塑料模具推出机构设计

塑料模具推出机构设计1 推出机构组成及分类一推出机构的组成推出机构一般由推出元件、复位元件和导向元件三大部件组成。

下面以图5-6-1所示的模具来说明推出机构的结构组成。

图5-6-1 推出机构1—推件杆；2—推件杆固定板；3—推板导套；4—推板导柱；5—推板；6—拉料杆；7—支承钉；8—复位杆；与塑料直接接触并能将塑件从模具型腔中或型芯上脱出的元件，称为推出元件。

推出元件由推件杆1、拉料杆6等组成，它们固定在推件杆固定板2上。

为了推出时推件杆有效地工作，在推件杆固定板后需设置推板5，两者之间用螺钉联接。

使推出机构在下一次注射前能够复位的零件，称为复位元件，主要零件是复位杆。

复位杆8固定在推杆固定板2上，推出机构工作时复位杆8也跟随推出，合模时，动模部分向前移动，当复位杆8伸出的端部与定模板接触时，带动推出机构运动并完成复位，准备下一次注射。

为保证推出机构的推出和复位动作能灵活、顺畅地进行，中、大型模具或推杆很多的模具，通常要设置推出机构的导向装置，即图5-6-1中的推板导柱4和推板导套3。

有的模具还设有支承钉，即图中支承钉7。

支承钉可使推板与动模座板间形成间隙，有利于废料、杂物的去除，另外还可以通过支承钉厚度尺寸来调整推杆工作端的装配位置，以减小动模座板厚度的机加工精度。

二推出机构的分类a按推出的动力来源分类推出机构按推出的动力来源可分为手动推出、机动推出和液压推出等三类。

（1）手动推出手动推出是指模具开模后，由人工操作的推出机构推出塑件，它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。

其中模内手工推出机构常用于塑件滞留在定模一侧的情况。

（2）机动推出机动推出是利用开模动作，依靠注射机上的顶杆推动推出机构，实现塑件自动脱模。

（3）液压推出液压推出是利用注射机上设置的专用液压缸，在开模时由液压缸的活塞杆推动推出机构，将塑件从动模上自动推出。

按推出元件的类别可分为推杆推出、推件板推出、推管推出等。

c按模具的结构特征分类按模具的结构特征可分为简单推出机构和复杂推出机构。

推杆、推管、推件板推出机构均属于简单推出机构；定模推出机构、二次推出机构、浇注系统推出机构、带螺纹的推出机构、多次分型推出机构等属于复杂推出机构。

三推出机构的设计要求a推出机构应尽量设计在动模一侧由于推出机构的动作是通过注射机的动模一侧的顶杆或液压缸来驱动的，所以，在一般情况下，模具的推出机构应尽量设计在动模一侧。

因此，在考虑塑件在模具中的位置和分型面的选择时，应尽量能使模具分型后塑件留在动模一侧，方便推出机构的设计。

b 塑件在推出过程中不发生变形和损坏为了使塑件在推出过程中不发生变形和损坏，设计模具时应仔细进行塑件对模具包紧力和粘附力的分析计算，合理地选择推出方式、推出位置和推出元件的数量等。

c不损坏塑件的外观对于外观质量要求较高的塑件，尽量不选择塑件表面作为推出位置，推出塑件的位置尽量设在塑件内部。

对于塑件内外表面均不允许存在推出痕迹时，应改变推出机构的形式或设置专为推出使用的工艺塑料块，在推出后再与塑件分离。

d合模时应使推出机构正确复位设计推出机构时，应考虑合模时推出机构的复位，在斜销等侧向抽芯及其它特殊的情况下，还应考虑推出机构的先复位问题。

e推出机构应动作可靠推出机构在推出与复位的过程中，动作应可靠、灵活，结构应尽量简单，容易制造。

2 推出力的计算塑件注射成型后，在模内冷却定形，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须先克服因包紧力而产生的磨擦力。

