壓鑄成形工藝與模具設計課件：側向抽芯機構設計-

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DesignTemplateaddyoursubheading側向抽芯機構設計【本章要點與提示】知識要點目標要求學習方法抽芯機構的組成及工作過程掌握

對抽芯機構的典型組成元件、工作原理、設計基本要求等能基本掌握。同時對常用抽芯機構的類型及特點做初步了解。斜銷、彎銷、斜滑塊抽芯機構的設計重點掌握結合實例分析，比較斜銷、彎銷、斜滑塊抽芯等常用抽芯機構的特點、應用范圍及技術要求。可具體拆卸一副帶有側向分型抽芯機構的壓鑄模，重點分析其中的抽芯機構（類別、組成、特點、技術要求等）。同時建議課外搜集一些設計資料，積累素材。其他抽芯機構了解結合教材的圖示及相關說明，了解齒輪齒條、液壓、手動等抽芯機構的設計要點。2【導入案例】

摩托車壓鑄件電機壓鑄件泵閥壓鑄件3【主要內容】9.1概述

9.2斜銷抽芯機構

9.3彎銷抽芯機構

9.4斜滑塊抽芯機構

9.5齒輪齒條抽芯機構

9.6液壓抽芯機構

9.7其他抽芯機構簡介

4

9.1.1抽芯機構的組成9.1概述1-定模套板；2-定模鑲塊；3-滑塊；4-斜銷；5-楔緊塊；6-限位螺釘；7-彈簧；8-限位塊；9-銷釘；10-活動型芯；11-動模鑲塊；12-動模套板；13-型芯成形元件

形成壓鑄件上側向孔、側向凹凸臺階的元件。如側型芯、側向成形塊等。運動元件

帶動成形元件在模板導滑槽內運動的元件。如滑塊、斜滑塊等。傳動元件

迫使運動元件作抽芯和插芯動作的元件。如斜銷、彎銷、齒條等。限位元件

使運動元件在開模以后停留在所要求的位置上，保證合模時傳動元件工作順利的元件。如限位塊等。鎖緊元件

合模后壓緊運動元件，防止壓射時受到反壓力作用而產生位移。如楔緊塊5

9.1.2抽芯機構的動作過程9.1概述(a)(b)(c)1-定模套板；2-定模鑲塊；3-滑塊；4-斜銷；5-楔緊塊；6-限位螺釘；7-彈簧；8-限位塊；9-銷釘；10-活動型芯；11-動模鑲塊；12-動模套板；13-型芯6

9.1.3常用抽芯機構的形式和特點9.1概述開模時，依靠壓鑄機的開模力或推出機構的推出力，或利用模具動、定模之間的相對運動，通過抽芯機構機械零件的動力傳遞，使其改變運動方問，將活動型芯抽出。特點：機構復雜但抽芯力大，精度較高，生產效率高，易實現(xiàn)自動化操作。因此應用廣泛。其結構形式又可分為：斜銷抽芯、彎銷抽芯、齒輪齒條抽芯、斜滑塊抽芯等。1.機動抽芯

1-彈簧；2-限位塊。3-螺釘；4-楔緊塊；5-彎銷；6-滑塊；7-活動型芯彎銷抽芯機構

7

9.1.3常用抽芯機構的形式和特點9.1概述以壓力油為抽芯動力，在模具上設置專用液壓缸，通過活塞的往復運動實現(xiàn)抽芯與復位。該機構傳動平穩(wěn)，抽芯力大，抽芯距離長，抽芯動作不受開模時間的限制。缺點是增加了操作程序，須設計專門的液壓管路，并配備整套的液壓裝置，經濟成本較高。常用于大中型模具或抽芯角度較特殊的場合。2.液壓抽芯

液壓抽芯機構

1-定模座板；2-型芯；3-活動型芯；4-楔緊塊；5-拉桿；6-動模套板；7-聯(lián)軸器；8-支架；9-液壓抽芯器8

9.1.3常用抽芯機構的形式和特點9.1概述利用人工在開模前或在壓鑄件脫模后使用手工工具抽出側向活動型芯。優(yōu)點：模具結構簡單，制造容易，常用于抽出處于定?；螂x分型面較遠的中小型模具。缺點：操作時勞動強度大，生產效率低，常用于小批量或試樣生產。3.手動抽芯

模內手動螺桿抽芯

局部內側凹雙活動鑲塊抽芯

1-型芯2-定模套板3-活動型芯4-動模套板5-手動螺桿1-推桿2-動模套板3-型芯4-定模套板5-活動鑲塊9

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的確定9.1概述

活動型芯從成形位置抽至不妨礙壓鑄件脫模的位置時，活動型芯和滑塊沿著抽芯方向所移動的距離。抽芯力抽芯距離壓鑄時，金屬液充滿型腔、冷凝并收縮，對活動型芯的成形部分產生包緊力，抽芯機構的工作，須克服由壓鑄件收縮產生的包緊力和抽芯機構運動時的各種阻力，這兩者的合力即為抽芯力。抽芯力分為起始抽芯力和相繼抽芯力。10

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的確定9.1概述

1．影響抽芯力的主要因素形成包緊力的影響因素

形成阻力的影響因素

（5）壓鑄工藝

(2)活動型芯斷面的幾何形狀

(1)側向成形部分的表面積

（2）活動型芯的脫模斜度（1）活動型芯表面粗糙度值

(3)側向成形部分的壁厚

(4)壓鑄合金的化學成分

（4）噴刷涂料(3)抽芯機構運動部分的間隙11

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的確定9.1概述

2．抽芯力的估算抽芯力與推出機構中推出力的性質實際上是一樣的。由于影響抽芯力的因素很多也很復雜，很難精確地計算抽芯力。一般可參考推出力的計算公式進行估算。3．抽芯距離的確定抽芯后活動型芯應完全脫出壓鑄件的成形表面，使壓鑄件能順利推出型腔。12

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的確定9.1概述

3．抽芯距離的確定單側抽芯它的抽芯距離為成形側孔（側凹、側凸形狀）的深度或高度加上安全值，即：式中，S——

抽芯距離，mm；

h——

側孔、側凹或側凸形狀的深度或高度，mm；

S0——

安全值，按抽芯距離的大小及抽芯機構的類型選定。13

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的確定9.1概述

3．抽芯距離的確定二等分滑塊抽芯式中，S——

抽芯距離，mm；

R——

壓鑄件最大外形半徑，mm；r——

阻礙推出壓鑄件外形的最小內圓半徑，mm；S0——

安全值。14

9.1.4抽芯力的估算和抽芯距的確定9.1概述

3．抽芯距離的確定多等分滑塊抽芯式中，S——抽芯距離，mm；

R——壓鑄件最大外形半徑，mm；r——阻礙推出壓鑄件外形的最小內圓半徑，mm；A——

瓣合滑塊前兩尖角弦長的1/2，mm；β——

多等分側滑塊合模夾角，(°)；S0——

安全值。159.2斜銷抽芯機構

1-推桿；2-支承板；3-動模套板；4-滑塊；5-楔緊塊；6-斜銷；7-定模座板；8-銷釘；9-動模鑲塊；10-活動型芯11-動模鑲塊12-型芯；13-定模鑲塊14-澆道推桿15-澆口套；16-定模套板17-限位塊；18-彈簧；19-拉桿16

