抽芯机构设计

第八节：抽芯机构设计 一`概述 当塑料制品侧壁带有通孔凹槽，凸台时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将成型孔，凹槽及凸台的成型零件做成活动的，称为活动型芯。完成活动型抽出和复位的机构叫做抽苡机构。 （一）抽芯机构的分类 1.机动抽芯 开模时，依靠注射检的开模动作，通过抽芯机来带活动型芯，把型芯抽出。机动抽芯具有脱模力大，劳动强度小，生产率高和操作方便等优点，在生产中广泛采用。按其传动机构可分为以下几种：斜导柱抽芯，斜滑块抽芯，齿轮齿条抽芯等。 2.手动抽芯 开模时，依靠人力直接或通过传递零件的作用抽出活动型芯。其缺点是生产，劳动强度大，而且由于受到限制，故难以得到大的抽芯力、其优点是模具结构简单，制造方便，制造模具周期短，适用于塑料制品试制和小批量生产。因塑料制品特点的限制，在无法采用机动抽芯时，就必须采用手动抽芯。手动抽芯按其传动机构又可分为以下几种：螺纹机构抽芯，齿轮齿条抽芯，活动镶块芯，其他抽芯等。 3．液压抽芯 活动型芯的，依靠液压筒进行，其优点是根据脱模力的大小和抽芯距的长短可更换芯液压装置，因此能得到较大的脱模力和较长的抽芯距，由于使用高压液体为动力，传递平稳。其缺点是增加了操作工序，同时还要有整套的抽芯液压装置，因此，它的使用范围受到限制，一般很小采用。 （二）抽芯距和脱模力的计算 把型芯从塑料制品成型僧抽到不妨碍塑料制品脱出的僧，即型芯在抽拔方向的距离，称为抽芯距。抽芯距应等于成型孔深度加上2-3MM. 一．抽芯距的计算 如图3-102所示。 计算公式如下： S=Htgθ (3-26) 式中 S------ 抽芯距（MM） H------ 斜导柱完成抽芯所需的行程（MM） θ----- 斜导柱的倾斜角，一般取15·~20· 2.脱模力的计算 塑料制品在冷却时包紧型芯，产生包紧力，若要将型芯抽出，必须克服由包紧力引起的磨擦阻力，这种力叫做脱模力，在开始抽芯的瞬间所需的脱模力为最大。 影响脱模力因素很多，大致归纳如下； （1） 型芯成型部分表面积和断面几何形状：型芯成型部分面积大，包紧力大，其模力也大；型芯的断面积积形状时，包紧力小，其脱模也小；型芯的断面形状为矩形或曲线形时，包运费力大，其脱模力也大。 （2） 塑料的收缩率，磨擦系数和刚性：塑料的收缩率大，对型芯包紧力大，脱模力也大；表面润滑性能好的塑料，脱模力较小；软塑料比硬塑料所需脱模力小。 （3） 塑料制品的壁厚：包容面积同样大小的塑料制品，薄壁塑料制品收缩小，脱模力也小；夺取壁塑料制品收缩大，脱模力也大。 （4） 塑料制品同一侧面的同时抽芯数量：当塑料制品在同一侧面有两个以上的孔槽，采用抽机构抽拔进，由于塑料制品在同一侧面有两个以上的孔槽，采用抽世机构同时抽拔时，由于塑料制品孔距的收缩较大，故脱模力也大。 （5） 活动型芯成型面的粗糙度：活动型芯成型表面与塑料制品的接触表面在抽拔时所产生的相对磨擦，对脱模力有很大影响，因此，

成型表面应有较小的粗糙度（一般在Rα0.4um以下），加工的纹向

要求与抽拔方向一致。 （6） 成型工艺；注射压力，保压时间，冷却时间对于脱模力的影响也

