第六节-塑件脱模机构设计

第六节塑件脱模机构设计1、教学目的与要求目的：学习塑料注射模具脱模机构及设计要求。要求：（1）掌握脱模机构的结构分类；（2）掌握脱模机构结构中的简单脱模机构设计；（3）熟悉脱模机构结构中的二次脱模机构及其它结构的设计；（4）掌握相关的英文词汇。合模动画演示第六节塑件脱模机构设计一、脱模机构在注射成型的每次循环中，都必须使塑件从模具凹模或型芯中脱出，这种机构为脱模机构（顶出机构、推出机构）作用：塑件脱出及取出两个动作（一）脱模机构的结构组成制品包裹型芯的情况顶杆（ejectorpin）顶出固定板(ejectorretainerplate)顶出板（ejectorplate）制品顶出型芯的情况拉料杆(spruepuller)回程杆(returnpin)推板脱模结构形式圆推杆顶出第六节塑件脱模机构设计1.顶杆2.顶出板3.顶出固定板4.回程杆5.拉料杆（一）脱模机构的结构组成（二）对脱模机构的要求1.塑件留于动模；以便脱模机构在注射机推杆的驱动下完成脱模动作。2.保证塑件的质量；分析塑件对凹模或型芯的附着力大小以及位置，选择合适的脱模方法和位置。推出作用点尽量靠近型芯，推出力作用于塑件刚度、强度最大地方，作用面尽可能大。3.结构可靠。（三）、脱模机构的分类1.按动力来源分；机动脱模手动脱模液压脱模气动脱模2.按模具结构分：简单脱模机构：在动模一边施加一次推出力，就可实现塑件脱模的机构双脱模机构顺序脱模机构二次脱模机构浇注系统脱模机构带螺纹塑件脱模机构二、脱模力的计算脱模力的组成包紧力产生摩擦力塑件与金属的粘附力机构运动产生的摩擦阻力克服大气压力（特指盲孔的筒、壳类零件）注：脱模力不为恒定值开模瞬间克服阻力最大——初始脱模力以后脱模所需力——相继脱模力二、脱模力的计算（一）薄壁件的脱模力当制品的璧厚与型芯直径的比小于0.05时，我们称其为薄璧制品，其脱模力可按下式计算。1.1型芯为圆形截面ktgftESLQ)1()(cos21.2型芯为矩形截面ktgftESLQ)1()(cos8式中：Q—脱模力，N；t—制品的平均璧厚，cm；L—塑件包裹型芯的长度，cm；S—塑料的成型收缩率，E—塑料的弹性模量，N/cm，见表1；—型芯的脱模斜度；—塑料的泊松比，0.3~0.45；k—与、有关的系数，k=1+cossin，其值约等于1；f—塑料与型芯的静摩擦系数，见表2。二、脱模力的计算二、脱模力的计算塑料品种E(1×105)塑料品种E(1×105)聚苯乙烯2.8～3.5高密度聚乙烯0.84～0.95高抗冲击聚苯乙烯1.4～3.1聚丙烯1.1～1.6高抗冲击ABS2.9耐热ABS1.8表1弹性模量E值二、脱模力的计算表2静摩擦系数f值塑料品种f塑料品种f高抗冲击聚苯乙烯聚丙烯高密度聚乙烯尼龙类聚碳酸酯聚砜0.35～0.40.2～0.350.15～0.20.24～0.310.350.4聚苯乙烯ABS聚甲醛聚苯醚0.12～0.150.2～0.250.150.35二、脱模力的计算（二）厚壁件的脱模力当制品的璧厚与型芯直径的比大于0.05时我们称其为薄璧制品，其脱模力可按下式计算。2.1型芯为圆形截面kktgfRESLQ)11()(2R:为圆形型芯的半径，cm。二、脱模力的计算2.2型芯为矩形截面kktgfESLbaQ)11()()(2ab:矩形型芯的两个边的长度，cm。k1:系数。cos2cos2122tRtRk二、脱模力的计算如塑件孔为盲孔，上述计算式中还须加上塑件所受的大气压力。F=10A式中：F—克服真空增加的脱模阻力，N；A—塑件盲孔的底面积，cm。三、简单脱模机构1、顶杆脱模机构设计要点：（1）顶杆应设在塑件能承力较大或脱模阻力较大的地方，尽量使顶出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或的镶件的距离过近，以免影响成型零件的强度；推杆推出机构形式推杆推出机构形式三、简单脱模机构1、顶杆脱模机构设计要点：（2）顶杆直径必须有足够的强度，能承受顶出时的冲击力。