典型塑料模结构及特点

典型塑料模结构及特点 第 4章 典型塑料模结构及特点 塑料模主要用来成型塑料制件，塑料的成型方法有许多种，塑料模具结构也有许多种。本章主要介绍典型塑料模具的结构及特点。由于塑料注射模具有生产适应性强、生产效率高和容易实现自动化等特点，因而在塑料件的生产中起着至关重要的作用，目前它约占整个塑料成型模具的一半以上。因此本章将重点介绍塑料注射模具。 本章要点： 注射模的分类与结构组成、单分型面注射模的工作原理与设计要点、双分型面注射模的工作原理与设计要点、侧向分型与抽芯注射模的工作原理与设计要点。 本章难点： 侧向分型与抽芯注射模的设计要点 第 4章 典型塑料模结构及特点 注射模结构及特点 压缩模结构及特点 压注模结构及特点 注射模结构及特点 注射模的分类与结构组成 单分型面注射模 双分型面注射模 侧向分型与抽芯机构 注射模结构及特点 注射模的结构，与塑料品种、制品的结构形状、尺寸精度、生产批量以及注射工艺条件和注射机的种类等许多因素有关，因此其结构可以千变万化，种类十分繁多。但是，在长期的生产实践中，人们为了掌握注射模的设计规律和设计方法，通过分析归纳之后发现，无论各种注射模结构之间差异多大，但在工作原理和基本结构组成方面都有一些普遍的规律和共同点。 注射模的分类与结构组成 现以图 析注射模的工作原理和结构组成。 1. 注射模的工作原理 任何注射模都可以分为定模和动模两大部分 (图 。定模部分通过定位圈定位，安装固定在注射机的固定模板 (定模固定板 )上，在注射成型过程中始终保持静止不动；动模部分则安装固定在注射机的移动模板 (动模固定板 )上，在注射成型过程中可随注射机上的合模系统运动。开始注射成型时，合模系统带动动模朝着定模方向移动，并在分型面 或称闭合 )，其对合的精确度由合模导向机构，即由导柱 12和装配在定模板 2上的导套 13保证。动模和定模对合之后，定模板 2与固定在动模板 1上的凸模 11构成与制品形状和尺寸一致的闭合模腔，模腔在注射成型过程中可被合模系统提供的合模力锁紧，以避免它在塑料熔体的压力作用下涨开。注射机从喷嘴中注射出的塑料熔体经由开设在定模中央的主流道 7进入模具，再经由分流道 5和浇口 8进入模腔，待熔体充满模腔并经过保压、补缩和冷却定型之后，合模系统便带动动模后撤复位，从而使动模和定模两部分从分型面 动模后撤到一定位置时，安装在其内部的顶出脱模机构 (零件 16、 17、 22、 23等 )，将会在合模系统中的推顶装置作用下与动模其他部分产生相对运动，于是制品和浇口及流道中的凝料将会被它们从凸模上以及从动模一侧的分流道中顶出脱落，就此完成一次注射成型过程。 2. 注射模的结构组成 通过分析图 模具的主要功能结构由成型零部件 (凸、凹模 )、合模导向机构、浇注系统 (主、分流道及浇口等 )、顶出脱模机构、温度调节系统 (冷却水通道等 )以及支承零部件 (定、动模座，定、动模板和支承板等 )组成，但在许多情况下，注射模还必须设置排气结构和侧向分型或侧向抽芯机构。因此，一般都认为，任何注射模均可由上述八大部分功能结构组成。下面主要结合图 (1) 成型零部件 这些零部件主要决定制品的几何形状和尺寸，如凸模决定制品的内形，而凹模决定制品的外形。如图 腔由动模板 1、定模板 2、凸模 11等组成。成型零件形状复杂、精度高，表面粗糙度要求高。一般用工具钢制造，需经热处理。 凹模在设计时，其形式有整体式和组合式两种类型，如图 体式凹模成型的塑料制品无拼缝痕迹，模具简单；其缺点是对于形状复杂的凹模，其加工工艺性差。主要适用于中、小型且形状简单的模具。组合式凹模就改善了加工工艺性，减少热处理变形，节省了模具材料；缺点是塑料制品可能有拼缝痕迹。组合式适用于形状复杂的模具。凸模的结构形式多数是整体的，以便于加工制造，如图 注射模的分类与结构组成 注射模的分类与结构组成 注射模的分类与结构组成 注射模的分类与结构组成 注射模的分类与结构组成 (2) 合模导向机构 零件 8和零件 9，参照图 种机构主要用来保证动模和定模两大部分或模具中其他零部件 (如凸模和凹模 )之间的准确对合，以保证制品形状和尺寸的精确度，并避免模具中各种零部件发生碰撞和干涉。 (3) 浇注系统 该系统是将注射机注射出的塑料熔体引向闭合模腔的通道，对熔体充模时的流动特性以及注射成型质量等具有重要影响。该系统通常包括如图 、分流道 5、浇口 8、冷料穴 6及拉料杆 19。其中，冷料穴的作用是收集塑料熔体的前锋冷料，避免它们进入模腔后会影响成型质量或制品性能，拉料杆的作用，除了用其顶部端面构成冷料穴的部分几何形状之外，还负责在开模时把主流道中凝料从主流道中拉出。