脱模力计算

带斜销抽芯机构的压铸模是一种常见的压铸成型模具，该类模具利用开闭模动力抽芯复位，结构简单。

但其结构参数的设计对模具的工作状况和工作质量影响很大，如何在对该类模具进行可靠力学分析的基础

上，优化其结构参数的设计，具有十分重要的应用价值。

1 带斜销抽芯机构压铸模工作原理

图一为带斜销抽芯机构压铸模结构简图。合模状态时斜销2与分型面成一定角度固定在定模座板

3内并穿过定模套板4进入滑块6，滑块由楔紧块5锁紧。开模时滑块由斜销带动在导滑槽内运动，抽出型芯。抽芯结束后

滑块由限位块7挡住，不离开导滑槽。闭模后斜销滑块复位。

图一带斜销抽芯机构压铸模结构简图

1-定模镶块2-斜销3-定模座板4-定模套板5-楔紧块

6-滑块7-限位块8-动模套板9-动模座板

2 带斜销抽芯机构压铸模力学分析

2.1 滑块力学分析

模具中斜销抽芯机构滑块能否正常工作与其受力情况有关，而滑块受力情况与其设计参数直接关联，所以分析滑块

受力情况和自锁条件是合理设计斜销抽芯机构的基础。

图二为滑块受力情况。a、b、c、h、s为滑块结构尺寸，F为抽芯力，N1为斜销对滑块的正压力，f1为斜销对滑块的

摩擦力，N2、N3、N4分别指楔紧块、定模套板、动模套板对滑块的正压力，f2、f3、f4分别表示N2、N3、N4所对应

的摩擦力。

图二滑块受力分析

考虑到滑块不受弯矩作用，则开模瞬间滑块的静力平衡方程表示为:

F f3 f4 f2·sinβ f1·sinα＝N1·cosα N2·cosβ (1)

N3 N1·sinα f1·cosα=N2·sinβ N4 (2)

(N1·cosα－f1·sinα)b (N1·sinα f1·cosα)·(s btgα) f2(S－h)·sinβ N4(a/2-s)=Fc f3·

b N2sinβ(s-h/2) N2cosβ(b-sinβh/2) N3(a/2-s) (3)

因此，开模时滑块的受力情况既与抽芯力有关，同时与滑块及斜销的结构尺寸相关。考虑到楔紧块

和定模套板只在合模状态及开模瞬间起作用。同时f1=μN1，f2=μN2，f3=μN3，f4=μN4，则抽芯

过程中滑块静力平衡方程简化为:

N1·cosα=F f3=F μN3 (4)

N1·sinα=N3 (5)

联立(4)、(5)式解得

N1=F/(cosα-μsinα)

若cosα－μsinα为零，则N1为无穷大，此时滑块自锁，即滑块自锁条件为μ=tanα。

为可靠保证滑块工作时不自锁，α取值不宜过大，但α值减少时将导致滑块和斜销度必须相应增加才能

保证抽芯距，所以α取值一般以15°"25°为宜。

2.2 斜销力学分析

从滑块受力分析，斜销受力情况如图三所示。

图三斜销受力分析

把斜销看成支点为A的悬壁梁，设斜销固定伸出端点，B为抽芯力作用点，则弯矩为:

M=N1·h1

＝[F/(cosα-μsinα)]·h/cosα

=Fh/[cosα(cosα-μsinα)]

而抽芯力的计算由图四可知:

图四抽芯力计算参考

F=F阻·cosθ－F包·sinθ

F=clp(μcosθ－sinθ)

式中c表示型芯断面周长，l表示被铸件包紧的型芯长度，p表示单位包紧力，θ表示型芯脱模斜度，μ摩擦系数。

2.3 锁模力计算

锁模力必须大于胀型力在合模方向上的合力。

由图五知，胀型力在合模方向上的合力包括铸件熔融合金冲满型腔后对动、定模产生的沿锁模方向的压力

F1、型芯成型部分沿抽芯方向垂直方向压力作用在楔紧块上的分力F2之和。

图五锁模力计算

F1=PA

F2=F法＝F反·tanβ=PA 1·tanβ

即:F锁≥K(PA PA1·tanβ)

式中K表示安全系数，P表示压射比压、A表示铸件在合模方向垂直面上的投影面积，A1表示型芯在抽芯方

向垂直方向投影面积、β表示楔紧块斜面与合模方向的夹角。

3 模具参数设计

3.1 斜销长度计算

如图六知，斜销总度既与模具结构有关，也同抽芯距有关，即:

L=L1 L2 L3 L4 L5

L=D/2·tanα H/cosα d/2·tanα s/sinα

式中s表示抽芯距，H表示斜销固定部分套板厚度，d表示斜销直径，D表示斜销固定台阶直径。考虑抽芯可靠，实际斜

销长度比计算值大5～10mm。

图六斜销长度计算图

3.2 斜销直径设计

由斜销受力分析知其所受弯矩为Fh/[cosα(cosα－μsin

α)]，若材料许用抗弯强度为[σ]ω，则Fh/[cosα(cosα－μsin α)0.1d3]≤[σ]ω，由此可得: