侧向分型与抽芯机构设计课程.ppt
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1、18 五月 2023侧向分型与抽芯机构设侧向分型与抽芯机构设计课程计课程第一节第一节 侧向分型与抽芯机构的分类侧向分型与抽芯机构的分类为什么要采用侧向分型与抽芯?某些塑料制件,由于使用上的要求,不可避免地存在着与开模方向不一致的分型,除极少数情况可以进行强制脱模外(参见图314),一般都需要进行侧向分型与抽芯,才能取出制件。抽芯机构分类:(按动力源分)手动、气动、液压和机动抽芯机构。什么是抽芯机构?能将活动型芯抽出和复位的机构。一、手动侧向分型与抽芯机构什么是手动抽芯?在推出制件前或脱模后用手工方法或手工工具将活动型芯或侧向成型镶块取出的方法。优点:结构简单。缺点:劳动强度大,生产效率低,仅适
2、用于小型制件的小批量生产。图9-1,开模前手动抽芯。(a)结构最简单,推出制件前用扳手旋出活动型芯;(b)活动型芯不像(a)那样随螺栓旋转,抽芯时活动型芯只作水平移动,故适用于非圆形侧孔的抽芯。图92,脱模后手工取出型芯或镶块。取出的型芯或镶块再重新装回到模具中时,应注意活动型芯或镶块必须可靠定位,合模与注射成型时不能移位,以免制件报废或模具损坏。二、液压或气动侧向分型与抽芯机构 液压或气动抽芯与机动抽芯的区别:液压或气压抽芯是通过一套专用的控制系统来控制活塞的运动实现的,其抽芯动作可不受开模时间和推出时间的影响。液压传动与气压传动抽芯机构的比较:液压传动平稳,且可得到较大的抽拔力和较长的抽芯
3、距离。图图9393,利用气,利用气动抽芯机构使侧向动抽芯机构使侧向型芯作前后移动。型芯作前后移动。图示的结构中没有图示的结构中没有锁紧装置,这在侧锁紧装置,这在侧孔为通孔或者活动孔为通孔或者活动型芯仅承受很小的型芯仅承受很小的侧向压力时是允许侧向压力时是允许的,因为气缸压力的,因为气缸压力尚能使侧向的活动尚能使侧向的活动型芯锁紧不动,否型芯锁紧不动,否则应考虑设置活动则应考虑设置活动型芯的锁紧装置。型芯的锁紧装置。图图9494,液压抽芯,液压抽芯机构带有锁紧装置,侧机构带有锁紧装置,侧向活动型芯设在动模一向活动型芯设在动模一侧。成型时,侧向活动侧。成型时,侧向活动型芯由定模上的锁紧块型芯由定模
4、上的锁紧块锁紧,开模时,锁紧块锁紧,开模时,锁紧块离去,由液压抽芯系统离去,由液压抽芯系统抽出侧向活芯,然后再抽出侧向活芯,然后再推出制件,推出机构复推出制件,推出机构复位后,侧向型芯再复位。位后,侧向型芯再复位。三、机动侧向分型与抽芯机构机动抽芯机构的优、缺点:结构形式为:斜销、弹簧、弯销、斜导槽、斜滑块、楔块、齿轮齿条等。什么是机动侧向分型与抽芯?利用注射机的开模力,通过传动机构改变运动方向,将侧向的活动型芯抽出。结构较复杂,但抽芯不需人工操作,抽拔力较大,灵活、方便、生产效率高、容易实现全自动操作、无需另外添置设备等。第二节 斜销侧向分型与抽芯机构一、工作原理基本结构:图9-5。特点:结
5、构简单、制造方便、工作可靠。返回 原理:斜销原理:斜销3 3固定在定固定在定模板模板4 4上,侧型芯上,侧型芯1 1由销钉由销钉2 2固定在滑块固定在滑块9 9上,开模时,上,开模时,开模力通过斜销迫使滑块开模力通过斜销迫使滑块在动模板在动模板1010的导滑槽内向的导滑槽内向左移动,完成抽芯动作。左移动,完成抽芯动作。为了保证合模时斜销能准为了保证合模时斜销能准确地进入滑块的斜孔中,确地进入滑块的斜孔中,以便使滑块复位,机构上以便使滑块复位,机构上设有定位装置,依靠螺钉设有定位装置,依靠螺钉6 6和压紧弹簧和压紧弹簧7 7使滑块退出后使滑块退出后紧靠在限位挡块紧靠在限位挡块8 8上定位。上定位
