注射模的导向及课件.ppt

1、一、一、导向机构设计导向机构设计二、二、脱模机构设计脱模机构设计 重点掌握重点掌握第一节第一节 导向机构设计导向机构设计导向机构的作用：主要是定位和定向，保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合。结构 形式：导柱导向和锥面、销等定位。设计的基本要求：导向精确，定位准确，并具有足够的强度、刚度和耐磨性。一、导柱导向机构一、导柱导向机构导柱导向原理：利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。1导柱 结构类型图82：设计内容包括：导柱和导套的结构；导柱与导向孔的配合以及导柱的数量和布置等。B型导柱适用于塑件精度要求高及生产批量大的模具，常与导套配用，以便在磨损后，更换导套继续保持导

2、向精度。装在模具另一边的导套安装孔，可以和导柱安装孔以同一尺寸加工而成，保证了同轴度。A型导柱适用于简单模具和小批量生产，一般不要求配置导套；直径视模具大小而定，但须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，材料多半采用低碳钢(20)渗碳淬火，或用碳素工具钢(T8、T10)淬火处理，硬度为5055HRC。端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。长度通常应高出凸模端面68mm(图83)，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。设计要点：配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7f6或H8f8，与安装孔采部分表面粗糙度为Ra=0.8m。注意，采用适当的固定方法防止导柱从安装

3、孔中脱出。图81。b、常采用镶入导套的形式，保证导向精度和检修方便，结构如图84。图(a)为台阶式导套，主要用于精度要求高的大型模具。直径尺寸按模具模板外形尺寸而定，表81。模板尺寸越大，导柱间中心距应越大，导柱直径也越大。2导向孔结构形式：a、直接在模板上开孔，加工简单，适用于精度要求不高且小批量生产的模具。设计要点：导向孔最好为通孔，否则导柱进入未开通的导向孔(盲孔)时，孔内空气无法逸出，产生反压力，给导柱运动造成阻力。若受模具结构限制，导向孔必须做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设透气孔或透气槽，如图84。为使导柱较顺利地进人导套，导套前端应倒有圆角。通常导套采用淬火钢或铜等耐磨材料制造，但硬

4、度应低于导柱硬度，以改善摩擦及防止导柱或导套拉毛。导套孔滑动部分按H8f8间隙配合，导套外径按H7n6过渡配合(图81).安装固定方式如图81，其中图(a)、(b)均采用台阶式导套，利用轴肩防止开模时拔出导套，图(c)采用直导套，用螺钉起止动作用。3导柱的数量和布置导柱的数量和布置 数量，一般取24根。布置形式根据模具的结构形式和尺寸来确定，图85。图(a)适用于结构简单、精度要求不高的小型模具；图(b)、(c)为4根导柱对称布置的形式，其导向精度较高。为了避免安装方位错误，可将导柱做成两大两小，图(c)，一大两小图(d)，或导柱直径相等，但其中一根位置错开310mm。二、锥面和合模销定位机构

5、1.锥面定位 适用场合：多用于大型、深腔和精度要求高的塑件，特别是薄壁偏置不对称的壳体。原因是大尺寸塑件在注射时，成型压力会使型芯与型腔偏移，且过大侧压力让导柱单独承受，使导柱导向过早失去对合精度。需用锥面承受一定的侧压力，同时锥面定位也提高了模具的刚性。结构：图86，圆锥面定位机构的模具，常用于圆筒类塑件。其锥角为520，高度大于15mm，两锥面均需淬火处理。图8-7为斜面镶条定位机构，常用于矩形型腔的模具。用4条淬硬的斜面镶条，安装在模板上。这种结构加工简单，通过对镶条斜面调整可对塑件壁厚进行修正，磨损后镶条又便于更换。2.合模销定位 垂直分型面的模具中，为保证锥模套中的对拼凹模相对位置准

6、确，常采用两个合模销定位。分模时，为防止合模销拔出，其固定端采用H7k6过渡配合，另一滑动端采用H9f9间隙配合，图88。第二节 脱模机构设计一、脱模机构的分类及设计原则 什么是脱模机构？注射成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构。组成：（图89）它由系列推出、辅助零件组成，可具有不同的脱模动作。1脱模机构的分类 按推出动作的动力源，有手动脱模、机动脱模、气动和液压脱模等；机构分类：按推出机构动作特点，分为一次推出(简单脱模机构)、二次推出、顺序脱模、点浇口自动脱落以及带螺纹塑件脱模等。脱模机构种类繁多，其设计是一项既复杂又灵活的工作，需不断积累经验，在设计中应敢于改革创新。2脱模机构的设计原

