產(chǎn)品完成一個(gè)成形周期后開(kāi)模，產(chǎn)品會(huì )包裹在模具的一邊，必須將其從模具上取下來(lái)，此工作必須由頂出系統來(lái)完成．它是整套模具結構中重要組成部分，一般由頂出，復位和頂出導向等三部分組成．

 

1、按動(dòng)力來(lái)分

1、手動(dòng)頂出: 當模具開(kāi)模后，由人工操縱頂出系統頂出產(chǎn)品．它可使模具結構簡(jiǎn)化，脫模平穩，產(chǎn)品不易變形．但工人勞動(dòng)強度大，生產(chǎn)率低，適用范圍不廣．一般在手動(dòng)旋出螺紋型芯時(shí)使用．　

 

2、機動(dòng)頂出: 通過(guò)注射機動(dòng)力或加設之馬達來(lái)推動(dòng)脫模機構頂出產(chǎn)品，它可通過(guò)機臺上的頂桿推頂針板，來(lái)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(kāi)模力拖動(dòng)頂出機構頂出產(chǎn)品，調模時(shí)必須注意控制開(kāi)模行程，適用于頂出系統在母模側之模具．

 

3、液壓頂出: 在模具上安裝專(zhuān)用油缸，由注射機控制油缸動(dòng)作，其頂出力速度和時(shí)間都可通過(guò)液壓系統來(lái)調節，可在合模之前頂出系統先回位．

 

4、氣動(dòng)頂出: 利用壓縮空氣在模具上設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(cháng)筒形產(chǎn)品．

 

2、按模具結構分

一次頂出機構，二次頂出機構，母模頂出機構，澆注系統頂出機構，螺紋頂出機構等．

 

設計原則:

1、選擇分模面時(shí)盡量使產(chǎn)品留在有脫模機構的一邊，

2、頂出力和位置平衡，確保產(chǎn)品不變形，不頂破．

3、頂針須設在不影響產(chǎn)品外觀(guān)和功能處．

4、盡量使用標準件，安全，可靠有利于制造和更換．

頂出系統形式多種多樣，它與產(chǎn)品之形狀，結構和塑料性能有關(guān)，一般有頂桿，頂管，推板，頂出塊，氣壓，復合式頂出等．

 

3、頂桿

它是頂出機構中最簡(jiǎn)單，最常見(jiàn)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)中應用最廣泛．但圓形頂出面積相對較小，易產(chǎn)生應力集中，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．當頂桿較細長(cháng)時(shí)，一般設置成臺階形的有托頂針，以加強剛度，避免彎曲和折斷．

 

設計要點(diǎn):

1、頂出位置應設置在阻力大處，不可離鑲件或型芯太近，對于箱形類(lèi)等深腔模具．側面阻力最大，應采用頂面和側面同時(shí)頂出方式，以免產(chǎn)品變形頂破．

2、產(chǎn)品阻力均衡時(shí)，頂桿應對稱(chēng)設置，使受力平衡．

3、當有細而深之加強筋時(shí)，一般在其底部設置頂桿．

4、若模具上有鑲件，頂針設在其上效果更佳．

5、在產(chǎn)品進(jìn)膠口處避免設置頂針，以免破裂．

6、當產(chǎn)品表面不允許有頂出痕跡時(shí)，可設置頂出耳再剪除．

7、對于薄肉產(chǎn)品在分流道上設置頂針，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，一般在模仁上預留10—15mm之配合長(cháng)度，其余部分擴孔0.5—1.0mm成逃孔．

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

10、頂出系統托模以后在進(jìn)行下一周期生產(chǎn)時(shí)，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(huì )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(cháng)帶中心孔之薄件產(chǎn)品．它頂出平穩均勻，頂出力大，不留頂出痕．一般會(huì )有固定連接，以免生產(chǎn)中或托模時(shí)將推板推落．但只要導柱足夠長(cháng)，嚴格控制托模行程，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，當產(chǎn)品為盲孔時(shí)，會(huì )因真空吸附造成脫模困難和產(chǎn)品變形，一般會(huì )在公模上設置一菌形閥，在頂出時(shí)菌形閥打開(kāi)，進(jìn)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，下面有兩支或數支較大直徑頂桿連接，頂出面積較大，平穩．在有成形面和尺寸較大之模具中應用較廣泛．

