KS-冷鐓機(jī)設(shè)計(jì)

KS-冷鐓機(jī)設(shè)計(jì),ks,冷鐓機(jī),設(shè)計(jì) 一． 明確設(shè)計(jì)任務(wù) 一、設(shè)計(jì)要求： 1.原料為成卷鋁線，生產(chǎn)率為100~120個(gè)/min； 2.實(shí)心鉚釘直徑5mm，長(zhǎng)度20~50mm，材料ML2； 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、選擇并設(shè)計(jì)動(dòng)力裝置； 2、設(shè)計(jì)脫模裝置、支承結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的主要傳動(dòng)裝置； 3、撰寫有關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 二． 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的功能分解 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)要完成自動(dòng)間歇送料， 截料并運(yùn)料， 預(yù)鐓和終鐓， 頂料四個(gè)動(dòng)作。圖1所示為冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的樹狀功能圖。 自動(dòng)間歇送料 螺釘頭冷鐓機(jī)的功能分解 預(yù)鐓，終鐓 截料，運(yùn)料 頂料機(jī)構(gòu) 鐓頭直線往復(fù)移動(dòng) 刀具直線往復(fù)移動(dòng) 直線往復(fù)移動(dòng) 圖1 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的樹狀功能圖 三．冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖 由樹狀功能圖，分析找出各功能元所要求的運(yùn)動(dòng)形式。選擇電動(dòng)機(jī)形式，通過(guò)減速或軸線平移，運(yùn)動(dòng)再傳遞，把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成各功能元所需的運(yùn)動(dòng)形式。圖2即為根據(jù)上述分析所畫出的冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖。 圖2 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖 四. 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的形態(tài)學(xué)矩陣 表 1 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的形態(tài)學(xué)矩陣 功 能 元 功能元解(匹配機(jī)構(gòu)或載體) 1 2 3 4 減速 A 帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 擺線針輪傳動(dòng) 減速 B 帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 擺線針輪傳動(dòng) 截料 C 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 移動(dòng)推桿盤形凸輪 移動(dòng)推桿圓柱凸輪 鐓頭 D 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 移動(dòng)推桿盤形凸輪 移動(dòng)推桿圓柱凸輪 間歇送料 E 槽輪機(jī)構(gòu) 棘輪摩擦輪機(jī)構(gòu) 移動(dòng)推桿圓柱凸輪 移動(dòng)推桿盤形凸輪 軸線變向 F 蝸桿傳動(dòng) 錐輪傳動(dòng) 單萬(wàn)向連軸節(jié)傳動(dòng) 螺旋齒輪傳動(dòng) 頂料 G 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 移動(dòng)推桿盤形凸輪 移動(dòng)推桿圓柱凸輪 移動(dòng)-移動(dòng)H 移動(dòng)汽缸機(jī)構(gòu) 液壓傳動(dòng) 雙滑塊連桿機(jī)構(gòu) 移動(dòng)推桿移動(dòng)凸輪 根據(jù)樹狀功能圖及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能框圖，已獲得各功能元及執(zhí)行構(gòu)件所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形式，然后，根據(jù)這些運(yùn)動(dòng)形式，匹配相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。把功能元作為列，功能元解(即匹配的執(zhí)行機(jī)構(gòu))作為行，可獲得表1所示的冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的形態(tài)學(xué)矩陣。 對(duì)該形態(tài)學(xué)矩陣求解， 即把實(shí)現(xiàn)每一功能的任一解法進(jìn)行組合，可得到多種運(yùn)動(dòng)方案。理論上求得的組合方案數(shù)為 N=4*4*6*4*4*8=12288 個(gè)方案。 在這些運(yùn)動(dòng)方案中，必須剔除那些有明顯缺點(diǎn)和不能實(shí)現(xiàn)的方案。有的方案，就單個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)能實(shí)現(xiàn)執(zhí)行動(dòng)作，但把這些機(jī)構(gòu)組合成系統(tǒng)后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)安排上是不可行的，整個(gè)機(jī)器太龐雜，制造成本太高。這些方案可以先加以否定，然后列出一批可行的方案，從中優(yōu)選出好的運(yùn)動(dòng)方案。下列三種方案經(jīng)分析討論是較好的方案。 