注塑模具设计流程

摘要：制品的顶出方式对塑件的质量和生产效率有着重要的影响。由于二次顶出有着避免产品顶裂等优点，使得二次顶出运用越来越广。本文介绍了二次顶出常用的结构形式、适用场合以及设计要点。为从事模具设计工作的人员更合理更经济的选用二次顶出方式提供借鉴。

关键词：二次顶出；注塑模具；顶针板；顶针托板

一、引言

产品的顶出有机械、液压和气动三种方式。其中机械顶出的运用最为普遍。一般情况下，从模具中取出产品，顶出动作可一次完成。但是，由于产品的形状特殊，或者是生产时的要求，如果在一次顶出后，产品仍然在型腔中，或者是无法自动脱落，就需要再增加一次顶出动作。

这便是二次顶出。二次顶出能够让顶出流程顺畅化，对于某些顶出行程需求较大的产品，利用二次顶出可以减少顶针在顶出时施加的力量，避免顶出时造成产品上的缺陷。如何设计顶出方式才能使得模具动作顺畅、加工成本低廉？通过以下几种结构形式的比较，再根据产品的结构特点，可以选用最为合理的顶出方式。

二、结构形式

1.单顶针板组合的二次顶出机构(图1)

图 1

1.顶针板 2.顶针托板 3.顶辊 4.斜顶

5.推方杆 6.顶针 7.弹弓 8.弯销 9.销钉

所谓单顶针板组合，就是一般常见的单套顶针板组合(上顶针板及下顶针板各一)

1）弯销式二次顶出：

产品分析：此产品内部倒扣较大，且倒扣上有深骨位，顶出时会吃斜顶。采用二次顶出方式，能很好解决成品顶出不良、吃斜顶等问题。产品如图2所示：

图 2

动作原理：第一次顶出，由顶辊3推动顶针板1和顶针托板2完成。当顶针6碰到B板时，由销钉9固定的弯销8转动，同时推动推方杆5完成第二次顶出。合模时弹弓7起复位作用。

结构特点：此结构简单，弯销加工方便，成本较低。但弯销靠与板的接触面做旋转运动，生产量大时，受力不平衡，容易出现偏差。

2）推板式二次顶出(图3)

图 3

1.A板 2.B板 3.推板 4.推板 5.顶针板 6.顶针托板

7.下码模板 8.顶辊 9.推方杆 10.推方杆 11.顶针

12.垫块 13.垫块 14.垫块 15.限位螺丝 16.限位螺丝

17.下模镶件 18.下模镶件

产品分析：该产品中间部分较高，包紧力大，顶出时易顶裂。采用推板顶出再用推方和顶针顶出的方式，能避免出现顶出不平衡所引起的顶裂。产品如图4所示：

图 4

动作原理：前后模开模后，顶辊8在注塑机的推动下带动5、6号顶针板和顶针托板再推动2、3号B板和推板完成第一次顶出动作。B板2与顶针托板6由 9号推方杆连在一起。当第一次顶出到70mm时，限位螺丝16限制4号推板向前动作。3号推板继续顶出完成产品的第二次顶出。当第二次顶出到30mm时，限位螺丝15限制6号顶针托板继续向前运动。当顶针板5继续顶出时，10号推方和11号顶针同时将产品最终顶出。

结构特点：此结构动作顺畅，用推板做第一次顶出，顶出力大，而且受力平衡，常用于那些易变形或者包紧力大的产品的顶出。然而此结构常要二次分型或三次分型，会影响注塑周期。

2.双顶针板组合的二次顶出机构

所谓双顶针板组合，就是由两套顶针板组合(上顶针板、顶针托板及下顶针板、顶针托板各一)。常用的几种结构形式有：

1）如图5所示：

图 5

1.顶针板 2.顶针托板 3.顶辊 4.拉模扣 5.限位块 6.感应开关

产品分析：产品尺寸大小为11.73×30.23×6.73（mm）。生产要求产品自动脱落。而产品单靠一次顶出，将会被斜顶卡住而无法自动脱落，故采用二次顶出结构。

动作原理：顶辊3固定在上面顶针托板上。第一次顶出，顶辊推动顶针托板，由于拉模扣4的作用，下面两块板一起动作，完成斜顶及顶针的第一次顶出。当拉模扣4完全分开，下面的顶针板及顶针托板失去施动力停止顶出，而上面的顶针板和顶针托板继续完成顶针的第二次顶出。

