產品完成一個（gè）成形周期後開模，產品會包裹在模具的一邊，必須將其（qí）從模具上取下來，此工作必須由頂出係統來完成．它是整套模具結構中重要組成部分，一般（bān）由（yóu）頂出，複位和頂出導向等三部（bù）分組成．

 

1、按（àn）動力來分

1、手動頂出: 當模具（jù）開模後，由人工操縱頂出係統頂出產品．它可使模具結構簡（jiǎn）化，脫模平穩（wěn），產品（pǐn）不易變形．但工人勞動強度大，生產率低，適用範圍不廣．一般在手動旋出螺紋型芯時使用．　

 

2、機動頂（dǐng）出: 通過注射機動力或加設之馬（mǎ）達來推動脫（tuō）模機構頂出產品（pǐn），它可（kě）通過機台上的頂杆推頂針板，來達（dá）到脫模目的．也可在公母模板（bǎn）上（shàng）安裝定距拉杆或鏈條，靠開模（mó）力（lì）拖動頂出機構頂出產（chǎn）品，調模時（shí）必須注意控製開模行程，適用於頂出（chū）係（xì）統在母模側之模具．

 

3、液壓頂出（chū）: 在模具上安裝專用油缸，由注射機控製油缸動作，其（qí）頂出（chū）力速度和時間都可（kě）通過液壓係統來調節，可在合模之前頂出係統先回位．

 

4、氣動（dòng）頂出: 利用壓（yā）縮空（kōng）氣在模（mó）具（jù）上設（shè）置氣道和細小的頂出氣孔，直接將（jiāng）產品吹出．產品上不留（liú）頂出痕跡，適用於薄件或長筒（tǒng）形產品．

 

2、按模具結構（gòu）分

一次頂出機構，二次頂出（chū）機構，母模頂出機構，澆注係統頂出機構，螺紋頂出（chū）機構等．

 

設計（jì）原則:

1、選擇分模麵（miàn）時盡量使產品留在有脫模機構的一邊（biān），

2、頂出力（lì）和位置平衡（héng），確保產品不變形，不頂破．

3、頂針須設在（zài）不影響產品外觀和功能處．

4、盡量使用標準件，安全，可靠有利於製造和更換．

頂出（chū）係統形式多種多樣，它與產（chǎn）品之形狀，結（jié）構和塑料性能有關，一般有頂杆，頂管，推板，頂出（chū）塊，氣壓，複合式頂出等．

 

3、頂杆

它是（shì）頂出機構中最（zuì）簡單，最常見的（de）一（yī）種（zhǒng）形式，其截麵積形（xíng）式主要有如下（xià）：

1.圓（yuán）形因圓形製造加工和修（xiū）配方便，頂出效果好，在生產中應用最廣泛．但圓形頂出麵積相對較小，易產生應力集中，頂穿產品，頂變形等不良．在脫模斜度小，阻力大等管形，箱形產品中盡（jìn）量避免使用．當頂杆較細長時，一般設置成台（tái）階（jiē）形的有（yǒu）托頂針，以加強剛度，避免彎曲和折斷．

 

設計要點（diǎn）:

1、頂出位（wèi）置應（yīng）設置在阻力大處，不（bú）可離鑲件或型芯太近，對於箱（xiāng）形類等（děng）深腔模具．側麵阻力最（zuì）大，應采用頂麵和側麵同時（shí）頂出方（fāng）式，以免產品變形頂破．

2、產品阻力均衡時，頂杆應（yīng）對稱設置，使受力平（píng）衡．

3、當有細而深之加強（qiáng）筋時，一般在其底部設置頂杆．

4、若模具上有鑲件，頂針設在其上效果（guǒ）更佳．

5、在產品進膠口處避免設（shè）置頂針，以免破裂．

6、當產品表麵不允許有頂出痕跡時，可設置頂出耳再剪除（chú）．

7、對於薄肉產品在分流道上設置頂（dǐng）針，即可將產品（pǐn）帶出．

8、頂針（zhēn）與頂針孔配合，一般（bān）為間隙配合（hé）．如太鬆易產生毛邊，太緊易造成（chéng）卡死．為利於加工和裝配，減少摩擦麵，一般在模仁上預留10—15mm之配合（hé）長度，其（qí）餘部分擴孔0.5—1.0mm成逃孔（kǒng）．

