產(chǎn)品完成一個成形周期后開模，產(chǎn)品會包裹在模具的一邊，必須將其從模具上取下來，此工作必須由頂出系統(tǒng)來完成．它是整套模具結(jié)構(gòu)中重要組成部分，一般由頂出，復(fù)位和頂出導(dǎo)向等三部分組成．

 

1、按動力來分

1、手動頂出: 當(dāng)模具開模后，由人工操縱頂出系統(tǒng)頂出產(chǎn)品．它可使模具結(jié)構(gòu)簡化，脫模平穩(wěn)，產(chǎn)品不易變形．但工人勞動強度大，生產(chǎn)率低，適用范圍不廣．一般在手動旋出螺紋型芯時使用．　

 

2、機動頂出: 通過注射機動力或加設(shè)之馬達來推動脫模機構(gòu)頂出產(chǎn)品，它可通過機臺上的頂桿推頂針板，來達到脫模目的．也可在公母模板上安裝定距拉桿或鏈條，靠開模力拖動頂出機構(gòu)頂出產(chǎn)品，調(diào)模時必須注意控制開模行程，適用于頂出系統(tǒng)在母模側(cè)之模具．

 

3、液壓頂出: 在模具上安裝專用油缸，由注射機控制油缸動作，其頂出力速度和時間都可通過液壓系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，可在合模之前頂出系統(tǒng)先回位．

 

4、氣動頂出: 利用壓縮空氣在模具上設(shè)置氣道和細小的頂出氣孔，直接將產(chǎn)品吹出．產(chǎn)品上不留頂出痕跡，適用于薄件或長筒形產(chǎn)品．

 

2、按模具結(jié)構(gòu)分

一次頂出機構(gòu)，二次頂出機構(gòu)，母模頂出機構(gòu)，澆注系統(tǒng)頂出機構(gòu)，螺紋頂出機構(gòu)等．

 

設(shè)計原則:

1、選擇分模面時盡量使產(chǎn)品留在有脫模機構(gòu)的一邊，

2、頂出力和位置平衡，確保產(chǎn)品不變形，不頂破．

3、頂針須設(shè)在不影響產(chǎn)品外觀和功能處．

4、盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，安全，可靠有利于制造和更換．

頂出系統(tǒng)形式多種多樣，它與產(chǎn)品之形狀，結(jié)構(gòu)和塑料性能有關(guān)，一般有頂桿，頂管，推板，頂出塊，氣壓，復(fù)合式頂出等．

 

3、頂桿

它是頂出機構(gòu)中最簡單，最常見的一種形式，其截面積形式主要有如下：

1.圓形因圓形制造加工和修配方便，頂出效果好，在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛．但圓形頂出面積相對較小，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，頂穿產(chǎn)品，頂變形等不良．在脫模斜度小，阻力大等管形，箱形產(chǎn)品中盡量避免使用．當(dāng)頂桿較細長時，一般設(shè)置成臺階形的有托頂針，以加強剛度，避免彎曲和折斷．

 

設(shè)計要點:

1、頂出位置應(yīng)設(shè)置在阻力大處，不可離鑲件或型芯太近，對于箱形類等深腔模具．側(cè)面阻力最大，應(yīng)采用頂面和側(cè)面同時頂出方式，以免產(chǎn)品變形頂破．

2、產(chǎn)品阻力均衡時，頂桿應(yīng)對稱設(shè)置，使受力平衡．

3、當(dāng)有細而深之加強筋時，一般在其底部設(shè)置頂桿．

4、若模具上有鑲件，頂針設(shè)在其上效果更佳．

5、在產(chǎn)品進膠口處避免設(shè)置頂針，以免破裂．

6、當(dāng)產(chǎn)品表面不允許有頂出痕跡時，可設(shè)置頂出耳再剪除．

7、對于薄肉產(chǎn)品在分流道上設(shè)置頂針，即可將產(chǎn)品帶出．

8、頂針與頂針孔配合，一般為間隙配合．如太松易產(chǎn)生毛邊，太緊易造成卡死．為利于加工和裝配，減少摩擦面，一般在模仁上預(yù)留10—15mm之配合長度，其余部分?jǐn)U孔0.5—1.0mm成逃孔．