7、则 保证塑件不因顶出而变形损坏、影响外观。设计时须正确分析塑件对模具粘附力的大小和作用位置，选择合适的脱模方式和恰当的推出位置，平稳脱出塑件。推出位置尽量选择塑件内表面或隐蔽处，使塑件外表面不留推出痕迹。推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死与干涉现象。机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。为使推出机构简单、可靠，开模时应使塑件留于动模，以利用注射机移动部分的顶杆或液压缸的活塞推出塑件。二、脱模力的计算及推出零件尺寸确定 计算脱模力时应考虑：由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值应由实验确定。由大气压力造成的阻力。由塑件的粘附力造成的脱模阻力。推出机构运动摩擦阻力。上述各项中，与两项起决

8、定作用，与两项可用修正系数的形式包括在脱模力计算公式之中。l.脱模力的计算什么是脱模力？将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。制件为圆环形断面时所需脱模力(N)AKKfrESLF1.01tan221AKKfESLbaF1.01tan221(2)薄壁制件(td0.05)制件为圆环形断面时所需脱模力(N)为 (8-3)AKfESLF1.01tancos221(1)厚壁制件(td0.05)(8-1)制件为矩环形断面时所需脱模力(N)为(8-2)制件为矩环形断面时所需脱模力(N)为 (8-4)(8-5)(8-6)AKfESLF1.01tancos822cos2cos2221Kcossin12fK式

9、中 K1无量纲系数，其值随与而异，=r圆环形断面时，r为型芯平均半径（mm），=1；矩形断面时，=2；K1值除可用上式计算外还可从表82中选取；K2无量纲系数，随f和而异；K2值还可从表83中选取；td壁厚与直径之比；1圆环形制品的壁厚，mm；2矩环形制件的平均壁厚，mm；a，b矩形型芯的断面尺寸，mm；S塑料平均成型收缩率；E塑料的弹性模量，MPa(见附录B)；L制件对型芯的包容长度，mm；f制件与型芯之间的摩擦因数(见附录B)；模具型芯的脱模斜度，()；塑料的泊松比(见附录B)；A盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，mm2，通孔制件的A等于零。2推出零件尺寸的确定 对于筒形或圆形塑料

10、制件，当需要推件板脱模时，a、根据刚度计算，推件板的厚度(mm)公式为3/123EFRCt (8-7)(1)推件板厚度的确定式中 C3系数，随Rr而异，按表84选取；R推杆作用在推件板上所形成的几何半径，mm；r推件板环形内孔(或型芯)的半径，mm；E钢材的弹性模量(E=21105MPa)；推件板板中心所允许的最大变形量，一般可取制件在被推出方向上的尺寸公差的1/51/10，mm；F脱模力，N。3/13FKt b、根据强度计算，则推件板厚度(mm)公式为 (8-8)式中 K3系数，随Rr值而异，按表84选取；推件板材料的许用应力，MPa；F脱模力，N。3/1054.0EBFLt(8-9)式中

11、L0推件板长度上两推杆的最大距离，B推件板宽度，mm。其他符号同前述。对横截面为矩形或异形的环状制件，根据刚度计算，推件板厚度(mm)公式为(2)推杆直径的确定a、根据压杆稳定公式，可得推杆直径(mm)的公式 4/12nEFLKd （8-10）式中 d推杆的最小直径，mm；K安全系数，可取K=15；L推杆的长度，mm；F脱模力，N；n推杆数目；E钢材的弹性模量，MPa。式中 推杆材料的许用应力，MPa；推杆所受的应力，MPa。其他符号同前述。24dnF(8-11)b、推杆直径确定后，还应进行强度校核，其公式为三、一次推出脱模机构三、一次推出脱模机构什么是一次推出脱模机构？指开模后，用一次动作将

12、塑件推出的机构，又称简单脱模机构。(1)推杆脱模机构的组成 图8-9，最常用的脱模机构。主要由推出部件、推出导向部件和复位件等组成。1推杆脱模机构包括：推杆脱模、推管脱模、推板脱模、气动脱模及利用活动镶件或型腔脱模和多元件联合脱模等机构。导向部件 组成：导柱4和导套3。作用：使推出过程平稳，推出零件不致弯曲和卡死。推出部件 组成：推出部件由推杆1、推杆固定板2、推板5和挡销8等。作用：推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出；推杆固定板和推板起固定推杆及传递注射机顶出压缸推力；挡销调节推杆位置和便于消除杂物。组成：复位杆7，也有利用弹簧复位的，图810(a)，弹簧套在一定位柱上，以免工作时弹簧扭斜