9、為防（fáng）止頂針在生產（chǎn）時轉動，須將其固定在頂針板上，其形式多種多樣，須根（gēn）據頂針大小，形狀，位置來具體確定，在此不一（yī）一列舉．

10、頂出係統托模以後在（zài）進行下一周期生產（chǎn）時，必須（xū）退回原處，其形式主要有強製回位，拉杆回位，彈（dàn）簧回位，油缸等．

 

4、頂管

又叫司筒或套筒頂針，它適用於環形筒形或帶中心孔之產品頂出．由於它是全（quán）周（zhōu）接觸，受力均勻，不會使產品變形，也不易留下明顯頂（dǐng）出痕跡，可提高產品同心度（dù）．但對於周邊（biān）肉厚較薄之產品避免使（shǐ）用，以免（miǎn）加（jiā）工困難和強度減弱，造成損壞．

 

5、推板

此形（xíng）式適用於各種容器，箱形，筒形和（hé）細長帶中（zhōng）心孔之薄件產品．它頂出平穩均勻，頂出力大，不留頂出痕．一般會有固定連接，以免生產中或托模時將推板推落．但隻要導柱足夠長，嚴格控製托模行程，推板也可不固定．

 

推（tuī）板與型芯（xīn）之間的配合須順暢，防止摩（mó）擦或（huò）卡死，也（yě）必須防止塑料滲入（rù）間隙中，當產品為盲孔（kǒng）時，會因真空吸附造成脫模困難和產品變形，一般（bān）會在公模上設置（zhì）一菌形閥，在頂出時菌形閥打開，進入空（kōng）氣，使脫模（mó）順暢．它可用彈簧回位，也可跟頂出裝置連在一起兼作頂（dǐng）杆作用．

 

6、頂出塊

有些帶突緣或尺（chǐ）寸較大（dà）之（zhī）產品，為（wéi）便於加工和脫模，常設計成頂出塊形式頂出（chū）．大多其（qí）平（píng）麵為分模（mó）麵，下麵有兩支或數支較大直徑頂杆連（lián）接，頂出麵積較大，平穩．在有成形麵和尺寸較大之模具中應用較廣泛．

 

7、氣壓頂出

當產品為深（shēn）腔薄肉件時，用壓縮空氣頂（dǐng）出，簡單而有效．可在（zài）公模仁上設置一些細小進氣孔，也（yě）可設置菌形杆，開模後通入5—6個大氣壓之（zhī）壓縮空氣，使彈簧壓縮開啟閥門，高壓空氣進（jìn）入（rù）產品與公模仁之間，使產品脫模（mó）．但對於箱形產品，因氣體進入會使側壁橫向摳張，而使空氣漏掉，這時應配與推板配合使用．

 

8、複合頂出

受產品形狀影響，多數模具采用兩種以上頂出方式，以便達到理想的（de）頂（dǐng）出效果，具體形式須根據產品和（hé）模具結（jié）構來定，在此不作具體敘述．

 

9、其它頂出方式

9.1點狀進膠澆道自動脫落

點澆口在母模一邊，為取出膠道，須加設（shè）一分型麵．開模後一般由人工取出膠（jiāo）道，造成操作麻煩，生（shēng）產率降低，為適（shì）應自動化生產，最好設計成自動脫落裝置，使膠道在（zài）頂（dǐng）出時（shí）自（zì）動脫（tuō）落．

 

a.側凹拉斷  在分流（liú）道盡頭鑽一斜孔，開模後拉出膠道，由中心頂杆頂出．

b.拉料杆（gǎn）拉斷  由拉料杆拉出膠道，開模一定行程後限位杆帶動推板將膠（jiāo）道推落．

c.母模推板推脫  開（kāi）模時母模板與（yǔ）母模推板先分型，膠道留在母模板（bǎn）與母模一起移動一定行程後（hòu），限位（wèi）杆限製推板移動，推（tuī）板與模板分（fèn）開，膠道（dào）被拉（lā）斷而自動脫落．

