热固性塑料注射成型模具的设计
塑料成型工艺及模具设计PPT课件
9.2.2 压注模专用零件结构设计
式中 A—加料腔断面积，cm3 N —专用压机辅助缸的额定压力，Ｔ； q — 成型塑料所需的挤压力,按表9-1选用。
9.2.2 压注模专用零件结构设计
当压机确定后，还应计算校核加料 腔内产生的单位挤压力是否足够。 计算校核式为：
1000Ｎ/A=P′≥ｑ 式中 Ｎ－压机额定压力，Ｔ；
P′－实际单位挤压力，Ｋｇ／ cm3
ｑ—不同塑料所需单位挤压力， 参见表9-1
9.2.2 压注模专用零件结构设计
2)加料腔的高度 H=V/A+(0.8 ～ 1.5cm)
(9-5) 式中 H－加料腔高度
V－塑件及浇注系统，以及残余 废料为松散原料时的总体积；
A－加料腔的端面积
9.2.2 压注模专用零件结构设计
2.柱塞
普通压机用压注模柱塞的结构形式如图9－12所示， 图c的柱塞用于移动式模具，外形为头部倒角的简单圆 柱形，图a、b、d的柱塞带有底板，以便固定在压机 上。柱塞与底板之间可做成组合式或整体式。图d的柱 塞上开设有环形槽，塑料溢入充满并固化在槽里，起 到了活塞环的作用，它将阻止塑料从间隙中较多地溢 出。图a、d柱塞端面开设有些楔形沟槽，图9－13清
9.2 压注模
9.2.1 压注模的类型 9.2.2 压注模专用零件结构设计
9.2.1 压注模的类型
（一）普通压机用压注模
1.移动式压铸模(见图9-4)
模具设计与制造专业毕业论文--注塑模具设计
1 绪论1注塑模具工艺简介一、模具模具是当今工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，模具工业正在成为国民经济中的重要基础工业之一。
目前各工业先进国为应付当前市场多样化的要求，缩短产品制造周期以取得最佳的竞争优势，无不引入CAD/CAE/CAM计算机一体化制造技术，以提高产品质量，降低生产成本，增加竞争力。
而随微机软件的发展和进步，模具CAD/CAE/CAM技术在世界范围内得到了广泛的应用，它已成为模具设计制造的发展方向。
二、注塑模具注射模具又称注塑模具，主要用于热塑性塑料制品的成型。
注塑成型在塑料制品中占有很大比重，世界上塑料成型模具的产量半数以上是注塑模具。
由于注射模具的生产制作并不是设计的最终目的，而是要用它制作出好的塑料制品。
所以，模具的设计不但要考虑到金属的特性及加工工艺，还需要充分考虑到树脂材料特性、注射成型工艺。
三、注塑模具设计注射模具设计的内容主要包括市场调研，塑料的选择，塑件建模及其设计的工艺分析，注塑机、注射模架及其零部件的选择，并进行有关的参数计算和校核，以及工程图纸的绘制。
在模具设计中CAD/CAE技术的应用，可大量缩短模具设计的时间并使设计参数标准化。
尽管如此，我们在正确地、高水平地使用注塑模具计算机辅助设计的各种软件的同时，仍必须对模具设计的原则和方法有透彻地了解，以使CAD/CAE技术在模具的设计、生产、制造过程中发挥最大的作用。
四、注塑成型注射(注塑)成型是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。
注射成型是一个复杂的过程，其中包括充模、加压、保压、冷却和脱模等一系列连续的加工步骤。
它几乎适用于所有的热塑性塑料。
近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。
注射成型的成型周期短(几秒到几分钟)，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。
因此，该方法适应性强，生产效率高。
热固性塑料的注塑成型加工知识
为改进制品的质量和重现性采用了许多不 同的和专门的技术。鉴于有一些热固性聚合物在 加热时产生气体，在模具被部分充满后往往有一 个放气操作。在这一步骤中，模具微微开启，以 便让气体逸出，然后迅即关闭，把余下物料再注 人。