9.2.1斜銷抽芯機構的組成及工作原理9.2斜銷抽芯機構

(a)(b)(c)1-定模套板；2-定模鑲塊；3-滑塊；4-斜銷；5-楔緊塊；6-限位螺釘；7-彈簧；

8-限位塊；9-銷釘；10-活動型芯；11-動模鑲塊；12-動模套板；13-型芯17

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

1.斜銷1）斜銷的結構

推薦選用材料：45鋼T8

T10低碳鋼滲碳55HRC以上18

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

1.斜銷2）斜銷安裝傾斜角α的確定

α—斜銷安裝傾斜角S—抽芯距離Fc—抽芯力Fw—斜銷抽芯時受到的彎曲力Fz—開模阻力；H0—斜銷受力點距離h—斜銷受力點垂直距離H—最小開模行程L0—斜銷的有效工作長度一般α取10°、15°、18°、20°、25°等，最大不大于25°

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

1.斜銷3）斜銷直徑的估算

d—斜銷的工作直徑，m；h—斜銷受力點到固定端的垂直距離，m；Fc—抽芯力，N；α—斜銷安裝傾斜角，(°)；[σ]w—許用彎曲應力，Pa，一般取300×106Pa。20

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

1.斜銷4）斜銷長度的確定

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

2.與主分型方向不垂直的側向抽芯

(a)側抽芯向定模方向傾斜(b)側抽芯向動模方向傾斜22

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

1）滑塊的基本結構形式

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

2）滑塊的尺寸與精度要求

L≥1.5AH≤L

A1=6~10h=8~25(H7/f8)L1=

S+2L/3α=10°~25°

β=α+3°~5°L2=10~2524

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

3）滑塊與活動型芯的連接

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

4）滑塊導滑部分的結構設計

26

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

4）滑塊導滑部分的結構設計

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

5）滑塊的限位裝置

1-拉桿；2-彈簧；3-限位件；4-滑塊；5-頂銷；6-型芯28

9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

5）滑塊的限位裝置

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

5）滑塊的限位裝置

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

6）滑塊的鎖緊裝置

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9.2.2斜銷抽芯機構零部件的設計9.2斜銷抽芯機構

3.滑塊及其鎖緊和限位裝置

6）滑塊的鎖緊裝置

32

9.2.3斜銷延時抽芯9.2斜銷抽芯機構

(a)合模成型狀態(tài)(b)開模瞬間(c)完成抽芯狀態(tài)(d)合模插芯33

9.2.3斜銷延時抽芯9.2斜銷抽芯機構

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9.2.4斜銷抽芯時的干涉現(xiàn)象9.2斜銷抽芯機構

1-楔緊塊；2-型芯滑塊；3-斜銷；4-推桿；5-動模型芯；6-定模型芯避免或解決干涉現(xiàn)象的方法：（1）盡量避免將推出元件設置在與活動型芯投影相重疊的干涉區(qū)域內。（2）推出元件推出的最終位置低于活動型芯的底面。（3）當活動型芯復位前移至與推出元件投影相重疊的干涉區(qū)域時，推出元件已提前復位至活動型芯的底面以下。（4）若干涉現(xiàn)象不可避免，應設置推出機構的先復位機構。351.彎銷抽芯機構的特點9.3彎銷抽芯機構

1-彈簧；2-限位塊；3-柱頭螺釘；4-楔緊塊；5-彎銷；6-滑塊；7-活動型芯（1）彎銷有矩形的截面，能承受較大的彎曲應力。（2）彎銷各段可以加工成不同的斜度，甚至是直段，因此根據(jù)需要可以隨時改變抽芯速度和抽芯力或實現(xiàn)延時抽芯。（3）開模后，滑塊可以不脫離彎銷（不用限位裝置）。若脫離時，需設置限位裝置。（4）缺點是彎銷和滑塊斜孔的加工困難大，制造較費時。362.彎銷的結構設計9.3彎銷抽芯機構

1）彎銷的結構形式彎銷的截面大多數(shù)為方形和矩形。(a)的受力情況比斜銷好，制造較困難；(b)無延時抽芯要求，抽拔離分型面垂直距離較近的活動型芯；(c)抽拔離分型面垂直距離較遠的、有延時抽芯要求的活動型芯。圖(b)和圖(c)所示的彎銷一般固定在模外，可以減少模板面積，從而減輕模具重量。(a)(b)(c)372.彎銷的結構設計9.3彎銷抽芯機構

