1、一、一、導向機構設計導向機構設計二、二、脫模機構設計脫模機構設計 重點掌握重點掌握第一節第一節 導向機構設計導向機構設計導向機構的作用： 主要是定位和定向，保證動模和定模兩大部分或模內其他零部件之間的準確對合。結構 形式： 導柱導向和錐面、銷等定位。設計的基本要求： 導向精確，定位準確，并具有足夠的強度、剛度和耐磨性。一、導柱導向機構一、導柱導向機構導柱導向原理： 利用導柱和導向孔之間的配合來保證模具的對合精度。1導柱 結構類型圖82：設計內容包括： 導柱和導套的結構；導柱與導向孔的配合以及導柱的數量和布置等。B型導柱適用于塑件精度要求高及生產批量大的模具，常與導套配用，以便在磨損后，更換導套

2、繼續保持導向精度。裝在模具另一邊的導套安裝孔，可以和導柱安裝孔以同一尺寸加工而成，保證了同軸度。A型導柱適用于簡單模具和小批量生產，一般不要求配置導套；直徑視模具大小而定，但須具有足夠的抗彎強度，且表面要耐磨，芯部要堅韌，材料多半采用低碳鋼(20)滲碳淬火，或用碳素工具鋼(T8、T10)淬火處理，硬度為5055HRC。 端部常設計成錐形或半球形，便于導柱順利地進入導向孔。長度通常應高出凸模端面68mm(圖83)，以免在導柱未導正時凸模先進入型腔與其碰撞而損壞。設計要點：配合精度。導柱與導向孔通常采用間隙配合H7f6或H8f8，與安裝孔采部分表面粗糙度為Ra=0.8m。注意，采用適當的固定方法防

3、止導柱從安裝孔中脫出。圖81。 b、常采用鑲入導套的形式，保證導向精度和檢修方便，結構如圖84。圖(a)為臺階式導套，主要用于精度要求高的大型模具。直徑尺寸按模具模板外形尺寸而定，表81。模板尺寸越大，導柱間中心距應越大，導柱直徑也越大。2導向孔結構形式：a、直接在模板上開孔，加工簡單，適用于精度要求不高且小批量生產的模具。設計要點： 導向孔最好為通孔，否則導柱進入未開通的導向孔(盲孔)時，孔內空氣無法逸出，產生反壓力，給導柱運動造成阻力。若受模具結構限制，導向孔必須做成盲孔時，則應在盲孔側壁增設透氣孔或透氣槽，如圖84。 為使導柱較順利地進人導套，導套前端應倒有圓角。通常導套采用淬火鋼或銅等

4、耐磨材料制造，但硬度應低于導柱硬度，以改善摩擦及防止導柱或導套拉毛。 導套孔滑動部分按H8f8間隙配合，導套外徑按H7n6過渡配合(圖81). 安裝固定方式如圖81，其中圖(a)、(b)均采用臺階式導套，利用軸肩防止開模時拔出導套，圖(c)采用直導套，用螺釘起止動作用。3導柱的數量和布置導柱的數量和布置 數量，一般取24根。 布置形式根據模具的結構形式和尺寸來確定，圖85。 圖(a)適用于結構簡單、精度要求不高的小型模具； 圖(b)、(c)為4根導柱對稱布置的形式，其導向精度較高。為了避免安裝方位錯誤，可將導柱做成兩大兩小，圖 (c)，一大兩小圖(d)，或導柱直徑相等，但其中一根位置錯開310

5、mm。二、錐面和合模銷定位機構1.錐面定位 適用場合：多用于大型、深腔和精度要求高的塑件，特別是薄壁偏置不對稱的殼體。原因是大尺寸塑件在注射時，成型壓力會使型芯與型腔偏移，且過大側壓力讓導柱單獨承受，使導柱導向過早失去對合精度。需用錐面承受一定的側壓力，同時錐面定位也提高了模具的剛性。 結構： 圖86，圓錐面定位機構的模具，常用于圓筒類塑件。其錐角為520，高度大于15mm，兩錐面均需淬火處理。 圖8-7為斜面鑲條定位機構，常用于矩形型腔的模具。用4條淬硬的斜面鑲條，安裝在模板上。這種結構加工簡單，通過對鑲條斜面調整可對塑件壁厚進行修正，磨損后鑲條又便于更換。2.合模銷定位 垂直分型面的模具中