注压模塑提供了较高的强度、较好的尺寸控 制，并改进了表面状态（外观），这是因为采用 了带有伸缩式膜腔与膜芯的模具而得到的，注射 过程中模具可以开启 1／8—l／2in，并随后迅速 压紧，似模具关闭那样。
注射模塑工艺过程利用一螺杆使物料流经 加热过的机筒，机筒则以水或油循环于机筒四周 的夹套中。螺杆可按每种材料的不同类型加以设 计，稍加压缩以脱除空气并加热物料获得低粘 度。大多数热固性物料在此处的流动都是相当好 的。
使物料进入模具的操作是中止螺杆转动和 用液压把螺杆高速推向前，使被塑化的低粘度物 料压入模具中。这种快速流动要求在 0．5 秒的 时间里填满模腔，压力需达到 193MPa。一旦填满 膜腔时物料的高速流动产生更大的摩察热以加
热固性塑料注塑利用一螺杆或一柱塞把聚 合物经一加热过的机筒（120～260F）以降低粘 度，随后注入一加热过的模具中（300—450F）。 一旦物料充满模具，即对其保压。此时产生化学 交联，使聚合物变硬。硬的（即固化的）制品趁 热即可自模具中顶出，它不能再成型或再熔融。
注塑成型设备有带一用以闭合模具的液压 驱动合模装置和一能输送物料的注射装置。多数 热固性塑料都是在颗粒态或片状下使用的，可由 重力料斗送入螺杆注射装置。当加工聚酯整体模 塑料（BMC）时，它有如“面包团”，采用一供料
为加工设备所克服。
菜呢！他满口答应着。结果程
热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降 低粘度。然而，热固性塑料的粘度却随时间和温 度而增加，这是因为发生了化学交联反应。这些 作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈 U 型曲 线。在最低粘度区域完成充填模具的操作这是热 固性注射模塑的目的，因为此时物料成型为模具 形状所需压力是最低的。这也有助于对聚合物中 的纤维损害最低。
第三章 塑料注射模具设计-1
3、具有侧向抽芯时的最大开模行程校核
Hc
H1
H2
第四节
浇注系统设计
1)将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而
平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气 体能及时顺利排出。输送流体
作用
2)在塑料熔体填充及疑固的过程中，将 注射压力有效地传递到型腔的各个部位， 以获得形状完整、内外在质量优良的塑 料制件。传递压力
分类
普通流道浇注系统
无流道浇注系统
主流道 组成 分流道 浇口 冷料穴
浇注系统的 设计原则
布局
尽可能采用平衡式布置 型腔布置和浇口开设部位尽 可能对称，防偏产生溢料 尽可能紧凑，减小模具尺寸
热量及压力损失要小：浇注系统的流程尽可能短，尺寸尽可能大。减少折弯、提 高光洁度; 浇注系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对齐; 制品投影面较大时，应避免在模具单面开设浇口，否则会造成注射时受力不均;
(3)塑化能力
注塑机的塑化能力是影响模腔数目的另一个重要因素。将射出机 的塑化能力（P）除以每分钟估计的射出次数 (X)和塑件重量 (W)， 即可计算出模腔数目。 模腔数目 = P / ( X × W) 模腔数目 = (K*M*T/3600- m浇)/ mi
M是注塑机的公称塑化量(g/h);T是注射成型周期(s)
课本中的模具
（5）组合活动镶块 & & &
四、其他模具 （1）定模设有推出机构的模具；
（2）弹簧分型拉杆定距式双分 型面模具；￥ （3）带自动脱螺纹机构的模具； 螺纹脱模机构动画.swf
定模设有推出机构
（4）带双向推出机构的模具；