2）彎銷的固定形式

(a)(b)(c)(d)(e)(a)用于抽芯距小、抽芯力不大的場合。(b)彎銷受力不大。(c)彎銷能承受較大的抽芯力，穩(wěn)定性較好，常用的形式。(d)承受較大抽芯力(e)形式簡單，承受的抽芯力也較大。382.彎銷的結構設計9.3彎銷抽芯機構

3）彎銷的相關尺寸α=10°~30°α1=α+1mm；δ1=0.5~1mm。393.滑塊的楔緊形式9.3彎銷抽芯機構

404.彎銷的延時抽芯9.3彎銷抽芯機構

M=δ/sinα415.變角度彎銷的側向抽芯9.3彎銷抽芯機構

1-定模座板；2-滑塊；3-楔緊塊；4-滾輪；5-彎銷；6-動模套板；7-定模套板；8-限位裝置S1=H1tanα1

S2=H2tanα2

H=M+L1+L2

S=S1+S2=H1tanα1

+H2tanα2

421.工作原理及結構特點9.4斜滑塊抽芯機構

1-定模鑲塊；2-定模套板；3-型芯；4-斜滑塊；5-推桿；6-型芯固定板；7-限位銷；8-動模套板；9-澆口套431.工作原理及結構特點9.4斜滑塊抽芯機構

結構特點：（l）抽芯距離不能太長，結構簡單緊湊，動作可靠。（2）抽芯與推出的動作是重合在一起的。（3）斜滑塊的范圍和鎖緊依靠鎖模力完成。在模具套板上會產生一定的預緊力，使各斜滑塊側面間具有良好的密封性，避免形成飛邊，從而保證了壓鑄件的尺寸精度。（4）合模時，在定模套板的推動作用下，斜滑塊沿斜向導滑槽準確復位，無需設置推出機構的復位裝置。（5）模體的強度和剛性好，能承受較大的液態(tài)金屬沖擊力，且不易磨損，使用壽命長。449.4斜滑塊抽芯機構

2.斜滑塊抽芯機構的設計要點1）斜滑塊推出高度h<2H/32）導向斜角α

一般α≤25o3）滑塊與模具套板的裝配要求底部0.5～1mm的間隙，端面高出分型面0.1～0.5mm。459.4斜滑塊抽芯機構

2.斜滑塊抽芯機構的設計要點4）保證斜滑塊同步推出的措施

①在兩滑塊上增加橫向導銷，強制斜滑塊同步。②設置推出機構的導向裝置，并保證各推桿長度尺寸和研合后各斜滑塊底端位置的一致性。462.斜滑塊抽芯機構的設計要點9.4斜滑塊抽芯機構

5）斜滑塊的主分型面上應盡量不設置澆注系統(tǒng)。在特定情況下，可將澆道設置在定模分型面上。472.斜滑塊抽芯機構的設計要點9.4斜滑塊抽芯機構

6）設置強制裝置，確保開模后斜滑塊穩(wěn)定地留在動模套板內。482.斜滑塊抽芯機構的設計要點9.4斜滑塊抽芯機構

7）防止壓鑄件留在一側斜滑塊上的一些措施

493.斜滑塊的基本形式9.4斜滑塊抽芯機構

1）斜滑塊的拼合形式

503.斜滑塊的基本形式9.4斜滑塊抽芯機構

2）斜滑塊的導滑形式

511.齒輪齒條抽芯機構的組成及工作原理9.5齒輪齒條抽芯機構

1-限位螺釘2-螺釘固定塊3-傳動齒條4-滑塊齒條5-齒軸6-楔緊塊7-動模鑲塊8-活動型芯9-型芯10-定模鑲塊11-定模套板12-動模套板13-支承板14-墊塊522.齒輪齒條抽芯機構的設計要點9.5齒輪齒條抽芯機構

