5-6-2 推出力的计算
塑件注射成型后,在模内冷却定形,由于体积收缩,对型芯产生包紧力,当其从模具中推出时,就必须先克服因包紧力而产生的磨擦力。对于底部无孔的筒、壳类塑件,脱模推出时还要克服大气压力。型芯的成型端部,一般均要设计脱模斜度。塑件在刚开始脱模时,所需的脱模力最大,其后推出力的作用仅仅是为了克服推出机构移动的磨擦力。
图5-6-2 型芯受力分析
图5-6-2所示为塑件在脱模时型芯的受力分析图。由于推出力Ft的作用,使塑件对型芯的总压力(塑件收缩引起)降低了Ftsinα,因此,推出时的磨擦力Fm为:
(5-6-1)
式中 Fm——脱模时型芯受到的磨擦阻力;
Fb——塑件对型芯的包紧力;
F——脱模力(推出力);
α——脱模斜度;
μ——塑件对钢的磨擦系数,一般为0.1~0.3。
根据力平衡的原理,列出平衡方程:
故: (5-6-2)
由式(5-6-1)和式(5-6-2)经整理后,得:
(5-6-3)
因磨擦系数μ相对较小,sinα更小,cosα也小于1,故可忽略μcosαsinα,式(5-6-3)可简化为:
(5-6-4)
式中 A——塑件包络型芯的面积;
P——塑件对型芯单位面积上的包紧力,一般情况下,模外冷却的塑件,p取(2.4~3.9)×107Pa;模内冷却的塑件,p取(2.4~3.9)×107Pa。
由于图5-6-2所示为底部无孔的塑件,脱模时还需考虑克服大气压力,即:
(5-6-5)
式中 F0——底部无孔的塑件脱模推出时需克服的大气压力,其大小为大气压力与被包络塑件端部面积的乘积。
从式(5-6-4)可以看出,脱模力的大小随着塑件包紧型芯的面积增加而增大,随着脱模斜度增大而减小,同时也和塑料与钢之间的磨擦系数有关。实际上,影响脱模力因素很多,塑件所用的塑料品种、塑件结构、型芯的表面粗糙度、成型的工艺条件、大气压力及推出机构本身在推出运动时的磨擦阻力等都会影响脱模力的大小。另外,同一模腔中在几个凸起或几个凹下之间由于冷却时塑料收缩而造成的脱模力,以及塑件与模具型腔之间的粘附力在脱模力计算过程中有时也不能忽略。