塑料模具_抽芯机构讲解

第十一章抽芯机构

当制品具有与开模方向不同的内侧孔、外侧孔或侧凹时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可移动的结构。在制品脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中和型芯上脱出制品。完成侧向活动型芯抽出和复位的机构就叫侧向抽芯机构。从广义上讲，它也是实现制品脱模的装置。这类模具脱出制品的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向抽芯，然后推出制品；二是侧向抽芯分型与制品的推出同时进行。

11.1 抽芯机构的组成和分类

1、抽芯机构的组成

抽芯机构按功能划分，一般由成型组件、运动组件、传动组件、锁紧组件和限位组件五部分组成，见

表11-1 抽芯机构的组成

2、侧向抽芯机构的分类及特点

侧向分型和抽芯机构按其动力源可分为手动、机动、气动或液压三类。

（1）手动侧向分型抽芯

模具结构比较简单，且生产效率低，劳动强度大，抽拔力有限。故在特殊场合才适用，如试制新制品、生产小批量制品等。

（2）机动侧向分型抽芯

开模时，依靠注塑机的开模动力，通过侧向抽芯机构改变运动方向，将活动零件抽出。机动抽芯具有操作方便、生产效率高、便于实现自动化生产等优点，虽然模具结构复杂，但仍在生产中广为采用。机动抽芯按结构形式主要有：斜导柱分型抽芯、弯销分型抽芯、斜滑块分型抽芯、齿轮齿条分型抽芯、弹簧分型抽芯等不同形式。其特点见表11-2所示。

（3）液压或气压侧向分型抽芯

系统以压力油或压缩空气作为抽芯动力，在模具上配置专门的油缸或气缸，通过活塞的往复运动来进行侧向分型、抽芯及复位的机构。这类机构的主要特点是抽拔距长，抽拔力大，动作灵活，不受开模过程

11.2 抽芯机构的设计要点

1、模具抽芯自锁

自锁：自由度F≥1，由于摩擦力的存在以及驱动力方向问题，有时无论驱动力如何增大也无法使滑块运动的现象称为抽芯的自锁。在注塑成型中，对于机动抽芯机构，当抽芯角度处于自锁的摩擦角之内，即使增大驱动力，都不能使之运动,因此，模具设计时必须考虑避免在抽芯方向上发生自锁。

自锁的条件：

⑴移动副自锁

对于移动副，当驱动力作用在移动副的摩擦角之内时，将发生自锁。例: 一人在爬墙。

如图11-1所示的移动副，驱动力P使滑块产生运动的有效分力为水平分力

Pt，即Pt=Psinβ=Pntgα，

垂直分力Pn使滑块所受的最大摩擦阻力为 Fmax=Pntgβ。

当α≤β时，则有Pt≤Fmax，即不管驱动力P如何增大，驱动力的有效分力总是小于驱动力P本身所可能引起的最大摩擦力，因而滑块总不会发生运动，即发生了自锁现象。

图11-1 移动副自锁

⑵转动副自锁

对于转动副，当驱动力为单一作用力，并作用在摩擦圆之内时，将发生自锁。例: 偏心夹具。

如图11-2a 所示，作用在轴上的外载荷为Q ，摩擦力F 对轴形成的摩擦力矩M 为：

M FR QR Q μρ===

摩擦圆ρ=μR

如图11-2b 所示，当作用在轴上的外载荷为S ，则当力S 的作用线在摩擦圆之内时，即A<ρ, 因驱动力矩M1=SA ，始终小于它本身所能引起的最大摩擦力矩M=ρQ 。所以力S 任意增大，也不能驱使轴颈转动，亦即发生了自锁现象。

轴

支

承

座

a) b)

图11-2 转动副自锁

2、抽拔力的计算

抽拔力是指制品处于脱模状态，需要从与开模方向有一交角的方位抽出型芯所需克服的阻力。这个力的大小随制品结构、几何尺寸、塑料原料的物理性能及模具结构而异。当原材料确定时，抽拔力与模具结构和制品形状密切相关，因此计算抽拔力的方法与计算脱模力的方法近似。但有些情况，需对脱模力计算公式做适当地修正和改进，方可用于抽拔力的计算。

抽拔力的计算公式：

Fc=Ap(μcosa-sina)

式中：Fc ——抽拔力,N ；

A ——制品包络型芯的面积，2m ；

P ——制品对侧型芯的收缩力（包紧力），其值与制品的集合形状及制品的品种、成型工艺有关，一般取p=1X 310Pa ；

μ——制品在热状态时对钢的摩擦系数，取μ=0.2；

α——侧型芯的脱模斜度，一般取α=30°。

3、抽芯距离的计算

从成型位置侧抽至不妨碍制品顶出的位置时，侧型芯所移动的距离叫抽芯距。通常抽芯等于侧成型孔的深度或成型凸台的长度S 加上安全系数K ，抽芯距的计算如下：

S 抽=S 移+K

式中 S 抽——抽芯距（mm ）；

S 移——滑块型芯脱离成型处，不妨碍顶出的移动距离(mm)；

K ——抽芯安全系数(mm)，按S 移的大小及抽芯机构的类型选定（见表11-3）。

K 有单位吗？是否应删除，还是表11-3及相关地方加注单位？（K 可以有单位）

注：同一抽芯滑块上有许多型芯时，安全值K 应按型芯最大抽芯距查取。

一般抽芯距的计算有两种方法：公式计算法及作图法，由于科技的发展，CAD 等应用软件的普及，目前作图法得到普遍的应用。

⑴动模抽芯距离的计算

①矩形制品抽芯距计算，如图11-3所示。

分型面

定模侧

动模侧

图11-3 矩形制品抽芯距

S 抽=S 移+K

式中 S 抽——抽芯距（mm ）；

S 移——滑块型芯完全脱离成型处的移动距离(mm)；

K ——抽芯安全系数(mm)。

②圆形制品抽芯距计算，如图11-4所示。

分型面

定模侧

动模侧

图11-4 圆形制品抽芯距

S K =抽

式中 S 抽——抽芯距（mm ）；

R ——圆形制品最大轮廓半径(mm)；

r ——圆形制品芯轴半径(mm)；

K ——抽芯安全系数(mm)。