6、，為保證錐模套中的對拼凹模相對位置準確，常采用兩個合模銷定位。分模時，為防止合模銷拔出，其固定端采用H7k6過渡配合，另一滑動端采用H9f9間隙配合，圖88。第二節 脫模機構設計一、脫模機構的分類及設計原則 什么是脫模機構？ 注射成型后，使塑件從凸模或凹模上脫出的機構。 組成： （圖89）它由系列推出、輔助零件組成，可具有不同的脫模動作。1脫模機構的分類 按推出動作的動力源，有手動脫模、機動脫模、氣動和液壓脫模等； 機構分類： 按推出機構動作特點，分為一次推出(簡單脫模機構)、二次推出、順序脫模、點澆口自動脫落以及帶螺紋塑件脫模等。 脫模機構種類繁多，其設計是一項既復雜又靈活的工作，需不斷積累

7、經驗，在設計中應敢于改革創新。2脫模機構的設計原則 保證塑件不因頂出而變形損壞、影響外觀。 設計時須正確分析塑件對模具粘附力的大小和作用位置，選擇合適的脫模方式和恰當的推出位置，平穩脫出塑件。推出位置盡量選擇塑件內表面或隱蔽處，使塑件外表面不留推出痕跡。 推出機構運動要準確、靈活、可靠，無卡死與干涉現象。機構本身應有足夠的剛度、強度和耐磨性。為使推出機構簡單、可靠，開模時應使塑件留于動模，以利用注射機移動部分的頂桿或液壓缸的活塞推出塑件。二、脫模力的計算及推出零件尺寸確定 計算脫模力時應考慮：由收縮包緊力造成的制品與型芯的摩擦阻力，該值應由實驗確定。由大氣壓力造成的阻力。由塑件的粘附力造成的脫

8、模阻力。推出機構運動摩擦阻力。 上述各項中，與兩項起決定作用，與兩項可用修正系數的形式包括在脫模力計算公式之中。 l.脫模力的計算什么是脫模力？將制品從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力。制件為圓環形斷面時所需脫模力(N) AKKfrESLF1 . 01tan221AKKfESLbaF1 . 01tan221(2)薄壁制件(td0.05)制件為圓環形斷面時所需脫模力(N)為 (8-3)AKfESLF1 . 01tancos221(1)厚壁制件(td0.05) (8-1)制件為矩環形斷面時所需脫模力(N)為 (8-2) 制件為矩環形斷面時所需脫模力(N)為 (8-4) (8-5) (8-6) AK

9、fESLF1 . 01tancos822cos2cos2221Kcossin12fK式中 K1無量綱系數，其值隨與而異，=r圓環形斷面時，r為型芯平均半徑（mm），=1；矩形斷面時，=2；K1值除可用上式計算外還可從表82中選取； K2無量綱系數，隨f和而異；K2值還可從表83中選取； td壁厚與直徑之比； 1圓環形制品的壁厚，mm； 2矩環形制件的平均壁厚，mm；a，b矩形型芯的斷面尺寸，mm； S塑料平均成型收縮率； E塑料的彈性模量，MPa(見附錄B)； L制件對型芯的包容長度，mm； f制件與型芯之間的摩擦因數(見附錄B)； 模具型芯的脫模斜度，()； 塑料的泊松比(見附錄B)； A盲

10、孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，mm2，通孔制件的A等于零。2推出零件尺寸的確定 對于筒形或圓形塑料制件，當需要推件板脫模時， a、根據剛度計算，推件板的厚度 (mm)公式為3/123EFRCt (8-7)(1)推件板厚度的確定式中 C3系數，隨Rr而異，按表84選取； R推桿作用在推件板上所形成的幾何半徑，mm； r推件板環形內孔(或型芯)的半徑，mm； E鋼材的彈性模量(E=21105MPa)； 推件板板中心所允許的最大變形量，一般可取制件在被推出方向上的尺寸公差的1/51/10，mm； F脫模力，N。 3/13FKt b、根據強度計算，則推件板厚度(mm)公式為 (8-8)式中

11、K3系數，隨Rr值而異，按表84選取； 推件板材料的許用應力，MPa； F脫模力，N。 3/1054. 0EBFLt(8-9)式中 L0推件板長度上兩推桿的最大距離， B推件板寬度，mm。 其他符號同前述。對橫截面為矩形或異形的環狀制件，根據剛度計算，推件板厚度(mm)公式為(2)推桿直徑的確定a、根據壓桿穩定公式，可得推桿直徑(mm)的公式 4/12nEFLKd （8-10） 式中 d推桿的最小直徑，mm； K安全系數，可取K=15； L推桿的長度，mm； F脫模力，N；n推桿數目； E鋼材的彈性模量，MPa。式中 推桿材料的許用應力，MPa； 推桿所受的應力，MPa。 其他符號同前述。 2