方案一 A1+B3+ H1+D2+E4+F2+H2 方案二 A1+B3+C4+D2+E2+F2+G3 方案三 A1+B3+C3+ D2+E4+F2+G3 五. 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方案示意圖及運(yùn)動(dòng)方案的工作原理和特點(diǎn) 圖3所示為冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)方案一的運(yùn)動(dòng)示意圖。 圖3 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)方案一的運(yùn)動(dòng)示意圖 1.方案一以機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，液氣機(jī)構(gòu)輔之，其工作原理及特點(diǎn)如下： 送料機(jī)構(gòu)(1)： 利用凸輪廓線推動(dòng)滾子推桿，使?jié)L子推桿實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且將水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)，且有近修和遠(yuǎn)修輪廓線，從而完成間歇送料。 凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精度高，運(yùn)行可靠。但是制造困難，噪音大且易磨損。 截料，運(yùn)料機(jī)構(gòu)(2)：由電磁閥控制氣缸，與氣缸相連的連桿帶動(dòng)齒輪做水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒輪帶動(dòng)齒條亦做水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而完成截料與運(yùn)料工藝動(dòng)作。 該機(jī)構(gòu)省去了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，反向時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，易于調(diào)節(jié)移動(dòng)速度。 預(yù)鐓，終鐓機(jī)構(gòu)(3)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小變換功能，而且實(shí)現(xiàn)了將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)。 經(jīng)過(guò)一次運(yùn)動(dòng)大小變換，有一定的沖擊力，而且重量輕，制造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)亦簡(jiǎn)單。但是系統(tǒng)的剛度較差。 頂料機(jī)構(gòu)(4)：通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小變換功能。 速度和力可調(diào)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖4所示為冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)方案二的運(yùn)動(dòng)示意圖。 圖4 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)方案二的運(yùn)動(dòng)示意圖 2. 方案二完全由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其工作原理及特點(diǎn)如下： 送料機(jī)構(gòu)(1)：棘輪機(jī)構(gòu)與摩擦輪機(jī)構(gòu)共軸，通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)，帶動(dòng)摩擦輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)摩擦輪采用掛輪，這樣可以實(shí)現(xiàn)摩擦輪轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)可調(diào)，通過(guò)棘輪與摩擦輪二者的可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了運(yùn)送料的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。 棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)角可在工作過(guò)程中，并可在較大范圍內(nèi)調(diào)整等特點(diǎn)。但是傳動(dòng)精度較差，且棘爪在齒表面滑行時(shí)引起噪音，沖擊齒尖易磨損而不易用于高速。 截料，運(yùn)料機(jī)構(gòu)(2)：采用移動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)圓柱凸輪的廓線推動(dòng)連桿和刀具實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換功能。這樣就可以完成截料與運(yùn)料工藝動(dòng)作。 圓柱凸輪可以通過(guò)設(shè)計(jì)凸輪廓線使得推桿實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。但是易磨損，制造較困難。 預(yù)鐓，終鐓機(jī)構(gòu)(3)：先由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小變換功能，再采用擺桿滑塊機(jī)構(gòu)將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小變換功能。 經(jīng)過(guò)兩次運(yùn)動(dòng)大小變換，具有較大的沖擊力，相比方案一中(3)的四桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，六桿機(jī)構(gòu)受力好，其中的擺桿機(jī)構(gòu)能起到增力的作用，具有很大的機(jī)械利益，以滿足鐓壓工作的需要。 頂料機(jī)構(gòu)(4)：利用凸輪廓線推動(dòng)滾子推桿，使?jié)L子推桿實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)， 并且將水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)從而完成頂料。 凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精度高，運(yùn)行可靠。但是制造困難，噪音大且易磨損 3. 方案三亦完全由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其工作原理及特點(diǎn)如下： 送料機(jī)構(gòu)(1)： 利用凸輪廓線推動(dòng)滾子推桿，使?jié)L子推桿實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且將水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)，且有近修和遠(yuǎn)修輪廓線，從而完成間歇送料。 凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精度高，運(yùn)行可靠。但是制造困難，噪音大且易磨損。 截料，運(yùn)料機(jī)構(gòu)(2)： 利用凸輪廓線推動(dòng)滾子推桿，使?jié)L子推桿實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且將水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往復(fù)直線移動(dòng)，從而完成截料和運(yùn)料。 凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精度高，運(yùn)行可靠。但是制造困難，噪音大且易磨損。 預(yù)鐓，終鐓機(jī)構(gòu)(3)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小變換功能，而且實(shí)現(xiàn)了將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)。 經(jīng)過(guò)一次運(yùn)動(dòng)大小變換，有一定的沖擊力，而且重量輕，制造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)亦簡(jiǎn)單。但是系統(tǒng)的剛度較差。 頂料機(jī)構(gòu)(4)： 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小變換功能，而且實(shí)現(xiàn)了將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向的往復(fù)直線移動(dòng)，再通過(guò)磁鐵將螺釘從模中吸出。 經(jīng)過(guò)一次運(yùn)動(dòng)大小變換，可產(chǎn)生較大的反力，而且重量輕，制造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)亦簡(jiǎn)單。但是系統(tǒng)的剛度較差。 圖5所示為方案三的運(yùn)動(dòng)示意圖。 圖5 冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)方案三的運(yùn)動(dòng)示意圖 六. 方案比較 上面已經(jīng)展示了冷鐓機(jī)脫模裝置設(shè)計(jì)的三種可行方案。方案一以機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，液氣機(jī)構(gòu)輔之， 方案二和方案三完全由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其中對(duì)鐓頭來(lái)說(shuō)， 方案二采用了六桿機(jī)構(gòu)，而方案一和方案三均采用的是四桿機(jī)構(gòu)。 六桿機(jī)構(gòu)相對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，受力好，其中的擺桿機(jī)構(gòu)能起到增力的作用，具有很大的機(jī)械利益，以滿足鐓壓工作的需要。 另外，方案二僅需一個(gè)電動(dòng)機(jī)，而且各機(jī)構(gòu)之間安裝較為緊湊，節(jié)約空間。另外，只有方案二中的間歇送料機(jī)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)的要求---運(yùn)送長(zhǎng)度可調(diào)，但是需要人工換摩擦輪，盡管如此， 因?yàn)榉桨付c方案一和方案三相比，實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性以及可靠性的要求要要一些，因此，選擇方案二為最優(yōu)方案。 七. 方案二的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 圖6所示為方案二的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 度數(shù)/? 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 時(shí)間 ，s 0 0.125 0.25 0.375 0.5 h=56mm 預(yù)鐓，終鐓 15 下降 165 195 下降 345 六桿機(jī)構(gòu) 90預(yù)鐓 上升 270終鐓 上升 頂料 240 300 下降 盤行凸輪 下降30 150 上升 間歇送料 240 270被切階段 摩擦輪和棘輪 120 截料，運(yùn)料 30 刀具返回 刀具前進(jìn) 330 圓柱凸輪 120 210 轉(zhuǎn)位 模膛轉(zhuǎn)動(dòng) 120轉(zhuǎn)動(dòng) 240停止 槽輪 圖 6 方案二的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 P (δ)( ?) s (mm) v (m/s) a(m/s/s) b(α壓力角/?) 