结构特点：

由于拉模扣的力量不是很大，故存在拉不起下面两块板的可能性，所以大模不宜采用这种结构。它只适合用于小模。由于惯性的作用，下面两块板一般不会随拉模扣的分开而马上停止，而是再移动一点，影响合模的准确性。为防止复位误差，B板上应加上两到四个限位块（如上图限位块5），顶住下面两块板。此机构的一种变形方式，适合用于大一点的模具，此结构少了一块顶针板，成本较低。采用扣机，比拉摸扣安全耐用。如图6：

图 6

1.顶针板 2.顶针托板 3.HASCO扣机 4.限位块 5.司筒针

2）如图7所示：

图 7

1.顶针板 2.顶针托板 3.扣机 4.连接杆 5.控制杆 6.螺丝 7.撑头 8.哥林柱

9.下模镶件 10.顶针 11.推方杆 12.司筒针

产品分析：此产品为玩具轮胎，材料为橡胶，大小为：Ф6.09×5.70。产品内部有4.27mm倒扣。此类产品如果采用斜顶和内行位出倒扣，其结构太复杂，而且加工困难。因塑料为软胶，故采用强脱结构。橡胶虽是软胶，但由于倒扣大，需有足够的空间才能完成强脱。二次顶出便能满足要求，保证顺利出模。

动作原理：顶辊收紧在下面顶针托板上，第一次顶出时，由于扣机3把上下两组板锁死，四块板将同时顶出，这时把下模镶件9顶出B板，为产品强脱提供足够空间。当扣机3被控制杆5挡住，上面顶针板碰到B板停止运动，第一次顶出结束。顶辊继续推动下顶针板，完成推方杆和顶针的第二次顶出。

结构特点：此结构不同于其他结构之处在于它的顶出顺序。即第二次顶出是顶下面两块板。因此，上下两组板之间必须空出一段距离，此结构顶出距离长，适合较深的盒状物的顶出，但另一方面，顶针、推方、螺丝都要加长，成本上不好考量。

3）如图8所示：

图 8

1.顶针板 2.顶针托板 3.顶辊镶件 4.顶针

5.垫块 6.扶针

产品分析：此模具为双色模，产品没特殊结构。采用二次顶出结构是因为需要把流道先顶出。

动作原理：顶辊镶件3固定在上面顶针托板上，顶出时四块板一起动作。由上面的顶针顶出流道。装在下面顶针板上的顶针滞后，当垫块5碰到顶针，第二次顶出才把产品顶离模肉。

结构特点：此结构采用顶针滞后结构，因此不用拉模扣或者扣机，节约成本，制作简单。这样的二次顶出结构，可以避免潜伏式浇口在顶出时，浇口拉离成品时将成品拉伤。当然，这种顶出方式不仅是用在浇口附近的顶出，也适合较深的盒状物的顶出。

三、 总结

综上所述，二次顶出的结构有两种，即单组和双组顶针板组合。当采用单组顶针板组合时，由于仅有单套的顶针板组合，因此啤机顶出的动作仅提供传统的一次顶出，另一次顶出就必须配合其他的模具机构设计来进行。当采用双组顶针板组合时，要结合模具的大小和成本，选择适当的限位机构。

二次顶出的使用场合一般有五种，这都要根据产品的形状结构来定。即：1、要求自动脱落产品2、容易吃斜顶的产品3、深腔型产品4、部分需强脱的产品5、双色模

四、结束语

二次顶出结构有多种多样，此文主要介绍常用的几种结构。通过以上几种结构形式原理和特点的讨论，有利于指引模具设计师设计合理的二次顶出结构。灵活应用以上几种方式，举一反三，将能使模具结构更紧凑更合理更经济。

注塑过程中经常会遇到脱模困难，这对注塑产品的质量影响很大。它可能会导致产品表面刮擦或形成图案，甚至可能导致产品翘曲甚至破裂损坏。因此，有必要解决脱模问题，脱模问题影响注塑产品的质量。需要从以下方面考虑解决方案：

铭洋宇通注塑模具

关于设备

顶出力是否足够：顶升力是用于喷射的注塑设备的力控制，并且注塑机在不同重要阶段的zui大强度是不同的。理想的注塑机工艺默认输出基本够用，但不排除范围大于zui大的塑料注塑件或注塑件结构过于复杂，模具夹持力过大，综合考虑这些这些问题有利于分析顶出力。

关于注塑模具

脱模结构不合理：脱模结构是否应合理考虑分模位置，脱模方向是否存在障碍物，分模方向是否产生摩擦以及脱模位置不好等方面压力或存在隐患等。

光是草稿图是不够的：注塑模具分型方向的设计要高于要求的角度，该角度应不影响分型方向上产品的尺寸zui小范围，要稍作停顿以确保脱模时产品不会具有与腔壁的摩擦力并产生阻力，并确保产品的外观光泽。