9、為防止頂針在生產(chǎn)時轉(zhuǎn)動，須將其固定在頂針板上，其形式多種多樣，須根據(jù)頂針大小，形狀，位置來具體確定，在此不一一列舉．

10、頂出系統(tǒng)托模以后在進行下一周期生產(chǎn)時，必須退回原處，其形式主要有強制回位，拉桿回位，彈簧回位，油缸等．

 

4、頂管

又叫司筒或套筒頂針，它適用于環(huán)形筒形或帶中心孔之產(chǎn)品頂出．由于它是全周接觸，受力均勻，不會使產(chǎn)品變形，也不易留下明顯頂出痕跡，可提高產(chǎn)品同心度．但對于周邊肉厚較薄之產(chǎn)品避免使用，以免加工困難和強度減弱，造成損壞．

 

5、推板

此形式適用于各種容器，箱形，筒形和細長帶中心孔之薄件產(chǎn)品．它頂出平穩(wěn)均勻，頂出力大，不留頂出痕．一般會有固定連接，以免生產(chǎn)中或托模時將推板推落．但只要導(dǎo)柱足夠長，嚴(yán)格控制托模行程，推板也可不固定．

 

推板與型芯之間的配合須順暢，防止摩擦或卡死，也必須防止塑料滲入間隙中，當(dāng)產(chǎn)品為盲孔時，會因真空吸附造成脫模困難和產(chǎn)品變形，一般會在公模上設(shè)置一菌形閥，在頂出時菌形閥打開，進入空氣，使脫模順暢．它可用彈簧回位，也可跟頂出裝置連在一起兼作頂桿作用．

 

6、頂出塊

有些帶突緣或尺寸較大之產(chǎn)品，為便于加工和脫模，常設(shè)計成頂出塊形式頂出．大多其平面為分模面，下面有兩支或數(shù)支較大直徑頂桿連接，頂出面積較大，平穩(wěn)．在有成形面和尺寸較大之模具中應(yīng)用較廣泛．

 

7、氣壓頂出

當(dāng)產(chǎn)品為深腔薄肉件時，用壓縮空氣頂出，簡單而有效．可在公模仁上設(shè)置一些細小進氣孔，也可設(shè)置菌形桿，開模后通入5—6個大氣壓之壓縮空氣，使彈簧壓縮開啟閥門，高壓空氣進入產(chǎn)品與公模仁之間，使產(chǎn)品脫模．但對于箱形產(chǎn)品，因氣體進入會使側(cè)壁橫向摳張，而使空氣漏掉，這時應(yīng)配與推板配合使用．

 

8、復(fù)合頂出

受產(chǎn)品形狀影響，多數(shù)模具采用兩種以上頂出方式，以便達到理想的頂出效果，具體形式須根據(jù)產(chǎn)品和模具結(jié)構(gòu)來定，在此不作具體敘述．

 

9、其它頂出方式

9.1點狀進膠澆道自動脫落

點澆口在母模一邊，為取出膠道，須加設(shè)一分型面．開模后一般由人工取出膠道，造成操作麻煩，生產(chǎn)率降低，為適應(yīng)自動化生產(chǎn)，最好設(shè)計成自動脫落裝置，使膠道在頂出時自動脫落．

 

a.側(cè)凹拉斷  在分流道盡頭鉆一斜孔，開模后拉出膠道，由中心頂桿頂出．

b.拉料桿拉斷  由拉料桿拉出膠道，開模一定行程后限位桿帶動推板將膠道推落．

c.母模推板推脫  開模時母模板與母模推板先分型，膠道留在母模板與母模一起移動一定行程后，限位桿限制推板移動，推板與模板分開，膠道被拉斷而自動脫落．

 

d.頂針拉斷  對于細長深腔模具，可在母模設(shè)置一頂出系統(tǒng)，開模后以限位桿行程使頂針反向頂出膠道，產(chǎn)品由推板推出，此方式與開模行程有關(guān)，應(yīng)用較特殊．

 

9.2母模側(cè)頂出方式

一般的產(chǎn)品都會留在公模側(cè)頂出，但有些產(chǎn)品因形狀特殊或產(chǎn)品特殊要求，頂出裝置必須設(shè)在母模．因母模是固定的機臺，頂桿無法作用在頂板上，必須借助開模力或外力來完成．常見的有油缸，電動，拉勾等．

 

9.3螺紋頂出

因螺紋與一般產(chǎn)品形狀特殊，必須旋轉(zhuǎn)頂出或側(cè)向脫模，根據(jù)產(chǎn)品復(fù)雜程度和產(chǎn)量，一般有采用手動和機動兩種方式．