6、。此外,成型时侧型芯将受此外,成型时侧型芯将受到成型压力的作用,从而到成型压力的作用,从而使滑块受到侧向力,故机使滑块受到侧向力,故机构上还设有楔紧块构上还设有楔紧块5 5,以保,以保持滑块的成型位置。塑件持滑块的成型位置。塑件靠推管靠推管1111推出型腔。推出型腔。二、斜销侧向分型与抽芯机构主要参数的确定二、斜销侧向分型与抽芯机构主要参数的确定抽芯距:抽芯距:型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离,用的距离,用S S表示。表示。1 1抽芯距抽芯距S S 抽芯距大小:抽芯距大小:等于侧孔或侧凹深度等于侧孔或侧凹深度S So o加上加上23
7、mm23mm的余量,的余量,S=S S=So o+(23)mm+(23)mm 结构特殊时,如圆形线圈骨架结构特殊时,如圆形线圈骨架(图图9-6)9-6),抽芯距离应为,抽芯距离应为 S=SS=S1 1+23mm+23mm =(9-1)=(9-1)式中式中 R R线圈骨架凸缘半径,线圈骨架凸缘半径,mmmm;r r滑块内径,滑块内径,mmmm;S S1 1抽拔的极限尺寸,抽拔的极限尺寸,mmmm。2、斜销的倾角 的作用:决定斜销抽芯机构工作效果的一个重要参数,不仅决定开模行程和斜销长度,而且对斜销的受力状况有重要的影响。抽拔方向垂直于开模方向时(图抽拔方向垂直于开模方向时(图9797)对斜销几何
8、尺寸的影响:抽芯距对斜销几何尺寸的影响:抽芯距S S,所需的开模行,所需的开模行程程H H与斜销的倾角与斜销的倾角 的关系为的关系为(9-2)斜销有效工作长度L与倾角的关系为(9-3)上两式可见:倾角上两式可见:倾角 增大,为完增大,为完成抽芯所需的开模行程及斜销有效成抽芯所需的开模行程及斜销有效工作长度均可减小,有利于减小模工作长度均可减小,有利于减小模具的尺寸。具的尺寸。对斜销受力情况的影响:对斜销受力情况的影响:抽芯时滑块在斜销作用下沿导滑槽运动,忽略摩擦抽芯时滑块在斜销作用下沿导滑槽运动,忽略摩擦阻力时,滑块将受到下述三个力的作用阻力时,滑块将受到下述三个力的作用 图图98(a),98
9、(a),抽抽芯阻力芯阻力F Fc c、开模阻力、开模阻力F Fk k(即导滑槽施于滑块的力即导滑槽施于滑块的力)以及斜以及斜销作用于滑块的正压力销作用于滑块的正压力FF。由此可得抽芯时斜销所受的。由此可得抽芯时斜销所受的弯曲力弯曲力F(F(与与FF大小相等,方向相反大小相等,方向相反)。抽芯时所需开模力为抽芯时所需开模力为 F Fk k=F=Fc ctan(9-5)tan(9-5)上二式可知,上二式可知,F Fc c一定,倾角一定,倾角 增大时,斜销所受的弯增大时,斜销所受的弯曲力曲力F F和开模阻力和开模阻力F Fk k均增大,斜销受力情况变差。均增大,斜销受力情况变差。结论:决定斜销倾角的
10、大小时,应从抽芯距、开模行程、斜销受力几个方面综合考虑。一般取=1520,不宜超过25。(9-4)抽拔方向朝动模方向倾斜抽拔方向朝动模方向倾斜 角时角时 图图99(a)99(a)与与=0(=0(即抽芯方向垂直开模方向即抽芯方向垂直开模方向)情况相比,斜销倾情况相比,斜销倾角相同时,所需开模行程和斜销工作长度可以减小,而开角相同时,所需开模行程和斜销工作长度可以减小,而开模力和斜销所受的弯曲力将增加,其效果相当于斜销倾角模力和斜销所受的弯曲力将增加,其效果相当于斜销倾角为为(+)(+)时的情况。时的情况。由此由此可见斜销可见斜销的倾角不的倾角不能过大,能过大,以以+15+152020为宜,为宜,