（5）其它
带自动卸螺纹机构
马达固定板 感应开关 水路接头 垃圾钉 滑块镶针 滑块镶针 波 滑 珠 块 未 未 未
热固性塑料的模塑成型
敞开式压缩模的特点：型腔就是加料室，型腔的封闭在 凸凹模完全闭合时形成，加压后余料从分型面处溢出。 凸凹模配合形式：如图13—4。 加料量：应大于 塑件质量的5％。
适用场合：压缩成 型高度不大、外形简 单、品质要求不高的 塑件。
型腔数量：可一模设置多个型腔，每个型腔都有对应 的单独的加料室，个别型腔损坏时，可以停止其加料而 不妨碍整个模具工作，但要求各加料室加料均衡。
图13—2酚醛仪表齿轮 成型后，需从模具上移开 加料室，对加料室进行清 理。压料柱塞是个单独的 活动件，一般不连接在液 压机的压板上。塑件的脱 模要在专用的脱模架上， 人工将上模板和型腔板卸 下。这种移动料槽式压注 模结构简单，生产效率低。
料槽式压注模的加 料室设在型腔上方 的专门零件上。模 具总体结构是三板 式。加料室由主流 道通向型腔。也有 设置分流道通向较 大的型腔，或者通 向多个型腔。由于 可在单缸油压机上 成型塑件，应用较 广泛。
第二节 模具结构设计要点
一、压缩成型模结构设计要点 压缩成型模结构形式由塑件本身和选用的压机等因素 决定。
1．凸凹模的配合
敞开式、封闭式和半封闭式压缩模的凸凹模结构各不 相同，其配合形式及该处的尺寸是压缩模设计的关键。
(1)敞开式压缩模 工作原理：图13—3为敞 开式压缩模，一模多腔。该 塑件带有管状金属嵌件8。成 型前，先将定位柱4与嵌件8 套好一起放人模内，压塑粉 或预压件加入型腔中，模具 闭合，物料在模内被加热加 压而熔融塑化充满型腔，交 联固化后成型。成型后，上 下模分型，拉杆16使模具顶 出机构运动，顶杆11顶在定 位柱4上，带动塑件一起脱出 模外，在模外将塑件与定位 柱4分离。
②利用压机上模板的升举运动，驱动框架和拉杆来拉 动压缩模具的顶出机构。此顶出脱模运动，应该在开模至 一定位置时才能启动。 ③对于无顶出装置的压机，只适用于移动式压缩模具 ，要在压机外运用卸模架或顶出器将塑件从模具内顶出。
塑料成型工艺与注射模具设计 (4)
2
相关知识点
（2）嵌件 的预热
为了满足装配和使用强度的要求，塑件内经常要嵌入金属嵌 件。由于金属和塑料收缩率相差较大，因而在塑件冷却时，嵌 件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围塑料层强度下降和出 现裂纹。因此，成型前应对金属嵌件进行预热，以降低它与塑 料熔体的温差，减小内应力。
2
相关知识点
（3）料筒 的清洗
2
相关知识点
螺杆式注射机注射成型工作循环，如图4-3所示。
图4-3
2
相关知识点
与柱塞式注射机注射成型相比 较，螺杆式注射机注射成型由于 螺杆的剪切作用，塑料混合均匀， 塑化效果好，改善了成型工艺， 提高了塑件质量。同时扩大了注 射成型塑料品种的范围和最大注 射量。因此，对于热敏性和流动 性差的塑料和大、中型塑件，一 般可用移动螺杆式注射机成型。
2
相关知识点
当残余压力为正值时，脱模比较困 难，塑件容易被刮伤甚至破裂；当残 余压力为负值时，塑件表面易出现凹 陷或内部有真空泡。因此，只有残余 庄力接近为零时．脱模较顺利，而且 可获得较满意的塑件。 ◆塑件的冷却速率应适中，冷却速率 过快或模温不均匀，都会导致冷却不 均和收缩的不一致，使塑件内部产生 内应力，出现翘曲变形。
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相关知识点
完整的注射过程包括加料、塑化、 注射、保压、冷却和脱模等几个阶段。 （1）加料 将粉状或粒状的塑料加入注射机料 斗，由柱塞或螺杆带入料筒内加热。 （2）塑化 成型塑料在注射机料筒内经加热、 压实以及混料等作用，由松散的粉状 颗粒或粒状的固态转变为连续的均匀 塑化熔体的过程。对塑化的要求是： 在规定的时间内塑化出足够数量的熔 融塑料；塑料熔体进入模具型腔内之 前应达到规定的成型温度，而且熔体 各点温度应均匀一致，避免局部温度 过低或温度过高。