12、4dnF(8-11)b、推桿直徑確定后，還應進行強度校核，其公式為三、一次推出脫模機構三、一次推出脫模機構什么是一次推出脫模機構？ 指開模后，用一次動作將塑件推出的機構，又稱簡單脫模機構。(1)推桿脫模機構的組成 圖8-9，最常用的脫模機構。主要由推出部件、推出導向部件和復位件等組成。1推桿脫模機構包括： 推桿脫模、推管脫模、推板脫模、氣動脫模及利用活動鑲件或型腔脫模和多元件聯合脫模等機構。 導向部件 組成：導柱4和導套3。作用：使推出過程平穩，推出零件不致彎曲和卡死。推出部件 組成：推出部件由推桿1、推桿固定板2、推板5和擋銷8等。作用：推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出；推桿固定板和推板

13、起固定推桿及傳遞注射機頂出壓缸推力；擋銷調節推桿位置和便于消除雜物。 組成：復位桿7，也有利用彈簧復位的，圖810(a)，彈簧套在一定位柱上，以免工作時彈簧扭斜，同時定位柱也起限制推出距離的作用，避免彈簧壓縮過度；(b)當推桿固定板移動空間不夠時，將彈簧套在推桿上的形式；在推桿多、復位力要求大時，彈簧常與復位桿配合使用，以防止復位過程中發生卡滯或推出機構不能準確復位的情況。復位部件 作用：使完成推出任務的推出零部件回復到初始位置。(2)推桿設計要點通常設在凸臺或肋的底部；推桿不宜設在塑件壁薄處，若結構需要頂在薄壁處時，可增大推出面積以改善塑件受力狀況，(c)采用推出盤的形式；當塑件上不允許有推

14、出痕跡時，可采用推出耳形式，(d)，脫模后將推出耳剪掉。推桿應設置在脫模阻力大的地方(a)殼或蓋類塑件的側面阻力最大，推桿應設在端面或靠近側壁的部位，但也不應和型芯(或嵌件)距離太近，以免影響凸模或凹模的強度；當塑件各處脫模阻力相同時，推桿應均衡布置，使塑件脫模時受力均勻，以防止變形；(b)塑件局部帶凸臺或肋，推桿 推桿應有足夠的強度和剛度承受推出力，以免推桿在推出時彎曲或折斷。 推桿直徑可由計算得出，通常取2512 mm，對于直徑小于3 mm的細長推桿應做成下部加粗的階梯形(圖813B型)。推桿的常用截面形狀如圖812，圓形截面為最常用的形式，標準圓形截面推桿的結構如圖813。標準圓形截面推

15、桿的結構如圖813。 推桿端面應和型腔在同一平面或比型腔的平面高出005010 mm，如圖814，且不應有軸向竄動。 推桿與推桿孔配合一般為H8f8或H9f9，其配合間隙不大于所用塑料 對于開有冷卻水道的模具，應避免推桿穿過冷卻水道，否則會出現漏水現象。設計時先設計冷卻系統，再設計推出機構，并與冷卻水道保持一定距離，以保證加工。的溢料間隙，以免產生飛邊，常用塑料的溢料間隙參看表76。 對帶有側向抽芯的模具，推桿位置應盡量避開側向型芯，否則需設置推桿先復位裝置，以免與側抽芯發生干涉。2推管脫模機構 特點：主型芯和凹模可同時設計在動模一側，以利于提高塑件的同軸度。但壁過薄的塑件(壁厚1.5mm)，

16、推管加工困難，且易損 壞，不宜采用推管推出。 優點：推管以環形周邊接觸塑件，故推頂塑件力量均勻，塑件不易變形，不會留下明顯的推出痕跡。 適用場合：環形、筒形塑件或塑件帶孔部分的推出。 尺寸配合： 圖815，內徑與型芯配合，小直徑 推管取H8f8配合，大直 徑推管取H7f6配合；推管與型芯的配合長度比推出行程S長35 mm，推管與模板的配合長度一般為(152)D；其余部分擴孔，推管擴孔d+l，模板擴孔D十1。組合形式：圖815型芯固定在動模底板上，型芯長，制造和裝配較麻 煩，但結構可靠，適用于推出行程不大的場合。上述幾種推管脫模機構均須采用復位桿復位。(b)為推管在軸向開有連接槽或孔，可用鍵或銷