11、最大不能最大不能超过超过2525。滑块抽拔方向朝定模方向倾斜滑块抽拔方向朝定模方向倾斜 角时角时 图图99(b)99(b)与滑块不倾斜相比,斜销倾角相同时,其所需开模与滑块不倾斜相比,斜销倾角相同时,其所需开模行程和斜销有效工作长度增大,而开模力和斜销所受弯行程和斜销有效工作长度增大,而开模力和斜销所受弯曲力均有所减小,其值相当于倾角变为曲力均有所减小,其值相当于倾角变为()()的情况,的情况,故斜销倾角可稍取大一些,以故斜销倾角可稍取大一些,以15201520为宜。为宜。3 3斜销的直径斜销的直径 式中式中 W W斜销的抗弯截面系数;斜销的抗弯截面系数;w w斜销材料的弯曲许用应力。斜销材料
12、的弯曲许用应力。抽芯时,斜销受弯矩抽芯时,斜销受弯矩MM作用,其最大值为作用,其最大值为(9-69-6)式中式中 L L斜销有效工作长度。斜销有效工作长度。由材料力学可知斜销的弯曲应力为由材料力学可知斜销的弯曲应力为(9-79-7)斜销多为圆形截面,其截面系数斜销多为圆形截面,其截面系数 由此式可得斜销直径由此式可得斜销直径 也可表示为(9-9)(9-89-8)即,斜销的直径必须根据抽芯力、斜销的有效工作即,斜销的直径必须根据抽芯力、斜销的有效工作长度和斜销的倾角来确定。长度和斜销的倾角来确定。求斜销直径的另一种方法:采用查表法来确定。查求斜销直径的另一种方法:采用查表法来确定。查表前,首先要
13、计算出抽芯力表前,首先要计算出抽芯力F Fc c,根据,根据F Fc c和斜销倾角由表和斜销倾角由表9-l9-l查出最大弯曲力,然后根据最大弯曲力、侧型芯中心查出最大弯曲力,然后根据最大弯曲力、侧型芯中心线与斜销固定底面的距离线与斜销固定底面的距离H Hw w(图图9898,H Hw w=Lcos)=Lcos)以及斜以及斜销的倾角由表销的倾角由表9292查得斜销的直径查得斜销的直径d d。4 4斜销的长度斜销的长度 确定了斜销倾角确定了斜销倾角、有效工作长度、有效工作长度L L和直径和直径d d之后,可之后,可按图按图910910几何关系算斜销的长度几何关系算斜销的长度L L总总。(910)式
14、中 L5锥体部分长度,一般取(1015)mm;D固定轴肩直径;t斜销固定板厚度。三、斜销侧向分型与抽芯机构结构设计要点三、斜销侧向分型与抽芯机构结构设计要点1.1.斜销斜销 形状:多为圆柱形,为减小其与滑块的摩擦,可将其圆形状:多为圆柱形,为减小其与滑块的摩擦,可将其圆柱面铣扁,图柱面铣扁,图911911。端部成半球状或锥形,锥体角应大于斜销的倾角,以避免斜销有效工作长度部分脱离滑块斜孔之后,锥体仍有驱动作用。材料:T10A、T8A及20钢渗碳淬火,热处理硬度在55HRC以上,表面粗糙度Ra不大于08 m 配合:斜销与其固定板采用配合:斜销与其固定板采用H7H7m6m6或或H7H7n6n6;与
15、滑;与滑块斜孔采用较松的间隙配合,如块斜孔采用较松的间隙配合,如H11H11d11d11,或留有,或留有0.50.51mm1mm间隙,此间隙使滑块运动滞后于开模动作,且使分间隙,此间隙使滑块运动滞后于开模动作,且使分型面处打开一缝隙,使塑件在活动型芯未抽出前获得松动,型面处打开一缝隙,使塑件在活动型芯未抽出前获得松动,然后再驱动滑块抽芯。然后再驱动滑块抽芯。2滑块 滑块是斜销抽芯机构中的重要零部件,上装有侧型芯或成型镶块,在斜销驱动下,实现侧抽芯或侧向分型。结构形式:结构形式:整体式和组合式。整体式适用于形状简单便于加整体式和组合式。整体式适用于形状简单便于加工的场合;组合式便于加工、维修和更