具体结构参照图 (4) 顶 (推 )出脱模机构 该机构是将塑料制品脱出模腔的装置。一般情况下，推出机构由推杆、复位杆、推杆固定板、推板、推板导柱和推板导套等组成。其结构形式很多，最常用的顶出零件有顶杆、顶管、脱模板 (推板 )等。图 7、推杆固定板 18、推板导柱 20、推板导套 21、推杆 22和复位杆 23等组成。 (5) 侧向分型与侧向抽芯机构 塑件上的侧向如有凹凸形状及孔或凸台，这就需要有侧向的凸模或成型块来成型。在塑件被推出之前，必须先拔出侧向凸模 (侧向型芯 )或侧向成型块，然后方能顺利脱模。带动侧向凸模或侧向成型块移动的机构称为侧向分型与抽芯机构。 (6) 排气结构 注射模中设置排气结构，是为了在塑料熔体充模过程中排除模腔中的空气和塑料本身挥发出的各种气体，以避免它们造成成型缺陷。排气结构既可以是有目的开设的排气槽，也可以是模腔附近的一些配合间隙，如模具的推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙可起排气作用。图 它可以利用分型面之间的间隙排气。 (7) 温度调节系统 在注射模中设置这种系统的目的，是为了满足注射成型工艺对模具温度的要求，以保证塑料熔体的充模和制品的固化定型。如果成型工艺需要对模具进行冷却，一般可在模腔周围开设由图 组成的冷却水循环回路。如果成型工艺需要对模具加热，则模腔周围必须开设热水或热油、蒸汽等一类加热介质的循环回路，或者是在模腔周围设置电加热元件。 (8) 支承零部件 这类零部件在注射模中主要用来安装固定或支承成型零部件等上述 7种功能结构，将支承零部件组装在一起，可以构成模具的基本骨架。 根据注射模中各零部件与塑料的接触情况，注射模中所有的零部件也可以分为成型零部件和结构零部件两大类型。其中，成型零部件系指与塑料接触，并构成模腔的各种模具零部件，结构零部件则负责模具的支承、导向、排气、顶出制品、侧向抽芯、侧向分型、温度调节及引导塑料熔体向模腔流动等功能作用或功能运动。在结构零部件中，上述的合模导向机构与支承零部件合称为基本结构零部件，因为二者组装起来之后，可以构成注射模架 (已标准化 )。任何注射模都可借用这种模架为基础，再添加成型零部件和其他必要的功能结构来形成。 注射模的分类与结构组成 图 合模导向机构 注射模的分类与结构组成 注射模的分类与结构组成 3. 注射模分类 注射模的分类方法很多，例如按照它们在注射机上的安装方式可分为移动式注射模 (注射成型完毕后，可将模具移出注射机工作空间脱取制品，仅适用于立式注射机 )和固定式注射模 (动、定模两部分分别固定在注射机上 )；按照注射成型工艺特点可分为单模腔注射模、多模腔注射模、绝热流道注射模、热流道注射模、热固性塑料注射模、低发泡注射模和精密注射模等。 如果按照注射成型所用的注射机种类对注射模分类，一般可划分为立式注射模、卧式注射模和直角式注 射模等 3种类型。立式注射模需要安装在立式注射机上应用，由于注射量的限制，这类模具多为小型模具，其优点是安装嵌件方便，但开模后不容易从模具的工作空间取出制品；卧式注射模必须使用卧式注射机，所以使用特点恰恰与立式注射模相反。卧式注射模结构在注射成型中使用最为普遍，特别是大中型注射模一般都采用这种结构；直角式注射模与立式和卧式注射模最大的区别是塑料熔体入模的方向与分型面平行，所以只能安装在直角式注射机上应用。它的使用特点介于立式与卧式注射模之间，生产中 应用得也比较多，尤其适用于中心不允许留有浇口痕迹的平面制品。 还有一种方法是按总体结构划分，可分为单分型面注射模、双分型面注射模、带有侧向分型与抽芯机构的注射模、带有活动成型零部件的注射模、带有自动卸螺纹机构的注射模。由于影响注射模结构的因素很多，实际上并不可能简单地把所有注射模按其总体结构统统划归为某几个类型，所以这种分类方法并不严格。以下各节介绍的几种模具结构类型只不过在生产中比较常用而已，某些复杂的模具可能会同时 并存多种结构。 单分型面注射模 单分型面注射模也称二板式注射模，它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面，分型面注射模具根据需要，既可以设计成单型腔注射模，也可以设计成多型腔注射模，应用十分广泛。为了进一步对注射模有所了解，本节列举了两个实例，图 1. 单型腔单分型面注射模 (1) 工作原理 合模时，在导柱 3和导套 2的导向定位下，动模和定模闭合。型腔由定模板 2上的凹模与安装在动模固定板 13上的凸模 8组成，并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模上的浇注系统进入型腔，同时模具通过水道 9以及凸模 8上的水槽进行温度调节。