很大。当注射大小，保压时间短时，脱模力小。冷却时间长，塑料制品冷凝收缩基本完成时，包紧力也大，脱模力也大。 根据各种因素的影响，脱模力计算力公式如下： F=Lhp(u*cosα-sinα) 式中 F----脱模力（N） L---活动型芯被塑料制品包紧的断面形状的周长（MM） H---成型部分深度（MM） P---单位面积包紧力，一般取8…12Pa; u---磨擦斜度（°） 二．斜导柱抽芯机构设计 （一）斜导柱抽芯的工作原理 斜导柱侧向机芯机构是由与开模方向成一定角度的斜导柱和滑块所组成。为了保证抽芯动作平稳可靠，必须有滑块定位及闭锁装置，如图3---103所示。 上图3---103中的活动型芯8用销钉7固定在定滑块上，它可沿动模垫9的导滑槽向左移动，当斜导柱6全部脱离定滑块5上的斜孔后，型芯8就全部从塑料制品中抽出。这时，在推出机构的作用下，塑料制品就可能脱模，然后合模后复位。 （二）斜导柱抽芯机构设计原则 （1） 活动型芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯进松动滑脱。型芯与滑块连接有一定的强度和刚度。 （2） 滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住，跳动等 现象。 （3） 滑块限位装装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定而不任意滑动。 （4） 锁紧块要能承受注射时向压力，应选用可靠的连接方式与模板连接。锁紧块和模板可做成一体。锁紧块的斜角θ，一般取θ1-θ>2°-3°,否则斜导柱无法带动滑块运动。 （5） 滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的-4、3，否财，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。 （6） 防止滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。 （三）斜导柱 （1） 斜导柱形式：如图3-104所示。 图3-104中A为圆形斜导柱。B为减小斜导柱与滑块的斜孔壁之间的磨擦，在圆导柱上铣去二平面，铣去后的平面间距约为斜导直径的0.8倍，C为在模内抽拔的矩形斜导柱。D为在模外抽拔的矩形斜导柱。E为起延时作用的矩形斜导柱。 （2） 斜导柱各项参数计算 1）斜导柱倾斜角θ的计算：斜导柱倾斜角θ与脱模力及抽芯距有关。角度θθ大则斜导柱所受弯曲力要增大，所需模力也增大。因此希望角度小些为好。但是当抽芯距一寂静时，角度θ小则使斜导柱所受弯曲力两 方面。一般采用斜角θ值为15°~20°.但当抽芯距较大时，可适当增加θ值以满足抽芯距的要求，这时斜导柱的直径和固定部分长度需相应增加，这样才能 承受较大。 2） 为了满足滑块和锁紧块先分开，斜导柱后抽芯的动作要求，则滑块和锁紧块的角度应比斜导柱的角度大2°~3°.抽芯距与斜导柱角度θ的关系如下： 向平行分型面方向抽出；如图3-105所示。 计算公式如下； L4=S/sinθ H=S ctgθ 式中 L4------ 斜导柱工作部分长度（MM） θ-----斜导柱斜角（°） S------ 抽芯距（MM） H-----开模行程（MM） 向动模方向抽出；如图3-106所示 计算公式如下： s=H’tgθ/cosβ (3-30) L4=H’/cosθ (3-31) H=H’-s sinβ (3-32) 式中 S----抽芯距（MM） L4----斜导柱工作部分长度（MM） H-----开模行程（MM） θ-----斜导柱斜角（°） β---- 抽拔方向与分型面交角（°） H’---- 斜导柱工作部分在开模方向的垂直距离（MM） 由图3-106可知，实际工作时θ为有效抽拔角，即θ1=θ+β，θ1应取20°为好。但当θ1=20°时，斜导柱上承受的弯曲力比湍分型面平行方向抽出时为小，所以θ1也可取稍大于20°。向定模方向抽出；如图3-107所示。 计算公式如下； H=H+s sinβ 参数的意义同前。 由图3-107可知，实际工作时θ2为有效抽拔角，即θ2=θ-β，θ的值不能大于20°，β的值应比向动模方向抽出时小。