學習情境六 塑件注射成型模具結構方案的擬定塑料成型工藝與注射模具設計任務引入圖6-1 塑料罩蓋零件簡圖 圖6-1所示塑料罩蓋塑件，材料LDPE，產量40萬件。塑件不允許有裂紋、變形缺陷，脫模斜度3010，未注圓角R23。試根據塑件結構特征，初步注射成型模具的結構方案。（一）注射模的基本結構與分類1.注射模的組成 注射模的結構是由注射機的形式和制品的復雜程度及模具內的型腔數目所決定的。但無論是簡單還是復雜，注射模均由定模和動模兩大部分組成。定模安裝在注射機固定模板上，動模安裝在注射機移動模板上。注射時動模、定模閉合構成型腔和澆注系統，開模時，動模、定模分離，取出制件。圖6-2所示為典型的單分型面注射模結構。圖6-2根據模具中各零件所起的作用，又可細分為圖6-3所示基本組成部分。2.注射模的分類 注射模具的分類方法很多： 按生產的塑料材料，可分為熱塑性塑料注射模具和熱固性塑料注射模具。 按所用注射機的類型，可分為臥式或立式注射機用注射模和直角式注射機用注射模。 按模具成型數目分類，可分為單型腔和多型腔注射膜。 按澆注系統形式分類，可分為普通流道注射模具及熱流道注射模具。 從模具設計的角度來看，還是按模具的總體結構特征分類較為合適。通常被分為單分型面、雙分型面、帶活動鑲件、帶側抽芯、自動脫螺紋、推出機構在定模一側以及熱流道等七大類注射模。相關知識點7（二）典型注射模的結構與工作原理2.單分型面注射模圖6-4 單分型面注射模具也稱二板式注射模具，它具有注射模具中最簡單的一種結構形式。 這種注射模具只有一個分型面，其結構如圖6-4所示。單分型面注射模具根據需要，既可以設計成單型腔注射模具，也可以設計成多型腔注射模具，應用十分廣泛。2.雙分型面注射模 雙分型面注射模具有兩個分型面，如圖6-5所示。AA為第一分型面，分型后澆注系統凝料由此脫出； BB為第二分型面，分型后塑件由此脫出。與單分型面注射模具相比，雙分型面注射模具在定模部分增加了一塊可以局部移動的定模型腔板，所以也叫三板式（動模板、定模型腔板、定模座板）注射模具。雙分型面注射模具常用于點澆口進料的單型腔或多型腔注射模具，開模時，定模型腔板與定模座板做定距離分離，以便在這兩模板之間取出澆注系統凝料。 圖6-5 圖6-5所示為彈簧定距拉板式兩次分型機構，此方法適用于一些中小型模具。兩次分型機構中的彈簧應布置四個，彈簧的兩端應并緊且磨平，彈簧的高度應一致，并盡可能對稱布置于AA分型面上模板的四周，以保證分型時定模型腔板受到的彈力均勻，移動時不被卡死。定距拉板一般采用兩塊，對稱布置于模具兩側。 圖6-6所示為擺鉤分型螺釘定距雙分型面注射模具的結構。兩次分型的機構由擋塊2、擺鉤3、壓塊5、彈簧6和限位螺釘14等組成。開模時，由于固定在定模型腔板9上的擺鉤拉住支承板11上的擋塊，模具從 AA分型面分型；開模到一定距離后，擺鉤在壓塊的作用下產生擺動而脫鉤，同時定模型腔板9在限位螺釘的限制下停止移動，BB分型面分型。設計時，擺鉤和壓塊等零件應對稱布置在模具的兩側，擺鉤拉住動模上擋塊2的角度應取13為宜。 相關知識點圖6-63.側向分型與抽芯注射模 當塑件有側孔、側凹或凸臺時，其側向型芯、型腔必須能夠側向移動，否則塑件無法脫模。 帶動側向型芯、型腔移動的機構稱為側向分型與抽芯機構。 型腔側向移動稱為側向分型，型芯側向移動稱為側向抽芯，有時不予區分并通稱為側抽芯機構。 按側向分型與抽芯零件不同，可分為斜導柱側向分型與抽芯機構、斜滑塊側向分型與抽芯機構。相關知識點 圖6-7所示為斜導柱側向分型與抽芯注射模具的結構，其中的側向分型與抽芯機構是由斜導柱12和側型芯滑塊11所組成的，此外還有鎖緊塊13、擋塊17、滑塊拉桿14、彈簧15等一些輔助零件。 圖6-7 開模時，動模部分向后移動，開模力通過斜導柱12作用于側型芯滑塊11，迫使其在動模板18的導滑槽內向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，完成側向抽芯動作。這時塑件包在型芯10上隨動模繼續后移，直到注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構開始工作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時，復位桿使推出機構復位，斜導柱使側型芯滑塊向內移動復位，最后由鎖緊塊鎖緊。 斜導柱側向抽芯結束后，側型芯滑塊應有準確的定位，以便在合模時斜導柱能順利地插入滑塊的斜孔中使滑塊復位。圖6-7中的定位裝置是由擋塊17、滑塊拉桿14、螺母16和彈簧15組成的。