第八章 脱模结构设计

４ 推出机构应尽量简单可靠
生产批量小的制品，应尽量选择结构比较简单的脱模机构，可 降低模具成本。 对生产批量大的制品，可选用结构复杂、自动化程度高的推出 机构，但须保证推出机构动作灵活、运动可靠，零件配换方便。
５ 顶出脱模行程应合理
设计推出机构时，应保证推出零件运动的初始和终止位置恰当 合理，以确保塑件可靠地脱模。推出零件达到最大行程时，塑件 （含主流道凝料）前端和定模分型面的距离不小于５～10mm。
3
推板厚度的确
① 对于圆形塑件 根据刚度计算，推板厚度T 的计算公 式为
c QeR 2 T = E [δ ]
1/3
式中
c3—系数，随R/r而异；
R—推杆作用在推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； [σ]—推件板中心所允许的最大变形量，一般可取塑件在被 推出方向上的尺寸公差的1/5～1/10，mm； Qe—脱模力，N； 表9-1 圆形塑件推件板计算系数
§8.4 推杆、推管推出机构设计
1 推杆推出机构设计
推杆是商品化的标准件。国家标准（ＧＢ/T4169.1－1984）。
（1）推杆推出机构的特点
结构简单，便于制造，易保证加工精度； 损坏后便于更换； 推出位置选择灵活； 推出力作用面积小，易引起较大局部应力，如顶穿塑件或 使塑件变形 。
（2）推杆的结构形式
外表面
内表面
端面
图8-17
螺纹塑件上的止转花纹
图8-18
齿轮传动的脱螺纹机构
（6）浇注系统凝料脱模机构 普通模具每次成形后，浇注系统凝料都需从模具中取出。
图8-20
单分型面模具浇注系统凝料的脱模
拉料杆脱料机 拉料杆
A部放大
图8-21 多分型面模具浇注系统凝料脱模机构
分流道末端斜孔脱料机构
图8-22
图8- 4 弹簧式双脱模机构
2）定模脱模机构 因塑件形状特殊或有特定要求，开模时塑件滞留在 定模一侧。这时需在定模一侧设置脱模机构。如图9-5。
图8-5
拉板式定模脱模机构
图8-6
链条式定模脱模机构
（4）顺序脱模机构（定距分型机构）
据制品与模具结构的需要，脱模时首先需将定模型腔板 与定模分开一定距离后，再使动模与定模型腔板分开取出制 品。顺序脱模机构通常要完成两次以上的分型动作。
分型面
图8-38
复位杆的结构与安装
（9）推杆脱模机构的导向 避免推出机构运动时发生偏斜，造成推杆弯曲或折断。 对于中大型模具推杆固定板和推杆垫板的重量较大，其 重力也易使推出机构在运动时发生偏斜。 ★ 须增加脱模导向装置。 尤其精密注射模具。 ★ 推出导柱一般设置二 到四个均布推板四周。
油
推板导
型芯
推杆
推杆
图8-28
靠近型芯的推杆位置
塑件斜面上的推杆
推杆应设在推出阻力最大的地方，注意不能和型芯（或 嵌件）距离太近，以免影响凸模或凹模的强度。
图8-29
型芯上的推杆位置
（7）推杆尺寸的确定
1）推杆直径 推杆一般都是细长杆，受力容易弯曲或断裂。 据压杆稳定公式，可得推杆直径计算公式为
L T d = κ nE
第 八 章
注塑模具 脱模机构设计
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
脱模机构组成 脱模机构的类型 脱模机构设计的原则 推杆、推管推出机构设计 推板推出机构 脱模力的计算
§8.1 脱模机构组成
1 脱模机构及其组成
概念
推出机构：完成塑件从模具中平稳可靠地脱出的装置，
称脱模机构或推出机构。
2 防止塑件变形与损伤
塑件在模具中经冷却固化后包紧在型芯上，会对型芯产生 很大的包紧力，塑件脱模时主要是克服这一阻力。 为使塑件在推出过程中不发生变形，必须确定合理的推出 力作用位置，推出力应分布均匀，作用面积尽量大一些，以 免塑件变形或损伤。
3 推出零件应有足够的强度、刚度和硬度
脱模时，推出零件承受着来自塑件对模具零件很大的摩擦阻 力。要求推出零件应具有足够的强度、刚度与硬度。 推出零件的长度应尽量短，保证其具有较好的抗压失稳能力。
J =
4
MPa；
4
64
=
4
4
ε—压杆的长度系数，取决于压杆的约束条
件，可查表。 图8-37 推杆的变形