16、换,并能节省优工的场合;组合式便于加工、维修和更换,并能节省优质钢材,被广泛采用。质钢材,被广泛采用。滑块与侧型芯的连接方式(图912):对于尺寸较小的型芯,往往将型芯嵌入滑块部分,用中心销(a)或骑缝销(b)固定,也可用螺钉顶紧的形式(d);大尺寸型芯可用燕尾连接(c);薄片状型芯可嵌入通槽再用销固定图(e);多个小型芯采用压板固定(f)。材料:材料:滑块,滑块,4545或或T8T8、T10T10,硬度,硬度40HRC40HRC以上;型芯以上;型芯CrWMnCrWMn、T8T8、T10T10,硬度,硬度50HRC50HRC以上。以上。3 3滑块的导滑槽滑块的导滑槽滑块与导滑槽的配合形式:图9
17、13。配合要求:导滑槽应使滑块运动平稳可靠,二者之间上下、左右各有一对平面配合,配合取H7f7,其余各面留有间隙;长度:长度:滑块的导滑部分应有足够的长度,以免运动中产生滑块的导滑部分应有足够的长度,以免运动中产生歪斜,一般导滑部分长度应大于滑块宽度的歪斜,一般导滑部分长度应大于滑块宽度的2 23 3,否则,否则滑块在开始复位时容易发生倾斜;导滑槽的长度不能太滑块在开始复位时容易发生倾斜;导滑槽的长度不能太短,有时为了不增大模具尺寸,可采用局部加长的措施短,有时为了不增大模具尺寸,可采用局部加长的措施来解决。来解决。材料:材料:应有足够的耐磨性,应有足够的耐磨性,T8T8、T10T10,硬度在
18、,硬度在50HRC50HRC以上。以上。4 4滑块定位装置滑块定位装置为什么滑块需定位装置?为什么滑块需定位装置?开模后,滑块必须停留在一定的位置上,否则闭模开模后,滑块必须停留在一定的位置上,否则闭模时斜销将不能准确地进入滑块,导致模具损坏,为此必时斜销将不能准确地进入滑块,导致模具损坏,为此必须设置滑块定位装置。须设置滑块定位装置。滑块定位装置形式:滑块定位装置形式:图图9-14(a)9-14(a)和和(b)(b)是利用限位挡块定位。向上抽芯时,是利用限位挡块定位。向上抽芯时,利用滑块自重靠在限位挡块上利用滑块自重靠在限位挡块上(a)(a);其他方向抽芯则可利;其他方向抽芯则可利用弹簧使滑
19、块停靠在限位挡块上定位用弹簧使滑块停靠在限位挡块上定位(b)(b),弹簧力应为滑,弹簧力应为滑块自重的块自重的1 15 52 2倍;倍;(c)(c)弹簧销定位;弹簧销定位;(d)(d)弹簧钢球定位;弹簧钢球定位;(e)(e)埋在导滑槽内的弹簧和挡板与滑块的沟槽配合定位。埋在导滑槽内的弹簧和挡板与滑块的沟槽配合定位。5 5锁紧块锁紧块 作用:模具闭合后锁紧滑块,承受成型时塑料熔体作用:模具闭合后锁紧滑块,承受成型时塑料熔体对滑块的推力,以免斜销弯曲变形。对滑块的推力,以免斜销弯曲变形。锁紧角:大于斜销的倾斜角,取=+(23)。开模时,使锁紧块迅速让开,以免阻碍斜销驱动滑块抽芯。结构形式:图915
20、。(a)整体式,这种结构牢固可靠,可承受较大的侧向力,但金属材料消耗大;(b)采用螺钉与销钉固定,结构简单,使用较广泛;(c)T形槽固定锁紧块,销钉定位;(d)锁紧块整体嵌入板的连接形式;的连接形式;(e)(e)、(f)(f)采用了两个锁紧块,起采用了两个锁紧块,起增强作用,适用于侧向增强作用,适用于侧向力较大的场合。力较大的场合。6 6复位机构复位机构什么情况下注意避免侧型芯与推杆干涉?什么情况下注意避免侧型芯与推杆干涉?对于斜销安装在定模、滑块安装在动模的斜销侧向对于斜销安装在定模、滑块安装在动模的斜销侧向分型与抽芯机构,同时采用推杆脱模机构,并依靠复位分型与抽芯机构,同时采用推杆脱模机构
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