待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机合模系统带动动模后退，模具从动模和定模分型面分开，塑件包在凸模 7上随动模一起后退。当动模移动一定距离后，注射机的顶杆接触推板 17，推出机构开始动作，使推杆 16带动推件板 5将塑件及浇注系统凝料从凸模 7和冷料穴中推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。合模时，推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。 (2) 设计注意事项 分型面上开设分流道，既可开设在动模一侧或定模一侧，也可以开设在动、定模分型面的两侧，视塑件的具体形状而定。但如果开设在动、定模两侧的分型面上，必须注意合模时的对中拼合。 常用的分流道截面形式有圆形、梯形、 圆形和矩形等几种形式，如图 形截面比表面积最小，但需开设在分型面的两侧，在制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合；梯形及 热量损失与压力损失均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需用球头铣刀加工且表面积比梯形和 设计中也有采用；矩形截面分流因其比表面积较大，且流动阻力也大，故在设计中不常采用。 单分型面注射模 由于推出机构一般设置在动模一侧，所以应尽量使塑件在分型后留在动模一边，以便于推出，此外还要考虑塑件对凸模或型芯的包紧力。塑件注射成型后对凸模或型芯包紧力的大小往往用凸模或型芯被塑料所包住的侧面积的大小来衡量，一般将包紧力大的凸模或型芯设置在动模一侧，包紧力小的凸模或型芯设置在定模一侧。 图 杆截面大部分为圆形，制造、修配方便，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换，因此，推杆推出机构是推出机构中最简单、最常见的形式。图 件板推出机构是由一块与凸模按 H7/ H8/亦起复位杆作用 )所组成，随着推出机构开始工作，推杆推动推件板，推件板从塑料制件的端面将其从型芯上推出，因此，推出的作用面积大而均匀，推出平稳，塑件上没有推出痕迹。图 5 的斜度，可以使推件板推出塑件时不与型芯表面接触，故型芯表面磨损小。 为了使主流道凝料在分型时留在动模一侧，动模一侧必须设有拉料杆。主流道拉料杆有两种基本形式。一种是推杆形式的拉料杆，其固定在推杆固定板上， a)所示，图 b)和图 c)所示分别为在动模板上开设的反锥度冷料穴和浅圆环槽冷料穴的形式，它们的后面设置推杆。 作时依靠 出后由于钩子的方向性而不能自动脱落，需要人工取出。对于图 b)和图 c)的形式，在分型时靠动模板上的反锥度穴和浅圆环槽的作用将主流道凝料拉出浇口套，然后靠后面的推杆强制地将其推出。另 种拉料杆是仅适于推件板脱模的拉料杆，其典型的形式是球字头拉料杆，固定在动模板上，如图 d)所示。图 e)所示为菌形头拉料杆，它是靠头部凹下去的部分将主流道从浇口套中拉出来，然后在推件板推出时，将主流道凝料从拉料杆的头部强制推出。图 f)是靠塑料的收缩包紧力使主流道凝料包紧在中间拉料杆 (带有分流锥的型芯 )上以及靠环形浇口与塑件的连接将上流道凝料拉出浇口套，然后靠推件板将塑件和上流道凝料一起推出模外。图 b) (f)的形式，主流道凝料都能在推出时自动脱落。 并不是所有多型腔注射模在分型面都要设计冷料穴，对于塑料性能和成型工艺控制较好，对塑件的要求又不高时，可不必设置冷料穴。 图 字形拉料杆，图 设计了锥形冷料穴，同样也能够起到一定的拉料作用。 单分型面注射模 推杆的复位有多种方法，如复位杆复位、推杆兼作复位杆；而对于注射模中带有推件板的，不需设计复位零件，直接利用推件板复位；如果注射模需要安放嵌件，为了安放的方便和安全起见，可采用弹簧进行先复位，如图 用的是复位杆复位。 单分型面的注射模是一种最基本的注射模结构。根据具体塑件的实际要求，单分型面的注射模也可增添其他的部件，如嵌件、螺纹型芯或活动型芯等，因此，在这种基本形式的基础上，就可演变出其他各种复杂的结构。 2. 多型腔单分型面注射模 单分型面注射模这种模具往往可以设计成多型腔，以提高生产效率。如图 图的工作原理请自行分析。该类模具在设计过程中，特别是对于型腔在模板上的布局应注意以下几点： 型腔排列紧凑 这样可以减小模具的外形尺寸，节省制模材料。如图 b)所示型腔布局就比 (a)好，因模具总面积小，有利于节约制模钢材。 流道长度要求最短 如图 b)所示型腔布局就比 (a)好。 