抽芯距S及斜导柱工作部分长度L4=可按式（3-30），式（3-31）算出。 3）斜导柱直径D的计算；斜导食糖的直径D决定于所承受的弯曲力，而弯曲力又决定于脱模力，斜导柱的斜角θ及工作部分长度。在模具设计中，先算出脱模力，再选定斜导柱的倾斜角，然后计算斜导柱直径，如图3-108所示。斜导柱直径的计算公式如下： M=F 故 M弯= W 故 W=FL/ 因W圆=0.1d³,取〔σ〕弯=300Mpa 故 d=√fl/30=√FH/30cosθ 式中 F---- 斜导柱所受弯曲力（力）； L-----A点到弯曲力作用点B的距离（MM） W----截面系数（MM³） 圆形截面W圆=πd³/32=0.1d³ 〔σ〕弯-----材料抗弯强度，一般取〔σ〕弯=300Mpa; H----抽芯孔中心与A点的垂直距离（MM） θ----斜导柱的斜角（°）; d=斜导柱直径（MM） 4）斜导柱总长度计算：斜导柱的总长度L，主要根据抽芯距，斜导柱直径和倾 斜角的大小而定，如图3-109所示。 L=L1+L2+L4+L5=D/2tgθ+h/cosθ+s/sinθ+5~10MM(3-36) 其中： L3=1/2dtgθ L6=L2-L3 式中 L-----斜导柱总长度（MM） D----斜导柱固定部分的直径（MM） S----抽芯距（侧孔深度加2~3MM）(MM) H---斜导柱倾斜角（MM） θ----斜导柱倾斜角度（°） 在模具设计中，根据塑料制品和模具实际情况，选择D,s,h及θ等数值。 在确定D,s,h,θ后，可按表3-15查得L1,L2,L3和L4。 2.滑块和斜孔与斜导柱进行配合，在配合的同时要做成单邊0.5MM的间隙，这样在开模的瞬间有一个很小的空行程，使滑块和活动型芯末抽动前强制塑料制品脱出凹模或凸模，并使锁紧块先脱离滑块，然后再进行抽芯。滑块的结构形式，视模具结构信侧抽芯力的大小来决定。 滑尬一般与导滑槽配合，其结构形式如图3-111所示。 4.导滑槽定位装置 为了保证斜导柱的伸出端可靠的进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后必须停留在一位轩为此必须设滑块限位装置，滑块限位装置要灵活可靠，如图3-112所示。 上图 3-112中a利用挡块限位，安全可靠。B利用钢球限位，弹簧的弹力要足够。 5.锁紧块 活动型 芯和滑块一般用锁紧块锁隹。它的主要作用是防止侧型芯在注射成型时因受力产生移动。因为它要承受注射压力，所以应选用可靠的方式和模块相连接。最好紧块与模板做成整体。同时锁紧块的斜角θ1应比导柱斜角θ 大2°~3°，否则斜导柱无法带动滑块。锁紧块的结构形式如图3-113所示。 6．防止斜导柱，滑块抽结构中的干扰措施 在塑料省事射模具， 推出塑料制品后的推杆复位，一般都是采用反推杆来完成的。但在斜导柱抽芯机构中，若活动型芯的水平投影与推杆相重全合时，如果仍然采用反推杆复位，将产生推杆与活动型芯发生干扰的现象。因为这种复位形式往往是滑块先于推杆复位，致使活动型芯或推杆损坏，如图3-114所示。在一定条件下，采髟反推杆复位亦可使推杆复位，致使活动型芯或推杆损坏。其条件是：推杆地端面至活动型 芯最近距离H’要大于活动型芯与推 杆（或反推杆）在水平方向的重合距离S’和ctgθ的乘积，即H’>S’ctgθ,也可以写成H’tgθ>s’(一般大于0.5MM左右)，这时就不会产生推杆与活动滑块之间的干扰。如果S’略大于H’.tgθ,时，可以加大θ值，使其达到H’tgθ>s’,即可满足避 免干扰的条件，如图3-115所示。 （四）斜导柱内侧抽芯结构 当塑料制品内侧壁有凸台用凹空时，可采用斜柱抽芯结构进行内投影抽芯。塑料投影品顶面有孔的内侧抽芯，如图3-116所示。