17、將型芯連接在推管上，但因緊固力小，只適用于小尺寸型芯。圖816。(a)型芯固定在動模型芯固定板上，推管在型芯滑動，使推管和型芯長度大為縮短，但型腔板厚度增加。 3推板脫模機構 特點：塑件表面不留推出痕跡，同時塑件受力均勻，推出平穩，且推出力大，結構較推管脫模機構簡單。 適用場合：薄壁容器、殼形塑件及外表面不允許留有推出痕跡的件。 (c)所示結構適用于兩側具有頂出桿的注射機，模具結構 簡單，但推件板要適當加大和加厚 結構形式：圖817，(a)為推件板與推桿采用螺紋連接，以防止推件板在推出過程中脫落；(b)為推件板與推桿無固定連接，故要求導柱足夠長，且 嚴格控制脫模行程，以防止推板脫落；尺寸： 為

18、減少脫模過程中推件板與型芯之間的摩擦，兩者之間留有0.2 0.25mm的間隙，并采用錐面配合，以防止推件板 偏斜溢料，錐面的斜度約取35左右，圖817(b)。引氣裝置： 大型深腔薄壁或軟質塑料容器，推板脫模時 塑件部易形成真空，使脫模困難，甚至還會使塑件變形或損壞，應在凸模上附設引氣裝置，圖734。 圖818(a)利用螺紋型環作推出零件；(b)利用活動成型鑲件推出塑件的結構，推桿推出型芯鑲件，塑件取出后，推桿帶動鑲件復位；圖(c)用型腔帶出塑件，型腔推出塑件后，人工取出塑件，該結構適用于軟質塑料，但型腔數目不宜過多，否則取件困難。4利用成型零件推出的脫模機構 某些塑件因結構和材料等關系，不適宜

19、采用上述的脫模機構，可利用成型鑲件或型腔帶出塑件，使之脫模。5多元件綜合脫模機構 某些深腔殼體、薄壁塑件及帶有局部環狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復雜塑件，用單一的脫模方式，不能保證塑件順利脫出，需采用兩種以上的多元件聯合推出。圖8-19為推桿、推管與推板三種元件聯合使用。6氣壓脫模機構 圖820用于深腔塑件及軟性塑件脫模的氣壓脫模機構，加工簡單，但必須設置氣路和氣門等。塑件固化后開模，通人0104 MPa的壓縮空氣，將閥門打開，空氣進入型芯與塑件之間，使塑件脫模。四、二次推出脫模機構 當塑件形狀特殊或生產自動化需要，在一次脫模動作后，塑件仍難于從型腔中取出或不能自動脫落時，須增加一次脫模動作，才能

20、使塑件脫模；有時為避免一次脫模使塑件受力過大，也采用二次脫模，以保證塑件質量。 什么情況下采用二次推出機構？（1）擺塊拉板式脫模機構1.單推出板二次脫模機構 圖821，利用活動擺塊推動型腔完成一次脫模，然后由推桿完成二次脫模。(a)為合模狀態；開模時，固定在定模的拉板7帶動活動擺塊5，將型腔1抬起，完成一次脫模，圖(b)；繼續開模時，限位螺釘2拉住型腔板，由注射機頂桿4通過推桿3將塑件從型腔中推出。彈簧6的作用是使活動擺塊始終靠緊型腔，圖(c)。圖822通過擺桿和U形架完成二次脫模。(a)為合模狀態。開模時注射機頂桿5推動推桿固定板，使固定在上面的推桿7和擺桿3一起向前運動，同時擺桿經固定在型

21、腔上的圓柱銷l使型腔抬起，將塑件從型芯上脫下，完成一次脫模，圖(b)。當限位螺釘9迫使型腔不能繼續向前移動時，擺桿又脫離了U形限制架4，同時圓柱銷1將兩擺桿 (2)擺桿式脫模機構分開，由彈簧2拉住擺桿緊靠在圓柱銷上，當注射機頂桿繼續頂出時，推桿7推動塑件脫離型腔，圖(c)。單推出板二次脫模機構的特點： 只用一個推出板。其結構形式很多，除上述兩種以外還有氣動式、液壓式、彈簧式、拉桿式、滑塊式及鋼球式等。2.雙推出板二次脫模機構 特點：兩組推出板，利用兩組推出板的先后動作完成二次脫模。 圖823，(a)為原始位置，開模時注射機頂桿6推動一次推出板，同時定距塊5使二次推出板以同樣速度推動塑件，使塑件

