塑料成型及模具设计-3.7

塑料成型及模具设计,中国矿业大学材料科学与工程学院2008年8月,第三章注射成型模具设计,问题：,塑件分型面的选择一般有哪些原则？大面积镶拼的凹模有哪些结构形式？小型芯在模具内是如何固定的？螺纹型芯在模具内固定时一般有哪些形式?型腔内气体的排出有哪些方法？,一、概述,1.脱模机构的典型结构,脱模机构把塑件及浇注系统从从型腔中或型芯上脱出来的机构。,推出机构组成：推出部件(推杆、拉料杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉)、导向部件(推杆导柱、推杆导套)、复位部件(复位杆)。,一、概述,2.对脱模机构的要求,一、概述,结构优化、运行可靠；不影响塑件外观，不造成塑件变形破坏；让塑件留在动模,3.脱模机构的分类,按动力来源分：,手动脱模液压或机械脱模气动脱模,动画,动画1,3.脱模机构的分类,按机构的结构特点分类：,简单脱模机构,复杂脱模机构,顺序脱模机构,二级脱模机构,浇注系统脱模机构,带螺纹塑件脱模机构,一、概述,动画1,二、脱模力的计算(自学),(一)圆锥形型芯脱模力计算,(二)矩形台锥形型芯脱模力计算,三、简单脱模机构,推杆脱模机构,推管脱模机构,推件板脱模机构,活动镶件或凹模脱模机构,气压脱模机构,联合脱模,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,特点：,机构简单；推杆加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好；但两者面积较小等。,动作过程：,动画,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推出位置的确定、推杆数量和断面形状的设计,推杆设在阻力最大处，受力均匀,防止变形；推杆断面应和型腔在同一水平面或比型腔高0.050.1mm;,动画,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推出位置的确定、推杆数量和断面形状的设计,动画,塑件上有多个推杆时，应根据各处脱模力的大小，合理分布，使塑件脱模时受力均匀；,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推出位置的确定、推杆数量和断面形状的设计,推件盘推出，增大推出面积，防止薄壁处变形,推出耳,避免塑件上痕迹,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆及其力学设计,直杆式圆柱形推杆：,直径1.525mm,高度600mm,配合H7/f7或H8/f8，热作模具钢氮化处理HRC6065,或退火T8A、T10A,头部淬火；Ra0.8m.,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆及其力学设计,为增加刚性，设计成台阶,扩粗直径顶出部分2倍；端面与塑件形状一致；,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆及其力学设计,推杆的装固形式：,采用轴肩连接，推杆与固定孔间有较大配合间隙0.81mm;,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆及其力学设计,推杆的装固形式：,利用与轴肩相同厚度的垫圈，省固定板上的凹坑加工，且易保证两板的平行度,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆及其力学设计,推杆的其它装固形式：,静配合,铆接,螺钉,螺母,螺栓,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆及其力学设计,力学计算：,简化为下端铰支，上端固定的压杆;,对于等截面圆形推杆：,d=0.26L1/2F1/2,F顶杆端部所受力F，取大值；一是推出塑件时的初始推出力，二是型腔内塑料熔体作用在推杆头部的最大压力,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆复位装置,常采用复位杆：对称布置，24根,定模板的接触处应淬火或局部嵌入,动画,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推杆复位装置,弹簧先行复位机构,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推出导向装置,推板导向作用；设置24根导柱,避免推板运动时发生偏斜，造成卡滞或推杆弯曲损坏；,配合关系：,三、简单脱模机构,1.推杆脱模机构,推杆脱模机构设计要点：,推出导向装置,粗导柱兼作动模底板的支柱以减小动模底板厚度,推杆兼作复位杆,注意：导柱与板间的配合？