鎖緊塊的作用是防止注射時熔體壓力使側型芯滑塊產生位移，其上的斜面應與側型芯滑塊上斜面的斜度一致，在設計時應留有一定的修正余量，以便裝配時修正。 4.帶有活動鑲件的注射模 有些塑件上雖然有側向的通孔及凹凸形狀，但還有更特殊的要求，如模具上需要設置螺紋型芯或螺紋型環等，這樣的模具有時很難用側向抽芯機構來實現側向抽芯的要求。為了簡化模具結構，將不采用斜導柱、斜滑塊等機構，而是在型腔的局部設置活動鑲件。開模時，這些活動鑲件不能簡單地沿開模方向與塑件分離，必須在塑件脫模時連同塑件一起移出模外，然后通過手工或用專門的工具將它與塑件分離， 在下一次合模注射之前，再重新將其放入模內。 采用活動鑲件結構形式的模具，其優點是不僅省去了斜導柱、斜滑塊等復雜結構的設計與制造，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些無法采用斜滑塊結構的情況下，必須使用活動鑲件結構形式。這種結構形式的缺點是操作時安全性差，生產率較低。 圖6-8所示帶有活動鑲件的注射模，開模時，塑件包在型芯4和活動鑲件3上隨動模部分向左移動而脫離定模板1。當脫開一定距離后，推出機構開始工作，設置在活動鑲件 3 上的推桿9將活動鑲塊連同塑件一起推出型芯脫模。 合模時，推桿9在彈簧8的作用下復位，推桿復位后動模板停止移動，然后由人工將活動鑲件塊重新插入鑲件定位孔中，再合模后進行下一次注射動作。圖6-85.自動脫螺紋的注射模 對帶有內螺紋或外螺紋的塑件，當要求自動脫螺紋時，可在模具中設置能轉動的螺紋型芯或型環，利用注射機的往復運動或旋轉運動，或設置專門的驅動和傳動機構，帶動螺紋型芯或型環轉動，使塑件脫出。圖6-9 圖6-9所示為直角式注射機上的自動脫螺紋注射模。開模時， A-A面先分開，同時，螺紋型芯1隨著注射機開合模絲杠8的后退中自動旋轉，此時，螺紋塑件由于定模板7的止轉作用并不移動，仍留在模腔內。 當A-A面分開一段距離，即螺紋型芯1在塑件內還有最后一牙時，定距螺釘4拉動動模板5，使模具沿B-B打開，此時，塑件隨型芯一道離開定模型腔，然后從B-B分型面兩側的空間取出。6.推出結構在定模的注射模 一般當注射模開模后，塑件均留在動模一側，被設在動模一側的推出機構脫模。但有時由于塑件的特殊要求或形狀的限制，開模后塑件仍將留在定模一側（或有可能留在定模一側），這時就應在定模一側設置推出機構。 圖6-10所示的塑料刷注射模，由于制品的特殊形狀，為了便于成型采用了直接澆口，開模后塑件滯留在定模上，故在定模一側設有脫模板8，開模時由設在動模一側的拉板9帶動脫模板8，將塑件從定模中的型芯12上強制脫出。圖6-10（三）塑件注射成型模具結構方案的初步擬定 初步擬定模具結構方案，除考慮塑件形狀特征、尺寸大小、精度要求等因素外，還涉及分型面的選擇、生產批量、型腔數量及其分布、澆注系統的選擇、脫模結構的選擇等各種因素，并以盡量簡化模具結構為原則，選擇一種較適合成型的最簡單、實用的注射模具結構。1.分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統凝料的可分離的接觸表面。 一副模具根據需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。（1）分型面的形式分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關，常見的形式，如圖6-11所示。圖6-11（2）分型面的選擇原則1）便于塑件脫模 在開模時盡量使塑件留在動模內。應有利于側面分型和抽芯。 應合理安排塑件在型腔中的方位。2）考慮和保證塑件的外觀不遭損壞 3）盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）4）有利于排氣5）盡量使模具加工方便 由于塑料制品各異，很難有一個固定的模式，表6-1中對一些典型示例進行了分析，設計時可以參考。 2.型腔數量的確定與排列形式 （1）型腔數量的確定 為了使模具與注射成型機的生產能力相匹配，提高生產效率和經濟性，并保證塑件精 度，模具設計時應確定型腔數量。常用的方法有四種: 根據經濟性確定型腔數量 根據注射成型機的額定鎖模力確定型腔數量 根據注射成型機的最大注射量確定型腔數量 根據制品精度確定型腔數量根據總成型加工費用最小的原則，并忽略準備時間和試生產原材料費用，僅考慮模具加 工費和塑件成型加工費。 設型腔數量為 n，制品總件數為 N，每一個型腔所需的模具費用為 C 1 （元），與型腔無關 的模具費用為 C 0 （元），每小時注射成型的加工費用為 y（元/h），成型周期為 t（min），則（2）多型腔的排列多型腔在模板上排列形式通常有圓形、 H 形、直線形及復合形等，在設計時應注意以下幾點：1）盡可能采用平衡式排列，確保制品質量的均一和穩定。 