（1）為了使傳動平穩(wěn)可靠，又能傳遞較大的力，傳動齒條的齒形常采用漸開線短齒?；緟?shù)為：模數(shù)m=3，齒輪齒數(shù)z=12，壓力角α=20o。齒輪、齒條的其他尺寸設計計算均以此為依據(jù)。（2）齒輪、齒條的模數(shù)及嚙合寬度是決定機構承受抽芯力的主要參數(shù)，當模數(shù)m=3時，可承受的抽芯力按下式估算：F為抽芯力，N；B為嚙合寬度，mm。532.齒輪齒條抽芯機構的設計要點9.5齒輪齒條抽芯機構

（3）齒軸應有精確的定位裝置，以便開模結束，傳動齒條與齒輪完全脫開后，齒軸處于確定位置。在合模時，傳動齒條與齒輪能很好地嚙合。合模結束后，因傳動齒條上有一段延時抽芯行程，傳動齒條與齒輪完全脫開。故為了保證開模抽芯時，傳動齒條與齒輪準確的嚙合，也要求設置齒軸定位裝置。

1-齒軸；2-定位銷；3-彈簧；4-螺塞（4）帶有成型部分的齒條應有導向部位。（5）帶有成型部分的齒條和活動型芯盡可能加工成鑲拼式結構，以免熱處理時齒條變形。541.液壓抽芯機構的工作原理及特點9.6液壓抽芯機構

1-液壓抽芯器（液壓缸）；2-抽芯器座；3-活塞桿；4-聯(lián)軸器；5-拉桿；6-滑塊；7、8-活動型芯551.液壓抽芯機構的工作原理及特點9.6液壓抽芯機構

圖(c)為抽芯狀態(tài)。繼續(xù)開模，由推出機構將壓鑄件推出。復位時高壓油從抽芯器的左腔進入，先將活動型芯7復位，然后再合模，使模具處于壓鑄狀態(tài)。開模時，楔緊塊脫離滑塊，然后，高壓油在抽芯器前腔進入，抽出活動型芯7。圖(b)為開模后尚未抽芯的狀態(tài)，(b)(c)561.液壓抽芯機構的工作原理及特點9.6液壓抽芯機構

液壓抽芯機構有如下特點：（1)可以抽拔阻力較大、抽芯長度較長的型芯。（2)可以對任何方向的型芯進行抽拔。（3)可以單獨使用，隨時開動。當抽芯器壓力大于型芯所受反壓力的1／3左右時，可以不安裝楔緊塊，這樣，可以在開模前將活動型芯抽出，壓鑄件不易變形。（4)抽芯器為通用件，規(guī)格已經系列化，它的規(guī)格有l(wèi)0、20、30、40、50、100kN。用液壓抽芯可以使模具結構縮小。572.液壓抽芯機構的設計要點9.6液壓抽芯機構

（1)按所需抽芯距離及抽芯力選取抽芯器的大小。選用抽芯器時應按所算得的抽芯力乘以1.3的安全值。（2)抽芯方向不應設計在操作工人一側，因抽芯器多固定在動模上，并且在模具的外面，如抽芯器在操作工人一側，易發(fā)生人身事故。（3)活動型芯復位后，不宜將抽芯器的抽芯力作為鎖模力，需另設楔緊塊，否則，在壓鑄力作用下，活動型芯仍可能稍稍向后退縮，影響壓鑄件尺寸精度。（4)合模前，首先將抽芯器上的活動型芯復位，防止楔緊塊碰壞滑塊或活動型芯。（5)由于液壓抽芯機構在合模前先將滑塊復位，因此，要特別注意避免活動型芯與推桿的干涉?！阍诨顒有托鞠路讲灰嗽O置推出元件。581.成形斜推桿內側抽芯機構9.7其他抽芯機構簡介