压铸成形工艺与模具设计课件：侧向抽芯机构设计-

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DesignTemplateaddyoursubheading侧向抽芯机构设计【本章要点与提示】知识要点目标要求学习方法抽芯机构的组成及工作过程掌握

对抽芯机构的典型组成元件、工作原理、设计基本要求等能基本掌握。同时对常用抽芯机构的类型及特点做初步了解。斜销、弯销、斜滑块抽芯机构的设计重点掌握结合实例分析，比较斜销、弯销、斜滑块抽芯等常用抽芯机构的特点、应用范围及技术要求。可具体拆卸一副带有侧向分型抽芯机构的压铸模，重点分析其中的抽芯机构（类别、组成、特点、技术要求等）。同时建议课外搜集一些设计资料，积累素材。其他抽芯机构了解结合教材的图示及相关说明，了解齿轮齿条、液压、手动等抽芯机构的设计要点。2【导入案例】

摩托车压铸件电机压铸件泵阀压铸件3【主要内容】9.1概述

9.2斜销抽芯机构

9.3弯销抽芯机构

9.4斜滑块抽芯机构

9.5齿轮齿条抽芯机构

9.6液压抽芯机构

9.7其他抽芯机构简介

4

9.1.1抽芯机构的组成9.1概述1-定模套板；2-定模镶块；3-滑块；4-斜销；5-楔紧块；6-限位螺钉；7-弹簧；8-限位块；9-销钉；10-活动型芯；11-动模镶块；12-动模套板；13-型芯成形元件

形成压铸件上侧向孔、侧向凹凸台阶的元件。如侧型芯、侧向成形块等。运动元件

带动成形元件在模板导滑槽内运动的元件。如滑块、斜滑块等。传动元件

迫使运动元件作抽芯和插芯动作的元件。如斜销、弯销、齿条等。限位元件

使运动元件在开模以后停留在所要求的位置上，保证合模时传动元件工作顺利的元件。如限位块等。锁紧元件

合模后压紧运动元件，防止压射时受到反压力作用而产生位移。如楔紧块5

9.1.2抽芯机构的动作过程9.1概述(a)(b)(c)1-定模套板；2-定模镶块；3-滑块；4-斜销；5-楔紧块；6-限位螺钉；7-弹簧；8-限位块；9-销钉；10-活动型芯；11-动模镶块；12-动模套板；13-型芯6

9.1.3常用抽芯机构的形式和特点9.1概述开模时，依靠压铸机的开模力或推出机构的推出力，或利用模具动、定模之间的相对运动，通过抽芯机构机械零件的动力传递，使其改变运动方问，将活动型芯抽出。特点：机构复杂但抽芯力大，精度较高，生产效率高，易实现自动化操作。因此应用广泛。其结构形式又可分为：斜销抽芯、弯销抽芯、齿轮齿条抽芯、斜滑块抽芯等。1.机动抽芯

1-弹簧；2-限位块。3-螺钉；4-楔紧块；5-弯销；6-滑块；7-活动型芯弯销抽芯机构

7

9.1.3常用抽芯机构的形式和特点9.1概述以压力油为抽芯动力，在模具上设置专用液压缸，通过活塞的往复运动实现抽芯与复位。该机构传动平稳，抽芯力大，抽芯距离长，抽芯动作不受开模时间的限制。缺点是增加了操作程序，须设计专门的液压管路，并配备整套的液压装置，经济成本较高。常用于大中型模具或抽芯角度较特殊的场合。2.液压抽芯

液压抽芯机构

1-定模座板；2-型芯；3-活动型芯；4-楔紧块；5-拉杆；6-动模套板；7-联轴器；8-支架；9-液压抽芯器8

9.1.3常用抽芯机构的形式和特点9.1概述利用人工在开模前或在压铸件脱模后使用手工工具抽出侧向活动型芯。优点：模具结构简单，制造容易，常用于抽出处于定模或离分型面较远的中小型模具。缺点：操作时劳动强度大，生产效率低，常用于小批量或试样生产。3.手动抽芯

模内手动螺杆抽芯

局部内侧凹双活动镶块抽芯

1-型芯2-定模套板3-活动型芯4-动模套板5-手动螺杆1-推杆2-动模套板3-型芯4-定模套板5-活动镶块9

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的确定9.1概述

活动型芯从成形位置抽至不妨碍压铸件脱模的位置时，活动型芯和滑块沿着抽芯方向所移动的距离。抽芯力抽芯距离压铸时，金属液充满型腔、冷凝并收缩，对活动型芯的成形部分产生包紧力，抽芯机构的工作，须克服由压铸件收缩产生的包紧力和抽芯机构运动时的各种阻力，这两者的合力即为抽芯力。抽芯力分为起始抽芯力和相继抽芯力。10