要求熔料充模时，模具内压力分布均衡 除应注意浇口开设位置外，型腔布局力求对称，以防止模具受偏载而产生溢料，如图 b)所示布局较为合理。 型腔布置要对称 如改性聚苯乙烯发梳模具结构 (图 从模具结构来看，定模型腔板 3与动模型腔板 4均设有型腔，型腔对称，浇口对称。注射成则后开模则动模与定模分离，注射机推出机构顶动推板 15带动拉料杆 16，然后塑料制品脱出。 图 口的形式多种多样，除上述两种以外，还有直接浇口、中心浇口、点浇口以及点浇口演变形式潜伏浇口等。这里对侧浇口、点浇口 (如图 简单介绍。 侧浇口：它又称边缘浇口。如图 般情况下，侧浇口均开设在模具的分型面上，从制品侧面边缘进料。它能方便地调整浇口尺寸，控制剪切速率和浇口封闭时间，是被广泛采用的一种浇口形式。它的截面形状通常采用矩形，热塑性塑料注射模侧浇口尺寸可参照有关手册。侧浇口可以根据制品的形状特点和充模需要，灵活地选择浇口的位置。如框形或环形制品，浇口可以设在制品外侧 (多型腔模 )。而当其内孔有足够位置时，可将浇口位置设在制品内侧 (单型腔模 )，这样可使模具结构紧凑，流程缩短，改善成型条件。侧浇口适用于一模多件，能大大提高生产效率，去除浇口方便，但压力损失大，保压补缩作用比直接浇口小，壳形件排气不便，易产生熔接痕、缩孔及气孔等缺陷。为了适应不同塑料及不同形状尺寸的制品的成型需要，侧浇口又有两种变异形式，如图 单分型面注射模 图 a)所示为扇形浇口，它常用来成型宽度较大的薄片状制品，如标尺、盖板、托盘等。其流程较短，效果较好。图 b)所示为薄片式浇口。制品内应力小，翘曲现象少，并减少气泡和流纹等缺陷。这种浇口特别适用于成型透明平板类制品，如仪表面板，各种表面装饰板等。 点浇口：又称针浇口、橄榄形浇口或菱形浇口，如图 是 种进料口尺寸很小的特殊形式的直接浇口。其优点是去除浇口后，制品上留下的痕迹不明显，开模后可自动拉断，成型时可减少熔接痕，但压力损失较大，制品收缩大，而且模具应设计成双分型面 (三板式 )模，以便脱出流道凝料。由于熔体通过点浇口时，有很高的剪切速度，同时产生摩擦作用，提高了熔体温度。因此，对于粘度随剪切速率变化很敏感的塑料和粘度较低的塑料(如聚苯乙烯、 甲醛、聚乙烯、聚丙烯 )来说，采用点浇口是很理想的，能获得外形清晰、表面光泽的制品。而对于某些流动性差和热敏性塑料 (如聚碳酸酯、聚砜、有机玻璃、聚氯乙烯等 )及平薄易变形和形状复杂的制品成型，采用点浇口则是不利的。 点浇口的进料口直径常取 0.5 1.8 塑料性质和制品质 (重 )量而定。浇口长度常取 0.8 1.2 主流道尺寸和侧浇口的主流道尺寸一样。图 中图 a)为常用结构，图 b)与点浇口相接的流道下部具有圆弧 R(一般取 R =1.5 3 使其截面积增大，减缓塑料冷却速度，有利于补料，效果较好，但制造较困难。为了减小流动阻力，浇口与制品相接处采用圆弧或倒角过渡 (图 c)、 (d)。 对于薄壁制品，由于在点浇口附近的剪切速率过高，造成分子高度定向，增加局部应力，甚至发生开裂现象。在不影响制品使用的前提下，可将浇口对面的制品壁厚增加，并呈圆弧形过渡，就可防止上述现象的发生，如图 对于大型制品的成型，可以设置几个点浇口同时进料，以便缩短流程，加快注射速率，降低流动阻力，减少翘曲变形。 潜伏式浇口是点浇口的变异形式，又称隧道式浇口或剪切浇口。这种浇口流道设置在分型面上，浇口设在制品侧面不影响外观的隐蔽部位 (图 并与流道成一个角度 (一般不超过 45 )，潜入分型面下面 (或上面 )，斜向进入型腔，形成能切断浇口的刀口。开模时，流道凝料由推出机构推出，并与制品自动切断，省掉了切除浇口的工序。图 伏浇口直径取 0.8 1.2 角为 30 45 。 图 中图 a)浇口设在推杆头部，即推杆头部切去一部分作为辅助流道，熔体流经这种浇口时的压力损失比外侧潜伏浇口大，因此当出现缩孔时，则必须加大注射压力。设计时，推杆应设置防止转动机构，否则推杆辅助流道可能被封闭，无法进料。图 b)为推出制品切断浇口的状态。图 c)为型芯上设置内潜伏浇口结构。 由于潜伏浇口在推出制品和流道凝料时，必须有较大的推力，因此这种浇口适用于软性塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、 于强韧的塑料不宜采用。 单分型面注射模 单分型面注射模 图 分流道截面形状 单分型面注射模 单分型面注射模 单分型面注射模 单分型面注射模 单分型面注射模 单分型面注射模 单分型面注射模 图 侧浇口 单分型面注射模 单分型面注射模 图 点浇口 单分型面注射模 单分型面注射模 图 薄壁制品用点浇口 单分型面注射模 单分型面注射模 双分型面注射模 双分型面注射模具除有两块模板外，中间还有一块活动模板，这块活动模板没有浇口、流道及动模所需要的其他零件和部件，有两个互相平行的分型面，所以叫做双分型面注射模具。