5-3-1-2 型芯的结构设计
成型塑件内表面的零件称凸模或型芯。主要有：主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖、帽之类的塑件，成型其主体部分内表面的零件称主型芯或凸模，而将成型其它小孔的型芯称为小型芯或成型杆。按结构特点可分为：整体式、组合式、活动镶件式和浮动式四种。
一 整体式和组合式型芯
1、整体式结构
图5-3-7a所示为整体式结构，结构牢固，但不便加工，消耗模具钢多，主要用于手工试验或小型模具上的形状简单的型芯。
2、组合式结构
也称为镶拼组合式型芯，为了便于加工，形状复杂型芯往往彩采用镶拼组合式结构，图5-3-7中b~d所示的结构为组合式结构。这种结构是将型芯单独加工后，再镶入模板中，图5-3-7b为通孔台肩式，凸模用台肩和模板连接，再用垫板、螺钉紧固，连接牢固，是最常用的方法。对于固定部分是圆柱面而型芯有方向性的场合，可采用销钉或键定位；图5-3-7c为通孔无台肩式结构；图d为盲孔式的结构。
图5-3-7 整体式和组合式型芯
组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同。设计和制造这类型芯时，必须注意结构合理，应保证型芯和镶块的强度，防止热处理时变形，应避免尖角与薄壁。图5-3-8a中的小型芯靠得太近，热处理时薄壁部位易开裂，应采用图b的结构，将大的型芯制成整体式再镶入小的型芯。
图5-3-8 组合式小芯型
在设计组合式型芯结构时，应注意塑料的溢料飞边不应该影响脱模取件。下图5-3-9a的结构的溢料飞边的方向与塑件脱模方向相垂直，影响塑件的取出；而采用图5-3-9b结构溢料飞边的方向与脱模方向一致，便于脱模。
图5-3-9 便于脱模小芯型
小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造后再镶入模板中。下图5-3-10为小型芯常用的几种固定方法，图5-3-10a是用台肩固定的形式，下面用垫板压紧；图5-3-10b中固定板太厚，可在固定板上减少配合长度，同时细小型芯制成台阶的形式；图5-3-10c是型芯细小而固定板太厚的形式，型芯镶入后，在下端用圆柱垫垫平；图5-3-10d是用于固定板厚而无垫板的场合，在型芯的下端用螺塞紧固；图5-3-10e是型芯镶入后在另一端采用铆接固定的形式。
图5-3-10 小芯型固定方法
对于异形型芯，为了制造方便，常将型芯设计成两段，型芯的连接固定段制成圆形，并用台肩和模板连接，如下图5-3-11a所示；也可以用螺母紧固，如图5-3-11b所示。
图5-3-11 异形型芯
多个互相靠近的小型芯，用台肩固定时，如果台肩发生重迭干涉，可将台肩相碰的一面磨去，将型芯固定板的台阶孔加工成大圆台阶孔或长腰圆形台阶孔，然后再将型芯镶入，如图5-3-12a、b所示。
图5-3-12 多个小型芯
二 活动镶件式型芯
带螺纹型芯常用活动镶件式结构，由于带螺纹型腔（又称螺纹型环）的结构设计也常用活动镶件式结构。故在此同时介绍。螺纹型芯和螺纹型环是分别用来成型塑件上内螺纹和外螺纹的活动镶件。另外，螺纹型芯和螺纹型环还可以用来固定带螺纹的孔和螺杆的嵌件。成型后，螺纹型芯和螺纹型环的脱卸方法有两种。一种是模内自动脱卸，另一种是模外手动脱卸。这里仅介绍模外手动脱卸的螺纹型芯和螺纹型环的结构及固定方法。
1、螺纹型芯的结构
螺纹型芯按用途分为直接成型塑件上螺纹孔和固定螺母嵌件两种。两种螺纹型芯在结构上没有原则上的区别。用来成型塑件上螺孔的螺纹型芯在设计时必须考虑塑料收缩率，表面粗糙度要小(Ra＜0.4um)，一般应有0.50的脱模斜度，螺纹始端和末端按塑料螺纹结构要求设计，以防止从塑件上拧下时拉毛塑料螺纹。固定螺母的螺纹型芯不必放收缩率，按普通螺纹制造即可。螺纹型芯安装在模具上，成型时要可靠定位，不能因合模振动或料流冲击而移动；且开模时能与塑件一道取出，便于装卸；螺纹型芯与模板内安装孔的配合用H8/f8。
螺纹型芯在模具上安装的形式如下图5-3-13。图5-3-13a~c是成型内螺纹的螺纹型芯。图5-3-13d~f是安装螺纹嵌件的螺纹型芯。图5-3-13a是利用锥面定位和支承的形式；图5-3-13b是利用大圆柱面定位和台阶支承的形式；图5-3-13c是用圆柱面定位和垫板支承的形式；图5-3-13d是利用嵌件与模具的接触面起支承作用，与防止型芯受压下沉 ；图5-3-13e是将嵌件下端以锥面镶入模板中，以增加嵌件的稳定性，并防止塑料挤入嵌件的螺孔中；图5-3-13f是将小直径螺纹嵌件直接插入固定在模具上的光杆型芯上，因螺纹牙沟槽很细小，塑料仅能挤入一小段，并不防碍使用，这样可省去模外脱卸螺纹的操作。螺纹型芯的非成型端应制成方形或将相对两边磨成两个平面，以便在模外用工具将其旋下。
图5-3-13 螺纹型芯在模具上的安装形式
下图5-3-14是固定在立式注射机上模或卧式注射机动模部分的螺纹型芯结构固定方法。由于合模时冲击振动较大，螺纹型芯插入时应有弹性连接装置，以免造成型芯脱落或移动，导致塑件报废或模具损伤。图5-3-14a是带豁口柄的结构，豁口柄的弹力将型芯支撑在模具内，适用于直径小于8mm的型芯；图5-3-14b是台阶起定位作用，并能防止成型螺纹时挤入塑料；图5-3-14c、d是用弹簧钢丝定位，常用于直径为5~10mm的型芯上；图5-3-14e是当螺纹型芯直径大于10mm时，可采用图5-3-14e的结构。用钢球弹簧固定，当螺纹型芯直径大于15mm时，则可反过来将钢球和弹簧装置在型芯杆内；图5-3-14f是利用弹簧卡圈固定型芯；图5-3-14g是用弹簧夹头固定型芯的结构。
图5-3-14 有弹性连接装置的螺纹型芯
2、螺纹型环常见的结构如图5-3-15所示，图5-3-15a是整体式的螺纹型环，型环与模板的配合用H8/f8，配合段长3~5mm，为了安装方便，配合段以外制出30~50的斜度，型环下端可铣削成方形，以便用板手从塑件上拧下；图5-3-15b是组合式型环，型环由两半瓣拼合而成，两半瓣中间用导向销定位。成型后用尖劈状卸模器楔入型环两边的楔形槽撬口内，使螺纹型环分开。组合式型环卸螺纹快而省力。但是在成型的塑料外螺纹上留下难以修整的拼合痕迹，因此这种结构只适用于精度要求不高的粗牙螺纹的成型。
图5-3-15 螺纹型环的结构
三 浮动式型芯
图5-3-16为凸模浮动式斜导柱定模侧抽芯。凸模3以H8/f8的配合安装在动模板内，并且其底端面与动模支承板2的距离为h。开模时，由于塑件对凸模具有足够的包紧力，致使凸模在开模距离h内与塑件一起相对保持静止不动，即凸模3浮动了距离h，使侧滑块7在斜导柱6作用下完成侧向抽芯。继续开模，塑件和凸模3一起随动模后退，推出机构工作时，推件板4将塑件从凸模3推出。设计凸模浮动式斜导柱侧抽芯机构时，应考虑合模时凸模3的复位问题。
图5-3-16 浮动式型芯
1—支承板；2—动模板；3—凸模；4—推件板；5—楔紧块；6—斜导柱；7—侧型芯滑块；
8—限位销