 

1）強制脫螺紋

a. 對于本身彈性強之塑料(PP . PE)，可利用其彈性進行強制脫模而不會損壞螺牙．

 

b. 用具有彈性的珪橡膠做成螺紋型芯，開模時用彈簧先退出型芯中頂桿，使橡膠型芯產(chǎn)生向內(nèi)收縮，再用頂針將產(chǎn)品脫出．此方式能簡化模具結(jié)構(gòu)，但橡膠型芯壽命較短，只適用于小批量生產(chǎn)．

 

c. 有些螺紋可通過半圓滑塊或型環(huán)成形，用兩個對半滑塊合起來組成完整螺紋或產(chǎn)品頂出后用手，

 

2）電機將螺紋旋出．

螺紋脫出時必須作相對轉(zhuǎn)動，模具上必須要有止轉(zhuǎn)裝置來保證．

 

a. 外部止動  模具母模設(shè)有止轉(zhuǎn)花紋，公模仁回轉(zhuǎn)時產(chǎn)品可自動脫落．

b. 內(nèi)部止動  有內(nèi)螺紋之產(chǎn)品在公模仁頂面設(shè)置止轉(zhuǎn)形式，脫模時止動模仁旋轉(zhuǎn)并軸向頂出螺紋可脫出，注意止動模仁螺距必須與產(chǎn)品螺距一致．

 

c. 產(chǎn)品端面止動  在產(chǎn)品端面設(shè)置止動小凸點，型芯旋轉(zhuǎn)時推板將產(chǎn)品頂出．

小型產(chǎn)品有側(cè)澆口時，只頂出膠道也可將產(chǎn)品帶出，但對于軟性塑料則避免使用．

 

型芯旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式  常用的有人工，電動，油缸，氣缸，液壓馬達及大螺距絲桿螺母驅(qū)動等方式，一般來講，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在設(shè)計時，產(chǎn)品有幾扣螺紋，螺紋型芯就必須轉(zhuǎn)幾圈．

 

冷卻系統(tǒng)

 

冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的肉厚與體積決定下列設(shè)計參數(shù)：冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則。

設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的肉厚與體積決定下列設(shè)計參數(shù)：冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質(zhì)。 

1、冷卻管路的位置與尺寸 
要維持經(jīng)濟有效的冷卻時間，就應(yīng)避免塑件肉厚過大。塑件所需的冷卻時間隨其肉厚增加而急速增長。塑件肉厚應(yīng)該盡可能維持均勻，例如圖6-56的設(shè)計。冷卻孔道最好設(shè)置是在公模塊與母模塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。

 

通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，經(jīng)驗要求，鋼材冷卻孔道要維持1倍直徑的深度，鈹鋼合金要1.5倍直徑的深度，鋁材要2倍直徑的深度。冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為10~14 mm（7/16~9/16英吋），如圖6-57所示。

                                                

 

2、流動速率與熱傳 
塑件兩側(cè)的溫度應(yīng)維持在最小的差異，緊配塑件溫差應(yīng)維持在10℃以內(nèi)。當(dāng)冷卻劑之流動從層流轉(zhuǎn)變?yōu)閿_流，熱傳效果變佳。層流在層與層之間僅以熱傳導(dǎo)傳熱；擾流則以徑向方向質(zhì)傳，加上熱傳導(dǎo)和熱對流兩種方式傳熱，結(jié)果，熱傳效率顯者增加，如圖6-58所示。應(yīng)注意確保冷卻管路之各部份的冷卻劑都是擾流。

當(dāng)冷卻劑到達擾流流動狀態(tài)后，流速的增加對于熱傳的改善很有限，所以，當(dāng)雷諾數(shù)超過10,000時，就不須再增加冷卻劑的流動速率，否則，只會小幅地改善熱傳，卻造成冷卻管路的高壓力，需要更高的幫浦費用。圖6-59說明了一旦冷卻劑變成擾流后，更高的冷媒流動速率并無法改善熱傳速率或冷卻時間，但是壓力降與幫浦成本卻顯著提高。

 

冷卻劑會向阻力最低的路徑流動。有時候可以嘗試使用限流塞將冷卻劑引導(dǎo)流向熱負荷較高的冷卻孔道。氣隙會降低熱傳效率，因此，應(yīng)嘗試消除鑲埋件與模板之間的氣隙，以及冷卻管路內(nèi)的氣泡。 