塑料成型工艺及模具设计叶久新王群版
塑料成型⼯艺及模具设计叶久新王群版塑料成型⼯艺及模具设计叶久新王群版第⼀ - - 三章1、塑料成型⽅法：注射成型有浇注系统成型热塑性塑料压缩成型⽆浇注系统成型热固性塑料压注成型有浇注系统挤出成型有浇注系统2、塑料模具分为：注射模具、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具、热成型模具3、不同温度时聚合物呈现的三种状态：低温态温度较低时呈玻璃态（固体态），在外⼒的作⽤下，有⼀定的变形，但变形可逆，即外⼒消失后，其变形也随之消失。
⾼弹态是橡胶态的弹性体。
其变形能⼒显著增加，但变形仍可逆。
黏流态是粘性流体，常称为熔体。
加⼯不可逆，⼀经成型冷却，形状保留。
4、聚合物单体经过聚合反应⽣成的⾼分⼦聚合物5、塑料是以合成树脂为主要成分，加⼊适量的添加剂⽽组成的混合物。
优点：密度⼩、质量轻；⽐强度、⽐刚度⾼；电⽓性能好；光学性能好；化学稳定性⾼；减摩、耐磨及减振、隔⾳性能好；多种防护性能合成树脂的分⼦及结构分类：热固性塑料热塑性塑料6、添加剂包括填充剂（增量作⽤⼜有改性效果）、稳定剂、润滑剂、着⾊剂和固化剂等。
7、交联------聚合物由线型结构转变为体型结构的反应.8、降解——聚合物分⼦可能由于受到热和应⼒的作⽤或微量⽔分、酸、碱等杂质及空⽓中氧的作⽤⽽导致其相对分⼦质量降低的现象.9、塑化-------加⼊的塑料在料筒中进⾏加热由固体颗粒转化成粘流态并且具有良好的可塑性过程.10、流动性塑料熔体在⼀定的温度、压⼒作⽤下填充模具型腔的能⼒热塑性塑料检测：熔融流动指数测定法、螺旋线长度试验法影响塑料流动性的因素有以下三个：温度料温⾼，则流动性⼤。
压⼒注射压⼒增⼤，则熔体收剪切作⽤越⼤，流动性也越⼤。
模具结构浇注系统的形式，尺⼨，布置，冷却系统的设计，溶料的流动阻⼒等因素流动性较好的塑料有：聚⼄烯、聚丙烯、聚苯⼄烯、醋酸纤维等流动性⼀般的塑料有：ABS（不透明）、AS、有机玻璃、聚甲醛等截⾯形状分流道较⼩流动性较差的塑料有：聚碳酸酯、硬聚氯⼄烯等截⾯形状分流道较⼤ 11、热塑性塑料的种类有：通⽤塑料聚⼄烯（PE）线型结晶，是塑料⼯业中产量最⼤的品种，⽆毒、⽆味、呈乳⽩⾊。
塑料模具设计 重点总结(高分子材料专业)2
塑料模具设计重点总结(高分子材料专业)2无流道浇注系统是指在注塑成形的过程中不产生流道凝料的浇注系统。
其原理是采用加热的办法或者绝热的办法，是整个生产周期中从主流道入口起到型腔浇口止的流道中的塑料一直保持熔融状态，因而在开模时，只需取出产品而不必取出浇注系统凝料。
采用绝热的办法的称为绝热流道模具，采用加热的办法的称为热流道模具，目前在应用上以后者为主。
绝热流道注塑模具绝热流道系统是将流道设计得相当粗大，以致流道中心部位的塑料在连续注塑时来不及凝固而始终保持熔融状态，从而让塑料熔体能通过它顺利地进入型腔。
分类：1．单型腔的井坑式喷嘴：又名井式喷嘴，绝热主流道，是最简单的绝热式流道，适用于单型腔。
2．多型腔的绝热流道模具：又称为绝热分流道模具，浇口常见有主流道型浇口，针点浇口等热流道注塑模具热流道模具的优点：1．节省了普通浇注系统流道凝料的回收加工的费用。
2．缩短成形周期，省去脱浇注系统的时间，和有时为了冷却粗大的浇注系统所多耗费的时间。
3．能更有效完成地利用注塑机的注塑能力生产出较大的产品，节省了每次注塑时耗于浇注系统的料。
与三板式模相比由于无需脱浇注系统，所需的开模行程大大减小能生产高度更大的制品。
4．浇注系统粗大且保持最佳的熔融状态，因此充模流动阻力减少，有效补料的时间延长，有利于提高制品质量。