 

7、氣壓頂出

當產(chǎn)品為深腔薄肉件時(shí)，用壓縮空氣頂出，簡(jiǎn)單而有效．可在公模仁上設置一些細小進(jìn)氣孔，也可設置菌形桿，開(kāi)模后通入5—6個(gè)大氣壓之壓縮空氣，使彈簧壓縮開(kāi)啟閥門(mén)，高壓空氣進(jìn)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(jìn)入會(huì )使側壁橫向摳張，而使空氣漏掉，這時(shí)應配與推板配合使用．

 

8、復合頂出

受產(chǎn)品形狀影響，多數模具采用兩種以上頂出方式，以便達到理想的頂出效果，具體形式須根據產(chǎn)品和模具結構來(lái)定，在此不作具體敘述．

 

9、其它頂出方式

9.1點(diǎn)狀進(jìn)膠澆道自動(dòng)脫落

點(diǎn)澆口在母模一邊，為取出膠道，須加設一分型面．開(kāi)模后一般由人工取出膠道，造成操作麻煩，生產(chǎn)率降低，為適應自動(dòng)化生產(chǎn)，最好設計成自動(dòng)脫落裝置，使膠道在頂出時(shí)自動(dòng)脫落．

 

a.側凹拉斷  在分流道盡頭鉆一斜孔，開(kāi)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(kāi)模一定行程后限位桿帶動(dòng)推板將膠道推落．

c.母模推板推脫  開(kāi)模時(shí)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(dòng)一定行程后，限位桿限制推板移動(dòng)，推板與模板分開(kāi)，膠道被拉斷而自動(dòng)脫落．

 

d.頂針拉斷  對于細長(cháng)深腔模具，可在母模設置一頂出系統，開(kāi)模后以限位桿行程使頂針?lè )聪蝽敵瞿z道，產(chǎn)品由推板推出，此方式與開(kāi)模行程有關(guān)，應用較特殊．

 

9.2母模側頂出方式

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

 

9.3螺紋頂出

因螺紋與一般產(chǎn)品形狀特殊，必須旋轉頂出或側向脫模，根據產(chǎn)品復雜程度和產(chǎn)量，一般有采用手動(dòng)和機動(dòng)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(jìn)行強制脫模而不會(huì )損壞螺牙．

 

b. 用具有彈性的珪橡膠做成螺紋型芯，開(kāi)模時(shí)用彈簧先退出型芯中頂桿，使橡膠型芯產(chǎn)生向內收縮，再用頂針將產(chǎn)品脫出．此方式能簡(jiǎn)化模具結構，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(guò)半圓滑塊或型環(huán)成形，用兩個(gè)對半滑塊合起來(lái)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(shí)必須作相對轉動(dòng)，模具上必須要有止轉裝置來(lái)保證．

 

a. 外部止動(dòng)  模具母模設有止轉花紋，公模仁回轉時(shí)產(chǎn)品可自動(dòng)脫落．

b. 內部止動(dòng)  有內螺紋之產(chǎn)品在公模仁頂面設置止轉形式，脫模時(shí)止動(dòng)模仁旋轉并軸向頂出螺紋可脫出，注意止動(dòng)模仁螺距必須與產(chǎn)品螺距一致．

 

c. 產(chǎn)品端面止動(dòng)  在產(chǎn)品端面設置止動(dòng)小凸點(diǎn)，型芯旋轉時(shí)推板將產(chǎn)品頂出．

小型產(chǎn)品有側澆口時(shí)，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．

 

