确定推出面积和周长的方法分析

估算完制品推出力后，下一步就是确定推杆在制品上总的推出面积。推杆有一个最小推出面积，以避免对推出系统零部件产生压缩应力和对塑料制品产生额外的剪切应力，此两种现象如图11.8所示，其显示了一个推杆推动笔记本电脑框架制品的一部分。

图11.8 推杆的压缩应力和剪切应力

当推杆由推出系统驱动时，在制品推出前，推杆和制品之间会产生反作用力F_pin。此力的大小与需要推出制品的推出力以及推杆的数量、位置和几何构型有关。推杆的压缩应力σ_pin等于推杆上的力除以推杆的横截面面积，即

为避免推出系统零部件的疲劳和/或扭曲，压缩应力必须低于临界应力。此临界应力σ_{fatigue_limit}取决于推杆的材料和热处理。有许多推杆和推管是由较硬的材料制成的，疲劳极限为800MPa。但是，保守设计模具时，对于材料P20，可假设疲劳极限为450MPa。另一种情况是，为避免产生额外的压缩应力，推杆的总推出面积A_ejectors必须满足

例：计算框架制品所需的所有推杆的推出面积，以避免推杆中的压缩应力超过极限。如果20个推杆直径相同，计算其所需的直径。

假设疲劳极限为450MPa，所需推出面积计算为

如果用了20个推杆，那么每根推杆应该有至少0.5mm²的横截面积，那么最小直径为

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如果假设采用了高强度钢，为避免推出系统中有应力集中，通常所需的推出面积都非常小。但是，推出系统也必须有足够的面积以避免对制品产生额外的剪切应力。如图11.8所示，对注射制品的剪切应力为推杆力除以推杆周围的注射制品面积，即

式中，Ω_pin是推杆的横截面周长。如果制品中的剪切应力很高，那么在推杆附近的制品很可能会产生扭曲、翘曲甚至裂缝。为避免产生这些缺陷，模具的设计应该注意，推杆周围产生的径向剪切应力要小于材料屈服强度σ_{plastic_yield}的一半。这就需要推出系统的总周长Ω_ejectors满足以下关系

例：计算框架制品所需推杆的相关周长。如果应用了20根相同直径的推杆，为避免ABS制品中产生额外的剪切应力计算所需推杆的最小直径。

假设ABS的屈服强度为44MPa，所需的总周长为

如果使用20根推杆，那么每根推杆应该具有0.007m的横截面周长。那么最小直径为

此例说明对于大多数成型应用，推出系统的设计受到注射制品的屈服强度而不是推杆的压缩应力的限制。但是，压缩应力会导致细长零件如推杆等产生扭曲。因此，对压缩应力进行进一步分析很重要，可用以避免产生推杆弯曲。