脱模机构设计

脱模机构设计在注射动作结束后，塑件在模内冷却定型，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须克服因包紧力而产生的摩擦力。

对于不带通孔的筒、壳类塑料制件，脱模推出时还需克服大气压力。

在注射模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统（水口料）从模具中安全无损坏地推出的机构称为脱模机构，也叫顶出机构或推出机构。

安全无损坏是指脱模时塑件不变形，不损坏，不粘模，无顶白，顶针位置位不影响塑件美观。

1. 注射模的脱模机构包括：1、顶针，司筒，推板，推块等推出零件；2、复位杆，复位弹簧及顶针板先复位机构等推出零件的复位零件；3、顶针固定板和顶针底板等推出零件的固定零件；4、高压气体顶出的气阀等配件；5、内螺纹脱模机构中的齿轮，齿条，马达，油缸等配件。

脱模机构的动作方向与模具的开模方向是一致的。

2. 脱模机构分类塑件顶出方法受塑件材料及形状等影响，由于塑件复杂多变，要求不一，导致胶件的脱模机构也多种多样。

按动力来源分，脱模机构可分为三类：（1）手动推出机构指当模具分开后，用人工操纵脱模机构使塑件脱出,它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。

这类结构多用于形状复杂不能设置推出机构的模具或塑件结构简单、产量小的情况，目前很少采用。

（2）机动推出机构依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。

这类模具结构复杂，多用于生产批量大的情况，是目前应用最广泛的一种推出机构，也是本章的重点。

它包括顶针类脱模，司筒脱模，推板类脱模，气动脱模，内螺纹脱模及复合脱模。

（3）液压和气动推出机构一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将塑件通过模具上的推出机构推出模外或将塑件吹出模外。

按照模具的结构特征分,脱模机构可分为：一次脱模机构、定模脱模机构、二次或多次脱模机构、浇注系统水口料的脱模机构、带螺纹塑件的脱模机构等。

3. 对脱模机构的要求模具打开时，塑件必须留在有顶出机构的半模上。

由于注射机的推杆在安装后模的一侧，所以注射模的顶出机构一般在后模。

这种模具结构简单，动作稳定可靠。

（特殊情况也用倒推模，此时塑件开模后必须留在前模。

塑件粘前模的原因大致如下：1、制品尺寸较大，形状如盒形，帽形或壳形，前模无进气装置，开模时前模型腔和制品间形成真空；2、分型面设计不合理，塑件对前模的粘附力大于对后模的沾附力；3、前模型腔抛光不够，或抛光方法不对（一定要沿出出模方向抛光）；4、前模型腔脱模斜度太小；5、分型面在中间的板状或片状塑件（如唱片，碟子等），很易粘前模。

防止塑件在顶出时变形或损坏。

正确分析塑件对型芯的包紧力和对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性地选择合适的脱模方式，使顶出力施于塑件对模具包紧力大及能够承受顶出力的部位。