22、和型腔一起運動而脫離動模型芯，完成一次脫模。當開模至圖(b)位置時，一次推出板碰到八字形擺桿4，由于擺桿支點到兩推板接觸點的距離不等，在擺桿的擺動下，(1)八字擺桿式脫模機構使二次推出板向前運動的距離大于一次推出板的距離，因而使塑料制件從型腔中脫出， 圖8-24，成型推桿7固定在一次推出板9上，中心推桿6和拉鉤1固定在二次推出板10上。閉模狀態時，拉鉤在彈簧2的作用下始終鉤住圓柱銷5，圖(a)。開模時注射機頂桿8頂動二次推出板，由于拉鉤的作用，一、二次推出板同時推動塑件，使塑件脫離型芯，完成一次脫模。繼續開模時，在斜楔3的作用下，拉鉤與圓柱銷脫(2)拉鉤楔塊式脫模機構開，同時限距柱4碰到動模固

23、定板，使一次推出板停止運動，圖(b)狀態。注射機頂桿繼續前進，推桿6推出塑件，完成二次脫模，圖(c)。什么情況下采用順序脫模機構？ 一般模具設計盡可能使塑件留在動模一側，但有時由于塑件形狀特殊而不一定留于動模，或因某種特殊需要，模具在分型時必須先使定模分型，然后再使動模、定模分型，此情況必須考慮在模上設置脫模機構，稱之順序脫模或雙脫模機構。(1)彈簧順序脫模機構 圖825，合模時彈簧受壓縮，開模過程中，首先在彈簧作用下，使A分型面分型，分開至一定距離，限位螺釘限制定模的運動，模具從B分型面分型脫模。3順序脫模機構 圖826，拉鉤順序脫模的兩種形式。圖(a)，開模時先從A分型面分型，開模一定距離

24、，拉鉤在壓塊作用下擺動而脫鉤，定模受拉板限制而停止運動，于是從B分型面分分(2)拉鉤順序脫模機構 塑件上的內螺紋用螺紋型芯成型，外螺紋用螺紋環成型。帶螺紋塑件脫模需設置一些特殊機構。六、塑件螺紋的脫模機構(1)塑件外表面帶有止轉結構 帶螺紋塑件成型后，必須與螺紋型芯或型環作相對轉動和移動才能脫模，塑件的外表面或端面應考慮帶有止轉的花紋或圖案，圖8-30。1塑件螺紋脫模機構設計注意事項 利用塑件彈性脫螺紋 聚乙烯和聚丙烯等軟質塑件，圖8-32(a)，可用推件板將塑件從螺紋型芯上強制脫下，(b)中A為推件板。這種形式的模具結構簡單，用于精度要求不高的塑件。但應避免圖(c)中用圓弧端面作為推出面，這

25、樣脫模困難。 2塑件螺紋的脫模方式(1)強制脫螺紋 圖833(a)，開模時，在彈簧作用下芯桿l先從硅橡膠螺紋型芯4中退出，使硅橡膠收縮，再用推桿將塑件推出，(b)。該因硅橡膠壽命低，僅用于小批量生產。 用硅橡膠作螺紋型芯強制脫模 當模具不能設計成瓣合模或回轉脫螺紋結構太復雜時，將螺紋部分做成活動型芯或活動型環隨塑件一起脫模，然后機外將它們分開。圖834(a)所示為活動螺紋型芯結構， (c)為活動螺紋型環結構。這種形式的模具結構簡單，但需加機外取芯裝置。(2)利用活動螺紋型芯或螺紋型環脫螺紋 螺紋回轉脫模機構的驅動方式：人工驅動、液壓或氣動、電動機驅動及利用開模運動通過齒輪齒條或大升角絲杠螺母驅動等。(3)螺紋部分回轉的脫模機構 原理：利用塑件與螺紋型芯或型環相對轉動與相對移動脫出螺紋。 回轉機械可設在動模或定模，通常模具回轉機構設置在動模一側。 手動脫螺紋機構 圖835，模內設變向機構的手動脫螺紋型芯的結構。當手工搖動蝸桿5時，與它嚙合的蝸輪4通過滑鍵帶動螺紋型芯7旋轉，由于凸模3的