13、，同时定位柱也起限制推出距离的作用，避免弹簧压缩过度；(b)当推杆固定板移动空间不够时，将弹簧套在推杆上的形式；在推杆多、复位力要求大时，弹簧常与复位杆配合使用，以防止复位过程中发生卡滞或推出机构不能准确复位的情况。复位部件 作用：使完成推出任务的推出零部件回复到初始位置。(2)推杆设计要点通常设在凸台或肋的底部；推杆不宜设在塑件壁薄处，若结构需要顶在薄壁处时，可增大推出面积以改善塑件受力状况，(c)采用推出盘的形式；当塑件上不允许有推出痕迹时，可采用推出耳形式，(d)，脱模后将推出耳剪掉。推杆应设置在脱模阻力大的地方(a)壳或盖类塑件的侧面阻力最大，推杆应设在端面或靠近侧壁的部位，但也不应和

14、型芯(或嵌件)距离太近，以免影响凸模或凹模的强度；当塑件各处脱模阻力相同时，推杆应均衡布置，使塑件脱模时受力均匀，以防止变形；(b)塑件局部带凸台或肋，推杆 推杆应有足够的强度和刚度承受推出力，以免推杆在推出时弯曲或折断。推杆直径可由计算得出，通常取2512 mm，对于直径小于3 mm的细长推杆应做成下部加粗的阶梯形(图813B型)。推杆的常用截面形状如图812，圆形截面为最常用的形式，标准圆形截面推杆的结构如图813。标准圆形截面推杆的结构如图813。推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出005010 mm，如图814，且不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为H8f8或H9f9，其配合

15、间隙不大于所用塑料 对于开有冷却水道的模具，应避免推杆穿过冷却水道，否则会出现漏水现象。设计时先设计冷却系统，再设计推出机构，并与冷却水道保持一定距离，以保证加工。的溢料间隙，以免产生飞边，常用塑料的溢料间隙参看表76。对带有侧向抽芯的模具，推杆位置应尽量避开侧向型芯，否则需设置推杆先复位装置，以免与侧抽芯发生干涉。2推管脱模机构 特点：主型芯和凹模可同时设计在动模一侧，以利于提高塑件的同轴度。但壁过薄的塑件(壁厚1.5mm)，推管加工困难，且易损 坏，不宜采用推管推出。优点：推管以环形周边接触塑件，故推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，不会留下明显的推出痕迹。适用场合：环形、筒形塑件或塑件带孔部

16、分的推出。尺寸配合：图815，内径与型芯配合，小直径 推管取H8f8配合，大直 径推管取H7f6配合；推管与型芯的配合长度比推出行程S长35 mm，推管与模板的配合长度一般为(152)D；其余部分扩孔，推管扩孔d+l，模板扩孔D十1。组合形式：图815型芯固定在动模底板上，型芯长，制造和装配较麻 烦，但结构可靠，适用于推出行程不大的场合。上述几种推管脱模机构均须采用复位杆复位。(b)为推管在轴向开有连接槽或孔，可用键或销将型芯连接在推管上，但因紧固力小，只适用于小尺寸型芯。图816。(a)型芯固定在动模型芯固定板上，推管在型芯滑动，使推管和型芯长度大为缩短，但型腔板厚度增加。3推板脱模机构 特

17、点：塑件表面不留推出痕迹，同时塑件受力均匀，推出平稳，且推出力大，结构较推管脱模机构简单。适用场合：薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的件。(c)所示结构适用于两侧具有顶出杆的注射机，模具结构 简单，但推件板要适当加大和加厚 结构形式：图817，(a)为推件板与推杆采用螺纹连接，以防止推件板在推出过程中脱落；(b)为推件板与推杆无固定连接，故要求导柱足够长，且 严格控制脱模行程，以防止推板脱落；尺寸：为减少脱模过程中推件板与型芯之间的摩擦，两者之间留有0.2 0.25mm的间隙，并采用锥面配合，以防止推件板 偏斜溢料，锥面的斜度约取35左右，图817(b)。引气装置：大型深腔薄壁或软

18、质塑料容器，推板脱模时 塑件部易形成真空，使脱模困难，甚至还会使塑件变形或损坏，应在凸模上附设引气装置，图734。图818(a)利用螺纹型环作推出零件；(b)利用活动成型镶件推出塑件的结构，推杆推出型芯镶件，塑件取出后，推杆带动镶件复位；图(c)用型腔带出塑件，型腔推出塑件后，人工取出塑件，该结构适用于软质塑料，但型腔数目不宜过多，否则取件困难。4利用成型零件推出的脱模机构 某些塑件因结构和材料等关系，不适宜采用上述的脱模机构，可利用成型镶件或型腔带出塑件，使之脱模。5多元件综合脱模机构 某些深腔壳体、薄壁塑件及带有局部环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂塑件，用单一的脱模方式，不能保证塑件顺利脱出