同时由于不需在新料中大量掺入回收的浇口料，也有益于提高制品质量。
热流道模具的缺点：1．开机时要较长时间才能到达稳定操作，因此开机时废品较多。
2．需要操作技能较高的专业人员。
3．模具结构复杂，成本高，需要增添外接温控仪等辅助设备。
4．易出现熔体泄露、加热元件故障等较敏感问题，需精心维护，否则产生热降解等不良现象。
具有以下性质的塑料，适宜采用热流道模具：1．加工温度的范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料。
2．对压力敏感，不加压力时不流延，但施以很小压力即容易流动的塑料熔体。
3．热变形温度较高。
制品在高温下而能快速固化，并能快速脱出的塑件。
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§5.1 概述
3.带活动镶块的注射模 有些塑件在内腔中有侧凸或侧凹结构，很难用侧向抽芯机构来实
1.单分型面注射模 单分型面是指在模具的动模板与定模板之间只有一个分型面，如
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§5.1 概述
图5-1所示。 单分型面注射模是最基本的一种注射模，具有结构简单，适应性强，操作 方便，应用广泛等特点。
2.双分型面注射模 双分型面注射模有两个分型面，也称三板式注射模。 如图5-2所示，A-A为第一分型面，B-B为第二分型面。由于塑件和浇 口凝料是分开的，因此需要有两个分型面，分别用来取出塑件和凝料。 在第一分型面的右边是定模板，开设了主流道，固定在注塑机的定模板 上;在两个分型面之间的，称为中间板，中间板上开有成型塑件外表面的 型腔和浇口，由模具上的导柱支承;第二分型面左边部分为模具的动模
上一页模部分向左移动，塑件包紧在凸模11上而与动模板和成 型镶块分离，当动模部分移至一定的距离，拉板8右端碰到螺钉6， 使螺钉6向左移动，而螺钉6又与推件板7连接在一起，使推件板也向 左移动，从而拉动塑件从型芯11上脱下，完成脱模动作。 7.热流道注射模
利用加热或绝热的方法使注塑机喷嘴到型腔浇口之间的塑料呈熔 融状态，在成型过程中只需取出塑件而没有浇注系统凝料，如图5-7 所示。塑料熔体从喷嘴21进入模具后，在流道中给以加热保温，使 其仍保持熔融状态，每一次注射完毕，只在型腔内的塑料冷凝成型， 取出塑料制品后又可继续注射，这就大大节省了塑料的用量，提高了
现。这时可采用设置活动镶块的办法。如图5-3所示，该模具的结构 特点是，通过活动镶块形成塑件的侧凸形状。图示为合模成型状态， 开模后，推杆9将活动镶块3(由三块组合型芯)及塑件推出模外，然 后用手或工具将镶块与塑件分离，合模时，在弹簧8作用下，推杆9 复位。重新安装镶块，再进行下一循环。
4.侧向分型与抽芯注射模 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。
5.自动却螺纹注射模 成型带有内螺纹或外螺纹的塑件时，为了能自动卸螺纹在模具
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§5.1 概述
内设有能转动的螺纹型芯或螺纹型环，利用注塑机的往复运动或旋转 运动，或设置专门的原动机件(如电动机、液压马达等)和传动装置与 模具连接，开模后带动螺纹型芯或螺纹型环转动，使制件脱模。如图 5-5所示为直角式注塑机上使用的自动卸螺纹注射模。螺纹型芯的旋 转由注塑机开合模的丝杆带动，使其与制件分离。为了防止螺纹型芯 与制件一起旋转，一般要求制件的外形具有防转结构。如图5-5所示 是利用制件顶面的凸出图案来防止制件随螺纹型芯转动而转动，以便 制件与螺纹型芯分开。开模时，在分型面A-A分开的同时，螺纹型芯7 由注塑机的开合模的丝杆带动而旋转，从而开始拧出制件，此时制件 暂时还留在型腔内不动。
