在注塑成型过程中,当塑件在模具型腔中冷却固化后,如何将其平稳、完整地从模具中取出,是保证生产效率和塑件质量的关键环节。而脱模系统就如同模具的 “取件能手”,承担着这一重要使命。今天,我们就全面解析注塑模具脱模系统的设计知识。
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一、脱模系统的重要性
(一)保障塑件完好性
塑件在模具内成型后,若脱模系统设计不合理,很容易导致塑件出现划痕、变形、破裂等缺陷。优质的脱模系统能均匀施加脱模力,让塑件在脱离模具的过程中受力均衡,最大程度减少损伤。
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(二)提高生产效率
高效的脱模系统能快速、稳定地将塑件从模具中取出,缩短成型周期。如果脱模过程卡顿、缓慢,会直接影响生产节奏,降低单位时间内的产量。
(三)延长模具使用寿命
合理的脱模系统设计能减少模具部件之间的磨损和冲击。反之,脱模不畅可能导致模具零件过早损坏,增加模具维修和更换的成本。
二、脱模系统设计原则
(一)保证塑件质量
脱模时应避免塑件产生变形、裂纹、表面损伤等问题。要根据塑件的形状、尺寸、材料特性等,选择合适的脱模方式和脱模部件,确保脱模力分布均匀。例如,对于薄壁塑件,应采用多点均匀顶出的方式,防止塑件受力不均而变形。
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(二)结构简单可靠
脱模系统的结构应尽量简单,便于加工、装配和维护。同时,要保证工作可靠,在长期使用过程中不易出现故障,减少停机维修时间。
(三)脱模力足够且均匀
脱模力的大小要适中,既要能顺利取出塑件,又不能过大而损坏塑件或模具。脱模力应均匀分布在塑件的适当部位,避免局部受力过大。
(四)便于自动化生产
在现代注塑生产中,自动化程度越来越高。脱模系统的设计应考虑与自动化设备配合,如便于机械手取件,减少人工干预。
(五)避免干涉
脱模系统的各个部件在运动过程中不能与模具的其他部件发生干涉,要保证运动顺畅。例如,顶针在顶出和复位过程中,不能与型芯、型腔等发生碰撞。
三、常见的脱模方式及结构
(一)顶针脱模
顶针脱模是最常用的脱模方式之一,适用于各种形状的塑件,尤其是平面、浅腔类塑件。
- 普通顶针:结构简单,制造方便。顶针的直径根据塑件的受力要求选择,一般不宜过小,以免顶针弯曲或折断。
- 扁顶针:适用于塑件较薄的筋条、凸台等部位的顶出。其与塑件的接触面积较大,能有效防止塑件顶出时损坏。
(二)顶板脱模
顶板脱模又称推板脱模,适用于薄壁筒形、盒形塑件以及表面不允许有顶出痕迹的塑件。顶板与塑件的接触面积大,顶出均匀,塑件不易变形。
(三)顶管脱模
顶管脱模适用于圆形、环形塑件或带有孔的塑件,如齿轮、轴承套等。顶管能沿着塑件的内孔或外圆表面顶出,顶出力均匀,塑件不易产生变形。
(四)斜顶脱模
斜顶脱模主要用于塑件内部有倒扣的情况。在顶出过程中,斜顶不仅能实现轴向顶出运动,还能同时完成侧向抽芯动作,从而顺利取出带有倒扣的塑件。
(五)抽芯脱模
当塑件有侧孔、侧凹或凸台等结构时,需要采用抽芯脱模方式。抽芯机构分为机动抽芯、液压抽芯和手动抽芯等。机动抽芯动作可靠,自动化程度高,应用广泛。
四、脱模系统关键部件设计
(一)顶针设计
- 顶针直径:顶针直径应根据顶出力的大小和塑件的材料强度确定,一般不小于 3mm。对于受力较大的部位,应选用较大直径的顶针。
- 顶针长度:顶针长度要确保能将塑件完全顶出模具型腔,同时要保证顶针在顶出和复位过程中有足够的导向长度。
- 顶针布置:顶针应均匀布置在塑件的受力较大部位、刚性较好部位以及离型芯较远的部位,避免布置在塑件的薄弱部位和外观要求较高的部位。
(二)复位机构设计
复位机构的作用是在脱模结束后,将顶出部件复位到初始位置,为下一次注塑成型做好准备。常见的复位机构有复位杆复位和弹簧复位。
- 复位杆复位:结构简单,复位可靠,应用广泛。复位杆的长度应与顶针板的行程相匹配。
- 弹簧复位:适用于顶出距离较小的情况,复位速度快,但弹簧容易疲劳失效,需要定期更换。
(三)导向机构设计
导向机构能保证顶出部件在运动过程中准确无误,避免发生偏移和干涉。常见的导向机构有导柱导套导向和顶针板导柱导向。导向机构应具有良好的耐磨性和导向精度。
五、脱模系统常见问题及解决方法
(一)塑件脱模困难
- 原因:可能是脱模斜度不够、塑件与模具型腔的摩擦力过大、脱模力不足等。
- 解决方法:适当增大脱模斜度;对模具型腔表面进行抛光处理,减少摩擦力;增加顶针数量或增大顶针直径,提高脱模力。
(二)塑件变形
- 原因:脱模力分布不均、顶出速度过快、塑件冷却不均等。
- 解决方法:优化顶针布置,使脱模力均匀分布;降低顶出速度;改善冷却系统,确保塑件冷却均匀。
(三)顶针弯曲或折断
- 原因:顶针直径过小、顶针长度过长、顶针受力不均、模具内有异物等。
- 解决方法:更换较大直径的顶针;缩短顶针长度或增加顶针的导向;调整顶针布置,使受力均匀;定期清理模具,防止异物进入。
六、结语
注塑模具脱模系统设计是一项细致而关键的工作,直接关系到塑件质量、生产效率和模具寿命。在设计过程中,要综合考虑塑件的各种特性,遵循设计原则,选择合适的脱模方式和部件,并注重细节设计,以确保脱模系统稳定可靠地工作。希望通过本文的介绍,能为大家在注塑模具脱模系统设计方面提供有益的参考,助力打造更优质的注塑模具。
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