当模具开启时，中间这块活动模板与其他两块模板分离，塑料制品与浇口冷料分别从该板两侧取下。 双分型面注射模具用途广泛，主要用于： (1) 中心进料的点浇口单型腔模具。 (2) 中心进料的多型腔模具。 (3) 表面进料复式点浇口模具。 (4) 边缘进料的小平衡多型腔模具。 双分型面注射模具结构复杂，制造成本较高，零件加工困难，模具重量增加，一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。 1. 工作原理 汽车坐垫 (图 注射模结构图如图 塑料制品投影面积大，在注射成型时，为防止凹模变形，在凹模下面增设四个对称顶柱 29。塑料制品要求成型面外观美，故塑料制品的背面设在定模上，浇口痕迹也留在背面，因此，模具采用弹簧拉杆式结构。 模具动作原理：注射成型后，由于弹簧 15的作用，动模首先沿 A 个距离，主流道脱开；动模部分继续移动，由卸料螺钉 16限位，动模与浇口套板 27沿 B 模仍继续移动，螺钉 39碰到拉板 22带动推板 7，推板 7带动推杆 4、 13把塑料制品推出。然后合模，由复位杆 14复位，完成整个动作。 从工作原理可以看出，该模具 A 5保证，分型面 B 6保证。由于设计需要该模具的推出机构设计在定模部分，由于定模部分没有推出机构，因此设计了拉板机构 (20 22、 39)使推出动作得以完成。 双分型面注射模 图 汽车坐垫 (聚乙烯 ) 双分型面注射模 双分型面注射模 双分型面注射模 双分型面注射模 双分型面注射模 (2) 导柱定距式两次分型 图 模时，由于弹簧 16的作用使顶销 14压紧在导柱 13的半圆槽内，以便模具在分型面分型。当定距导柱 8上的凹槽与定距螺钉 7相碰时，中间板停止移动，强迫顶销 14退出导柱 13的半圆槽。接着，模具在 续开模时，在推杆 4的作用下，推件板 9将塑件推出。这种定距导柱，既是中间板的支承和导向，又是动、定模的导向，使模板面上的杆孔大为减少。对模面比较紧凑的小型模具来说，这种结构是经济合理 的。 (3) 摆钩式两次分型 图 次分型的机构由挡销 8、摆钩 9、拉板 11、弹簧 5和限位销 12等组成。开模时，由于固定在中间板 2上的摆钩拉住支承板 4上的挡块，模具从 模到一定距离后，摆钩在拉板的作用下产生摆动而脱钩，同时中间板 2在限位销的限制下停止移动， 计时，摆钩和拉板等零件应对称布置在模具的两侧，摆钩拉住动模上拉板的角度应取 1 3 为宜。 双分型面注射模 双分型面注射模 侧向分型与抽芯机构 1. 斜导柱侧向分型与抽芯机构 当塑件侧壁有通孔、凹穴或凸台时，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则，塑件无法脱模。带动型 芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。如图 零件为水瓢 (聚氯乙烯 )，带有侧向孔。注射模具结构如图 (1) 模具的结构特点：采用直接浇口，为单分型面模具。该模具单面有斜导柱抽芯结构，抽芯距离较长。主流道偏离中心线一侧。整个冷却系统均设在凸模上。滑块的导滑槽是燕尾槽结构。推出机构为 推盘式，直接连接推板，利用弹簧弹力先复位，且推出力大，表面不留痕迹。 (2) 模具动作原理：注射成型后，动模与定模分开，斜导柱 13带动滑块 14向右移动一个距离，从塑料制品中抽出，这时注射机推出机构推动推杆 22、推板 7，塑料制品从凸模上脱落。 (3) 斜导柱抽芯机构设计要点 斜导柱抽芯机构设计包括斜导柱、侧滑快、导滑槽、楔紧块、定位装置等 5个部分的设计。 斜导柱的设计 斜导柱形式如图 a)为圆形斜导柱； (b)为减少斜导柱与滑块的斜孔壁之间的摩擦，在圆导柱上铣去二平面，铣去后的二面间距约为斜导柱直径的 (c)为在模内抽拔的矩形斜导柱； (d)为在模外抽拔的矩形斜导柱； (e)为起延时作用的矩形斜导柱。 侧向分型与抽芯机构 斜导柱倾斜角与脱模力及抽芯距有关。角度 大则斜导柱所受弯曲力要增大，所需开模力也增大。因此，希望角度小些为好。但是当抽芯距一定时，角度 小则使斜导柱工作部分长度及开模行程增大，降低斜导柱的刚性。所以确定斜角 数值时要兼顾抽芯距及斜导柱所受弯曲力两方面。一般采用斜角值为 15 20 。但当抽芯距较大时，可适当增加 值以满足抽芯距的要求，这时斜导柱的直径和固定部分尺度需相应增加，这样才能承受较大的弯曲力。为了满足滑块和锁紧块先分开，斜导柱抽芯的动作要求滑块和锁紧块的角度应比斜导柱的角度大 2 3 。 