 

d.頂針拉斷  對於細長深腔模具，可在母模設置一頂出係統，開模後以（yǐ）限位杆行程（chéng）使頂針反向頂出膠道，產品由推板推出，此方式與開模行程有關，應用較特殊．

 

9.2母模側頂出方式

一般的產品（pǐn）都會留（liú）在（zài）公模側頂出，但有些（xiē）產品因形狀特殊或產（chǎn）品（pǐn）特殊要求，頂出裝置必須設在母模．因母模是固定的機台，頂杆無法作用在頂板（bǎn）上，必須借助開模力或外力來完成．常見的有油缸，電動，拉勾等．

 

9.3螺紋頂出

因螺紋與一般產品形狀（zhuàng）特殊，必須旋轉頂出或側向脫模，根據（jù）產品複雜程度和產量（liàng），一般（bān）有（yǒu）采用手動和機動兩種方式．

 

1）強製脫螺紋（wén）

a. 對於本身彈性強（qiáng）之塑料(PP . PE)，可利用其彈性進行強製脫模而不會損壞螺牙．

 

b. 用具有彈性的珪橡膠做成螺紋型芯，開模時用彈簧先退出型芯中頂杆，使橡膠型芯產生向內收縮，再用頂（dǐng）針將產品脫出．此方式能（néng）簡化模具結構，但橡膠型芯壽命較短，隻適用於小批量生產．

 

c. 有些螺紋可通過半圓滑塊或型環成形，用兩個對半滑塊合起來組成完整螺紋或產品頂出後用手，

 

2）電（diàn）機將螺紋旋出．

螺紋脫出時（shí）必須作相對轉動，模具上必須要有止轉裝置來保證．

 

a. 外部止動  模具母模設有止轉花紋，公模仁回轉時產（chǎn）品可自動脫落．

b. 內部止動  有內螺紋之產（chǎn）品在公模仁頂麵設置止轉形式，脫模時止動模仁旋轉並軸向頂出螺紋可脫出，注（zhù）意止動（dòng）模仁螺距必須與產品螺距一致．

 

c. 產品端麵止動  在產品端麵設置止動小凸點，型芯旋轉時推板將產品頂出（chū）．

小型產品有側澆口（kǒu）時（shí），隻頂（dǐng）出膠道也可將（jiāng）產品帶出（chū），但對於軟（ruǎn）性（xìng）塑料則避免使用．

 

型芯旋轉驅動方式  常用的有（yǒu）人工，電動（dòng），油缸，氣缸，液壓馬達及大螺距絲杆螺母驅（qū）動（dòng）等方式，一般來講，旋轉機構（gòu）在設計時，產品有幾扣螺紋，螺紋型芯就必須轉幾（jǐ）圈．

 

冷卻係統（tǒng）

 

冷卻係統之設計規則 設計冷卻係統的目的在於維持模具適當（dāng）而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用（yòng）標準尺寸，以方便加工與（yǔ）組（zǔ）裝。設計冷卻係統時（shí），模具設（shè）計者必須根據塑（sù）件的肉厚與體積決定（dìng）下列設計參數：冷卻孔道（dào）的位置與尺寸、孔道的（de）長（zhǎng）度、孔道的種類、孔道的配置與冷卻係統之設計規則。

設計冷卻係統的目的在於維持適當而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用標（biāo）準尺寸，以方便加工與組裝。設計冷卻係統時，模具設計者必須根據（jù）塑件（jiàn）的肉厚與體積決定下列設計參（cān）數：冷卻孔道的位置與（yǔ）尺（chǐ）寸（cùn）、孔道的長（zhǎng）度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質。 

1、冷卻管路的位置與尺寸 
要維持經濟（jì）有效的冷卻時間，就應（yīng）避免塑件（jiàn）肉厚過大。塑件所（suǒ）需的冷卻時間隨其肉（ròu）厚增加（jiā）而急速增長。塑件肉厚應該盡可能維持（chí）均勻，例如圖6-56的設（shè）計。冷卻孔道最好設置是在公模（mó）塊與母模塊內，設在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。

 