顶出时若型芯和塑件之间形成真空，没有必要的进气装置，也容易将塑件顶变形甚至破裂。

结构合理，工作稳定可靠。

顶出机构应顶出可靠，复位准确，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。

顶出机构在顶出时要和模具发生摩擦，良好的顶出机构应使其磨损最小，寿命最高。

为减少顶针和司筒等磨损，宜增加顶针板导柱（EGP。

）。

顶针板导柱又叫中托边，其设计方法见第十二章《注射模具导向定位系统的设计》。

位置合理，顶出安全模具的顶针要设置于塑件包紧力最大的地方，且不能和冷却系统，侧向抽芯机构，撑柱，螺钉等发生干涉。

中间保持钢位3～5mm。

顶出行程合理，制品可自由落下顶出机构必须将塑件完全推出，完全推出是指制品在重力作用下可自由落下。

顶出行程取决于制品的形状。

对于锥度很小或没有锥度的制品，顶出行程等于后模型芯的最大高度加5～10mm的安全距离。

对于锥度很大的制品，顶出行程可以小些，一般取后模型芯高度的1/2～2/3之间即可。

顶出行程受到模胚方铁高度的限制，方铁高度已随模胚标准化。

如果顶出行程很大，方铁不够高时，应在订购模胚时加高方铁高度，并在技术要求中写明。

4. 脱模机构的设计原则制品顶出是注射成型过程中的最后一个环节,顶出质量好坏将直接影响制品的质量,设计时应遵循以下原则。

1) 顶针位置设计的一般原则：1、顶出要平衡，顶针必须均匀布置，以防顶出后胶件变形。

2、应注意塑件的美观性,尽量将顶针布置在产品装配后看不到的部位的地方，这一点对于透明制品尤其重要。

要知道，任何顶针都会在胶件上留下痕迹，而且随着顶针在生产过程中的不断磨损，这种痕迹会越来越明显。

3、顶针应落在最有利于成品出模，即脱模力最大的地方；顶出力必须施加于胶件的最底点，将胶件推出，而不是拉出。

见下图：4、顶出力必须作用在制品能承受最大顶出力的部位,即刚性好，强度最大的部位.如壁边，骨位、柱位下面，壳体侧壁，作用面积也尽可能大一些（即尽可能选直径大的顶针），以防塑件变形或损坏。

尽量避免受力点作用于制品薄平面上，防止制品破裂,穿孔,顶白等。

如筒形制品弃用顶针顶出而选择推板顶出。

5、为防止制品变形,受力点应尽量靠近型芯或难于脱模部位,如细小的柱位与骨位。

7、顶针尽量布置于胶件的拐角处。

8、顶针应尽可能对称布置。

9．在有滑块侧抽芯和斜滑块的模具中，顶针尽量布置于侧抽芯或斜滑块在分模面的投影面之外。

如无法避免，则要加顶针先复位机构。

顶针先复位机构图详见本章第节。

10、为方便水口脱落，在水口转角处应落水口顶针。

11、啤PP料及K料可采用垃圾钉顶出。

啤ABS等其它塑胶，当顶出力很小且成品上不允许留有顶针痕迹时，也可以采用垃圾钉顶出。

12、顶针应尽量落在较平的地方，如果落顶针处斜度较大，顶针应磨成阶梯状以增大顶出力，或在不影响功能的情况下加大箭脚或顶针柱。

13、局部胶位较深时，由于脱模力大，轻易顶白或顶穿，在不影响功能的前提下，顶针应傍骨，加头箭脚或出顶针柱。

傍骨或出顶针柱时，顶针一般用Φ3/32”或Φ7/64”，大件成品且胶位较厚时亦可采用Φ1/8”顶针。

14、成品上有较深凹位时，一般在内骨底落Φ7/64”或Φ1/8”顶针出顶针柱或跟客户要求主骨两测傍骨出顶针柱。

15、螺丝柱、定位柱等深孔部位一般落司筒或在柱两侧傍骨出顶针柱。

实心柱底要落顶针，可以防止困气，也可以防止火花加工（EDM）时积碳。

16、顶针边离胶位边一般应有1—2mm距离，当顶针傍柱位骨位顶出时，顶针边离胶位边不应超过2mm距良，当顶针位钢料低于周边钢料时，顶针边离胶位边可以作到0.5mm距离;17、PVC料不宜顶垃圾钉及分流道不能直冲型腔。