斜导柱的直径决定于所承受的弯曲力，而弯曲力又决定于脱模力、斜导柱的斜角 及工作部分长度。模具设计时，先算出脱模力，在选定斜导柱的斜角 ，然后计算斜导柱直径。也可通过手册查取。 滑块 它是完成侧抽芯的一个重要零件，它主要与成型型芯连结在一起，用斜导柱带动进行侧抽芯。一般情况下，它与侧向型芯组合成侧滑块型芯，称为组合式侧滑块。在侧型芯简单且容易加工的情况下，也可将侧滑块和侧型芯制成一体，称为整体式侧滑块。 滑块的斜孔与斜导柱进行配合，在配合的同时要做成单面 0.5 样在开模的瞬间有一个很小的空行程，使滑块和活动型芯未抽动前强制塑料制品脱出凹模或凸模，并使锁紧块先脱离滑块，然后再进行抽芯。滑块的结构形式，视模具结构及侧抽芯力的大小来决定。 滑块一般与导滑槽配合，其结构形式如图 导滑槽 为使滑块带动成型芯平稳而准确地进行抽芯，必须在定模板或动模板上开有导滑槽，滑块与导滑槽必须很好配合和导滑，在滑块完成动作后，仍停留在导滑槽内，停留在导滑槽内的滑块长度不应小于滑块全长的 2 3。导滑槽常用的结构形式有两种：矩形导滑槽和燕尾形导滑槽，如图 导滑槽定位装置 为了保证斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后必须停留在一定位置上，为此必须设滑块限位装置，滑块限位装置要灵活可靠，如图 图 全可靠。 顶销 )限位，弹簧的弹力要足够。 侧向分型与抽芯机构 图 水瓢 (聚氯乙烯 ) 侧向分型与抽芯机构 侧向分型与抽芯机构 侧向分型与抽芯机构 侧向分型与抽芯机构 侧向分型与抽芯机构 侧向分型与抽芯机构 防止斜导柱、滑块抽芯机构中的干扰措施 在塑料注射模具中，推出塑料制品后的推杆复位，一般都是采用复位杆来完成的。但在斜导柱抽芯机构中，若活动型芯的水平投影与推杆相重合时，如果仍然采用反推杆复位，将产生推杆与活动型芯发生干扰的现象。因为这种复位形式往往是滑块先于推杆复位，致使活动型芯或推杆损坏，如图 避免干涉现象最有效且简单的方法是：推杆与侧型芯滑块在分型面上的投影避免重合，或者设计推杆先复位的机构。 2. 斜滑块侧向分型与抽芯机构 (1) 工作原理 斜滑块侧向分型与抽芯注射模和斜导柱侧向分型与抽芯注射模一样，也是用来成型带有侧向凹凸塑件的模具。所不同的是，其侧向分型与抽芯动作是由可斜向移动的斜滑块来完成的，常常用于侧向分型与抽芯距离较短的场合。 图 模时，动模部分向下移动，塑件包在型芯 5上一起随动模后移，拉料杆将主流道凝料从浇口套中脱出。当注射机顶杆与推板接触时，推杆 7将斜滑块 3及塑件从动模板 6中推出，此后，斜滑块在推出的同时在动模的斜导槽内向两侧移动分型，塑件便会从滑块中脱出。合模时，定模座板 2迫使斜滑块推动推出机构复位。 (2) 模具特点及设计要点 斜滑块侧向分型与抽芯注射模的特点是，塑件从动模型芯上被推出的动作是与斜滑块的分型与抽芯动作同时进行的，但抽芯距比斜导柱抽芯机构的抽芯距短。在设计、制造这类注射模时，应保证斜滑块的移动可靠、灵活，不能出现停顿及卡死现象，否则抽芯不能顺利进行，甚至会将塑件或模具损坏。此外，斜滑块的安装高度应略高于动模板，以利于合模时压紧。 侧向分型与抽芯机构 侧向分型与抽芯机构 压缩模结构及特点 压缩模结构的组成及分类 压缩模设计要点 压缩模结构及特点 压缩模与注射模相比，其优点是无需设计浇注系统，使用的设备和模具比较简单，主要应用于日用电器、电信仪表等热固性塑件的成型。成型前，根据压缩工艺条件需将模具加热到成型温度，然后将塑粉加入模具内加热、加压，塑料在热和压力的作用下充满型腔，同时发生化学反应而固化定型，最后脱模成为塑料制件。 压缩模也可以成型热塑性塑件。用压缩模成型热塑性塑件时，模具必须交替地进行加热和冷却，才能使塑料塑化和固化，故成型周期长，生产效率低，因此，它仅适用于成型光学性能要求高的有机玻璃镜片、不宜高温注射成型的硝酸纤维汽车驾驶盘以及一些流动性很差的热塑性塑料如聚酰亚胺等塑料制件。 压缩模结构的组成及分类 1. 压缩模的工作原理 压缩模的典型结构如图 模具属于倒装结构，即凸模安装在下模部分，其上模部分由零件 8、 9、 10、 12、 13等组成，其余零件均属下模部分。模具的上模和下模分别安装在压力机的上、下工作台上，上下模通过导柱导套导向定位。上工作台下降，使上凸模 10进入下模加料室 11与装入的塑料接触并对其加热。当塑料成为熔融状态后，上工作台继续下降，熔料在受热受压的作用下充满型腔并发生固化交联反应。塑件固化成型后，上工作台上升，模具分型，同时压机下面的辅助液压缸开始工作，脱模机构将塑件脱出。 2. 压缩模的结构组成 如果按照各部分零部件的功能作用划分，压缩模也可以像注射模一样，分为以下几大部分。 (1) 成型零部件 成型零部件包括凸模，凹模以及各种型芯 (或成型杆 )、型坯，成型镶块和瓣合模块等 (如图 、 10、 11、 14、 15)，它们在模具闭合后形成与制品形状一致的模腔，并直接与塑料接触，负责成型出制品的几何形状和尺寸。在所有的成型零部件中，凸模和型芯等决定制品的内形和孔形，凹模和型环等决定制品的外形，活动成型镶块可以用来决定制品的局部形状，瓣合模块则可以用来对模具侧向分型。 (2) 支承零部件与合模导向机构 压缩模中的各种固定板、支承板 (垫板 )、支承块 (垫块 )以及上、下模座 (或称上、下模板 )等均称为支承零部件 (如图 、 6、 8、 12、 17、 20)，它们的主要作用就是用来固定和支承压缩模中其他各种功能零部件，并且负责将压力机的力传递给成型零部件和成型物料。 与注射模相似，压缩模也必须带有合模导向机构，以保证上模和下模两大部分或模具内部其他零部件之间准确对合。在各种压缩模中，合模导向机构主要由导柱和导套构成 (如图 3、 16)。 支承零部件与合模导向机构是压缩模中的基本结构零部件，将它们组装起来，可以构成压缩模架，任何压缩模都可借用这种模架为基础，再添加成型零部件和其他一些必要的功能结构来形成。 (3) 加料腔 加料腔 (在图 部凹模侧壁镶块的上半部分所构成的空腔 )的作用是：可以克服凹模型腔容积小、不能多加料的缺点，即利用加料腔可以较多地容纳密度很小的松散状成型物料，从而可以通过较大的压缩率压缩成型出密度很高的塑料制品。 很显然，对于单腔模只要有一个加料腔即可，但对于多腔模 (主要用于溢式模和半溢式模 )来讲，既有可能每个凹模型腔各自配用一个加料腔，也有可能多个凹模型腔共用一个加料腔。图 中， (a)和 (b)属于前面一种情况，而 (c)则属于后面一种情况。图 a)、 (b)所示结构的优点是凸、凹模比较容易对中定位，如果是个别凹模型腔损坏，可以将它们单独取出修磨或更换，甚至可以将它们拆卸或堵死，不再继续使用，而其缺点则是需要依次单独地对各个加料腔进行加料，操作比较麻烦，既费工又费时。另外，由于各个凹模型腔以及和它们对应的加料腔需要在模具内彼此分开安装固定，所以模具整体结构尺寸比较大，装配要求较高。图 c)所示结构的优点是可以对多腔模只进行一次加料，操作起来比较方便省事，且溢料飞边可以把多个制品连接在一起，便于顶出脱模机构同时把它们脱出模具。另外，其模具结构相对于图 a)、 (b)来讲比较小，但是，当个别凹模型腔出现问题时，对整个模具工作有影响，并且还常常容易使边角处的制品出现缺料现象。 压缩模结构的组成及分类 (4) 顶出脱模机构 压缩模中一般也都需要设置顶出脱模机构，常用的顶出零件有顶杆 (如图 8)、顶管、推板 (脱模板 )、推块、凹模型腔板等。对于机动式顶出脱模机构，其动力经常需要来源于压力机工作台面下的推顶装置或滑块中的推杆，如图 推动顶杆推板 2带动顶杆 18向上运动实现制品脱模动作。为了避免顶杆、顶管等零件因偏心载荷作用发生弯曲和运动故障，压缩模的顶出脱模机构中也可类似注射模设置顶出运动的导向装置 (如图 1、 22)。 压缩模的顶出脱模机构也可分为手动，机动、气动等不同类型，以及一次顶出、二次顶出和双脱模等不同机构形式，它们均与注射模中相应的顶出脱模机构类型具有相似的运动形式。不同的是压缩模可使用卸模架脱取制品。 (5) 侧向抽芯与分型机构 与注射模相似，当压缩制品带有侧孔、侧凹时，也需要在模具中设置侧向抽芯或侧向分型机构，如图 就是一个利用手动操作的侧向抽芯机构。设计压缩模的侧向抽芯与分型机构时，可参考上述注射模中的有关内容，但应注意，由于注射成型先合模后注射塑料，而压缩成型则是先加料后合模，故注射模的某些侧向分型机构不能用于压缩模。例如，注射模中使用的机动 (利用开合模运动进行工作 )斜导柱式侧向抽芯机构对于压缩模可以适用，但斜导柱式侧向分型机构对于压缩模则不适用，这是因为压缩模加料时，不允许瓣合模腔开启之缘故。另外，由于压缩模工作条件较差，因此，侧向抽芯或侧向分型机构都应具有足够的强度和韧性。因为压缩模采用机动侧向抽芯与分型机构时，模具加工比较复杂，生产周期较长，故目前国内比较广泛使用各种手动侧向抽芯与分型机构，机动机构仅用于大批量生产。 (6) 排气结构 前面已经述及压缩成型过程中必须对模腔内的塑料进行排气。排气方法有两种，一种是用模内的排气结构自然排放，另一种则是通过压力机短暂卸压排放。设计时一定要注意排气问题。 (7) 温度调节系统 压缩模的温度必须高于塑料的交联温度，所以模具中必须设置可以加热的温度调节系统如图 模具采用电热棒加热，故模内开设有加热器安装孔。