二级脱模机构的设计优化

二级脱模机构也称为二次脱模机构。如果注塑件的脱模行程较长，经一次顶出后尚不能自动坠落，则需通过第二次推出使制品落下。这就要有一种二级行程的脱模机构。另一类是薄壁深腔或外形复杂的注塑件，与型芯侧壁接触面积大，需很大脱模力。若用顶杆或推管一次推出，易损伤注塑件。两次推出可分散脱模力。这就要有一种二级推力的脱模机构。还有一类情况是注塑件有需强制脱模的结构，用二级机构既能保证制品质量顺利脱模，又能自重坠落。如图10-62所示注塑件上有两个弹性卡夹，需强制脱模。塑料卡脚和凸起被型芯和成型套包容。第一次脱模时型芯固定在动模上，成型套和推板一起推顶，为塑料卡脚弹性变形提供空间。第二次脱模时卡脚上的凸边缘被强制脱出。

图10-62 二级机构用强制脱模

a）开模 b）一级脱模 c）第二次脱模 1—型芯 2—成型套 3—动模推板

二级脱模机构一般用两种机构脱模，例如弹簧、凸轮推杆、杠杆或拉杆等机构。机械和压缩空气的二级脱模机构现已较多采用。用推板或推管脱出一段距离后，导入压缩空气使注塑件完全脱出。二级机械的脱模机构形式很多，按动模中顶出板组件数目可分成两类：一类是单顶出板组件的二级脱模机构；另一类是双顶出板的二级脱模机构。

1.单顶出板组件的二级脱模机构

单顶出板组件先将注塑件从动模的型芯上分离，但留在动模型腔板上，称为第一次脱模。然后用各种机构，将注塑件从动模型腔板上推出，让其自动坠落。机构设计时应掌握：第一次推顶的脱模力大，应不使制品损伤；第二次脱模应有足够的行程，保证制件依靠自重坠落。

如图10-63所示为带有斜楔结构的单顶出板组件的二级脱模机构。开模一定距离后，注射机上固定顶柱推顶了顶出板12，同时驱动顶杆9和动模型腔板7，使制品与型芯8脱离，实现第一次推顶动作。在这次顶出中，斜楔6推动滑块4向模具中央移动。但此时滑块4与推杆2还存在平面接触，推杆2保持与顶杆9与型腔板7同步运动。一旦一次顶出结束，推杆2会坠落在滑块4的圆孔中，动模型腔板7便停止运动，而顶杆9在继续运动，直到把制品从型腔板中脱出，实现第二次顶出。顶出行程l₁和l₂与制品高度h₁和h₂的关系为

l₁≥h₁，l₂≥h₂，L=l₁+l₂

图10-64所示的注射模也采用单顶板的二级脱模机构。其特点是利用定模上拉板1，在开模时实现第一次脱模。定模上装有对称布置的拉板1两件，在分型过程中拉板钩动凸轮8转动，凸轮顶动推件型腔板4使制品脱离型芯7。限位螺钉5限制了型腔板的移动距离。凸轮旋转的角度不能过大，以免合模时发生自锁，以致第一次脱模距离h₁较短。凸轮上弹簧的作用是使凸轮与推件型腔板保持接触，合模时压迫凸轮复位。第二级脱模由推杆将注塑件从型腔板中完全推出。因此脱模行程L有

L≥h₁+h2

图10-63 斜楔滑块式单顶板的二级脱模机构

a）开模状态 b）第一次脱模顶出 c）第二次脱模 1—动模座 2—推杆 3—压缩弹簧 4—滑块 5—限位销 6—斜楔 7—动模型腔板 8—型芯 9—顶杆 10—复位杆 11—顶杆固定板 12—顶出板

图10-65所示的注射模也采用单顶板的二级脱模机构。利用二级推杆1上的滚珠7带动内衬套4，让动模型腔板8和推杆2，同时实现第一次脱模。滚珠7进入内衬套4的凹槽里，动模型腔板8停止。而推杆2继续推顶，将注塑件推出型腔板，自重坠落。第一次脱模时，要保证注塑件从型芯完全脱离，有

l₁≥h1

图10-64 凸轮推杆式单顶板的二级脱模机构

1—拉板 2—定模 3—推杆 4—推件型腔板 5—限位螺钉 6—复位杆 7—型芯 8—凸轮

图10-65 滚珠套筒式单顶板的二级脱模机构

a）开模状态 b）第一次脱模顶出 c）第二次脱模 1—二级推杆 2—推杆 3—聚氨酯橡胶垫 4—内衬套 5—活动外套筒 6—紧定螺钉 7—滚珠 8—动模型腔板 9—型芯

图10-65所示内衬套4的槽深应取s=d/3。这种滚珠套筒式二级脱模机构已经作为标准件生产并商品化。标准件用卡紧圈将内衬套与动模型腔板固定在一起。标准件加工精度高，热处理规范，使用寿命长。一般布置2～4套滚珠衬套二级顶杆。

2.双顶出板组件的二级脱模机构

图10-66～图10-69所示的注射模都具有两套顶出板组件，被称为双顶出板组件的二级脱模机构。从图10-66所示弹簧驱动双顶出的二级脱模可知，它们的动作过程简单，但组成的零部件较多。开模时注塑件首先受型腔推件板6作用，脱离主型芯7。当一级顶出板接触到动模垫板的底面时，停止推进。弹簧2在二级顶出板作用下被压缩，将注塑件完全推出。此种模具上弹簧的刚性和轴线方向的压缩变形量必须慎重考虑。所获得的二次顶出行程都较小。(www.xing528.com)