注射模和角式注塑机用注射模。 (3)按浇注系统形式分，可分为普通流道注射模及热流道注射模具。 (4)按模具结构特征分，可分为单分型面、双分型面、斜导柱(或
弯销、斜滑块、齿轮齿条)侧向分型与抽芯注射模具，有活动镶件的 注射模具，推出机构在定模一侧的注射模和自动卸螺纹注射模具等。
5.1.3典型注射模特点
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§5.1 概述
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5-4 所示为常见的斜导柱侧向抽芯注射模。其工作原理是:开模时，动模 部分向后移动，开模力通过斜导柱驱动侧型芯滑块，迫使其在动模板 的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成侧向抽芯动作。 这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注塑机顶杆与模具推板接 触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆 使推出机构复位，斜导柱使侧型芯滑块向内移动复位，最后由楔紧块 锁紧。
5.1.1注射模的基本结构
注射模基本结构由定模和动模两部分组成，动模安装在注塑机的移 动模板上，定模安装在注塑机的固定模板上。注射时，定模和动模闭 合构成浇注系统和型腔，开模时，定模和动模分开，由开模机构将塑 料制品推出，如图5-1所示。
5.1.2注射模的分类
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§5.1 概述
(1)按生产的塑料分，可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。 (2)按注塑机类型分，可分为立式注塑机用注射模、卧式注塑机用
第5章 塑料注射模的设计
§5.6 无流道凝料注射模 §5.7 热固性塑料注射成型模具 §5.8 气体辅助注射成型 §5.9 精密注射成型与模具
§5.1 概述
塑料注射成型是塑料制品高效率的生产方法之一，注射成型获得的塑 料制品在各种塑料制品中所占的比重很大。而注射成型模具是实现注 射成型加工的重要工艺装备，目前约占整个塑料成型模具的一半以上。 本章主要介绍热塑性塑料普通流道注射成型模具。
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§5.1 概述
当螺纹型芯在制件内尚有一个螺距时，定距螺钉4使分型面B-B分开， 制件即被带出型腔，继续开模(开合模丝杆继续旋转)，直到制件全部 脱离螺纹型芯和型腔。
6.推出装置设在定模一侧的注射模 如前所述，推出机构一般设置在动模一侧，但有些塑件因受形状限 制，将其留在定模一侧更有利于成型的质量。这时，定模一侧就要设 置推出机构，一般来用拉板，拉杆形式。如图5-6所示是生产塑料衣 刷的注射模就属于这一类型，型芯11形成衣刷内腔形状，成型镶块镶 人动模板5内，是形成衣刷的毛刷的。通过紧固螺钉4连接拉板8和动 模板5。
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§5.1 概述
部分，成型塑件内表面型芯被安装在动模座板上，连接在注塑机的移 动模板上。注塑机开模时，将主浇道的凝料从定模板的主流道中脱出。 待动模继续后退到能够脱凝料的距离后，第二分型面分型，将塑件与 浇口拉开，塑件与型芯一起后退，而浇注系统的凝料在第一分型面上 被取出。当动模继续后退，注塑机的顶杆接触推板时，推出机构开始 工作，将塑件从凸模推出，塑件由第二分型面自行落下。