2）型腔布置與澆口開設部位應力求對稱，以便防止模具承受偏載而產生溢料現象，如圖6-12中的（b）比（a）合理。圖6-123）盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸，如圖6-13中，圖（b）的布置比圖（a）合理。圖6-123.澆注系統的設計（1）澆注系統的組成與作用 1）澆注系統的組成 注射模具的澆注系統是指熔體從注射機的噴嘴開始到型腔為止流動的通道。圖6-14所示為臥式注射機用模具的澆注系統，圖6-15所示為角式注射機用模具的澆注系統，它們都由主流道、分流道、澆口、冷料穴等幾部分組成。圖6-152）澆注系統的作用 澆注系統的作用是: 將熔體平穩地引入型腔，使之按要求填充型腔的每一個角落； 使型腔內的氣體順利地排出； 在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分地把壓力傳到型腔各部位，以獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩定的塑料制品。 澆注系統的設計正確與否是注射成型能否順利進行以及能否得到高質量塑料制品的關鍵。（2）澆注系統設計的基本原則 澆注系統的設計是注射模具設計的重要環節。設計澆注系統時應遵循以下原則: 1）充分了解塑料的工藝特性，分析澆注系統對塑料熔體流動的影響，以及在填充、保壓、補縮和倒流各階段中，型腔內塑料的溫度、壓力的變化情況，以便設計出適合塑料工藝特性的理想的澆注系統，以保證塑料制品的質量。 2）應根據塑料制品的結構形狀、尺寸、壁厚和技術要求，確定澆注系統的結構形式、澆口的數量和位置。 3）澆注系統在分型面上的投影面積應盡量小。澆注系統與型腔的布置應盡量減少模具尺寸，以節約模具材料。（3）普通澆注系統設計1）主流道設計主流道軸線一般位于模具中心線上，與注射機噴嘴軸線重合，型腔也以此軸線為中心對稱布置。在臥式和立式注射機用注射模中，主流道軸線垂直于分型面，如圖6-14所示，主流道斷面形狀為圓形。圖6-14圖6-15 在直角式注射機用注射模中，主流道軸線平行于分型面，如圖6-15所示，主流道截面一般為等截面柱形，截面可為圓形、半圓形、橢圓形和梯形，以橢圓形應用最廣。主流道設計要點主要有：為便于凝料從主流道中拔出，主流道設計成圓錐形如圖6-16所示，主流道錐角2040，對流動性差的塑料取3060，內壁表面粗糙度Ra小于0.8 m。通常主流道進口端直徑應根據注射機噴嘴孔徑確定（如圖6-17所示） ，其值參閱表6-2。若塑料的流動性好，且塑件尺寸較小時，可取小值，反之取大值。設計主流道截面直徑時，應注意噴嘴軸線和主流道軸線對中。圖6-16 為了補償對中誤差并解決凝料的脫模問題，主流道進口端直徑應比噴嘴直徑大0.51mm。 主流道進口端與噴嘴頭部接觸的形式一種是平面，另一種是弧面。由于平面連接密封時需要有很高的壓力，實際中很少采用。一般情況下，均是采用弧面（或球面）接觸定位（如圖6-17所示）。通常主流道進口端凹下的球面半徑SR2比噴嘴球面半徑SR1大12mm，凹下深度35mm。 圖6-17表6-2 主流道截面直徑推薦值（mm）主流道與分流道結合處采用圓角過渡。其半徑R為13mm，以減小料流轉向過渡時的阻力，如圖6-16所示。圖6-16在保證塑件成型良好的前提下，主流道的長度L應盡量短。為了減小廢料及熔體壓力損失，一般主流道長度L不超過60mm，具體長度應視模板的厚度、冷卻水道的開設等具體情況而定。設置主流道襯套（也稱澆口套）。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，容易損壞，所以，一般不將主流道直接開在模板上，而是將它單獨設在一個主流道襯套中。 這樣，即可使容易損壞的主流道部分單獨選用優質鋼材，延長模具使用壽命，損壞后便于更換或修磨，也可以避免在模板上直接開主流道且需穿過多個模板時，拼接縫處產生溢料，主流道凝料無法拔出。通常，將淬火后的主流道襯套嵌入模具中。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度為HRC5357。 為了補償對中誤差并解決凝料的脫模問題，主流道進口端直徑應比噴嘴直徑大0.51mm。主流道進口端與噴嘴頭部接觸的形式一種是平面，另一種是弧面。由于平面連接密封時需要有很高的壓力，實際中很少采用。一般情況下，均是采用弧面（或球面）接觸定位（如圖6-17所示）。