模流分析軟件的冷卻分析可以協(xié)助發(fā)現(xiàn)與修正靜止冷卻管路和快捷方式冷卻管路，以及冷卻管路的高壓力降。

 

排氣系統(tǒng)

 

注塑模的排氣是模具設(shè)計中的一個重要問題，特別是在快速注塑成型中對注塑模的排氣要求就更加嚴(yán)格。 

1、注塑模中氣體的來源： 
1、澆注系統(tǒng)和模具型腔中存有的空氣。 
2、有些原料含有未被干燥排除的水分，它們在高溫下氣化成水蒸氣。 
3、由于注塑時溫度過高，某些性質(zhì)不穩(wěn)定的塑料發(fā)生分解所產(chǎn)生的氣體。 
 4、塑料原料中的某些添加劑揮發(fā)或相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體

 

2、注塑模的排氣不良，將會給塑件的質(zhì)量等諸多方面帶來一系列的危害。主要表現(xiàn)如下： 

1、在注塑過程中，熔體將取代型腔中的氣體，如果氣體排出不及時，將會造成熔體充填困難，造成注射量不足而不能充滿型腔。 

2、排除不暢的氣體會在型腔內(nèi)形成高壓，并在一定的壓縮程度下滲人塑料內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松、空洞、銀紋等質(zhì)量缺陷。 

3、由于氣體被高度壓縮，使得型腔內(nèi)溫度急劇上升，進而引起周圍熔體分解、燒灼、使塑件出現(xiàn)局部碳化和燒焦現(xiàn)象。它主要出現(xiàn)在兩股熔體的合流處，死角及澆口凸緣處。 

4、氣體的排除不暢，使得進入各型腔的熔體速度不同，因此，易形成流動痕和熔合痕，并使塑件的力學(xué)性能降低。 

5、由于型腔中氣體的阻礙，會降低充模速度，影響成型周期，降低生產(chǎn)效率。

 

3、排氣槽設(shè)計要點：

1、排氣槽盡量放在分型面的凹模一邊，方便模具的制造與清理；

2、盡量設(shè)在料流末端和塑件壁厚較大部分；

3、排氣方向不應(yīng)朝向操作人員，并應(yīng)加工成曲線或折彎狀態(tài)，以免氣體噴射時燙傷工人；

4、排氣槽寬度常取1.5-6mm，槽深0.02-0.05mm，以塑料不進入排氣槽為宜。

 

4、排氣系統(tǒng)的方式：

 

1.開設(shè)排氣槽

排氣槽通常開設(shè)在型腔一側(cè)，圍繞型腔開設(shè)或在熔體最后充滿部位。

排氣通道尺寸：排氣道A 深：0.01~0.02mm  寬：3~5mm  長：一般3~5mm

排氣道B 深：0.05~0.08mm 寬：3~5mm或更大  長：根據(jù)需要而定

排氣道C 深：可取1mm  寬：可大于5mm  長：連通至模板邊界

 

分型面排氣

模具流道排氣

2 抽真空排氣

     這種方式要求模具的分型面溫和要好，通過氣孔將模腔內(nèi)放入氣體抽凈。但需要配備抽真空設(shè)備，增加模具成本，一般不采用。

 

3 利用間隙排氣

1）鑲拼零件的配合面間隙，如型腔、型芯鑲塊。

2）側(cè)向抽芯零件間隙

3）頂出零件配合間隙（推桿、塊）

4）分型面間隙（粗糙度一般）利用間隙排氣時，使用時間長了，間隙可能堵塞，應(yīng)定期清理，保持暢通。

 

4 利用多孔金屬排氣

近年來新發(fā)展的一種內(nèi)部具有均勻的相互連通的孔隙結(jié)構(gòu)的金屬材料---多孔金屬，對模具型腔的排氣具有很好的效果。當(dāng)型腔某些部位排氣困難時，可循用多孔金屬制作型腔鑲塊，排氣效果十分明顯。模具使用時應(yīng)注意維護與清理，保持氣孔暢通。

 

5 混合排氣

通常是開設(shè)排氣通道和間隙排氣混用。

塑料的溢邊值與排氣間隙，排氣系統(tǒng)應(yīng)保證氣體順利逸出，塑料熔體不能流出。

 