19、，需采用两种以上的多元件联合推出。图8-19为推杆、推管与推板三种元件联合使用。6气压脱模机构 图820用于深腔塑件及软性塑件脱模的气压脱模机构，加工简单，但必须设置气路和气门等。塑件固化后开模，通人0104 MPa的压缩空气，将阀门打开，空气进入型芯与塑件之间，使塑件脱模。四、二次推出脱模机构 当塑件形状特殊或生产自动化需要，在一次脱模动作后，塑件仍难于从型腔中取出或不能自动脱落时，须增加一次脱模动作，才能使塑件脱模；有时为避免一次脱模使塑件受力过大，也采用二次脱模，以保证塑件质量。什么情况下采用二次推出机构？（1）摆块拉板式脱模机构1.单推出板二次脱模机构 图821，利用活动摆块推动型腔完

20、成一次脱模，然后由推杆完成二次脱模。(a)为合模状态；开模时，固定在定模的拉板7带动活动摆块5，将型腔1抬起，完成一次脱模，图(b)；继续开模时，限位螺钉2拉住型腔板，由注射机顶杆4通过推杆3将塑件从型腔中推出。弹簧6的作用是使活动摆块始终靠紧型腔，图(c)。图822通过摆杆和U形架完成二次脱模。(a)为合模状态。开模时注射机顶杆5推动推杆固定板，使固定在上面的推杆7和摆杆3一起向前运动，同时摆杆经固定在型腔上的圆柱销l使型腔抬起，将塑件从型芯上脱下，完成一次脱模，图(b)。当限位螺钉9迫使型腔不能继续向前移动时，摆杆又脱离了U形限制架4，同时圆柱销1将两摆杆 (2)摆杆式脱模机构分开，由弹簧

21、2拉住摆杆紧靠在圆柱销上，当注射机顶杆继续顶出时，推杆7推动塑件脱离型腔，图(c)。单推出板二次脱模机构的特点：只用一个推出板。其结构形式很多，除上述两种以外还有气动式、液压式、弹簧式、拉杆式、滑块式及钢球式等。2.双推出板二次脱模机构 特点：两组推出板，利用两组推出板的先后动作完成二次脱模。图823，(a)为原始位置，开模时注射机顶杆6推动一次推出板，同时定距块5使二次推出板以同样速度推动塑件，使塑件和型腔一起运动而脱离动模型芯，完成一次脱模。当开模至图(b)位置时，一次推出板碰到八字形摆杆4，由于摆杆支点到两推板接触点的距离不等，在摆杆的摆动下，(1)八字摆杆式脱模机构使二次推出板向前运动

22、的距离大于一次推出板的距离，因而使塑料制件从型腔中脱出，图8-24，成型推杆7固定在一次推出板9上，中心推杆6和拉钩1固定在二次推出板10上。闭模状态时，拉钩在弹簧2的作用下始终钩住圆柱销5，图(a)。开模时注射机顶杆8顶动二次推出板，由于拉钩的作用，一、二次推出板同时推动塑件，使塑件脱离型芯，完成一次脱模。继续开模时，在斜楔3的作用下，拉钩与圆柱销脱(2)拉钩楔块式脱模机构开，同时限距柱4碰到动模固定板，使一次推出板停止运动，图(b)状态。注射机顶杆继续前进，推杆6推出塑件，完成二次脱模，图(c)。什么情况下采用顺序脱模机构？一般模具设计尽可能使塑件留在动模一侧，但有时由于塑件形状特殊而不一

23、定留于动模，或因某种特殊需要，模具在分型时必须先使定模分型，然后再使动模、定模分型，此情况必须考虑在模上设置脱模机构，称之顺序脱模或双脱模机构。(1)弹簧顺序脱模机构 图825，合模时弹簧受压缩，开模过程中，首先在弹簧作用下，使A分型面分型，分开至一定距离，限位螺钉限制定模的运动，模具从B分型面分型脱模。3顺序脱模机构 图826，拉钩顺序脱模的两种形式。图(a)，开模时先从A分型面分型，开模一定距离，拉钩在压块作用下摆动而脱钩，定模受拉板限制而停止运动，于是从B分型面分分(2)拉钩顺序脱模机构 塑件上的内螺纹用螺纹型芯成型，外螺纹用螺纹环成型。带螺纹塑件脱模需设置一些特殊机构。六、塑件螺纹的脱

