注塑模中有关二次脱模机构设计

在塑件注塑成型后，塑件从模具型腔中脱出，无论是采用单一的或多元件的顶出机构，其脱模工作一般都是一次性完成的。但有时由于塑件的特殊形状或生产自动化的需要，在一次脱模工作完成后，塑件仍难以从型腔中取出或不能自动脱落，此时就必须再增加一次脱模动作才能使塑件脱落。例如一次顶出后塑件的一部分嵌在推件板内或挂在推杆上，则可通过第二次推出使制品落下。有时为避免一次脱模塑件受力过大，也采用二次脱模如薄壁深腔塑件或形状复杂的塑件，由于塑件与模具的接触面积很大，若一次顶出易使塑件破裂或变形，因此采用二次脱模以分散脱模力，保证塑件质量。  
双脱模机构和二次脱模机构有时难以区分，双脱模机构一般用于塑件对动模和定模的附着力和包紧力相差不大时，例如所成型的塑件在动模和定模边都设有型芯，且塑件对两型芯的收缩力和包紧力都相差不多时，又如塑件由于内外壁脱模斜度不相等的原因造成对动定模留模倾向难以判断时，这时应采用双脱模机构，即在动模和定模两侧都设有脱模机构，无论制品留在那一侧均能脱出。  
传统的二次脱模机构  
传统的塑料模塑件的脱模方法，大致可分为顶、推、抽、旋四种。按推板的多少，一般可划分为单推板式和双推板式。  
A：单推板式的脱模机构。  
此类二级脱模机构的特点是仅有一套顶出装置，但必须完成二次脱模动作。常见的有以下几种形式。  

1.机械气动二级脱模机构  
这种是最简单的二次脱模机构，该机构采用机械和压缩空气推出相结合的办法，如图1所示用推板脱出一段距离后再从型腔内通入压缩空气，使塑件完全从型腔内脱出。  

2.推板推出的二级脱模机构  
模具机构如图2所示，当定模1与动模分离后塑件即粘贴在动模部分，当上推板7和下推板8在注射机推杆的作用下向上移动时 ，推杆4作用于推板2，塑件在推板2作用下即与型芯5分离，内型芯6由于塑件的包紧力也随塑件向上移动，当内型芯6随塑件移动至h2距离时，塑件即与内型芯6分离而落下，合模时定模板1迫使推杆4复位，内型芯6回到原来的位置。  
模具设计时要点，推板动作使塑件均匀受力而克服了对型芯的包紧力，避免因塑件受力集中及脱模阻力大而翻边变形，动作可靠简单。设计时应注意顶出总行程大与第一次脱模距h1加第二次脱模距h2，本机构适用于塑件单向截面带有凹勾形状，脱模包紧力较大一模一腔的中小型注射模具。  
3.推板、推杆顶出二级脱模机构  
模具结构如图3所示，图3a为合模状态，当开模时，由于弹簧9原处于压缩状态，此时弹簧即伸长，阻止动定模分模。型心3固定在动模板4、动模底板5上，即先与推板2做第一次分型，型芯与塑件作部分分离，塑件仍粘贴在推板2上，当限位螺钉到位时，定模板1与动模板部分作第二次分型至足以取出塑件距离，推板在注塑机顶杆的作用下通过中心顶杆将塑件全部顶出。合模时，定模板迫使推杆，推板，复位。  
为确保模具第一次分型。设计时要求：型芯3具有一定的脱模斜度及较高的光洁度以减少脱模力。弹簧预弹力应大于总的型芯脱模力。图3c为第一次分型合模和开模状态，在h0距离范围内。若塑件斜度较大时（1%"2%），h可适当考虑取（1/2"2/3）h0。该模具使用各种圆形瓶塞及局部带有不太深的凹凸槽设置的制件。不过在设计使用时要注意弹簧容易失效。因此在设计时应尽量少使用弹簧。当采用下图的设计后，如图4，这样的设计就比较可靠，结构简单紧凑。弹簧的作用是使凸轮与凹模板始终保持接触，以利合模时凸轮的复位，推板设有复位杆复位，这一机构仅适用于一级脱模移动距离很短的场合，设计时应注意凸轮旋转的角度不能过大，以免合模时发生自锁，凸轮不能压回。  