（8）推杆的复位 推杆完成推出动作后，必须复位到初始位置，以备下一次循环 的推出。完成回位功能的零件，称为复位杆。 复位杆的安装固定方式与推杆相同，但其位置分布在型腔投影 面积以外的分型面上。 合模时复位杆端面与定模板分型面接触，迫使复位杆通过推杆 垫板驱动推杆复位，其端面允许低于分型面<0.05mm。要求复位 动作灵活可靠。
按推出零件
脱模机构分类
按机构动作
按动力来源
★ 常用脱模机构的基本结构类型 （1）简单脱模机构
合模状态
开模顶出状态
图8- 2
简单脱模机构（一次推出）
（2）二次脱模机构 对某些形状特殊或顶出行程要求较大的制品，如果在一次顶 出后，制品仍然留在模腔中，或是无法自动脱落时，就需要再 增加一次顶出动作。
第二次顶出
常用的推板结构形式如图所示。推板运动时的导向靠模具的导柱。
（a）
图8-46
推板脱模机构
2
推板脱模机构的设计要
1）推板与型芯应采用锥面配合，可减少运动时的摩擦， 并在合模时起到定位作用。锥角一般为5°～10°。 2）推板与型芯配合间隙要保证均匀，不得产生溢料，最 大单边间隙应限制在0.05mm 以下。对低粘度材料如PA等， 间隙不应超过0.01mm。推板 孔与型芯配合部位应淬火。 3）为避免推板运动时对 型芯成型表面的摩擦，推板 内孔与型芯配合处应设计成 型芯锥面与其成型表面单边 大出0.2～0.25mm的距离。 图8-47 脱模板与型芯的配合结构
（4）推杆与推杆孔的配合
推杆与推杆孔之间的配合为滑动配合，配合间隙一般选用 H7/ f6或H7/ f7、 H8/ f7 ，但不得超过制品材料的溢边值。 配合段长度一般取推杆直径的2～3倍，或者不小10～15ｍｍ。 非配合部分径向间隙可为0.5～1mm,以减小推出时摩察。 为避免推杆过短导致制品表面出现凸起，通常允许推杆端 面进入制品表面0.05～0.1ｍｍ。
图8-7
拉杆式顺序脱模机构
图8-8
拉钩滚轮式顺序脱模机构
（5）螺纹塑件的脱模机构 螺纹塑件脱模时，根据塑件要求及材料性能，可采用不同的 脱模方式。 强制脱模一般用于柔性材料和较浅的半圆形牙的螺纹。 模外手动脱模是将螺纹型环或型芯作为嵌件，成形后随塑 件一起脱模，然后模外手工用专用工具拧下螺纹。 机动脱模是利用注射机的开模运动，使螺纹型芯/型环旋 转而脱出塑件。
推出机构组成
推出部件（推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆 垫板、限位钉） 推出导向部件（推杆导柱、推杆导套） 复位部件（复位杆）。
2 典型的脱模机
复位杆 推板导套 推板导柱 注射机推杆 拉料杆 推杆
支承钉
推杆垫板
推杆固定板
图8-1
典型的脱模机构组成
§8.2 脱模机构的类型
脱模机构的类型有多种，模具设计时应据塑件结构特点 及所选用注射机的推出方式来确定。 推杆 推管 推块 推板 多元件组合 一次脱模 二次脱模 顺序脱模 双脱模 定模脱模 螺纹脱模 机动脱模 液压脱模 气动脱模 手动脱模
0.1mm
图8-26
推杆与孔的配合
（5）推杆的固定
推杆固定的形式有多种。
垫圈代替沉孔
螺钉紧固 台肩与沉孔
图8-27
推杆的安装
（6）推杆的位置分布
◆ 在保证塑件顺利脱模的情况下，推杆数量应尽量少。 ◆ 推杆位置的分布，按塑件的几何形状和尺寸，应尽可能均匀对 称，以保证推出力均衡。 ◆ 塑件上的肋、凸台等对脱模阻力大的部位，应加强推出，可增多 推杆。 ◆ 塑件壁薄处不宜设置推杆或不宜设置作用面积小的推杆。 ◆ 在模腔中排气困难的部位，可以增设推杆，以利于排气。 ◆ 对于脱模后塑件对型芯的包紧力较大时，推杆作用位置应尽可能 靠近型芯。
推管推出机构设计的要点：
◆ 推管与塑件接触端应与型芯呈滑动配合，配合段长
度应为推管行程加3～5mm。非配合段直径方向应有 0.5～1mm的间隙。 ◆ 推管壁厚应在1.5mm以上，材料、热处理及表面粗糙 度要求与推杆一致。
图8-43
推管推出机构的配合关系
图8-44
推管推出机构的应用（与推杆组合）
3
开模后尚未顶出状态
图8-3
滑块式二次脱模机构
（3）双脱模机构与定模脱模机构 1）双脱模机 当塑件脱模时，留在定模 和动模的可能性都存在，或 者塑件留在动模但取件不方 便时，需在定模和动模两侧 都设置脱模机构。开模时， 通常定模脱模机构先动作， 将制品推向动模一侧，再通 过动模部分的推出机构使塑 件脱模。如图9-4所示。