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的确定9.1概述

1．影响抽芯力的主要因素形成包紧力的影响因素

形成阻力的影响因素

（5）压铸工艺

(2)活动型芯断面的几何形状

(1)侧向成形部分的表面积

（2）活动型芯的脱模斜度（1）活动型芯表面粗糙度值

(3)侧向成形部分的壁厚

(4)压铸合金的化学成分

（4）喷刷涂料(3)抽芯机构运动部分的间隙11

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的确定9.1概述

2．抽芯力的估算抽芯力与推出机构中推出力的性质实际上是一样的。由于影响抽芯力的因素很多也很复杂，很难精确地计算抽芯力。一般可参考推出力的计算公式进行估算。3．抽芯距离的确定抽芯后活动型芯应完全脱出压铸件的成形表面，使压铸件能顺利推出型腔。12

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的确定9.1概述

3．抽芯距离的确定单侧抽芯它的抽芯距离为成形侧孔（侧凹、侧凸形状）的深度或高度加上安全值，即：式中，S——

抽芯距离，mm；

h——

侧孔、侧凹或侧凸形状的深度或高度，mm；

S0——

安全值，按抽芯距离的大小及抽芯机构的类型选定。13

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的确定9.1概述

3．抽芯距离的确定二等分滑块抽芯式中，S——

抽芯距离，mm；

R——

压铸件最大外形半径，mm；r——

阻碍推出压铸件外形的最小内圆半径，mm；S0——

安全值。14

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的确定9.1概述

3．抽芯距离的确定多等分滑块抽芯式中，S——抽芯距离，mm；

R——压铸件最大外形半径，mm；r——阻碍推出压铸件外形的最小内圆半径，mm；A——

瓣合滑块前两尖角弦长的1/2，mm；β——

多等分侧滑块合模夹角，(°)；S0——

安全值。159.2斜销抽芯机构

1-推杆；2-支承板；3-动模套板；4-滑块；5-楔紧块；6-斜销；7-定模座板；8-销钉；9-动模镶块；10-活动型芯11-动模镶块12-型芯；13-定模镶块14-浇道推杆15-浇口套；16-定模套板17-限位块；18-弹簧；19-拉杆16

9.2.1斜销抽芯机构的组成及工作原理9.2斜销抽芯机构

(a)(b)(c)1-定模套板；2-定模镶块；3-滑块；4-斜销；5-楔紧块；6-限位螺钉；7-弹簧；

8-限位块；9-销钉；10-活动型芯；11-动模镶块；12-动模套板；13-型芯17

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

1.斜销1）斜销的结构

推荐选用材料：45钢T8

T10低碳钢渗碳55HRC以上18

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

1.斜销2）斜销安装倾斜角α的确定

α—斜销安装倾斜角S—抽芯距离Fc—抽芯力Fw—斜销抽芯时受到的弯曲力Fz—开模阻力；H0—斜销受力点距离h—斜销受力点垂直距离H—最小开模行程L0—斜销的有效工作长度一般α取10°、15°、18°、20°、25°等，最大不大于25°

19

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

1.斜销3）斜销直径的估算

d—斜销的工作直径，m；h—斜销受力点到固定端的垂直距离，m；Fc—抽芯力，N；α—斜销安装倾斜角，(°)；[σ]w—许用弯曲应力，Pa，一般取300×106Pa。20

