注塑模具设计：第三章：顶出系统

第三章顶出系统

也就是制品的脱模装置，当制品在模具中成型后，要由特定的方式切实可靠地将其从模具的一侧中推顶出来，在这个过程中不能是制品产生变形，而达不到成型要求，“白化”及咔滞现象。这种特殊的装置即是顶出系统。除此之外该装置还必须能够在模具闭合时，保证不会与模具其他零部件发生干涉地回复到顶出前的初始位置，以便进行重复不断的成型加工。

在设计顶出系统时，模具设计者首先需要确定制品的留模形式，顶出系统必须建立在所滞留的模具部分中，通常，由于注塑机的顶出系统是设计在动模板一侧，因此绝大多数模具的顶出系统时安装在动模中的

为提高效率，缩短周期和实现自动化，不仅需要顺利脱模，而且浇道中点的塑料也必须要有特定的脱模方式。

顶出系统的要求就是在规定的时间内将制品不变形且准确的进行脱模。

考虑因素

（一）顶出行程，一般规定被顶出的制品脱离模具5~10mm，一些简单且脱模斜度较大的筒形制品，可使行程为制品深度的2/3。不要太长，因为顶杆很细，行程长，容易损坏顶杆。

（二）复位杆（回程杆）顶出系统中必须设置复位杆帮助顶杆回位。

顶出过程中，顶杆垫板承受很大的顶出压力，强度和刚度不足时，易弯曲变形影响顶杆运动，注意螺丝联接（需从垫板向固定板拧入）避免发生扳手空间不足的困难。（三）顶杆顶端与型芯（或型腔）平面的关系

理论上应处于同一平面，为模具制造与装配简便，实际中大多顶杆的端面超过或降低型芯（或型腔）平面0.05~0.1mm，与设计者协商，取得制品内表面有凸台与凹坑的允许

（四）顶杆的形状与尺寸选择

除非制品形状限定必须使用其它形状的顶杆外，一般选用圆柱形，且避免采用直径小于3mm的细长顶杆。

增加顶出面积的方法

（五）支撑

由于顶杆固定板和垫板尺寸较大，使动模垫板之间的跨度加大，在较高的注射压力下，动模垫板可能玩去变形，导致顶杆运动不畅或卡死，除了用增加动模垫板的厚度来增强其刚度外，还可在动模固定板与垫板之间设置支撑柱。

（六）定位与导向

在制品产量大，或顶出行程长，同时使用较细的顶杆，以及使用顶管顶出并在动模固定板装有细长芯子时，为保护顶杆（或长芯子）使其运动平稳，顶出系统需要设置导向装置，并且在动模板与垫条以及动模固定板之间装有定位销钉，以保证位置精度

（七）顶出位置的设置

制品凡是有塑料包围钢件的地方，脱模都会困难，这是因为塑料熔体冷却后的收缩应力而产生对钢件的“抱紧”现象所导致的，故这些地方（筋、柱）都应重点考虑顶出装置的分类

一、圆顶杆，易加工，最普通，最简单的标准件，顶杆需淬火处理，获得足够的轻度和

耐磨性。

二、扁顶杆比圆形难加工（用在制品内部有特殊的筋，槽等），强度也不如圆形的，制

造中，可采用方法，首先，对于模具型芯可采用镶拼结构，其次，可采用组合套筒的方式对其进行保护

三、顶管（套筒）当制品中出现中心带有细孔的圆柱时，采用顶管顶出方式是非常有效。

圆柱的脱模斜度0.5°，采用顶管时，在其顶出板与动模板（包括动模垫板）、垫条与动模固定板之间应设有定位销钉，以保证其位置精度、

四、顶出快

五、脱料板

六、气顶出

流道中固化塑料的顶出方式

一、主流道中固化塑料的顶出机构

作用：首先，在成型过程中模具开启的同时，将主流道中固化了的塑料拉到模具中装有顶出机构的一方（一般在动模），然后利用顶杆将其从模具中顶出。用于顶出主流道中塑料的顶杆，由于同时具有将塑料从主流道中拉出来的作用，所以也叫做拉料杆。通常在模具制造中常用的拉料杆有三种形式

1.普通圆柱形顶杆（锥形冷料井）

利用普通圆柱形顶杆顶出主流道中的塑料时，由于其顶杆不具备拉料作用，因此，在使用时必须在主流道末端开设一个呈锥形的冷料井，以便在启模时利用该冷料井

的倒锥度，将主流道的塑料拉到动模一侧，再有顶杆将其顶出，如图

2.普通圆形顶杆（沟槽式冷料井）

冷料井的形状除作成倒锥形之外，也可在其壁上开设一个或多个沟槽，在启模时利

用沟槽对塑料的限制，将主流道中的塑料拉到动模的一侧，再有顶杆顶出

3.Z型头拉料杆

在使用Z形头拉料杆形式时，由于不需要对冷料井进行特殊加工，其制造较上述两

种利用冷料井形状对塑料的限制起到拉料作用的结构简单，因此，在模具中被广泛

采用。但是，在成型过程中，由于被顶出的塑料不能自行从顶杆的Z形头上脱落，所以在采用自动成型时，不如前两种结构方便。

分流道中固化塑料的顶出方式（尤其是在大中型模具中）

当浇筑系统采用潜伏式浇口时，顶出位置非常关键，顶出杆离浇口近，顶出时，由于浇口中塑料的变形受到限制，就会使得其韧性不够而容易发生折断，如果远，又会加大顶出行程，影响模具的尺寸及顶杆强度。要正确设置分流道中顶杆的位置。