2）推杆长度L 推杆长度L应按模具的实际结构尺寸和塑件推出行程要求确定。 L＝推杆固定板厚度 a+推出行程 b+垫板厚度 c+型芯高度 d
顶出行程一般要求被顶出的制品脱离模 具5～10mm 。
（a）
（b）
在成型一些形状简单且脱模斜度较大 桶形制品，也可使顶出行程为制品深 度的2/3。
图8-35
推杆的长度
图8-36
推杆的推出行程
3）推杆稳定性计算 脱模阻力太大时，推杆会产生弯曲变形甚至折断。因此应进行压 杆稳定性计算。影响压杆稳定性的因素：压杆截面形状、压杆长度、 约束条件和材料性能。保持压杆稳定的临界压力可用下式计算
π 2 EJ pj = (ε l ) 2
式中 p j—保持压杆稳定的推杆顶端处 临界压力（N）； 5 E—压杆材料的弹性模量，2.1×10 l—压杆长度（mm）； J—压杆截面的轴惯性矩（mm ）； 圆截面： πd πr
常用的推杆截面形状为圆形，有整体结构和插入阶梯形结构。 还有非圆截面形状，如矩形等。采用何种截面形状要根据制品 结构而定。
图8-25
推杆的结构形式
（3）推杆的材料与硬度
推杆材料常用45号钢或Ｔ８、Ｔ10等碳素工具钢。淬火硬度 为HRC50以上，头部淬火长度应为配合长度与1.5倍推出行程之 和，表面粗糙度一般在Ra1.6μm以下。
2
1 4
d
（mm）
式中d—推杆的最小直径 ，mm； L—推杆的长度，mm； E—钢材的弹性模量,MPa； T—脱模力，N； n—推杆数量； k—安全系数，取=1.5 推杆直径确定后，应按下式进行强度校核
4T σ = nπd
式中
2
≤ [σ
]
图8-34 圆推杆
σ—推杆所受的应力，MPa; [σ]—推杆材料的许用应力，MPa。
推板
F
★ 对薄壁壳体类件，特别是采用较软的塑料成型时，推出 过程中塑件和型芯之间容易形成真空，造成脱模困难，甚 至塑件变形。为此，可在型芯中设置进气装置。推出时若 在塑件与型芯间形成真空，大气压力即推动阀杆进气，使 制品顺利脱模。
推板
F
进气
通入0.1～0.4MPa压力 的压缩空气。
图8-48
带有进气装置的推板结构
精密模具设计
Precision Mould Design
大 连 理 工 大 学 机 械 工 程 学 院 模 具 研 究 所
Institute of Die & Mould of School of Mechanical Engineering Dalian University of Technology
多元件组合推出
对于复杂的塑件，往往需要多种顶出元件组合应用， 来完成塑件脱模。
图8-45
多元件组合脱模
§8.5 推板推出机构
推板（脱模板）机构适用于筒形、壳罩及薄壁容器类塑件的脱模。 特点：推出作用力均匀、推出力量大、运动平稳，塑件不易变形， 塑件表面无推出痕迹，结构简单，无需设置复位装置。
1 推板脱模机构的形
图8-12 强制脱螺纹的模具结构
图8-13
外螺纹侧向分型脱模机构
塑件旋转 螺纹型芯旋转 止转结构
图8-14
螺纹塑件的机动脱模机构
螺wenku.baidu.com型芯
螺纹型环
图8-16 径向张缩的螺纹型芯
图8-15
模外脱螺纹的活动型芯和型环
机动脱螺纹时，为防止塑件随螺纹型芯一起旋转，塑件上 需设计有止转结构。常见的有在塑件的外表面、内表面或端 面上设有凹凸的花纹，如图8-17所示。
推板导
图8-40
推板导向机构的应用
兼起支撑作用的推板导柱的安装结构。
未加导套的结构 图8-41
带有导套的结构
兼起支撑作用的推板导向结构
2 推管推出机构
适用范围：深度较大的圆筒形、环形塑件或塑件上有
圆孔、凸台等部位。 特点：推出力较大，且均匀，塑件不易变形，无明显 推出痕迹。
图8-42
推管推出机构的结构
多分型面模具浇注系统凝料脱模机构
浇道板脱料机
浇道脱料板
浇道拉料杆
图8-23
多分型面模具浇注系统凝料脱模机构
分流道板推出机构
图8-24
多分型面模具浇注系统凝料脱模机构
§8.3 脱模机构设计的原则
1 塑件留于动模一侧
注射机上的推出油缸设在注射机的移动模板一侧，因此模 具打开后，希望塑件包紧在动模型芯上，然后通过注射机的 推出油缸，推动模具的推出机构使塑件从型芯上脱出。