通常，鋼模的冷卻孔道與（yǔ）模具表麵（miàn）、模穴或模心的距離應維持為冷卻孔道直徑的（de）1~2倍，經驗要求，鋼材冷卻孔道要維持1倍直徑的深度，鈹鋼合（hé）金要1.5倍直徑的深度（dù），鋁材要2倍直徑的深度。冷卻孔道之間的間距應維持3~5倍直徑（jìng）。冷（lěng）卻孔道直徑通（tōng）常為10~14 mm（7/16~9/16英吋），如圖6-57所示。

                                                

 

2、流動速率與熱傳 
塑件兩側的溫度應維持在最小的差異，緊配塑件溫差應維持在10℃以內。當冷卻劑之流動從層流轉變為擾流，熱傳效果變佳。層流在層與層之間僅以熱傳導傳熱；擾流則以徑向方向質傳，加上熱傳導和熱（rè）對（duì）流兩種方式傳熱，結果，熱傳（chuán）效率顯者增（zēng）加，如圖6-58所示。應注意確保冷卻管路之各部份的冷卻劑都是擾流。

當冷卻劑到達擾流流動狀態（tài）後（hòu），流速的增加對於（yú）熱傳（chuán）的改善很有限，所以，當雷（léi）諾數超（chāo）過10,000時，就不須再增加冷卻劑的流（liú）動（dòng）速率，否則，隻會小幅地改善熱傳，卻造成（chéng）冷卻管路的（de）高（gāo）壓力，需要更高（gāo）的幫浦費用。圖6-59說明了（le）一旦冷卻劑變成擾流後，更高的冷媒流動速率並無法改善熱傳速（sù）率或冷（lěng）卻（què）時間，但是壓力（lì）降與幫浦成本卻顯著提高。

 

冷卻劑會向阻力最低（dī）的路徑流動。有（yǒu）時候可以嚐試使用限流塞將冷卻劑引導流向（xiàng）熱負荷較高的冷卻孔道。氣隙會（huì）降低（dī）熱傳效率，因此，應嚐試消除鑲埋件與模板之間的氣隙（xì），以及冷（lěng）卻管路內的氣泡。 

模流分析軟（ruǎn）件的冷卻分析可以協助發現與修正靜止冷卻管路和快捷方式冷卻管路，以及冷卻管路的高壓（yā）力降。

 

排氣係統

 

注塑模的排氣是模具設（shè）計中的一個重（chóng）要問題（tí），特別是在快速注塑成（chéng）型中對注塑模的排氣要求就更加嚴格。 

1、注塑模中氣（qì）體的來源（yuán）： 
1、澆注係統和模具型腔中存有的空氣。 
2、有些原料含有（yǒu）未被幹燥排除的水分，它們在高溫下（xià）氣化成水蒸氣。 
3、由於注塑時（shí）溫度過高，某（mǒu）些性質不（bú）穩定的塑（sù）料發生分解所產生的氣體。 
 4、塑料原料中的某些添加劑揮發或相互（hù）發生化學反應所生（shēng）成的氣體（tǐ）

 

2、注塑模的排（pái）氣不（bú）良，將會（huì）給（gěi）塑（sù）件的質量等諸多方麵帶來一係列的危（wēi）害。主要（yào）表現如下： 

1、在注塑過程中，熔體將取代型腔中的氣（qì）體，如果氣體排出不及時，將會造成熔體充填困難，造成注（zhù）射量不足而不能充滿型（xíng）腔。 

2、排除不（bú）暢的氣體會（huì）在型腔內形成高壓，並在一定的壓縮（suō）程度下滲人塑料內部，造成氣孔、組織疏鬆、空洞、銀紋等質（zhì）量缺陷。 

3、由於氣體被高度壓縮，使得型腔內溫度急劇上（shàng）升，進而（ér）引起周圍熔體分解、燒灼、使塑件出現（xiàn）局部碳化和燒焦現象。它主要出現在兩股熔體的合流處，死角及澆口凸緣處。 

4、氣體的排除不暢，使得進入各型腔的熔體速度不同，因此，易（yì）形成流（liú）動痕和熔合痕（hén），並使塑件的力學性能降低。 

5、由於型腔中氣體的（de）阻礙（ài），會降低充（chōng）模速度，影響成型周期，降低生產效率。

 