塑料材料的溢邊值可分為如下三種：

低粘度材料不產(chǎn)生醫(yī)療的間隙為：0.01~0.03mm

中粘度材料不產(chǎn)生醫(yī)療的間隙為：0.03~0.05mm

高粘度材料不產(chǎn)生醫(yī)療的間隙為：0.05~0.08mm

 

常用材料的模具排氣間隙如下：

材料	排氣間隙
PE	0.015mm
PA	0.01mm
PP	0.015mm
PS	0.015mm
PC	0.01~0.025mm
POM	0.01~0.025mm
PET	0.01~0.03mm
ABS	0.025mm

 

抽芯系統(tǒng)

 

當(dāng)塑料制品側(cè)壁帶有通孔凹槽，凸臺時，塑料制品不能直接從模具內(nèi)脫出，必須將成型孔，凹槽及凸臺的成型零件做成活動的，稱為活動型芯。完成活動型抽出和復(fù)位的機構(gòu)叫做抽苡機構(gòu)。

 

1、抽芯機構(gòu)的分類

 

1.機動抽芯  

開模時，依靠注射檢的開模動作，通過抽芯機來帶活動型芯，把型芯抽出。機動抽芯具有脫模力大，勞動強度小，生產(chǎn)率高和操作方便等優(yōu)點，在生產(chǎn)中廣泛采用。按其傳動機構(gòu)可分為以下幾種：斜導(dǎo)柱抽芯，斜滑塊抽芯，齒輪齒條抽芯等。

 

2.手動抽芯

開模時，依靠人力直接或通過傳遞零件的作用抽出活動型芯。其缺點是生產(chǎn)，勞動強度大，而且由于受到限制，故難以得到大的抽芯力、其優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造模具周期短，適用于塑料制品試制和小批量生產(chǎn)。因塑料制品特點的限制，在無法采用機動抽芯時，就必須采用手動抽芯。手動抽芯按其傳動機構(gòu)又可分為以下幾種：螺紋機構(gòu)抽芯，齒輪齒條抽芯，活動鑲塊芯，其他抽芯等。

 

3．液壓抽芯

活動型芯的，依靠液壓筒進行，其優(yōu)點是根據(jù)脫模力的大小和抽芯距的長短可更換芯液壓裝置，因此能得到較大的脫模力和較長的抽芯距，由于使用高壓液體為動力，傳遞平穩(wěn)。其缺點是增加了操作工序，同時還要有整套的抽芯液壓裝置，因此，它的使用范圍受到限制，一般很小采用。

 

2、 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)設(shè)計原則：

1、活動型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯進松動滑脫。型芯與滑塊連接有一定的強度和剛度。

2、滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住，跳動等現(xiàn)象。

3、滑塊限位裝裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定而不任意滑動。

4、鎖緊塊要能承受注射時向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖緊塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ，一般取θ1-θ>2°-3°,否則斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊運動。

5、滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全長的-4、3，否財，滑塊在開始復(fù)位時容易傾斜而損壞模具。

6、防止滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。

3、斜滑塊抽芯機構(gòu)設(shè)計

塑料制品側(cè)面的凹穴或凸臺較淺，所需的抽芯距不大，但所需的脫模力較大時，可選用斜滑塊抽芯結(jié)構(gòu)。這種斜滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的特點是：當(dāng)推桿推動斜滑塊時，推桿及抽芯（或分型）動作同時進行。

因斜滑塊剛性好，能承受較大的脫模力，因此，斜滑塊的斜角比斜導(dǎo)柱的斜角稍大，一般斜塊的斜角不能大于30°，否則易發(fā)生故障。斜滑塊推出長度一般不超過導(dǎo)長度的2/3,如果太長，會影響斜滑塊的導(dǎo)滑。  因為斜塊抽芯結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，制造比較方便。因此，在塑料射模具中應(yīng)用廣泛。

1、斜滑塊的導(dǎo)滑及組合形式。按導(dǎo)滑部分形狀可分為矩形，半圓形和燕尾形。

2、斜滑塊的組合形式  斜滑塊的組合，應(yīng)考慮抽芯方向，并盡量保持塑料制品的外觀美不使塑料制品表面留有明顯的痕跡。同時還要考慮滑塊的組合部分有足夠的強度。如果塑料制品外形有轉(zhuǎn)折處，則斜滑塊的拼縫線應(yīng)與塑料制品的折線重合。

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