滑块不倾斜时比较，数值都将增加，其值相当于斜导柱斜角为(α+β)时的受力情况，因此斜导柱斜角α不能取得过大，以(α+β)≤15~20°为宜，最大不得超过25°。(b)与滑块不倾斜时相比，斜导柱斜角相同时，P和P2均有所降低，故斜导柱的斜角可稍微大一些，以(α－β)15~20°为宜。斜导柱单侧抽芯与双侧对称布置的斜导柱抽芯相比，单侧抽芯在开模时抽拔力无法抵消，模具受到一个侧向力，侧向力较大时，斜角宜取小值，当抽拔力甚小时，侧向力也很小，则不必考虑这一因素。21§3.7侧向分型与抽芯机构设计(2)斜导柱的强度计算图3-7-22示出斜导柱主要承受弯曲力，由于一般斜导柱的结构设计均能满足强度要求，所以强度计算多用于验算，根据最大许用弯曲应力验算选用的斜导柱直径是否合适。最大弯矩作用在斜导柱根部：LPM弯并且：WM][弯弯W为抗弯矩量，对于圆形截面斜导柱：932632hWhbhbW，当331.032ddW对于矩形截面斜导柱：313cos][10][10弯弯HPLPd3][9弯LPh22§3.7侧向分型与抽芯机构设计4.斜导柱分型抽芯机构的结构形式斜导柱在定模，滑块在动模斜导柱在动模，滑块在定模斜导柱和滑块同在定模斜导柱和滑块同在动模(1)斜导柱在定模，滑块在动模用斜导柱外侧抽芯：开模时，滑块2在斜导柱1的作用下，沿推件板4的导滑槽向左滑动而脱离塑件。23§3.7侧向分型与抽芯机构设计用斜导柱内侧抽芯：24§3.7