通常主流道進口端凹下的球面半徑SR2比噴嘴球面半徑SR1大12mm，凹下深度35mm。 圖6-17 澆口套的結構形式如圖6-18所示。圖6-18（a）把澆口套與定位圈設計成整體的形式，用螺釘固定于定模座板上，該形式一般只用于小型注射模具，圖6-18（b）、（c）為將澆口套與定位圈設計成兩個零件的形式，以臺階的形式固定在定模座板上，其中圖6-18（c）所示為澆口套穿過定模座板與定模板的形式。 圖6-17 澆口套的固定形式如圖6-19所示。澆口套與模板間的配合采用H7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈間的配合采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調試時應插入注射機定模板的定位孔內，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2 mm以下。 圖6-172）分流道設計 對于小型塑件單型腔的注射模，通常不設分流道，對于大型塑件采用多點進料或多型腔的注射模都需要設置分流道。對分流道的要求包括： 塑料熔體在流動中熱量和壓力損失最小，同時使流道中的塑料量最少，即從流動性、傳熱性等因素考慮，分流道的比表面積（分流道表面積與體積之比）應盡可能小； 塑料熔體能在相同的溫度、壓力條件下，從各個澆口盡可能同時地進入并充滿型腔。分流道的截面形狀及尺寸 分流道的形狀尺寸主要取決于塑件的體積、壁厚、形狀，以及所加工塑料的種類、注射速率、分流道長度等。 分流道截面積過小，會降低單位時間內輸送的塑料量，并使填充時間延長，塑料常出現缺料、波紋等缺陷。分流道截面積過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產生氣泡，而且增大塑料耗量，延長冷卻時間。在注射粘度較大或透明度要求較高的塑料（如有機玻璃）時，應采用截面積較大的分流道。常用的分流道截面形狀及特點，見表6-3。 分流道的布置形式分流道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應是，排列緊湊以縮小模板尺寸，減少流程，鎖模力力求平衡。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，以平衡式布置最佳。平衡式的布置形式見表6-4，其主要特征是，從主流道到各個型腔的分流道，其長度、斷面形狀及尺寸均相等，以達到各個型腔能同時均衡進料的目的。圖6-4 非平衡式分流道見表6-5，它的主要特征是各型腔的流程不同，為了達到各型腔同時均衡進料，必須將澆口加工成不同尺寸。但其優點是，同樣空間時，比平衡式排列容納的型腔數目多，型腔排列緊湊，總流程短。圖6-17分流道設計要點A、分流道的斷面和長度設計，應在保證順利充模的前提下，盡量取小，尤其對小型塑件更為重要。B、分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度一般為1.6m 即可，這樣可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。C、當分流道較長時，在分流道末端應開設冷料穴，以容納冷料，保證塑件的質量。D、分流道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過渡，如圖6-20所示，有利于熔融塑料的流動及填充。否則，會引起反壓力，影響流動。圖6-203）澆口的設計 澆口是連接分流道和型腔的橋梁。它具有兩個功能：第一，對熔融塑料流入型腔起控制作用；第二，當注射壓力撤銷后，澆口固化，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會倒流。 澆口是澆注系統的關鍵部分，它對塑件的質量影響很大，一般情況下多采用長度很短 （ 0.52mm）而截面又很狹窄的小澆口，主要作用有：可使經過分流道之后壓力和溫度都已有所下降的塑料熔體，產生加速度和較大的剪切熱，降低豁度，提高充模能力； 小澆口容易冷卻固化（俗稱澆口凍結），縮短模塑周期，防止保壓不足而引起的熔體倒流現象，還便于控制補縮時間，降低塑件的內應力；便于塑件與廢料的分離，而且澆口痕跡小，表面質量好。 但小澆口流動阻力大，壓力損失也隨之增大，保壓補縮作用小，易出現縮孔等。所以，某些高粘度塑料、壁厚大、收縮率較大的塑件及成型大型塑件時，澆口還是應適當放大。澆口的斷面形狀及尺寸 澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，澆口的尺寸一般根據經驗確定并取其下限，然后在試模過程中，根據需要將澆口尺寸加以修正。