顶杆直径一般取2.5～12mm，对3毫米以下的顶杆建议采用阶梯式结构，即顶杆下部加粗以增加强度；顶杆的其他固定形式：（3）顶杆装配后不应有轴向窜动，其端面应与型芯齐平。（4）浇口处一般不设顶杆，以防浇口处内应力过大塑件发生破碎；（5）顶杆位置应尽量避开冷却水孔和侧抽芯滑块，以勉发生干涉，如果无法避开侧抽芯滑块，顶出机构应设计先复位机构；（6）顶杆与型芯的配合应选间隙配合，配合间隙应小于塑料的溢料值；圆形横截面推杆的配合形式推杆与推杆孔有一段配合长度为推杆直径3～5倍的间隙配合，防止塑料熔体溢出，其余部分为扩孔，扩孔直径比顶杆大0.5mm（7）顶杆的强度计算a圆形顶杆由欧拉公式：4322min64dEnQLu设计时为保证可靠程度，d=1.5dmin。u—考虑支撑条件的长度系数，u≈0.7；L—顶杆长度，cm；E—顶杆的抗拉弹性模量，N/cm；n—顶杆件数；Q—脱模力，N；Q一般情况下也可按下式计算：对通孔型芯：Q=LHq(f·cos—sin)对盲孔型芯：Q=LHq(f·cos—sin)+B以上两式中：L—活动型芯中被塑件包紧的断面周长，cm；H—活动型芯成型部分的高度，cm；B—垂直于顶出方向的型芯投影面积，cm；q—包紧型芯的单位压力，一般取800～3400N/cm；—塑料与钢的摩擦系数，一般取0.15～0.2。b方形顶杆方形顶杆的脱模阻力F=4.9其中：b—方形顶杆长度方向上的尺寸，cm；w—方形顶杆宽度方向上的尺寸，cm。EbwL32（8）顶杆的位置分布顶杆的位置分布以对注射机顶杆中心的合力矩为零为最佳，一般情况下，顶杆的数目以少为宜，且均匀分布。（9）材料：45、T8、T10等，头部淬火HRC50。表面粗糙度：配合部分（10）顶杆行程：一般情况下，大于制品型芯的高度。推板脱模结构形式(11)推杆的复位与导向当推杆细或数量多时，为防止因塑件反阻力不均而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆而发上运动卡滞现象，常设导向零件：导柱、导套导向件还起支撑作用，可以减小注射成型时支承板的弯曲。导柱一般不少于两个，大型模具要四个。推出机构的导向推板导柱导套推出机构的导向推板导柱导套推出机构的导向推板导柱导套推出机构的导向推出机构的导向推板导柱导套推出机构的导向推板导柱导套推出机构的复位复位杆通常固定在推杆固定板上，一般为2～4根，且长度相等。复位杆复位推出机构的复位为避免复位杆长期对顶模板的撞击，可采取措施1)其端面低于定模板平面0.02～0.05mm2）在复位杆底部设缓冲弹簧3）安装带反向销的复位杆装有反向销的复位杆推出机构的复位装有缓冲弹簧的复位杆推出机构的复位推杆兼作复位杆推出机构的复位推管兼作复位杆2）弹簧复位（先行复位）弹簧复位容易失效，常用于小型模具中。弹簧先复位机构3）气缸和油缸复位为克服弹簧复位推出复位过程中力不稳定（推出力小，压缩状态力较大的缺陷），使用气缸或液压缸，使推板受力平衡。三、简单脱模机构2.顶管脱模机构适用于制品中有圆筒形或圆环形中间带孔的塑件顶出利用管的周边顶出塑件，受力均匀，无变形，无明显顶出痕迹设计要点（1）顶管厚度一般不小于1.5毫米；（2）顶管应淬硬，最小淬硬长度不小于型腔配合长度与顶出距离的和；（3）顶管与内外型芯的配合精度均为间隙配合，配合间隙小于塑料的溢料值。按照主型芯固定方式不同分为三种结构形式：主型芯固定在动模座板上主型芯固定在动模型芯固定板上主型芯用横销或带缺口的凸缘固定2.顶管脱模机构2.顶管脱模机构（1）主型芯固定在动模固定板上主型芯通过推板固定于定模座板上，可用淬硬块压紧固定。应用场合：脱模距离不大时推管的内径与型芯配合，外径与模板配合，配合精度为间隙配合推管推出动作模拟推管与型芯的配合长度为推出距离s+3～5mm为保护型芯和型腔，推管不易与成型表面接触推管配合公称外径宜小于型腔内径推管配合公称内径宜大于型芯内径注：当凹模设在定模边，不存在内径与推管摩擦2.