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

1.斜销4）斜销长度的确定

21

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

2.与主分型方向不垂直的侧向抽芯

(a)侧抽芯向定模方向倾斜(b)侧抽芯向动模方向倾斜22

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

1）滑块的基本结构形式

23

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

2）滑块的尺寸与精度要求

L≥1.5AH≤L

A1=6~10h=8~25(H7/f8)L1=

S+2L/3α=10°~25°

β=α+3°~5°L2=10~2524

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

3）滑块与活动型芯的连接

25

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

4）滑块导滑部分的结构设计

26

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

4）滑块导滑部分的结构设计

27

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

5）滑块的限位装置

1-拉杆；2-弹簧；3-限位件；4-滑块；5-顶销；6-型芯28

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

5）滑块的限位装置

29

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

5）滑块的限位装置

30

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

6）滑块的锁紧装置

31

9.2.2斜销抽芯机构零部件的设计9.2斜销抽芯机构

3.滑块及其锁紧和限位装置

6）滑块的锁紧装置

32

9.2.3斜销延时抽芯9.2斜销抽芯机构

(a)合模成型状态(b)开模瞬间(c)完成抽芯状态(d)合模插芯33

9.2.3斜销延时抽芯9.2斜销抽芯机构

34

9.2.4斜销抽芯时的干涉现象9.2斜销抽芯机构

1-楔紧块；2-型芯滑块；3-斜销；4-推杆；5-动模型芯；6-定模型芯避免或解决干涉现象的方法：（1）尽量避免将推出元件设置在与活动型芯投影相重叠的干涉区域内。（2）推出元件推出的最终位置低于活动型芯的底面。（3）当活动型芯复位前移至与推出元件投影相重叠的干涉区域时，推出元件已提前复位至活动型芯的底面以下。（4）若干涉现象不可避免，应设置推出机构的先复位机构。351.弯销抽芯机构的特点9.3弯销抽芯机构

1-弹簧；2-限位块；3-柱头螺钉；4-楔紧块；5-弯销；6-滑块；7-活动型芯（1）弯销有矩形的截面，能承受较大的弯曲应力。（2）弯销各段可以加工成不同的斜度，甚至是直段，因此根据需要可以随时改变抽芯速度和抽芯力或实现延时抽芯。（3）开模后，滑块可以不脱离弯销（不用限位装置）。若脱离时，需设置限位装置。（4）缺点是弯销和滑块斜孔的加工困难大，制造较费时。362.弯销的结构设计9.3弯销抽芯机构

1）弯销的结构形式弯销的截面大多数为方形和矩形。(a)的受力情况比斜销好，制造较困难；(b)无延时抽芯要求，抽拔离分型面垂直距离较近的活动型芯；(c)抽拔离分型面垂直距离较远的、有延时抽芯要求的活动型芯。图(b)和图(c)所示的弯销一般固定在模外，可以减少模板面积，从而减轻模具重量。(a)(b)(c)372.弯销的结构设计9.3弯销抽芯机构

2）弯销的固定形式

(a)(b)(c)(d)(e)(a)用于抽芯距小、抽芯力不大的场合。(b)弯销受力不大。(c)弯销能承受较大的抽芯力，稳定性较好，常用的形式。(d)承受较大抽芯力(e)形式简单，承受的抽芯力也较大。382.弯销的结构设计9.3弯销抽芯机构

3）弯销的相关尺寸α=10°~30°α1=α+1mm；δ1=0.5~1mm。393.滑块的楔紧形式9.3弯销抽芯机构

404.弯销的延时抽芯9.3弯销抽芯机构

M=δ/sinα415.变角度弯销的侧向抽芯9.3弯销抽芯机构

1-定模座板；2-滑块；3-楔紧块；4-滚轮；5-弯销；6-动模套板；7-定模套板；8-限位装置S1=H1tanα1

S2=H2tanα2

H=M+L1+L2

S=S1+S2=H1tanα1

+H2tanα2

421.工作原理及结构特点9.4斜滑块抽芯机构

1-定模镶块；2-定模套板；3-型芯；4-斜滑块；5-推杆；6-型芯固定板；7-限位销；8-动模套板；9-浇口套431.工作原理及结构特点9.4斜滑块抽芯机构

结构特点：（l）抽芯距离不能太长，结构简单紧凑，动作可靠。（2）抽芯与推出的动作是重合在一起的。（3）斜滑块的范围和锁紧依靠锁模力完成。在模具套板上会产生一定的预紧力，使各斜滑块侧面间具有良好的密封性，避免形成飞边，从而保证了压铸件的尺寸精度。（4）合模时，在定模套板的推动作用下，斜滑块沿斜向导滑槽准确复位，无需设置推出机构的复位装置。（5）模体的强度和刚性好，能承受较大的液态金属冲击力，且不易磨损，使用寿命长。449.4斜滑块抽芯机构

2.斜滑块抽芯机构的设计要点1）斜滑块推出高度h<2H/32）导向斜角α

一般α≤25º3）滑块与模具套板的装配要求底部0.5～1mm的间隙，端面高出分型面0.1～0.5mm。459.4斜滑块抽芯机构

2.斜滑块抽芯机构的设计要点4）保证斜滑块同步推出的措施

①在两滑块上增加横向导销，强制斜滑块同步。②设置推出机构的导向装置，并保证各推杆长度尺寸和研合后各斜滑块底端位置的一致性。462.斜滑块抽芯机构的设计要点9.4斜滑块抽芯机构