,三、简单脱模机构,2.推管脱模机构,适宜于环形、筒形或中间带孔的塑件；推管整个周边与塑件接触，故受力均匀；推管需与复位杆配合使用，主型芯与凹模可设计在动模；,特征：,主型芯固定在动模底板上,三、简单脱模机构,2.推管脱模机构,主型芯必须穿过推板；型芯与推管配合方法,型芯后段直径减小,推管后段直径扩大,注意型芯位置和推管厚度?,三、简单脱模机构,2.推管脱模机构,主型芯固定在动模型芯固定板上,固定在动模底板上,固定在动模型芯固定板上,缩短型芯长度，但动模板厚度加大,三、简单脱模机构,2.推管脱模机构,主型芯固定在动模型芯固定板上,型芯突缘加大固定,采用螺钉,省去一块垫板,三、简单脱模机构,2.推管脱模机构,主型芯用横销或带缺口的凸缘固定,不增加主型芯的长度，也不增大动模板厚度，但连接强度较弱；技术要求参见推杆。,三、简单脱模机构,3.推件板脱模机构,特征：,适宜各种薄壁容器、筒形制品、大型罩壳及各种带一个或多个孔的塑件；推出力大而均匀，运动平稳，不留痕迹；,无需复位但需导向,三、简单脱模机构,3.推件板脱模机构,动画一,利用螺钉将推杆与推板固定连接，防止推板滑落,螺纹连接,三、简单脱模机构,3.推件板脱模机构,省去推杆推板的推件板的结构,推件板两侧延长，注塑机推杆直接顶在推件板上,推件板两侧采用链条或定距拉杆与定模相连,三、简单脱模机构,3.推件板脱模机构,留0.20.25mm间隙，或锥面配合,510；,菌形阀,动画一,大型深腔薄壁壳体，特别是软质塑料成型的壳形件,三、简单脱模机构,4.活动镶件或凹模推出的脱模结构,推杆设镶块之下，靠推动镶件带出塑件；模外卸镶件，避免模内侧抽芯或模内旋螺纹,螺纹型芯,螺纹型环,动画1,动画2,三、简单脱模机构,4.活动镶件或凹模推出的脱模结构,内侧凹镶块,镶件与推杆连,手工脱模,动画1,动画2,动画3,动画4,三、简单脱模机构,5.气压脱模机构,利用压缩空气推出塑件，气压一般为0.5MPa；塑件受力均匀且可以简化模具结构；,菌形阀,推板与菌形阀共同作用,三、简单脱模机构,5.气压脱模机构,供气口设在推件板上,矩形壳体,三、简单脱模机构,6.多种脱模方式联合脱模机构,塑件斜度小而深推板与推杆联合,塑件中心脱模力大推板和推管联合,动画1,动画2,四、定模脱模机构,塑件留在定模上的脱模；,定模侧推件板脱出,定模侧推杆推出,动画1,动画2,五、双脱模机构,顺序双脱模机构：当塑件对定模和动模的附着力和包紧力相差不多时，开模时先使塑件脱离定模，开模后制品留在动模边，然后从动模边推出塑件；,压缩空气顺序双脱模机构,动定模两侧设菌形阀,五、双脱模机构,弹簧顺序双脱模机构,弹簧推件板双脱模机构,动画一,动画二,外表面无脱模锥度，适用于塑件对定模附着力不大，且脱出距离不长的场合；,五、双脱模机构,弹簧顺序双脱模机构,动画1,定距机构：,动画一,动画二,动画三,动画四,动画五,动画2,五、双脱模机构,拉钩顺序双脱模机构,拉钩滚轮顺序脱模机构,动画一,动画二,五、双脱模机构,拉钩顺序双脱模机构,拉钩压棒顺序分型机构,动画一,动画二,动画三,五、双脱模机构,拉钩顺序双脱模机构,拉钩滑块顺序脱模,动画,五、双脱模机构,拉钩顺序双脱模机构,拉钩定距螺钉顺序分型机构,摆钩凸块顺序分型机构,动画,五、双脱模机构,弹簧锁紧式顺序脱模机构,原理：利用各种弹簧机构先锁紧第二次打开的分型面，当第一次分型面到位后由定位螺钉定位，克服弹簧力，强制打开第二分型面；,导柱定位,动画,五、双脱模机构,弹簧锁紧式顺序脱模机构,弹簧滚柱,双弹簧滚柱,五、双脱模机构,弹簧锁紧式顺序脱模机构,双弹簧滚柱三次分型,锁块滚轮式,六、二级脱模机构,1.机械气动二级脱模机构,推杆和气压二级脱模,塑件分两次脱出模具；,六、二级脱模机构,2.弹簧二级脱模机构,弹簧二级脱模,动画,六、二级脱模机构,3.凸轮推杆式二级脱模机构,动画,六、二级脱模机构,4.拉钩推杆式二级脱模机构,六、二级脱模机构,5.楔板滑块式二级脱模,动画,六、二级脱模机构,6.杠杆增速二级脱模机构,动画二,动画一,动画三,六、二级脱模机构,7.拉钩式二级脱模机构,用于成型精度很高、外形复杂的马尔它十字轮,拉钩式楔块,拉钩斜面,动画,动画,六、二级脱模机构,8.套筒球槽二级脱模机构,9.采用二级推杆标准件,动画,七、浇注系统凝料脱出,类型：,普通两板式模具浇注系统随塑件一同脱出；潜伏式浇口的两板式；点浇口的三板式；此两者需单独考虑浇注系统的脱模问题。,七、浇注系统凝料脱出,潜伏式浇口浇注系统的脱出,潜伏式浇口分型切断再脱出,推件板和推杆分别推出切断潜伏式浇口,动画,七、浇注系统凝料脱出,潜伏式浇口浇注系统的脱出,不同推杆分别推出切断潜伏式浇口,动画,动画,推管和推杆分别推出切断潜伏浇口,七、浇注系统凝料脱出,潜伏式浇口浇注系统的脱出,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,过程：,针点式浇口，两分型面，主分型面打开脱出塑件，另一脱出凝料浇注系统.