A、澆口截面的厚度h，通常可取塑件澆口處壁厚的1/32/3（或0.52mm）。B、澆口的截面寬度b。矩形截面的澆口，對于中小型塑件通常取b=（510）h，對于大型塑件取b10h。C、澆口長度L。澆口的長度L盡量短，對減小塑料熔體流動阻力和增大流速均有利，通常取L=0.52mm。澆口的形式及其特點圖6-17注射模的澆口形式較多，其形狀和安放位置應根據實際需要綜合各種因素確定，如圖6-21所示。 澆口位置的選擇 澆口的設置是一個很復雜的問題，它開設正確與否，對塑件質量的影響很大，尤其對那些尺寸精度和外觀質量要求很高的塑件，更為至關重要。因此，在確定澆口位置時，設計者應針對塑件的幾何形狀特征及技術要求，并綜合考慮塑料的流動狀態、填充順序、排氣、補縮條件等因素，選擇澆口位置，具體選擇時可查閱有關設計手冊等資料。4）冷料穴和拉料桿的設計 冷料穴的作用是收集每次注射成型時，流動熔體前端的冷料頭，避免這些冷料進入型腔影響塑件的質量或堵塞澆口。圖6-14 臥式或立式注射機用注射模的冷料穴，一般都設在主流道的末端，且開在主流道對面的動模上，直徑稍大于主流道大端直徑，便于冷料的進入，如圖6-14所示。冷料穴的形式不僅與主流道的拉料桿有關，而且還與主流道中的凝料脫模形式有關。 直角式注射機上使用模具的冷料穴，即為主流道的延長部分，如圖6-15所示，其底部也不需要設置拉料桿。 當分流道較長時，可將分流道的盡頭沿料流方向稍作延長而作冷料穴。 并非所有的注射模都要開設冷料穴，有時由于塑料的性能和注射工藝的控制，很少有冷料產生或是塑件要求不高時可以不設冷料穴。圖6-15常見的冷料穴及拉料形式有如下幾種：鉤形（Z形）拉料桿 如圖6-22（a）所示，拉料桿的頭部為Z形，伸入冷料穴中，開模時鉤住主流道凝料并將其從主流道中拉出。拉料桿的固定端裝在推桿固定板上，故塑件推出時，凝料也被推出，稍作側移即將塑件連同澆注系統凝料一起取下。 這種拉料桿用于推桿或推管推出塑件的模具中，是一種常見形式。缺點是凝料推出后不能自動脫落，不宜用于全自動機構中。 圖6-14另外，對于某些塑件因受形狀限制，脫模時不允許塑件左右移動，也不宜采用這種鉤形拉料桿，如圖6-23所示。圖6-23 不宜使用的鉤形拉料桿的情況1塑件；2螺紋型芯；3拉料桿；4推桿；5動模錐形或溝槽拉料穴 錐形或溝槽拉料穴如圖6-22（b）、（c）所示，開設在主流道末端，儲藏冷料。其實是將冷料穴做成錐形或溝槽形，開模時可起拉料作用。其底部推桿在塑件推出時，可對凝料強制推出。這種拉料形式適用于彈性較好的塑料成型。與鉤形拉料桿相比，取凝料時不需要側移，因此，適宜自動化操作。而且，對鉤形拉料桿不宜使用的情況，如圖6-23所示，也可以采用這兩種形式的拉料形式。對硬質塑料或熱固性塑料也有使用的，但錐度要小或者溝橫槽要淺。圖6-22球形頭拉料桿 如圖6-24 （a）所示，這種拉料桿頭部為球形，開模時靠冷料對球形頭的包緊力，將主流道凝料從主流道中拉出，拉料桿固定端裝在型芯固定板上，故當推件板推動塑件時，將主流道凝料從球形頭拉料桿上強制脫出。因此，這種拉料桿常用于彈性較好的塑件并采用推件板脫模的情況，也常用于點澆口凝料自動脫落時，起拉料作用，但這時拉料桿的安裝固定位置應視模具的具體情況而定。球形頭拉料桿還適用于自動化生產，但球形頭部分加工較困難。圖6-24（b）為菌形頭拉料桿，是球形頭拉料桿的變異形式，使用、安裝情況也相同。分流錐形拉料桿 這種拉料桿的頭部做成圓錐形，如圖6-25（a）所示，為增加錐面與凝料間的摩擦力，可采用小錐度或錐面做的粗糙些。這種拉料桿既起拉料作用，又起分流錐作用，當塑件的中心孔較大時，可將拉料桿頭部做成截頭圓錐形，并在其頂部開設冷料穴，如圖6-25（b）所示。 分流錐形拉料桿廣泛用于單型腔、中心有孔又有較高同心度要求的塑件，如齒輪模具中經常使用這種拉料桿。無推桿的拉料穴 如圖6-26所示，這種拉料穴在主流道對面的模板上開一錐形凹坑。為了拉住主流道的凝料，在錐形凹坑的側壁上鉆一個中心線與另一邊平行、深度較淺的小孔。開模時小孔的作用將主流道凝料從主流道中拉出來。推出時推桿頂在塑件或分流道上，這時，小孔內的凝料先沿小孔的軸線移動，然后被全部拔出。為此，需將分流道設計成S形或類似帶有撓性的形狀。4.排氣和引氣系統的設計（1）排氣系統的設計 型腔內氣體的來源，除了型腔內原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產生的低分子揮發氣體。