24、模机构(1)塑件外表面带有止转结构 带螺纹塑件成型后，必须与螺纹型芯或型环作相对转动和移动才能脱模，塑件的外表面或端面应考虑带有止转的花纹或图案，图8-30。1塑件螺纹脱模机构设计注意事项 利用塑件弹性脱螺纹 聚乙烯和聚丙烯等软质塑件，图8-32(a)，可用推件板将塑件从螺纹型芯上强制脱下，(b)中A为推件板。这种形式的模具结构简单，用于精度要求不高的塑件。但应避免图(c)中用圆弧端面作为推出面，这样脱模困难。2塑件螺纹的脱模方式(1)强制脱螺纹 图833(a)，开模时，在弹簧作用下芯杆l先从硅橡胶螺纹型芯4中退出，使硅橡胶收缩，再用推杆将塑件推出，(b)。该因硅橡胶寿命低，仅用于小批量生产。

25、用硅橡胶作螺纹型芯强制脱模 当模具不能设计成瓣合模或回转脱螺纹结构太复杂时，将螺纹部分做成活动型芯或活动型环随塑件一起脱模，然后机外将它们分开。图834(a)所示为活动螺纹型芯结构，(c)为活动螺纹型环结构。这种形式的模具结构简单，但需加机外取芯装置。(2)利用活动螺纹型芯或螺纹型环脱螺纹 螺纹回转脱模机构的驱动方式：人工驱动、液压或气动、电动机驱动及利用开模运动通过齿轮齿条或大升角丝杠螺母驱动等。(3)螺纹部分回转的脱模机构 原理：利用塑件与螺纹型芯或型环相对转动与相对移动脱出螺纹。回转机械可设在动模或定模，通常模具回转机构设置在动模一侧。手动脱螺纹机构 图835，模内设变向机构的手动脱螺纹

26、型芯的结构。当手工摇动蜗杆5时，与它啮合的蜗轮4通过滑键带动螺纹型芯7旋转，由于凸模3的顶部设有止转槽9，螺纹型芯在回转的同时向左移动(沿箭头方向)，便可顺利与塑件脱离，然后开启模具从I处分型，由推板6将塑件推出，推出距离由定距螺钉8限制。原理：利用开模时的直线运动，通过齿轮齿条或丝杠的运动，使螺纹型芯作回转运动而脱离塑件。图8-36，用齿轮齿条脱出侧向螺纹型芯的机构。开模时，齿条导柱1带动螺纹型芯4旋转并沿套筒螺母3做轴向移动，脱离塑件。图8-37，锥齿轮脱螺纹型芯结构，它用于侧浇口多型腔模，螺纹型芯只要作回转运动就可脱出塑件，由于螺纹型芯与拉料杆的旋向相反，故两者的螺距应相等且做成正反螺纹

27、。图8-38，齿轮轴上加工大升角螺纹，与它配合的螺母固定不转动。开模时动模移动，通过大升角螺杆使齿轮轴回转，经齿轮传动，使螺纹型芯脱出。图8-39(a)，靠液压缸或气缸使齿条往复运动，通过齿轮带动螺纹型芯回转的脱模机构。图8-39(b），靠电动机和蜗轮蜗杆使螺纹型芯回转的脱螺纹机构。图8-40，角式注射机脱螺纹机构是以注射机的开合模丝杠驱动的。图841，采用齿轮变速的模具，螺纹型芯转一转，塑件退出一个螺距，丝杠则需转动i转(i为齿轮的齿数比)，动模移动2iP距离(丝杠由倒顺螺纹组成，因此丝杠转一转，动模相当于移动了两个螺距)。此结构设计的关键：确定定模型腔板与定模底板之间的分开距离l，如果l过长，螺纹型芯已全部退出，但塑件还未拉出，使塑件留于定模型腔不易取出；过短，螺纹型芯还有几扣在塑件内，塑件被拉出定模型腔，失去了止转作用，型芯难以退出。因此，螺纹型芯留在塑件内的扣数n很重要，可用下式计算12PiPHn式中 n定模型腔板停止移动时，螺纹型芯在塑件内保留的扣数；H塑件高度；P注射机丝杠螺距；P1塑件螺距；i从动齿轮与主动齿轮齿数比。l的距离可用下式确定 l=（nn）（2iPP1）=2inPhH式中 l 定模型腔板与定模底板分开的距离；n塑件螺纹扣数；h塑件螺纹高度。总的开模距 L=l+h+H+(510)mm=2inP+(510)mm