（两种形式）,仅用限位拉杆,动画,或采用顺序分型结构,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,利用斜孔拉断浇口脱出浇注系统,利用斜孔拉断针点浇口,动画,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,利用斜孔拉断浇口脱出浇注系统,利用斜面拉断针点浇口,动画,分流道最好开设在定模板上；,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,利用拉料杆和凝料推板脱出浇注系统,利用拉料杆和凝料推板,动画,七、浇注系统凝料脱出,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,利用拉料杆和凝料推板脱出浇注系统,利用拉料杆和主流道衬套侧凹,动画,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,仅利用凝料推板脱出浇注系统,思考：为什么型腔板浇口周围凸起与凝料板孔采用锥面配合？,动画,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,仅利用凝料推板脱出浇注系统,动画,七、浇注系统凝料脱出,三板式模具浇注系统凝料自动脱出,浇注系统自动脱出办法：,仅利用凝料推板脱出浇注系统,拉钩拉断针点浇口,杠杆翘断针点浇口,八、螺纹塑件脱模机构,1.非旋转脱出方式,强制脱出,强制脱出内螺纹,强制脱出外螺纹,动画,八、螺纹塑件脱模机构,1.非旋转脱出方式,分瓣式可涨缩型芯,收缩分瓣式型芯,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,结构分类及制转措施,最简单方式，将螺纹型芯或型环在模外，人工分离效率低.,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,结构分类及制转措施,手动脱螺纹：,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,结构分类及制转措施,手动脱螺纹：,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,结构分类及制转措施,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环边旋转边退回的结构,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环边旋转边退回的结构,螺纹型芯的驱动和连接方式：,型芯轴可前后移动，型芯齿轮与驱动齿轮（条）始终保持好的啮合可将驱动齿轮（条）加宽到大于脱螺纹所需的全行程，型芯尾部在导向螺母中旋转且与塑件的螺距相同。,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环边旋转边退回的结构,螺纹型芯的驱动和连接方式：,齿轮不做轴向移动，型芯与齿轮轴间通过一个伸缩连轴节相连；,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环边旋转边退回的结构,螺纹型芯的驱动和连接方式：,齿轮不做轴向移动，齿轮与型芯轴通过滑键或花键连接；,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环边旋转边退回的结构,螺纹型芯的驱动和连接方式：,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环仅旋转不轴向退回的结构,动模边塑件常用的制转方式：,止转部分高度H螺纹高度h,模板在弹簧力作用下，与塑件一同向上,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环仅旋转不轴向退回的结构,型芯不沿轴向退回,旋转机构和止转花纹都设在动模边：,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环仅旋转不轴向退回的结构,电动机带动螺纹型芯旋转,手动端面止转螺纹塑件,旋转机构和止转花纹都设在动模边：,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环仅旋转不轴向退回的结构,旋转机构和止转花纹分设在动定模两边：,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环仅旋转不轴向退回的结构,旋转机构和止转花纹分设在动定模两边：,动画,八、螺纹塑件脱模机构,2.旋转脱出方式,螺纹型芯或型环的旋转动力源,开模力驱动大升角螺