型芯旋轉驅動(dòng)方式  常用的有人工，電動(dòng)，油缸，氣缸，液壓馬達及大螺距絲桿螺母驅動(dòng)等方式，一般來(lái)講，旋轉機構在設計時(shí)，產(chǎn)品有幾扣螺紋，螺紋型芯就必須轉幾圈．

 

冷卻系統

 

冷卻系統之設計規則 設計冷卻系統的目的在于維持模具適當而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用標準尺寸，以方便加工與組裝。設計冷卻系統時(shí)，模具設計者必須根據塑件的肉厚與體積決定下列設計參數：冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長(cháng)度、孔道的種類(lèi)、孔道的配置與冷卻系統之設計規則。

設計冷卻系統的目的在于維持適當而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用標準尺寸，以方便加工與組裝。設計冷卻系統時(shí)，模具設計者必須根據塑件的肉厚與體積決定下列設計參數：冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長(cháng)度、孔道的種類(lèi)、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)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(shí)間，就應避免塑件肉厚過(guò)大。塑件所需的冷卻時(shí)間隨其肉厚增加而急速增長(cháng)。塑件肉厚應該盡可能維持均勻，例如圖6-56的設計。冷卻孔道最好設置是在公模塊與母模塊內，設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(dòng)速率與熱傳 
塑件兩側的溫度應維持在最小的差異，緊配塑件溫差應維持在10℃以?xún)取．斃鋮s劑之流動(dòng)從層流轉變?yōu)閿_流，熱傳效果變佳。層流在層與層之間僅以熱傳導傳熱；擾流則以徑向方向質(zhì)傳，加上熱傳導和熱對流兩種方式傳熱，結果，熱傳效率顯者增加，如圖6-58所示。應注意確保冷卻管路之各部份的冷卻劑都是擾流。

當冷卻劑到達擾流流動(dòng)狀態(tài)后，流速的增加對于熱傳的改善很有限，所以，當雷諾數超過(guò)10,000時(shí)，就不須再增加冷卻劑的流動(dòng)速率，否則，只會(huì )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(shuō)明了一旦冷卻劑變成擾流后，更高的冷媒流動(dòng)速率并無(wú)法改善熱傳速率或冷卻時(shí)間，但是壓力降與幫浦成本卻顯著(zhù)提高。

 

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

模流分析軟件的冷卻分析可以協(xié)助發(fā)現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

 

注塑模的排氣是模具設計中的一個(gè)重要問(wèn)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格。 

1、注塑模中氣體的來(lái)源： 
1、澆注系統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(shí)溫度過(guò)高，某些性質(zhì)不穩定的塑料發(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)反應所生成的氣體

 

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

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

2、排除不暢的氣體會(huì )在型腔內形成高壓，并在一定的壓縮程度下滲人塑料內部，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，使得型腔內溫度急劇上升，進(jìn)而引起周?chē)垠w分解、燒灼、使塑件出現局部碳化和燒焦現象。它主要出現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(jìn)入各型腔的熔體速度不同，因此，易形成流動(dòng)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(huì )降低充模速度，影響成型周期，降低生產(chǎn)效率。

 

3、排氣槽設計要點(diǎn)：

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、盡量設在料流末端和塑件壁厚較大部分；

3、排氣方向不應朝向操作人員，并應加工成曲線(xiàn)或折彎狀態(tài)，以免氣體噴射時(shí)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(jìn)入排氣槽為宜。

 

4、排氣系統的方式：

 

1.開(kāi)設排氣槽

排氣槽通常開(kāi)設在型腔一側，圍繞型腔開(kāi)設或在熔體最后充滿(mǎn)部位。

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

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

排氣道C 深：可取1mm  寬：可大于5mm  長(cháng)：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(guò)氣孔將模腔內放入氣體抽凈。但需要配備抽真空設備，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(shí)，使用時(shí)間長(cháng)了，間隙可能堵塞，應定期清理，保持暢通。

 

4 利用多孔金屬排氣

近年來(lái)新發(fā)展的一種內部具有均勻的相互連通的孔隙結構的金屬材料---多孔金屬，對模具型腔的排氣具有很好的效果。當型腔某些部位排氣困難時(shí)，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(shí)應注意維護與清理，保持氣孔暢通。