对于底部无孔的筒、壳类塑件，脱模推出时还要克服大气压力。

型芯的成型端部，一般均要设计脱模斜度。

塑件在刚开始脱模时，所需的脱模力最大，其后推出力的作用仅仅是为了克服推出机构移动的磨擦力。

图5-6-2 型芯受力分析图5-6-2所示为塑件在脱模时型芯的受力分析图。

由于推出力Ft的作用，使塑件对型芯的总压力(塑件收缩引起)降低了Ftsinα，因此，推出时的磨擦力Fm为：(5-6-1)式中Fm——脱模时型芯受到的磨擦阻力；Fb——塑件对型芯的包紧力；α——脱模斜度；μ——塑件对钢的磨擦系数，一般为0.1～0.3。

根据力平衡的原理，列出平衡方程：故：（5-6-2）由式（5-6-1）和式（5-6-2）经整理后，得：(5-6-3)因磨擦系数μ相对较小，sinα更小，cosα也小于1，故可忽略μcosαsinα,式（5-6-3）可简化为：(5-6-4)式中A——塑件包络型芯的面积；P——塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件，p取（2.4～3.9）×107Pa；模内冷却的塑件，p取（2.4～3.9）×107Pa。

由于图5-6-2所示为底部无孔的塑件，脱模时还需考虑克服大气压力，即：(5-6-5)式中F0——底部无孔的塑件脱模推出时需克服的大气压力，其大小为大气压力与被包络塑件端部面积的乘积。

从式（5-6-4）可以看出，脱模力的大小随着塑件包紧型芯的面积增加而增大，随着脱模斜度增大而减小，同时也和塑料与钢之间的磨擦系数有关。

实际上，影响脱模力因素很多，塑件所用的塑料品种、塑件结构、型芯的表面粗糙度、成型的工艺条件、大气压力及推出机构本身在推出运动时的磨擦阻力等都会影响脱模力的大小。

另外，同一模腔中在几个凸起或几个凹下之间由于冷却时塑料收缩而造成的脱模力，以及塑件与模具型腔之间的粘附力在脱模力计算过程中有时也不能忽略。

3 推出机构的导向与复位一推出机构的导向通常有导柱和推板导套组成。

起导向和支承作用。

结构形式有：导柱固定在单端和导柱在双端固定。

二推出机构的复位推出机构在开模推出塑件后，还要为下一次的注射成型做好准备，因此必须考虑推出机构的复位。

使推出机构复位最简单常用的方法是在推杆固定板上安装复位杆，如图5-6-1中的复位杆8。

复位杆的截面为圆形，每副模具一般设置4根，应对称设在推杆固定板的四周，以便推出机构在合模时受力均衡而复位平稳。

复位杆在装配后其端面应与动模分型面齐，推出机构推出后，复位杆便高出分型面一定距离。

合模时，复位杆先于推杆与定模分型面接触，使推出机构回复到原来的位置，这种结构中的合模和复位是同时完成的。

在推件板推出的机构中，推杆端面与推件板接触，可起到复位作用，故在推件板推出机构中，推杆既可用来推出塑件，又可兼作复位杆。

兼作复位杆的推杆，也应尽量分布在推杆固定板的四周，以便复位能平稳地进行。

另一种常用的推出机构复位装置为弹簧复位，是利用压缩弹簧的弹力使推出机构复位，其复位动作先于合模动作完成。

如图5-6-12a中，在活动镶件后端设置推杆时，为了在合模前安放活动镶件，采用了弹簧使推出机构先复位。

弹簧设置在推杆固定板与支承板之间，设计时要防止推出后推杆固定板把弹簧压死，或者弹簧已被压死而推出还未到位，同时还要注意，弹簧应对称安装在推杆固定板的四周，一般为4个，常常安装在复位杆上，也可将簧柱对称地设置在推杆固定板或推板导柱上。