塑料熔體向注射模型腔填充過程中，尤其是高速注射成型和熱固性塑料注射成型時，必須把這些氣體順序排出，否則，不僅會引起物料注射壓力過大，熔體填充型腔困難，造成充不滿型腔，而且部分氣體還會在壓力作用下滲進塑料中，使塑件產生氣泡，組織疏松，熔接不良， 甚至還會由于氣體受到壓縮，溫度急劇上升，進而引起周圍塑料熔體燒灼，使塑件局部炭化和燒焦。在模具設計時，要充分考慮排氣問題。 一般來說，對于結構復雜的模具，事先較難估計發生氣阻的準確位置。所以，往往需要通過試模來確定其位置，然后再開排氣槽。排氣槽一般開設在型腔最后被充滿的地方。 排氣的方式有開設排氣槽排氣、利用成型零件配合間隙排氣和開設排氣塞排氣。1）排氣槽排氣開設排氣槽排氣，通常遵循下列原則：排氣槽最好開設在分型面上，分型面上因排氣槽而產生的飛邊，易隨塑件脫出。排氣槽的排氣口不能正對操作人員，以防熔料噴出而發生工傷事故。排氣槽最好開設在靠近嵌件和塑件最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕，宜開設排氣槽排出氣體，并排出部分冷料。 排氣槽形式如圖6-27所示。圖6-27 （a）為離開型腔 58 mm 后設計成開放的燕尾式，以便排氣順利、通暢。圖6-27（b）的形式是為了防止排氣槽對著操作工人注射時，熔料從排氣槽噴出而引發人身事故，因此將排氣槽設計成離型腔58mm后拐彎的形式。分型面上排氣槽的深度h，見表6-7。表6-7 分型面上排氣槽的深度2）模具零件配合間隙排氣 大多數情況下，可利用模具分型面或模具零件間的配合間隙自然地排氣，可不另設排氣槽，特別是中小型模具。圖6-28是利用分型面及成型零件配合間隙排氣的幾種形式，間隙的大小和排氣槽一樣，通常為0.020.04mm。圖6-173）排氣塞排氣尺寸較深且窄的型腔，氣阻位置往往出現在型腔底部，這時，可采用排氣塞排氣，如圖6-29（a）所示，即模具結構采用鑲拼方式，并在鑲件上制作排氣間隙。排氣塞也可以用燒結金屬塊制成，如圖6-29（b）所示。（2）引氣系統的設計 排氣是塑件成型的需要，而引氣是塑件脫模的需要。對于大型深腔殼體類塑件，注射成型后，型腔內的氣體被排除，塑件表面與型芯表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模。若強制脫模，會使塑件變形或損壞，因此，必須引入氣體，即在塑件與型芯之間引如空氣，使塑件順利脫模。 常見的引氣裝置形式有鑲嵌式側隙引氣和氣閥式引氣兩種，如圖6-30所示。在利用成型零件配合間隙排氣的場合，排氣間隙也可為引氣間隙。5.脫模方案與脫模結構設計在塑件注射成型的每一個工作循環中，都必須讓塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構稱為脫模機構（或稱推出機構、頂出機構）。脫模機構的作用是完成塑件脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統凝料與模具型腔或型芯松動分離，稱為脫出，然后使塑件與模具完全分離。（1）脫模機構的分類脫模機構，可按驅動方式、脫模動作、推出零件形式等進行分類。1）按驅動方式分類相關知識點手動脫模手動脫模是在開模后，用人工操作推出機構取出塑件。機動脫模機動脫模是利用注射機的開模動作使塑件脫離型腔。開模時塑件先隨動模一起移動，達到一定位置時，脫模機構被注射機上固定不動的推桿（或頂桿）頂住而不能隨動模繼續移動，從而使塑件脫離模腔。液壓脫模注射機上設置有專用的液壓頂出裝置（即液壓缸），當開模到一定距離后，通過液壓缸活塞驅動而實現脫模動作。氣動脫模利用壓縮空氣，通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥將塑件吹出。732）按脫模機構的動作分類一次推出機構：這是最常用的脫模方式，塑件只經過推出機構的一次動作就能脫模，故又稱簡單脫模機構。二次推出機構：塑件經過兩次不同的動作才能脫模。延遲動作推出機構：在某些情況下，當塑件被推出后還需延遲動作再推出澆注系凝料等，尤其適用于潛伏式澆注系統注射模具。3）按模具中的推出零件分類相關知識點推桿式脫模應用廣泛，常用圓形截面推桿。推管式脫模適用于薄壁圓桶形塑件。脫模板脫模運用于薄壁容器、殼體以及不允許存在推出痕跡的塑件。脫模板也稱推件板。推塊式脫模適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。利用成型零件推出制品的脫模適用于螺紋型環一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。