 

5 混合排氣

通常是開(kāi)設排氣通道和間隙排氣混用。

塑料的溢邊值與排氣間隙，排氣系統應保證氣體順利逸出，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)生醫療的間隙為：0.01~0.03mm

中粘度材料不產(chǎn)生醫療的間隙為：0.03~0.05mm

高粘度材料不產(chǎn)生醫療的間隙為：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

 

當塑料制品側壁帶有通孔凹槽，凸臺時(shí)，塑料制品不能直接從模具內脫出，必須將成型孔，凹槽及凸臺的成型零件做成活動(dòng)的，稱(chēng)為活動(dòng)型芯。完成活動(dòng)型抽出和復位的機構叫做抽苡機構。

 

1、抽芯機構的分類(lèi)

 

1.機動(dòng)抽芯  

開(kāi)模時(shí)，依靠注射檢的開(kāi)模動(dòng)作，通過(guò)抽芯機來(lái)帶活動(dòng)型芯，把型芯抽出。機動(dòng)抽芯具有脫模力大，勞動(dòng)強度小，生產(chǎn)率高和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中廣泛采用。按其傳動(dòng)機構可分為以下幾種：斜導柱抽芯，斜滑塊抽芯，齒輪齒條抽芯等。

 

2.手動(dòng)抽芯

開(kāi)模時(shí)，依靠人力直接或通過(guò)傳遞零件的作用抽出活動(dòng)型芯。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)，勞動(dòng)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(diǎn)是模具結構簡(jiǎn)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(diǎn)的限制，在無(wú)法采用機動(dòng)抽芯時(shí)，就必須采用手動(dòng)抽芯。手動(dòng)抽芯按其傳動(dòng)機構又可分為以下幾種：螺紋機構抽芯，齒輪齒條抽芯，活動(dòng)鑲塊芯，其他抽芯等。

 

3．液壓抽芯

活動(dòng)型芯的，依靠液壓筒進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)是根據脫模力的大小和抽芯距的長(cháng)短可更換芯液壓裝置，因此能得到較大的脫模力和較長(cháng)的抽芯距，由于使用高壓液體為動(dòng)力，傳遞平穩。其缺點(diǎn)是增加了操作工序，同時(shí)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、 斜導柱抽芯機構設計原則：

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

2、滑塊在導滑槽中滑動(dòng)要平穩，不要發(fā)生卡住，跳動(dòng)等現象。

3、滑塊限位裝裝置要可靠，保證開(kāi)模后滑塊停止在一定而不任意滑動(dòng)。

4、鎖緊塊要能承受注射時(shí)向壓力，應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°,否則斜導柱無(wú)法帶動(dòng)滑塊運動(dòng)。

5、滑塊完成抽芯運動(dòng)后，仍停留在導滑槽內，留在導滑槽內的長(cháng)度不應小于滑塊全長(cháng)的-4、3，否財，滑塊在開(kāi)始復位時(shí)容易傾斜而損壞模具。

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

3、斜滑塊抽芯機構設計

塑料制品側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(shí)，可選用斜滑塊抽芯結構。這種斜滑塊抽芯結構的特點(diǎn)是：當推桿推動(dòng)斜滑塊時(shí)，推桿及抽芯（或分型）動(dòng)作同時(shí)進(jìn)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(cháng)度一般不超過(guò)導長(cháng)度的2/3,如果太長(cháng)，會(huì )影響斜滑塊的導滑。  因為斜塊抽芯結構簡(jiǎn)單，安全可靠，制造比較方便。因此，在塑料射模具中應用廣泛。

1、斜滑塊的導滑及組合形式。按導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，應考慮抽芯方向，并盡量保持塑料制品的外觀(guān)美不使塑料制品表面留有明顯的痕跡。同時(shí)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折處，則斜滑塊的拼縫線(xiàn)應與塑料制品的折線(xiàn)重合。

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