顶管脱模机构（2）主型芯固定在动模型芯固定板上特点：型芯长度缩短，但推出行程包含在动模板内，动模厚度增加。主型芯固定在动模型芯固定板上2.顶管脱模机构(3)主型芯用横销或带缺口的凸缘固定特点：不增加主型芯长度，不增加动模板的厚度，但是主型芯的连接强度较弱，定位精度较差，不宜用于受大力的型芯三、简单脱模机构3.推板脱模机构适用于薄壁容器、壳体形塑件以及制品中不允许有顶出痕迹的情况。特点：推出面积大，推力均匀，塑件不易变形，表面无推出痕迹，模具结构简单，无需设置回程杆。推板脱模机构脱模板的结构形式推板脱模机构脱模板的结构形式：可以不需要模具的导柱来支撑。推板脱模机构脱模板的结构形式推板脱模机构脱模板的结构形式：适用于两侧带有推杆的注射机三、简单脱模机构3.推板脱模机构适用于薄壁容器、壳体形塑件以及制品中不允许有顶出痕迹的情况。设计要点（1）顶板应淬硬，顶出过程中不得脱离支撑顶板的导柱,或者采用各种连接；（2）顶板与型芯的配合应采用斜面配合，且型芯留有台阶，以免顶出时顶板划伤型芯成型部分；脱模板与型芯的配合形式（4）顶板顶出时拉料杆应固定在动模板上，且用球形头或菌形头拉料杆；Z形头拉料杆式的推板顶出机构冷料井的设计根据冷料井不同，其构成主流道冷料井底部的零件也不同，常见的有拉料杆、推杆。主流道冷料井1带推杆（拉料杆）的冷料井1)钩形（Z形)拉料杆：固定在顶杆固定板上注射模具浇注系统设计图4-6不宜使用Z字形拉料杆的的冷料穴1)钩形（Z形)拉料杆注：不适于全自动机构，系统凝料须由人工摘掉。一副模具多个拉料杆，确保缺口方向一致。脱模时不允许左右移动时，不宜采用Z字形拉料杆图4-6与推杆匹配的冷料穴2)球头拉料杆（变异类型-菌形头，锥形头拉料杆）2)球头拉料杆开模时经凝料从主流道中拉出，拉料杆不随脱模机构运动，当推板推动塑件时，主流道凝料强行从球头拉料杆上刮下来。固定在型芯固定板上；冷料井具有容纳冷料的作用，适用于全自动模具2)球头拉料杆2)球头拉料杆2)菌头拉料杆4.5注射模具浇注系统设计2)圆锥形拉料杆4.5注射模具浇注系统设计圆锥头形复式圆锥头形没有储存冷料的作用，依靠塑料的包紧力将主流道凝料拉住。用于推板脱模机构上3)圆锥形拉料杆4.5注射模具浇注系统设计平头锥形拉料杆3）带推杆推出的拉料穴倒扣深度（D-d）/2环槽深度（D-d）/2开模时依靠锥孔或侧壁起拉料作用，然后利用推杆对凝料强制顶出。带推杆推出的拉料穴适用于弹性较好的塑料容易实现自动化操作-取凝料无需横向运动小盲孔2、不带推杆推出的拉料穴凝料拔出：依靠小孔的固定作用推出：推杆顶在塑件或分流道上，冷料先沿小孔轴向运动，然后全部拔出。②不带推杆推出的拉料穴带有垂直分型面的模具，冷料井位于两半模中心线上，分型面左右分开，塑件和凝料一起拔出。（3）为防止顶板顶出过程中制件与型芯间形成真空，设计时应考虑进气装置。如采用顶杆、顶板联合顶出；（5）顶板顶出时无回程杆，顶杆兼作回程作用。3.推板脱模机构3.推板脱模机构三、简单脱模机构4、活动镶件脱模机构5．二及多元联合脱模机构由于塑件结构形状复杂，只采用一种脱模机构容易使塑件局部受力过大变形甚至破裂，，难以脱出。5．二及多元联合脱模机构5．二及多元联合脱模机构5．多元联合脱模机构5．多元联合脱模机构6.气动脱模机构：利用气阀三、简单脱模机构6.气动脱模机构：气阀配合脱模机构-增加脱模功能，保证三、简单脱模机构6.4.9脱模机构设计三、简单脱模机构三、简单脱模机构7、脱模系统的辅助零件导向零件、回程杆。（1）导向零件：导柱、导套。（2）回程杆（2）回程杆回程动画（2）回程杆回程动画第六节塑件脱模机构设计四、双脱模机构弹簧式双脱模机构杠杆式双脱模机构-气动式第六节塑件脱模机构设计五、顺序脱模机构（1）弹簧顺序脱模限位杆的设计：限位杆的长度；限位杆的直径；型腔板的支撑。五、顺序脱模机构(1)弹簧顺序脱模机构1）定距拉板式顺序脱模机构注射模定距拉板式五、顺序脱模机构(1)弹簧顺序脱模机构2）定