但PVC等软胶的公仔模(铍铜模、雕刻模)一律采用顶垃圾钉的方式出模，顶针大小为Φ5/32”或Φ3/16”。

垃圾钉应落在公仔较平整无花纹的部位，方便披水口，且顶出要平衡垃圾针要离开胶位边2mm以上。

18、顶针与撑头及运水之间最少要保证有3—4mm的钢位。

19、顶针图的标数采用坐标标注法，基准要和模具排位图的基准一致。

顶针标数要准确且要拿整数，最多可给一位小数。

要小心顶针破边，一般顶针边离胶位边应有1—2mm距离。

2) 顶针大小设计的一般原则：1．因为下列理由，顶针外径应尽量取较大值:1）防止因射出压力而弯曲。

2）防止因脱模阻力而弯曲、破损。

3）防止白化。

2．在大平面上不宜用小顶针。

3．在不影响制品脱模和位置足够时应尽量采用同一型号大小顶针, 以方便开料,加工.(如5mm舆6mm,可以的话选用其中一种)。

4．顶出零件和型芯的配合为间隙配合，配合公差为H7/f7。

配合长度10～20mm。

5. 每一套模具顶针直径尺寸不宜太多种，否则加工时需频频换刀，既浪费时间也容易出错。

3) 顶针数量设计的一般原则：顶针的数量往往取决于经验。

一般情况下，顶针数量越多，顶出效果就越好，但不必要的顶针会提高模具的制作成本。

因此在保证胶件能可靠顶出的情况下，应尽可能减少顶针的数量。

但对于经验不足的工程师，本人建议，在不影响外观及运水布置的情况下，顶针宁多勿少。

因为如果在试模时发现胶件顶白或变形，再增加顶针会非常麻烦。

但宁多勿少并非滥用，而是当你在X根和X+1根之间犹豫不决时，你就用X+1根。

4) 顶针设计的其它原则：1、能用顶针则不用司筒，能用圆顶针则不用扁顶针。

原因很简单，司筒和扁顶针制造成本高，且易磨损，寿命不如圆顶针，维修也不便。

2、当塑件上不允许有顶针印时，可在产品周边适当位置加辅助垃圾钉顶出（6-9所示）。

3、顶针与后模镶件的间隙应小于所啤塑料的溢边值。

各种塑料的溢边值见第一章《塑料及其注塑成型工艺》。

4、注意整体布局均匀,特殊情况要考虑采用多种顶出装置.如:斜顶,司筒针,推板,二次强行脱模,油缸拉动,气体顶出等复合脱模。

5、顶出件不能兼作型芯。

6、有方向性要求的顶针，司筒头要做（磨）单边或双边管位以防止转动。

7、当在斜面或曲面上配置时，顶针必须防转，且顶针顶端要加胶线防止出现顶滑现象。

8、避免因真空吸附而使胶件产生顶白、变形，可采用复合脱模或用透气钢排气，如顶杆与推板或顶杆与顶块脱模，顶杆适当加大配合间隙排气，必要时还可设置进气阀。

5. 顶针脱模顶针包括圆顶针，扁顶针及异形顶针。

其中圆顶针推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此在生产中广泛应用。

圆顶针推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。

扁顶针截面是长方形，加工成本高，易磨损，维修不方便。

异形顶针是根据胶件推出位的形状而设计的，如三角形，弧形，半圆形等，因加工复杂，很少采用，此处不作探讨。

1) 圆顶针圆顶针是最简单,最普通的顶出装置.圆顶针与顶针孔都易于加工,因此已被作为标准件广泛使用。

圆顶针有无托顶针和有托顶针二种。

顶针直径在φ2.5以下而且位置足够时要做有托顶针，大于φ2.5都做无托顶针。

见图。

1、圆顶针优点是：（1）制造加工方便，成本底。

圆孔钻削加工，比起其它形状的线切割或电火花加工，要快捷方便得多。

另外，圆形顶针是标准件，购买很方便，相对于其它顶针，它的价钱最便宜。

（2）阻力小。

可以证明，面积相同的截面，以圆形截面的周长最短，因此摩擦阻力最小，磨损也最小。

（3）维修方便。

圆形顶针尺寸规格多，有备件，更换方便。

2、圆顶针缺点：顶出位置有一定的局限性。

对于骨位，胶件边缘，及狭小的槽，布置圆顶针有较困难，若用小顶针，几乎没有作用。

3、圆顶针位置设计（1）顶针布置顺序: 四周、加强筋、Boss孔(套筒或两支顶针)。

顶针不能太靠边,要保持1.2mm以上的钢位。

（2）对于表面不能有顶针印的产品，可在产品周边适当位置加辅助垃圾钉顶出（6-9所示）（3）顶针尽可能避免设置在高低面过渡的地方；顶针尽量不要放在镶件拼接处，若无法避免，可将顶针对半做于二个镶件上，或在二镶件间镶圆套。

如下图。

（4）顶针可以顶螺丝柱（Boss）：低于20mm以下的螺丝柱，如果旁边能够下顶针的话可以不用司筒,而在其附近对称加两支顶针。

见图。

（5）顶针可以顶骨位：顶骨位的顶针一般用直径3/32“或者7/64”，但这样的话，骨位二边会增加一些胶位，须征得客户同意，且要保证：①不影响产品的装配和使用功能；②不能导致制品表面缩水，如图6-7所示图加顶针。