3、排氣（qì）槽設計要點：

1、排氣槽盡（jìn）量放在分型麵的凹模（mó）一邊，方便模具（jù）的製（zhì）造與清理；

2、盡量設在料流末端和塑件壁厚較大部分；

3、排氣方向不應朝向操作人員，並應加工成曲線或折彎狀態，以免氣體噴射時燙傷工人；

4、排氣槽寬度常取1.5-6mm，槽深0.02-0.05mm，以（yǐ）塑料不進入排氣槽為宜。

 

4、排氣係統的方式：

 

1.開設（shè）排氣槽

排氣槽通常開設在型腔一側，圍繞型（xíng）腔開設或在熔體（tǐ）最後充滿部位。

排氣通道尺寸：排氣道A 深：0.01~0.02mm  寬：3~5mm  長：一般3~5mm

排氣道B 深（shēn）：0.05~0.08mm 寬：3~5mm或更大  長：根據（jù）需要而定

排氣道C 深：可取（qǔ）1mm  寬：可大於5mm  長：連通至模板邊界

 

分型麵排氣

模具流道排氣

2 抽真空排（pái）氣

     這種方式要求模（mó）具的分型（xíng）麵溫（wēn）和要好，通過氣孔將模腔內放入氣體抽淨。但（dàn）需要配備抽真空設備，增加模具成本，一般不采用。

 

3 利用間隙排氣

1）鑲拚零件的配合麵間隙，如型腔、型（xíng）芯鑲（xiāng）塊。

2）側向（xiàng）抽芯（xīn）零件間隙

3）頂出零件配合間隙（推（tuī）杆（gǎn）、塊）

4）分型麵間隙（粗糙度一般）利用間隙排氣（qì）時，使用時間長了，間隙（xì）可能（néng）堵塞，應定期清理，保持暢通。

 

4 利（lì）用多孔金屬排氣

近年來（lái）新發展的一種內部具有均勻的相互連通的孔隙結構的金屬材料---多孔金（jīn）屬，對模具型腔的排氣具有很好的效果。當（dāng）型腔某些部位（wèi）排氣困難時，可循用多孔金屬製作（zuò）型腔鑲塊，排（pái）氣效果十（shí）分明顯。模具使用時應注意維護與清理，保持氣孔暢通。

 

5 混合排氣（qì）

通常是開設排氣通道和間隙排氣混用。

塑料（liào）的溢（yì）邊（biān）值與排氣間隙，排氣係統應保證氣體順利（lì）逸出，塑料熔體不能（néng）流出。

 

塑料材料的溢邊值可分為如下三種：

低粘度材料不（bú）產生醫療的（de）間隙為：0.01~0.03mm

中粘度材（cái）料不產生醫療的間隙為：0.03~0.05mm

高粘度材（cái）料不產生醫療的間隙（xì）為（wéi）：0.05~0.08mm

 

常用材料的模具（jù）排氣間隙如下（xià）：

材（cái）料	排氣間隙（xì）
PE	0.015mm
PA	0.01mm
PP	0.015mm
PS	0.015mm
PC	0.01~0.025mm
POM	0.01~0.025mm
PET	0.01~0.03mm
ABS	0.025mm

 

抽芯係統

 

當塑料製品側壁帶有通孔凹槽，凸台時，塑料製品不能直接從模（mó）具（jù）內脫出，必須將成型孔，凹槽（cáo）及凸台的成型零件做成活動的，稱為活動型芯。完成活動型（xíng）抽出和（hé）複位的（de）機構叫（jiào）做抽苡機構。

 

1、抽芯機構的分類

 

1.機動抽芯  

開模時，依靠注射檢的開模（mó）動作，通過抽（chōu）芯機來帶活動型芯，把型（xíng）芯抽出。機動（dòng）抽芯具（jù）有脫（tuō）模力大，勞動強度（dù）小，生產率高和操作方（fāng）便等優點，在生產中廣泛采用。按其傳動機構可分為以下幾種：斜導柱抽芯，斜滑塊抽芯，齒輪齒條抽芯等。