4．拉钩推杆式二级脱模机构  
如图5所示，其作用原理类似于图4，只不过是用拉钩代替凸轮，分型时，到一定距离S时，拉钩拖动凹模板做定距离移动，完成一次脱模，继续分型到拉钩上的横杆被动模边的凸块顶起，使拉钩与凹模板脱钩，再由推杆从凹模中推出塑件。  

5．楔板滑块式二级脱模机构  
如图6所示，分型后脱穆机构动作，推板推动推件板中心推杆一同向前，塑件脱离主型芯，但部分仍嵌在推板内，到一定位置后推板两旁的滑块和动模楔形块相撞，滑块上钻有圆孔，此时滑块向内移动，致使推杆5的尾部落入滑块孔中，推件板停止前进，中心推杆继续前进将塑件从推件板中推出。、  
6．斜导柱滑块式二级脱模机构  
如图7所示开模后，注塑机中心顶杆推动推板1，使推件板4和中心推杆5同时动作，完成一次推出。滑块2在斜销3的作用下移动，使推杆5的移动速度大于推件板4，完成二次推出。  

7．推杆刚球二次脱模机构（套筒球槽二级脱模机构）  
如图8顶出时由于装在内套筒3壁孔中钢球6的联结作用，致使型腔板9与推杆11同步推动塑件脱离型芯10，完成第一次脱模；继续顶出，当钢球移至外衬套2的凹槽时，型腔板9失去动力，推杆11推出塑件，完成第二次脱模。推杆7和外衬套2之圆弧槽半径与钢球半径相等，槽深为钢球直径的1／3。内套筒3壁厚为钢球直径的2／3。  

B：双推板式的脱模机构  
此类二级脱模机构的特点是具有两套顶出装置，完成两次脱模动作。常见的有以下几种形式。  
1．拉钩二级推出机构  
如图9，开模时一次推杆固定板1和二次推杆固定板2同时动作完成一次推出。一级推板和二级推板之间通过两对拉钩连成一体。当拉钩3碰到楔块5时发生转动使一、二级推板脱钩，一次推杆固定板1停止运动，二次推杆固定板2继续动作，带动二次推杆4推出塑件。合模时，复位杆将件1和2复位。这种模具一般用于成型精度很高，外形复杂的马尔它十字轮。  
2．八字形转板二级推出机构  
如图10所示，开模时一次推杆4，推动凹模5，使塑件脱离型芯，完成一次推出。当推板碰撞到八字形转板1，使其推动二次推杆固定板2，由于转板摆动角的作用，二次推杆3移动的速度大于一次推杆4，于是塑件和凹模5发生相对位移，完成二次推出。类似这种推出机构的还有杠杆增速二级脱模机构。如图11所示，开始时两板同速前进，这时凹模（推件板）与推杆3同时作用在塑件上，使其脱离主型芯，当固定在一级推板上的杠杆外侧与支架上的台阶相撞时，杠杆绕支点旋转，其内侧头部以更快的速度顶动二级推板加速前进，使推杆3的速度大于凹模板的前进速度，塑件从凹模内推出，合模时二级推板复位杆将推动整个推出机构复位。  

3．阶梯推杆式二级脱模机构（采用两级推杆标准件）  
如图12，顶出时阶梯推杆1驱动型腔板2脱离塑件，完成第一次脱模；继续顶出，阶梯推杆的台阶驱动推板8，使推件板4和推管6同步将塑件推出型芯3和5，完成第二次脱模。  
4．推杆铰链式二级脱模机构  
如图13所示，开始顶出时由于挡块6限制联杆7转动，从而使推杆2和4同步推动型腔板1右移，塑件脱离型芯3，完成第一次脱模，此时联杆已进入可以转动的状态。继续顶出时，推杆2失去动力，推杆4将塑件推出型腔板1，完成两次脱模。  

