5-6-4 一次推出机构设计
一次推出机构——又称简单推出机构,它是指开模后在动模一侧用一次推出动作完成塑件的推出。包括:推杆推出机构、推管推出机构、推板推出机构、活动镶块或凹模推出机构和多元推出机构等。
一、推杆推出机构
由于设置推杆的自由度较大、制造修配方便、推杆推出时运动阻力小、推出动作灵活可靠、推杆损坏后便于更换等原因,所以推杆推出机构是推出机构中最常用的形式。
1.推杆的形状及固定形式
常用推杆的形状如图5-6-3所示。图5-6-3a为直通式推杆,尾部采用台肩固定,是最常用的形式,图5-6-33b所示为阶梯式推杆,由于工作部分比较细,故在其后部加粗以提高刚性,一般直径≤2.5mm时采用,图5-6-3c所示为顶盘式推杆亦称锥面推杆,它的加工比较困难,装配时与其它推杆不同,需从型腔前端插入,端部用螺钉固定在推杆固定板上,适合于深筒形且顶部无孔塑件的推出。
图5-6-3 推杆的基本形式
推杆工作端面的形状如图5-6-4所示。最常用的是圆形,其次是矩形。推杆工作端面形状的选择是根据塑件推出部位的形状而确定的。但是,不管何种形状,在设计时都应考虑到要有足够的刚性,以承受推出力,否则就可能在推出时变形。
推杆在模具中的固定形式如图5-6-5所示。图5-6-5a为最常用的形式,直径为d的推杆,在推杆固定板上的孔应为d+1mm,推杆台肩部分的直径常为d+5mm,推杆固定板上的台阶孔为d+6mm;图5-6-5b为采用垫块或垫圈来代替图5-6-5a中固定板上沉孔的形式,这样可使加工方便;图5-6-5c是推杆底部采用螺塞拧紧的形式,它适合于推杆固定板较厚的场合;图5-6-5d为较粗推杆镶入固定板采用螺钉固定的形式。
推杆工作部分与模板或型芯上推杆孔的配合,视推杆直径的大小与不同的塑料品种而定,一般选用H8/f7~H8/f8的间隙配合。
图5-6-4 推杆工作端部的形状
图5-6-5 推杆的固定形式
推杆的材料常用T8A等碳素工具钢或65弹簧钢等,前者的热处理要求硬度为50~54HRC,后者的热处理要求硬度为46~50HRC,推杆工作端配合部分的粗糙度Ra值一般取0.8μm。
2.推杆位置的选择原则
(1)应选择在脱模阻力最大的地方。如图5-6-6a所示,因塑件对型芯的包紧力在四周最大,可在塑件内侧附近设置推杆,如果塑件深度较大,还应在塑件的端部设置推杆。有些塑件在型芯或型腔内有较深且脱模斜度较小的凸起,因收缩应力的原因会产生较大的脱模阻力,在该处就必须设置推杆,如图5-6-6b所示。
图5-6-6 推杆位置的选择
(2)应保证塑件在推出时受力均匀、平稳且不变形。
(3)应注意塑件本身的强度和刚度,尤其是薄壁塑件,应尽可能地选择在厚壁和凸缘等处,否则很容易使塑件变形甚至损坏,如图5-6-6c所示。
(4)应考虑推杆本身的刚性。当细长的推杆受到较大脱模力时,推杆就会失稳变形,如图5-6-6d所示,这时须增大推杆直径或增加推杆的数量。
(5)推杆的工作端面在合模注射时是型腔底面的一部分,推杆的端面如果低于或高于该处型腔底面,在塑件上就会产生凸台或凹痕,影响塑件的使用或美观。通常情况下,推杆装入模具后其端面应与型腔底面平齐或高出型腔0.05mm。
二 推管推出机构
推管是一种空心的推杆,它适用于环形、筒形塑件或塑件上带有孔的凸台部分的推出。由于推管整个周边接触塑件,故推出塑件的力量均匀,塑件不易变形,也不会留下明显的推出痕迹。
推管推出机构有三种主要的结构形式。图5-6-7a所示是最简单最常用的结构形式。型芯固定在动模座板上,这种结构形式的特点是型芯较长,但结构可靠适用于推出距离不大的场合;图5-6-7b所示是用键将型芯固定在动模板上的形式,由于推管推出时要让开键,所以在推管上开有槽,从而影响了推管的强度,不适于推出力大的场合。图5-6-7c所示是型芯固定在动模支承板上、推管在动模板内滑动的形式,型芯和推管都较短、刚性好、制造与装配方便,适用于动模板厚度较大的场合。不管采用哪一种形式的推出机构,都必须设置复位杆,否则合模时将无法使推出机构复位。
图5-6-7 推管推出机构
推管固定部分的配合如图5-6-8所示,推管外径与推管固定板之间采用单边0.5mm的大间隙配合;推管外径与模板上孔的配合,当直径较小时选用H8/f8,当直径较大时选用H8/f7,配合长度一般取推管外径D的1.5~2倍;推管内径与型芯之间的配合,当直径较小时选用H8/f7,当直径较大时选用H7/f7,配合长度应比推出行程L大3~5mm;为了保证推管在推出时不擦伤型芯及塑件的成型表面,推管的外径一般比塑件外径尺寸双边小0.5mm左右,推管的内径一般比塑件的内径单边大0.2~0.5mm。
图5-6-8 推管的尺寸要求
三 推件板推出机构
推件板推出机构是由一块与凸模按一定配合精度相配合的模板和推杆(亦可起复位作用)所组成。推出机构开始工作时,推杆推动推件板,推件板推动塑件,将其从型芯上推出,因此,推出力的作用面积大而均匀,推出平稳,塑件上没有推出痕迹,图5-6-9所示为推件板推出机构的几种结构形式。图5-6-9a为整块模板作为推件板的形式,推杆与推件板无固定连接,为了防止推件板从导柱上脱落下来,固定在动模部分的导柱要足够长;图5-6-9b所示为推杆与推件板用螺纹相连的形式,在推出过程中,可以防止推件板从导柱上脱落下来;图5-6-9c所示为推件板镶入动模板内的形式,推杆端部用螺纹与推件板相连接,并且与动模板导向配合,推出机构工作时,推件板除了与型芯配合外,还通过推杆进行支承与导向,这种推出机构结构紧紧凑,推件板在推出过程中也不会掉下,适合于动模板较厚的场合。推件板和型芯的配合精度与推管和型芯的配合精度相同。
在推件板推出机构中,为了减少推件板与型芯间的磨擦,可采用图5-6-10所示的结构,推件板与型芯间留出0.2~0.5mm的间隙,并用锥面配合。
对于大中型底部无孔的塑件,推件板推出时内部很容易形成真空,造成脱模困难或塑件撕裂,为此,应增设进气装置。图5-6-11所示的结构,在推出时进气阀随塑件向前运动,实现进气,使塑件内外大气压力相等,塑件就能顺利从凸模上推出。
推件板常用的材料为45钢,热处理硬度要求为28~32HRC。
图5-6-9 推件板推出机构
1—推板;2—推杆固定板;3—推杆;4—推件板
图5-6-10 推件板推出机构的改进 图5-6-11 推件板推出机构的进气装置
四 活动镶件推出机构
活动镶件就是活动的成型零件,某些塑件因结构原因不宜采用上述推出机构,则可利用活动镶件或凹模将塑件推出。
图5-6-12a所示是利用螺纹型环做推出零件,工作时,推杆将螺纹型环连同塑件一起推出模外,然后用手工或专用工具把塑件取出,因活动镶件后端设置推杆,故采用了弹簧先复位;图5-6-12b所示是活动镶件与推杆用螺纹连接的形式,推出一定距离后,镶件和塑件不会自动掉下,需要用手工将塑件从活动镶块上取下;图5-6-12c所示是用凹模板将塑件从型芯上推出的形式,又称凹模推出机构,推出后要用手工或其它专用工具将塑件从凹模板内将塑件取出。活动镶件与其安装定位孔的配合一般选用H8/f8,配合长度为5~10mm,其后加工出3°~5°的斜度。
图5-6-12 活动镶件推出机构
五 多元推出机构
有些塑件在模具设计时,往往不能采用单一的简单推出机构,否则塑件就会变形或损坏,因此,要采用两种或两种以上的推出形式,这种推出机构称为多元推出机构。图5-6-13a所示为推杆与推管联合推出机构,图5-6-13b所示为推板与推管联合推出机构。
图5-6-13 多元推出机构