另外，在斜销侧向分型与抽芯机构中，当斜销固定在定模、侧滑块安装在动模时，如果存在侧型芯投影响下设置推杆而发生“干涉”的现象，则需要设计推出机构的先复位。

通过复位零件，使推出杆合模后能回到原来的位置。

[OT_page]5-6-4 一次推出机构设计一次推出机构——又称简单推出机构，它是指开模后在动模一侧用一次推出动作完成塑件的推出。

包括：推杆推出机构、推管推出机构、推板推出机构、活动镶块或凹模推出机构和多元推出机构等。

一、推杆推出机构由于设置推杆的自由度较大、制造修配方便、推杆推出时运动阻力小、推出动作灵活可靠、推杆损坏后便于更换等原因，所以推杆推出机构是推出机构中最常用的形式。

a推杆的形状及固定形式常用推杆的形状如图5-6-3所示。

图5-6-3a为直通式推杆，尾部采用台肩固定，是最常用的形式，图5-6-33b所示为阶梯式推杆，由于工作部分比较细，故在其后部加粗以提高刚性，一般直径≤2.5mm时采用，图5-6-3c所示为顶盘式推杆亦称锥面推杆，它的加工比较困难，装配时与其它推杆不同，需从型腔前端插入，端部用螺钉固定在推杆固定板上，适合于深筒形且顶部无孔塑件的推出。

推杆工作端面的形状如图5-6-4所示。

最常用的是圆形，其次是矩形。

推杆工作端面形状的选择是根据塑件推出部位的形状而确定的。

但是，不管何种形状，在设计时都应考虑到要有足够的刚性，以承受推出力，否则就可能在推出时变形。

推杆在模具中的固定形式如图5-6-5所示。

图5-6-5a为最常用的形式，直径为d的推杆，在推杆固定板上的孔应为d+1mm，推杆台肩部分的直径常为d+5mm，推杆固定板上的台阶孔为d+6mm；图5-6-5b为采用垫块或垫圈来代替图5-6-5a中固定板上沉孔的形式，这样可使加工方便；图5-6-5c是推杆底部采用螺塞拧紧的形式，它适合于推杆固定板较厚的场合；图5-6-5d为较粗推杆镶入固定板采用螺钉固定的形式。

推杆工作部分与模板或型芯上推杆孔的配合，视推杆直径的大小与不同的塑料品种而定，一般选用H8/f7～H8/f8的间隙配合。

图5-6-4 推杆工作端部的形状图5-6-5 推杆的固定形式推杆的材料常用T8A等碳素工具钢或65弹簧钢等，前者的热处理要求硬度为50～54HRC，后者的热处理要求硬度为46～50HRC，推杆工作端配合部分的粗糙度Ra值一般取0.8μm。

b推杆位置的选择原则（1）应选择在脱模阻力最大的地方。

如图5-6-6a所示，因塑件对型芯的包紧力在四周最大，可在塑件内侧附近设置推杆，如果塑件深度较大，还应在塑件的端部设置推杆。

有些塑件在型芯或型腔内有较深且脱模斜度较小的凸起，因收缩应力的原因会产生较大的脱模阻力，在该处就必须设置推杆，如图5-6-6b所示。

（2）应保证塑件在推出时受力均匀、平稳且不变形。

（3）应注意塑件本身的强度和刚度，尤其是薄壁塑件，应尽可能地选择在厚壁和凸缘等处，否则很容易使塑件变形甚至损坏，如图5-6-6c所示。

（4）应考虑推杆本身的刚性。

当细长的推杆受到较大脱模力时，推杆就会失稳变形，如图5-6-6d所示，这时须增大推杆直径或增加推杆的数量。

（5）推杆的工作端面在合模注射时是型腔底面的一部分，推杆的端面如果低于或高于该处型腔底面，在塑件上就会产生凸台或凹痕，影响塑件的使用或美观。

通常情况下，推杆装入模具后其端面应与型腔底面平齐或高出型腔0.05mm。

二推管推出机构推管是一种空心的推杆，它适用于环形、筒形塑件或塑件上带有孔的凸台部分的推出。

由于推管整个周边接触塑件，故推出塑件的力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。

推管推出机构有三种主要的结构形式。

图5-6-7a所示是最简单最常用的结构形式。

型芯固定在动模座板上，这种结构形式的特点是型芯较长，但结构可靠适用于推出距离不大的场合；图5-6-7b所示是用键将型芯固定在动模板上的形式，由于推管推出时要让开键，所以在推管上开有槽，从而影响了推管的强度，不适于推出力大的场合。