通用的二级脱模机构  
传统的二级脱模机构种类繁多,有的机构复杂,加工精度高,制造成本高,生产周期长;有的存在诸如强度和可靠性等问题.能否设计一套通用,简单,加工容易的结构就显得比较重要了.传统的二次脱模机构都是在模具上考虑的,而通用二级脱模机构是在机床和模具上共同考虑,模具上的这一部分是按照通用机“通用”这一特点来考虑的,不过这需要模具设计人员根据塑件结构,决定第二级脱模是中心脱模还是周围脱模来设计模具,不是像传统的以单推板是式和双推板式来区分.机床上的这一部分(见图14)结构 可靠,是纯机械式通用结构.  
1.结构介绍  
A:机床部分  
本结构无须在注射机上做很大改动,只是把中心顶出杆稍加变动(见图14),弹簧2是一根强力压簧,它的前端为一顶块1,后端为垫片3和压簧螺母4.用做一般模具时顶块1和弹簧2不起作用;用做二次脱模时,可调节压簧螺母4,来改变弹簧的初始压力.图14是按60g注塑机设计的,弹簧的总的压缩距离为20mm,最大工作力Pmx为3000"5000N,初始工作力(压缩5mm)时为800N左右.60g注塑机是机械顶出,如果是液压顶出机床,可把原顶杆卸下,把原顶杆的固定方式改为螺纹固定,在机床动模板和液压缸之间的连接处开一个小孔,孔的大小以能够调节图14中的压缩螺母4和锁紧螺母6即可,按原顶出杆的长度设计如图1形式的总长度.压簧2的力量尽可能大些,即只要机床模板的中心孔直径允许,就用比较粗的钢丝来制造.  

B:模具部分  
图15为第二次脱模是周围和中心共同顶出,第二次脱模为中心顶出结构.所谓中心顶出和周围顶出是指被顶塑件而言.件1必须用一块板,这是因为顶杆头部的半球形为R=10mm,件1的厚度为15mm,留了5mm的弹簧压缩余量.当弹簧力足够时,就不必留这5mm了,因为这会减少弹簧的总的压缩距离.当弹簧的初始工作力不足以推出塑件时,弹簧可有一点压缩,但不允许有太大的压缩,这时可在弹簧总的压缩距离S总内,通过对图15中的压簧螺母4的调节来达到.如果调节后,还是没等件1运动,球部的R10就碰到了件2,而弹簧总的压缩量S总所剩部分又不够总的退模距离L2,即L2>S剩,这时可更换压簧11(件2),直到件1和件2同时运动,而不是件2先动,与件1之间形成缝隙.这一步可在试模时进行.  
在图１５中，件２是用一块板也可以用两块板，这就和一般退料板的固定方法一样而不同于图中件６和件８的固定方式，只要模具总的高度适用于机床所要求的尺寸就行．件３是限位杆，它起到限制板１的移动距离，完成Ｌ１的作用．此件最好均匀地安排到离模具　中心尽可能近的地方，至少３件，以免顶块１０作用到板１上的力使板１变形，损坏模具．件５是导柱，（可在件１和件２上各加一个导套），它的作用是保证件１和件２活动灵活，防止因为它们的中立，造成件６，７，８和件４之间的摩擦而损失弹簧的顶出力（尤其是大型模具）．  

２．动作说明  
（１） 而出时，顶块１０的前面首先与板１的面接触，在弹簧１１的作用下，推动件１，件２共同前进；  
（２） 当限位钉的头部与板１接触时，板１停止不动，使弹簧压缩，这时完成了第一次脱模；  
（３） 顶出动作继续进行，弹簧继续压缩，顶杆头部的Ｒ处与板２接触时，推动板２前进，完成第二次脱模．  
不管第二次脱模是周围还是中心顶出，模具复位均靠复位杆复位．