多元聯合式脫模對于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復雜制品，為防止其出現缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機構聯合動作以完成脫模過程。4）混合分類隨著塑件品種及尺寸大小、形狀的不同，脫模機構的種類很多，不便統一標準而劃分，在生產實踐中即用混合法較為實用和直觀，如圖6-31所示。（2）脫模機構的設計要求1）盡量使塑件留在動模上。這是因為，要利用注射機推出裝置來推出塑件，必須在開模過程中保證塑件留在動模上，這樣模具結構較為簡單。2）保證塑件不變形、不損壞。為此，必須正確分析塑件與型腔各部位的附著力的大小，選擇合理的推出方式和推出部位，使脫模力合理分布。由于塑件收縮時包緊型芯，因此脫模力作用位置應盡量靠近型芯，同時亦應布置在塑件剛度。強度最大的部位（如凸緣、加強筋等處），作用面積也應盡可能大些，以免損壞塑件。3）保證塑件外觀良好。也就是說，推出塑件的位置應盡量選在塑件的內部或對塑件外觀影響不大的部位。4）結構可靠。推出機構應工作可靠，運動靈活，具有足夠的強度和剛度。 （4）一次脫模機構（簡單脫模機構） 凡在動模一邊施加一次推出力，就可實現塑件脫模的機構，稱為簡單脫模機構。 通常包括推桿脫模機構、推管脫模機構、脫模板脫模機構、推塊脫模機構、多元聯合脫模機構和氣動脫模機構等。1）推桿脫模機構推桿（頂桿）脫模機構是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點，其典型結構如圖6-33所示。它是由推桿1、推板5、推桿固定板2和擋銷8等組成。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。表6-8 推桿推出機構的結構型式推桿的固定形式 推桿與推桿孔的配合可采用H8/f8或H7/e7。配合表面的粗糙度一般為Ra0.80.4m。推桿在固定板中的形式如圖6-34所示。圖6-34（a）為一種常用形式，適用于各種形式的推桿。圖6-34（b）是采用墊塊或墊圈代替固定板上的沉孔，使之加固簡便。圖6-34（c）中，推桿的高度可以調節，螺母起固定鎖緊作用。圖6-34 （d）是利用螺母頂緊推桿，適用于推桿直徑較大及固定板較厚的情況。圖6-34（e）是鉚釘的形式，適用于直徑小的推桿或推桿之間距離較近的情況。圖6-34（f）是用螺釘緊固，適用于粗大的推桿。推出機構的導向當推桿較細或推桿數量較多時，為了防止因塑件反阻力不均而導致推桿固定板扭曲或傾斜、折斷推桿或發生運動卡滯現象，常在推出機構中設導向零件，一般包括導柱和導套。導柱一般不少于兩個，大型模具要四個。圖6-35（a）、（b）、（c）為導柱的三種安裝形式。前兩種形式的導柱除定位作用外，還能起到支撐柱的作用，以減少注射成型時動模支承板的彎曲。 推出機構的復位脫模機構完成塑件頂出后，為進行下一個工作循環必須回復到初始位置。目前，常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位。復位桿又稱回程桿或反推桿。復位桿通常裝在與固定推桿的同一固定板上，且各個復位桿的長度必須一致。復位桿一般設24根，為避免長期對定模板的撞擊，可采取兩種防止措施，其一是使復位桿端面低于定模板平面0.020.05mm，其二是在復位桿底部增設彈簧緩沖裝置，如圖6-36（d）所示。 彈簧復位是一種最簡單的復位方式。推出塑件時彈簧被壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構復位。 此外，彈簧還有使推桿預先復位的作用，尤其適用于帶側抽芯機構的模具。圖6-36圖6-36圖6-38為幾種復位形式，其中圖6-36是用復位桿的形式。圖6-36 （a） 為開模時推桿推出塑件狀態；圖6-36（b）為合模時推出機構回位狀態；圖6-36（c）為在模具上裝有反向銷的復位桿，由于反向銷作為磨損件容易替換，所以建議在使用復位桿時采用反向銷；圖6-36（d）是在復位桿底部裝有彈簧緩沖裝置。 圖6-36有時，復位桿也兼作導柱用，此時就可省去推出機構的導向元件，如圖6-36（b）所示。 2）推管脫模機構 推管又稱空心推桿或頂管，特別適用于圓環形、圓筒形等中心帶孔的塑件脫模。推管整個周邊推頂塑件，使塑件受力均勻，無變形、無推出痕跡等優點。推管推出機構的常用方式是將主型芯固定于動模座板的推管脫模機構，如圖6-40（a）所示。型芯穿過推板固定于動模座板上。此種結構型芯較長，型芯可兼作脫模機構的導向柱，多用于脫模距離不大的情況下。 圖6-40（b）所示為其配合形式。