 

2.手動抽芯

開模時（shí），依靠人力（lì）直（zhí）接或通過（guò）傳（chuán）遞零件的（de）作用抽（chōu）出活（huó）動型芯。其缺點是生產，勞動強度（dù）大，而且由於受到限製，故難以（yǐ）得到大的抽芯力、其（qí）優點是模具結構簡單，製造方便，製造模（mó）具（jù）周期短，適用於塑料製品試製和小批量生（shēng）產。因塑料製品特點的限製，在（zài）無法采（cǎi）用機動抽芯時，就必須采用手動抽芯（xīn）。手動抽芯按其傳（chuán）動機構又可分為以下幾種：螺紋機構抽芯，齒輪齒條抽芯，活動鑲塊芯，其他（tā）抽芯等。

 

3．液壓抽芯

活動型芯的（de），依（yī）靠液壓筒進（jìn）行，其優點是根據（jù）脫模力的大小和抽芯距的長短（duǎn）可更換芯液壓裝置，因此（cǐ）能得到較大的脫模力和較長的抽芯距，由於使用高壓液體為動力，傳遞平穩。其缺點（diǎn）是增加了操作工序，同時還要有整套的抽（chōu）芯液壓裝置，因此（cǐ），它的使用範圍受到限製（zhì），一般很小采用（yòng）。

 

2、 斜（xié）導柱抽芯機構設（shè）計原則：

1、活動型芯一般比較（jiào）小，應牢固裝在滑塊上，防止（zhǐ）在抽（chōu）芯進鬆動滑（huá）脫。型芯與滑（huá）塊連接有一定的強度和剛度。

2、滑塊在導滑槽（cáo）中滑動要平（píng）穩，不（bú）要發生卡住，跳動（dòng）等現象（xiàng）。

3、滑塊限位（wèi）裝裝置要可（kě）靠（kào），保證（zhèng）開模後滑塊停止在一（yī）定而不任意滑動。

4、鎖緊（jǐn）塊要（yào）能承受注射時向壓力（lì），應選用可靠的（de）連接方式與模板連接。鎖緊塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ，一般取θ1-θ>2°-3°,否（fǒu）則斜導柱無法帶動滑塊運（yùn）動。

5、滑塊完（wán）成（chéng）抽芯運動後，仍停留在導滑槽內，留（liú）在導滑槽內的長度不應小於滑塊全長的-4、3，否財（cái），滑塊在開始複位時容易傾斜而（ér）損壞模具（jù）。

6、防止滑塊設在定（dìng）模的情況（kuàng）下，為保證塑料製品留在定模上，開模前必須先抽出側向型芯，最好（hǎo）采取定向定距（jù）拉緊（jǐn）裝置（zhì）。

3、斜滑塊抽芯機構設計

塑料製品側麵的凹穴或凸台較淺，所需的抽芯距不大，但所需的脫模力較大時，可選用斜滑塊抽芯結構。這種斜滑塊抽芯結構的特點是：當推杆推動斜滑塊時，推（tuī）杆及抽芯（或分型）動作同時進（jìn）行（háng）。

因斜滑（huá）塊（kuài）剛性好，能承受較大的脫模力，因此，斜滑塊的斜角比斜導柱的斜角稍大，一般斜塊的斜角不能大於30°，否則易發生故障。斜滑塊推出長度一（yī）般不超過導長度的2/3,如果太長，會影響斜滑塊的導滑。  因為斜塊抽芯結構簡單，安全可靠，製造比較方便（biàn）。因（yīn）此，在（zài）塑料射模具中應用廣（guǎng）泛。

1、斜滑塊的導滑及組合形式。按導滑部分形狀可分為矩形（xíng），半圓形和燕尾（wěi）形。

2、斜滑塊的組合形式  斜滑塊的組合，應考慮抽芯方向，並盡量保持塑（sù）料製品的外觀（guān）美不使塑（sù）料製品表麵留有明顯的（de）痕跡。同時還要考慮滑塊的組合部分有足夠的強度。如果塑料製品外形有轉折處，則斜滑塊的拚縫線應與塑料製品的折（shé）線重合。

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