5）斜滑块的主分型面上应尽量不设置浇注系统。在特定情况下，可将浇道设置在定模分型面上。472.斜滑块抽芯机构的设计要点9.4斜滑块抽芯机构

6）设置强制装置，确保开模后斜滑块稳定地留在动模套板内。482.斜滑块抽芯机构的设计要点9.4斜滑块抽芯机构

7）防止压铸件留在一侧斜滑块上的一些措施

493.斜滑块的基本形式9.4斜滑块抽芯机构

1）斜滑块的拼合形式

503.斜滑块的基本形式9.4斜滑块抽芯机构

2）斜滑块的导滑形式

511.齿轮齿条抽芯机构的组成及工作原理9.5齿轮齿条抽芯机构

1-限位螺钉2-螺钉固定块3-传动齿条4-滑块齿条5-齿轴6-楔紧块7-动模镶块8-活动型芯9-型芯10-定模镶块11-定模套板12-动模套板13-支承板14-垫块522.齿轮齿条抽芯机构的设计要点9.5齿轮齿条抽芯机构

（1）为了使传动平稳可靠，又能传递较大的力，传动齿条的齿形常采用渐开线短齿。基本参数为：模数m=3，齿轮齿数z=12，压力角α=20º。齿轮、齿条的其他尺寸设计计算均以此为依据。（2）齿轮、齿条的模数及啮合宽度是决定机构承受抽芯力的主要参数，当模数m=3时，可承受的抽芯力按下式估算：F为抽芯力，N；B为啮合宽度，mm。532.齿轮齿条抽芯机构的设计要点9.5齿轮齿条抽芯机构

（3）齿轴应有精确的定位装置，以便开模结束，传动齿条与齿轮完全脱开后，齿轴处于确定位置。在合模时，传动齿条与齿轮能很好地啮合。合模结束后，因传动齿条上有一段延时抽芯行程，传动齿条与齿轮完全脱开。故为了保证开模抽芯时，传动齿条与齿轮准确的啮合，也要求设置齿轴定位装置。

1-齿轴；2-定位销；3-弹簧；4-螺塞（4）带有成型部分的齿条应有导向部位。（5）带有成型部分的齿条和活动型芯尽可能加工成镶拼式结构，以免热处理时齿条变形。541.液压抽芯机构的工作原理及特点9.6液压抽芯机构

1-液压抽芯器（液压缸）；2-抽芯器座；3-活塞杆；4-联轴器；5-拉杆；6-滑块；7、8-活动型芯551.液压抽芯机构的工作原理及特点9.6液压抽芯机构

图(c)为抽芯状态。继续开模，由推出机构将压铸件推出。复位时高压油从抽芯器的左腔进入，先将活动型芯7复位，然后再合模，使模具处于压铸状态。开模时，楔紧块脱离滑块，然后，高压油在抽芯器前腔进入，抽出活动型芯7。图(b)为开模后尚未抽芯的状态，(b)(c)561.液压抽芯机构的工作原理及特点9.6液压抽芯机构

液压抽芯机构有如下特点：（1)可以抽拔阻力较大、抽芯长度较长的型芯。（2)可以对任何方向的型芯进行抽拔。（3)可以单独使用，随时开动。当抽芯器压力大于型芯所受反压力的1／3左右时，可以不安装楔紧块，这样，可以在开模前将活动型芯抽出，压铸件不易变形。（4)抽芯器为通用件，规格已经系列化，它的规格有l0、20、30、40、50、100kN。用液压抽芯可以使模具结构缩小。572.液压抽芯机构的设计要点9.6液压抽芯机构

（1)按所需抽芯距离及抽芯力选取抽芯器的大小。选用抽芯器时应按所算得的抽芯力乘以1.3的安全值。（2)抽芯方向不应设计在操作工人一侧，因抽芯器多固定在动模上，并且在模具的外面，如抽芯器在操作工人一侧，易发生人身事故。（3)活动型芯复位后，不宜将抽芯器的抽芯力作为锁模力，需另设楔紧块，否则，在压铸力作用下，活动型芯仍可能稍稍向后退缩，影响压铸件尺寸精度。（4)合模前，首先将抽芯器上的活动型芯复位，防止楔紧块碰坏滑块或活动型芯。（5)由于液压抽芯机构在合模前先将滑块复位，因此，要特别注意避免活动型芯与推杆的干涉。—般在活动型芯下方不宜设置推出元件。581.成形斜推杆内侧抽芯机构9.7其他抽芯机构简介