在采用潜伏式浇口成型一模多腔制品的模具结构中，其分流道中顶出位置与数量的重要性显得尤其突出。如图

四二次顶出机构（两级顶出）

制品中的某一部分需要在脱料板上成型，则必须采用二次顶出

第一次顶出，使制品脱离型芯，第二次顶出，使制品脱离脱料板。另外，当制品带有特殊的筋、槽等，需要采用成型顶杆结构时，也可以采用二次顶出

小型模具可以用弹簧，大型模具中，在进行第一次顶出作用的顶板必须以可靠的机构保证其一起运动，当完成第一次运动后，还必须有可靠地机构将其分离，以保证第二次顶出动作的顺利完成。

五用于自动成型的顶出装置

对于自动化运转的模具，其顶出机构除了应具有足够的强度喝正确的位置，还要有良好的导向装置，以保证其运动平稳，可靠。另外，在完成顶出后，应立即复位，以保证制品顺利地落下或被机械手很容易的取走。

（一）弹簧复位（小型模具）

（二）利用注塑机顶出杆复位（大中型模具）

六定模顶出系统

模具的顶出系统大多数是安装在动模内。但有些制品要求外表面不允许有任何进胶痕迹，只能将浇口设置在内表面，或因制品结构的限制，在启模后，必须将制品滞留在定模腔内（例如塑料刷子）。针对这些问题，顶出系统需要设置在定模一侧。因定模部分没有为顶出动作所需要的动力源，只能依靠启模时，动定模之间的相对运动，由动模带动定模的顶出机构。帮助其完成顶出工作。因此这种结构顶出装置在动模与顶出系统之间，必须设有拉杆或链条，注意开模行程，防止拉断。

另外，为避免由于主流道过长所造成废料比例增加以及减少在成型过程中的压力损失，可采用以加长喷嘴深入到模具中去的方法，以减小主流道的长度和应用热流道的技术来解决。七特殊结构制品的顶出方式

当制品设计有沟槽等形状时。除采用内、外侧抽芯机构之外，对于某些塑料，也可利用其弹性，强制脱模。强制脱模可采用二次定出的方法。先将制品顶出模具型腔，再将其从带有沟槽的成型顶杆上强行脱下。

对于成型设有内螺纹的制品，其模具结构除采用齿轮与电机连接脱模方式，如图，还可采用螺杆与螺母装置。在启模时，由螺母带动齿轮旋转脱出制品。注意：在采用这种脱模机构时，成型过程结束，模具开启时，螺杆与螺母不能脱离，以免在下一次合模时，由于发生撞击而损坏模具（螺杆与螺母应采用多头螺纹以增大导程）

为使加工与组装容易，顶杆与固定板之间选用间隙配合，单边最小间隙为0.05mm，如果需要限制顶杆的转动

对于一些大中型模具，由于顶杆较多，尺寸较大，会使得整个顶出机构很重。在成型过程的往返运动中，由于其中某些顶杆也担负了负重工作（主要体现在使用卧式注塑机中），很容易发生咬蚀，因此在模具制造时应注意将顶出系统的导向装置（导柱）尺寸做得尽可能大些，其目的是使其除具导向功能之外，多承担顶出装置的负重工作，以保护其它相对细小的顶杆。另外，还应使顶杆与顶杆孔配合间隙略大于导柱与导套的配合间隙并充分润滑。

八当制品留模不定时的顶出方式

在成型某些结构特殊的制品时，其留模方式在事先是不太容易确定的。例如，在模具结构中出现定动模两侧都有一些形状、尺寸相似的筋、槽或柱，以及被塑料包围着的镶件，或者成型外表面要求有较粗皮纹效果的盒状制品，以及像组合音响侧板那样的板状制品，其留模状况会有很大的随机性，针对这种情况，应对其顶出系统采取下列措施加以限制：

第一，对较粗皮纹制品，可采取增加制品在动模位置所成型部分的粗糙度（或在局部加一些倒斜度），以便在启模时，将制品从定模型腔中拉到动模上来。值得注意的是，由于增加了制品在动模中成型的局部部位的粗糙度，必定会使得制品的脱模阻力增大，因此，当采用这种确定制品留模位置的方法时，应尽可能多地设置顶出杆，增加顶出面积

第二，对于如图制品，其模具的顶出系统可采用将顶杆顶端制成“Z”形头的方式，使顶出杆同时具有拉料的作用，以便在启模时，利用顶杆Z形头的限制，将制品带到动模的一侧（Z形头的废料，用后加工的方法除去）。注意，在组装时应使“Z形头”的方向一致，以免制品从模具中摘取发生困难。