推管的內徑與型芯配合，外徑與模板配合，其配合精度一般為間隙配合，對于小直徑推管取H8/f8或H7/f7，對于大直徑推管取F8/f7。推管與型芯的配合長度為推出距離S加35mm，推管與模板的配合長度一般為推管外徑的1.52 倍，其余部分均為擴孔，推管擴孔為d+0.5（mm），模板擴孔為D+1（mm）。另外，為了不擦傷型腔，推管外徑要略小于塑件相應部位的外徑。 主型芯固定于動模型芯固定板的推管結構如圖6-41所示。采用這種結構，型芯的長度可大為縮短，但推出行程包含在動模板內，致使動模的厚度增加，推出距離受限。型芯的固定方法如圖6-41中的（a）、（b）、（c）所示。圖6-36圖6-42所示為推管中部開有長槽，型芯用圓銷或扁銷固定于動模支承板上，槽在圓銷以下的長度L應大于推出距離。這種結構型芯較短，模具結構緊湊，但型芯的緊固力較小，要求推管和型芯及型腔的配合精度較高，適用于型芯直徑較大的模具。圖6-363）脫模板脫模機構脫模板又稱卸料板或刮板。其特點是推出面積大、推力均勻，塑件不易變形，表面無推出痕跡，結構簡單，模具無需設置復位桿，適用于大筒形塑件或薄壁容器及各種罩殼形塑件。脫模板的結構形式脫模板的結構形式如圖6-43所示。圖6-43 （a）、（b）中的脫模板與推桿固定連接，以防止脫模板在推出過程中脫落；其余幾種為無固定連接形式，但必須嚴格控制推出距離，并要求導柱有足夠長度保證脫模板不脫落。 另外，圖6-43 （a）是應用最廣的形式；圖6-43 （b）的脫模板鑲入模板中，又稱環狀脫模板，結構緊湊；圖6-43（c）適用于兩側帶有頂出桿的注塑機；圖6-43 （d）用定距螺釘的頭部頂脫模板，另一端與推出板直接相連，省去推桿固定板；圖6-43 （e）中的推出機構的導向借助動模、定模的導柱。脫模板與型芯之間的配合為間隙配合，如H7/f6。圖6-44 脫模板厚度計算關系圖1圓筒形盆件；2矩形塑件表6-9 圓環形平板系數 k1、k2推薦值對矩形或異環形截面塑件，其脫模板所用推桿分布如圖6-44（b）所示，若按剛度計 算，則:式中 B脫模板的寬度(mm)。4）推塊脫模機構 推塊是推管的一種特殊形式，用于推出非圓形的大面積塑件，其結構如圖6-45所示。圖6-45（a）無復位桿，推塊的復位靠主流道中的熔體壓力來實現；圖6-45（b）中復位桿在推塊的臺肩上，結構簡單緊湊，但與圖6-45（a）一樣，在推出塑件時，型腔3與推塊1的移動空間應足以使推塊推出塑件；圖6-45（c）采用非臺階推塊推出塑件時，推塊1不得脫離型腔3的配合面，復位桿2帶動推桿4使推塊1復位。推塊與型腔間的間隙配合為H7/f6，推塊材料用T8，并經淬火后硬度為HRC5355或45鋼經調質后硬度為HB235。5）利用成型零件的脫模機構 有些塑件由于結構形狀和所用塑料的緣故，不能采用上述各種脫模機構。這時，可利用成型鑲件或型腔作為推出零件來脫模，如圖6-46所示。圖6-46（a）是利用推桿推出螺紋型芯；圖6-46（b）推桿推出的是螺紋型環，經人工取塑件后將型環放入模內，為便于型環安放，推桿采用彈簧復位；圖6-46（c）是利用活動鑲塊將塑件推出，然后人工取塑件；圖6-46（d）將鑲塊固定于推桿上，脫模時，鑲塊不與模體分離，用人工取出塑件后由推桿帶動鑲件復位；圖6-46（e）是利用型腔帶出塑件的推出機構，開模時，型腔將塑件脫離型芯后，用人工將塑件從型腔中取出。這種結構適用于軟質塑件，但型腔數目不宜過多，否則取件困難。6）多元聯合脫模機構對于深腔殼體、薄壁、局部有管狀、凸筋、凸臺及金屬嵌件的復雜塑件，多采用兩種或兩種以上的簡單脫模機構聯合推出，以防止塑件脫模時變形，如圖6-47所示為二元聯合脫模機構。 圖6-48所示為四元聯合脫模機構，即推桿、推管、脫模板、活動鑲塊并用的形式。 7）氣動脫模機構氣動脫模機構是在凸模（型芯）上設置壓縮空氣推出閥門，在型芯與塑件之間通入0.50.6MPa的壓縮空氣使塑件脫模。它特別適用于深腔薄壁類容器，尤其是軟質塑料的脫模。其結構形式如圖6-49所示。（5）二次脫模機構 一般的塑件，其推出動作都是一次完成的。但某些特殊形狀的制品，一次推出動作難以將制品從型腔中推出或者制品不能自動脫落，這時就必須再增加一次推出動作才能使制品脫落。例如采用脫模板推出制品時，若在脫模板上加工有制品的成型部分，制品會附著在脫模板上，仍難以脫出，這時必須采用推桿作第二次推出，使其完全脫離脫模板。 二次脫模機構的種類很多，運動形式也很巧妙，但都應該遵循一個共同點：兩次推出的行程一般都有一定的差值，行程大與行程小者既可以同時動作也可以滯后動作。同時動作時，要求行程小者提前停止動作；若不同時動作時，要求行程大者的零件滯后運動。 圖6-50（a）是氣動二次脫模機