图10-67所示为八字摆杆式双顶出板组件的二级脱模机构。它有两个对称的呈八字状的摆杆，并有两套顶出板组件，即一次顶出板10和二次顶出板2。型腔板7将制件从型芯6上脱出。该型腔板经推杆9与一次顶出板10相连。顶杆5将制品从型腔板推出。该顶杆5与二次顶出板2相连。两顶出板之间的定距块1使顶杆5在一次推出时能与型腔板同步。开模后注射机推顶一次顶出板10，经推杆9带动型腔板移动距离s₁，实现注塑件在型芯上的一次顶出动作。由定距块1的传力，二次顶出板2和顶杆5均与型腔板同步。一次推出完成后，摆杆11在一次顶出板10作用下转过一定角度和二次顶出板2接触。继续开模时，一次顶出板10经摆杆11迫使二次顶出板2和顶杆5产生超前顶出动作，使制品在顶杆5作用下从型腔板中脱出s₄距离，实现了二次顶出。该机构的顶出行程、制品高度和有关几何要素之间关系如下。

图10-66 弹簧驱动双顶出板组件的二级脱模机构

1—二级顶出板 2—弹簧 3—一级顶出板 4—动模垫板 5—压力推顶杆 6—型腔推件板 7—主型芯

图10-67 八字摆杆式双顶出板组件的二级脱模机构

a）注射机顶柱与一次顶出板开始接触 b）一次推出工作状态 c）一次推出完成时模具状态 d）二次顶出完成时模具状态 1—定距块 2—二次顶出板 3—顶杆固定板 4—动模垫板 5—顶杆 6—型芯 7—型腔板 8—型芯固定板 9—推杆 10—一次顶出板 11—摆杆

1）摆杆转角α一般可取45°；而且s₁+s₂≥h₁；s₁+s₂=s₃=l₁ sinα+s₀，

2）超前量s₄≥h₂；s₄≈l₂ sinα-s₀；s₀=l₂ sinβ；。

图10-68为斜楔拉钩式双顶出板组件的二级脱模机构。拉钩在合模状态下和二次顶出开始之前，经柱销7将二次顶出板2和一次顶出板3拉合在一起。开模后注射机顶柱推动二次顶出板和顶杆15推顶注塑件。与此同时，一次顶出板经推杆10驱使型腔板11与其同步运动。于是，注塑件在型腔板11与顶杆15的共同作用下脱离型芯13，实现第一次脱模。继续开模中，安装在型芯固定板14上的斜楔12迫使两个拉钩张开，致使一次和二次顶出板相互脱开，再继续开模。一次顶出板3和型腔板11停止运动。继续前进的二次顶出板2和顶杆15，将制品从型腔板中脱出，完成二次顶出。在合模时回程杆将二次顶出板先行推回，拉伸弹簧5使拉钩6勾住一次顶出板上的柱销，两者恢复连接。该机构中，顶出行程与注塑件高度的关系为

l₁≥h₁；l₂≥h₂；L=l₁+l2

图10-68 斜楔拉钩式双顶出板组件的二级脱模机构

a）开模状态 b）一次推出完成时状态 c）二次顶出完成时状态

1—动模座板 2—二次顶出板 3—一次顶出板 4—注射机顶柱 5—拉伸弹簧 6—拉钩 7—柱销 8—芯轴 9—动模垫板 10—推杆 11—型腔板 12—斜楔 13—型芯 14—型芯固定板 15—顶杆

图10-69为斜楔滑块式双顶出板组件的二级脱模机构。模具开模后，由于斜楔滑块卡合作用，注射机顶柱1推动一次和二次顶出板组件一起脱模推进。小推杆5、6与型腔板的大推杆7，一起将注塑件从型芯8中推出，但滞留在型腔板10中。在完成第一次脱模过程中，斜楔杆11的斜面相对滑块13滑动，迫使滑块缩进滑块座14。当第一次推出行程l₁完成时，滑块完全脱离二次推板3组件。一次推板2的组件失去顶柱1的推顶动力。此后顶柱只能推动二次推板3和小推杆5及6，将注塑件从型腔板上脱出，完成第二次脱模，让制品坠落。该机构中，顶出行程与注塑件高度的关系为

l₁≥h₁；l₂≥h₂；总行程L=l₁+l₂

图10-69所示的斜楔杆和滑块机构中，滑块行程l一般取5mm左右。它与斜楔杆的斜面有效高度h的关系有

h=ltanα+（1.5～2）（mm）

其中斜角常取α=60°。需核算斜楔杆和滑块机构零件的几何尺寸，保证能协调二级脱模动作。

图10-69 斜楔滑块式双顶出板组件的二级脱模机构

a）顶柱与二次推板开始接触 b）一次推出动作结束时模具状态 c）二次推出动作结束时模具状态 1—注射机顶柱 2—一次推板 3—二次推板 4—推板固定板 5，6—小推杆 7—型腔板的大推杆 8—型芯 9—制件 10—型腔板 11—斜楔杆 12—压板 13—滑块 14—滑块座 15—动模座板