压缩模一般都采用电加热，电加热元件除电热棒之外，还有电热套以及可直接用于加热的电阻丝等。 压缩模除了可以采用电加热以外，也可以采用蒸汽加热、过热水加热，煤气加热和天然气加热等，但一般都不使用热油加热。这是因为热油容易在模具的衬垫或管道的接头处渗出，渗出的压力热油与空气接触容易产生爆炸性混合物，另外，渗出的热油还有可能喷射很远，造成意外烫伤事故。 蒸汽加热主要适于加热速度要求比较快，且对模具又有冷却要求的场合 (冷却时只要关闭蒸汽入口阀，然后在蒸汽管道中通入冷却水即可 )。过热水加热方法可以克服蒸汽加热时，蒸汽容易在模内过早冷凝而无法得到及时排除的缺陷。无论采用蒸汽加热或是过热水加热，均应对它们施加一定的压力，因此，它们的温度调节系统还需要一些辅助动力设备，生产投资较大。需要指出，如果温度调节系统压力过大，蒸汽和过热水也有可能泄漏，虽然它们泄漏以后很快便会汽化，不像热油泄漏时那样容易伤人，但从安全角度来讲，也一定要加强通道和接头处的联接及密封，尽量避免泄漏现象。根据能源供应情况，有些地区也可以使用天然气或煤气加热模具，但这两种加热方法都有温度不易控制、对环境产生污染以及劳动条件较差的缺陷。 压缩模结构的组成及分类 压缩模结构的组成及分类 压缩模结构的组成及分类 3. 压缩模的分类 压缩模与注射模一样，分类方法很多。例如，按照模腔数量多少，压缩模可分为单腔模和多腔模；按照制品脱模时的顶出方式不同，压缩模可分为机动顶出模和手动顶出模；按照凸、凹模的安装方位不同，压缩模可分为正装模 (凸模安装在上模中 )和倒装模 (凸模安装在下模中 )。下面介绍按照模具与压力机的联接方式和总体结构特点的分类方法。 (1) 按模具与压力机的联接方式分类 任何压缩模都可分为上、下两部分，它们分别称为上模和下模，上模需要与压力机的滑块联接或接触，而下模需要与压力机的工作台面联接或接触。按照上、下模在压力机上的安装方式，压缩模可分为以下三种类型。 移动式压缩模 移动式压缩模如图 类模具的特点是上、下模均不与压力机固定联接。压缩成型前，打开模具把塑料加入型腔，然后将上下模合拢，送入压力机工作台上对塑料进行加热加压成型固化。成型后将模具移出压力机，使用专门卸模工具开模脱出塑件。型支架撞击上下模板，使模具分开脱出塑件。 移动式压缩模结构简单，制造周期短，但因加料、开模、取件等工序均手工操作，劳动强度大、生产率低、易磨损，适用于压缩成型批量不大的中小型塑件 (重量一般不超过 20 及形状复杂、嵌件较多、加料困难及带有螺纹的塑件。 半固定式压缩模 半固定式压缩模如图 般将上模固定在压力机上，下模可沿导轨移进或移出压力机外进行加料和在卸模架上脱出塑件。下模移进时用定位块定位，合模时靠导向机构定位。这种模具结构便于放嵌件和加料，且上模不移出机外，从而减轻了劳动强度，也可按需要采用下模固定的形式，工作时移出上模，用手工取件或卸模架取件。 固定式压缩模 固定式压缩模如图 下模分别固定在压机的上下工作台上。开合模与塑件脱出均在压力机上靠操作压力机来完成，因此生产率较高、操作简单、劳动强度小、开模振动小、模具寿命长，但缺点是模具结构复杂、成本高，且安放嵌件不方便，适用于成型批量较大或形状较大的塑件。 (2) 按模具总体结构特点分类 根据模具加料室形式不同可分为溢式压缩模、不溢式压缩模、半溢式压缩模。 溢式压缩模 溢式压缩模结构如图 结构特点是凹模型腔中不设加料部分深度，型腔深度本身即等于制品高度，凸、凹模闭合成与制品形状一致的模腔之后，凹模对凸模有一个宽度为 该支承面同时也是分型面 )。压缩成型时，如果加料不充分，凸、凹模在支承面处压靠，模腔内不会有多余的塑料从支承面处溢出，制品将会出现缺料或密度达不到技术要求等缺陷。因此，使用溢式压缩模时，一般都要求加料时应有适当的过量值，这样做可以促使成型物料充满模腔，以保证得到质量合格的塑料制品；而过量添加的物料则可从凸、凹模的支承面处溢出模腔，并在模腔外形成与制品高度垂直的横向飞边。 压缩模结构的组成及分类 溢式压缩模的结构比较简单，适于成型高度不太大的扁平制品，或是对压缩率要求不太大的场合。使用溢式压缩模压缩成型时，加料时的过量值通常需要控制在 5 7以下，否则，压缩成型过程中，将会产生较厚的横向飞边，从而使制品的尺寸精度和质量密度无法得到准确控制，而且在成型以后对制品去除飞边时，将会产生面积较大的疤痕，这种疤痕将会严重影响制品的表观。溢式压缩模所产生的横向飞边除有损制品表观之外，在其形成过程中还会消耗一部分压力机的力能。因此，在制品条件一定的情况下，使用溢式压缩模比后面将要提到的不溢式压缩模需要的设备吨位大，能耗也比较大。 使用溢式压缩模压缩成型时，需要注意控制模具的闭合速度。如果模具闭合速度太慢，则溢出在凸、凹模支承面之间的塑