模具通风不良：进入型腔冷却成型后，由于温差熔化会释放一定的吸附力，在脱模后型腔压力下降的情况下吸附力大，但如果注塑模具通风不良会导致其无法释放，因此解决了通风不良的问题有助于解决这种脱模问题。

注塑模具表面粗糙：粗糙的表面，流道和流道表面也是脱模困难的原因之一。

进料口和喷嘴不合适：进料口处的喷嘴不当，容易在进口处积聚过多的液体，冷却产品产生一定的遏制力后，模腔内的材料积聚，导致脱模不良。

关于注塑过程

模具温度过高：当模具温度过高时，型腔中的熔融材料就位，并且体积未恢复到预设大小，导致无法取出模具。

注射温度过高：注射温度包括机筒温度和喷嘴温度等。温度过高，不能在预定时间内冷却，也影响脱模效果。

注射量过多：注射量多于型腔体积，就是我们常说的模具膨胀，注射过多的液体在压力释放时会膨胀，从而使模具上的溶胀无法消除，调节注射量可以解决。

注射成型周期不当：如果注射压力过大，保持时间和冷却时间过长，也造成脱模困难的隐患，完全冷却产品不利于脱模，注射成型周期必须适当。

关于原材料

润滑剂不足：一般材料中含有一定比例的润滑剂成分，有助于原料在机筒，流道，型腔和脱模中的流动，但不排除某些润滑材料成分不足，我们可以适当添加润滑剂。

返工材料的使用：返工材料经过多次高温烘箱程序，使用过多的润滑剂，以及各种不同的材料混合性能差异等原因导致脱模不良的情况，使用时应多加小心。

文章为转载，原文出处：注塑成型常见问题之脱模问题

1 、各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。

2 、壁厚不均会引起表面缩水。

3 、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。

加强筋

1、 加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。

2、 加强筋的厚度必须≤ (0.5～0.7)T产品壁厚，否则引起表面缩水。

3、 加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。

圆角

1、 圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。

2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。

3、 设置合理的圆角，还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。

4 、不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角注塑模具设计的基本要点有哪些注塑模具设计的基本要点有哪些。

开模方向和分型线

每个注塑产品在开始设计时首先(上海模具设计培训学校)要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯滑块机构和消除分型线对外观的影响。

1、 开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。

2、 开模方向确定后，可选择适当的分型线，避免开模方向存在倒扣，以改善外观及性能。上海模具设计培训

脱模斜度

1 、适当的脱模斜度可避免产品拉毛(拉花)。光滑表面的脱模斜度应≥0.5度，细皮纹(砂面)表面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。

2 、适当的脱模斜度可避免产品顶伤，如顶白、顶变形、顶破注塑模具设计的基本要求。

3、 深腔结构产品设计时外表面斜度尽量要求大于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料强度。

孔

1 、孔的形状应尽量简单，一般取圆形。

2 、孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。

3 、当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸(最大实体尺寸)计算。

4 、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯

5 、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。

注塑件精度

由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性，注塑件精度明显低于金属件，不能简单地套用机械零件的尺寸公差应按标准选择适当的公差要求.我国也于1993年发布了GB/T14486-93

《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》，设计者可根据所用的塑料原料和制件使用要求，根据标准中的规定确定制件的尺寸公差。

同时要根据工厂综合实力，同行的产品的设计精度来确定适合的设计公差精度。

注塑件的变形

提高注塑产品结构的刚性，减少变形注塑模具设计的基本要点有哪些模具设计尽量避免平板结构，合理设置翻边，凹凸结构。设置合理的加强筋。

扣位

1、将扣位装置设计成多个扣位同时共用，使整体的装置不会因为个别扣位的损坏而不能运作，从而增加其使用寿命，再是多考滤加圆角，增加强度。

2、是扣位相关尺寸的公差要求十分严谨，倒扣位置过多容易形成扣位损坏相反，倒扣位置过少则装配位置难於控制或组合部份出现过松的现象。解决办法是要预留改模容易加胶的方式来实现。

对于你所说的“吃斜顶”估计是有些模具产品里面的卡扣，由于产品空间限制，既没办发做斜顶也没办法做滑块时的情况。其次是你的“骨位很深”也就是说加强筋或骨相对来说比较高，形成在模腔里面的凹槽很深。第三是你的产品胶厚不一，这几种情况使用二次顶出都是为了方便出模，吃斜顶的二次顶出是强行出模，一般采用拖动脱料板形式，利用脱料板拉出；骨位很深和产品胶厚不一采用顶针板组合机构来实现二次顶出。（参考如下图）