0 0.00 0.00 0.00 7.18 15 1.73 0.24 20.89 7.04 30 11.73 0.72 20.90 6.30 45 30.00 0.96 0.00 5.26 60 48.27 0.72 -20.89 4.51 75 58.27 0.24 -20.90 4.16 90 60.00 0.00 -0.00 4.10 105 60.00 0.00 0.00 4.10 120 60.00 0.00 0.00 4.10 135 60.00 0.00 0.00 4.10 150 60.00 0.00 0.00 4.10 165 58.27 -0.24 -20.89 4.15 180 48.27 -0.72 -20.90 4.45 195 30.00 -0.96 -0.00 5.18 210 11.73 -0.72 20.89 6.23 225 1.73 -0.24 20.90 7.12 240 -0.00 -0.00 0.00 7.18 255 0.00 0.00 0.00 7.18 270 0.00 0.00 0.00 7.18 285 0.00 0.00 0.00 7.18 300 0.00 0.00 0.00 7.18 315 0.00 0.00 0.00 7.18 330 0.00 0.00 0.00 7.18 345 0.00 0.00 0.00 7.18 360 0.00 0.00 0.00 7.18 vmax=0.96(最大速度) amax=24.12（最大加速度） 根據(jù)上面的程序可以完成繪制輪廓曲線圖，詳見程序運(yùn)行結(jié)果。根據(jù)上表做出位移，速度，加速度曲線圖。 根據(jù)加速度曲線圖可得，正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)剛性沖擊也無(wú)柔性沖擊。適用于中高速輕載。由表知壓力角αmax=7.18?，這樣γmin=90?-7.19?=82.81?，滿足了γmin>=40?~50?，而且傳動(dòng)角比較大，機(jī)構(gòu)傳力效果好。 圖7 平面凸輪輪廓曲線圖 圖8 平面凸輪位移曲線圖 圖9 平面凸輪速度曲線圖 圖10 平面凸輪加速度曲線圖 根據(jù)加速度曲線圖可得，正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(推程)無(wú)剛性沖擊也無(wú)柔性沖擊，適用于中高速輕載。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(回程)加速度有突變，不過(guò)這一突變?yōu)橛邢拗?，因而引起的沖擊很小，為柔性沖擊。由表知壓力角αmax=33.69?所以， γmin=90?-33.69?=56.31?滿足了γmin>=40?~50?，傳力性能良好。 根據(jù)上表做出圓柱凸輪輪廓曲線展開圖。（速度，加速度曲線圖與平面凸輪的速度，加速度曲線圖作法類似）。 圖 11 圓柱凸輪輪廓曲線展開圖 十一.電動(dòng)機(jī)的選擇 曲柄OA的角加速度ω1=2π/T=2π/0.5 =12.566rad/s 轉(zhuǎn)速n1=60/T=120r/min 因此選擇同步轉(zhuǎn)速為n0=750 r/min(8級(jí))，50Hz，380V的電動(dòng)機(jī)即可。這樣， 曲柄OA每轉(zhuǎn)一周，鐓頭完成兩次鐓壓(預(yù)鐓和終鐓)；頂料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)一周頂料一次，ω2=2π/T=2π/0.5 =12.566rad/s 轉(zhuǎn)速n2=60/T=120r/min，截料與運(yùn)料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)一周，完成一次循環(huán)，送料一次，ω3=2π/T=2π/0.5 =12.566rad/s 轉(zhuǎn)速n3=60/T=120r/min，這樣使得n1= n2= n3，傳動(dòng)比?=1。整個(gè)系統(tǒng)完成一次循環(huán)，生產(chǎn)一件成品。滿足了生產(chǎn)率為120只/分的要求。 十二 脫模機(jī)構(gòu)分類 塑件頂出方法受塑件材料及形狀等影響，由于塑件復(fù)雜多變，要求不一，導(dǎo)致膠件的脫模機(jī)構(gòu)也多種多樣。 按動(dòng)力來(lái)源分，脫模機(jī)構(gòu)可分為三類： （1）手動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 指當(dāng)模具分開后，用人工操縱脫模機(jī)構(gòu)使塑件脫出,它可分為模內(nèi)手工推出和模外手工推出兩種。這類結(jié)構(gòu)多用于形狀復(fù)雜不能設(shè)置推出機(jī)構(gòu)的模具或塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)量小的情況，目前很少采用。 （2）機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 依靠注射機(jī)的開模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑件自動(dòng)脫模。這類模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用于生產(chǎn)批量大的情況，是目前應(yīng)用最廣泛的一種推出機(jī)構(gòu)，也是本章的重點(diǎn)。它包括頂針類脫模，司筒脫模，推板類脫模，氣動(dòng)脫模，內(nèi)螺紋脫模及復(fù)合脫模。 （3）液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 一般是指在注射機(jī)或模具上設(shè)有專用液壓或氣動(dòng)裝置，將塑件通過(guò)模具上的推出機(jī)構(gòu)推出模外或?qū)⑺芗党瞿Ｍ狻? 按照模具的結(jié)構(gòu)特征分,脫模機(jī)構(gòu)可分為： 一次脫模機(jī)構(gòu)、定模脫模機(jī)構(gòu)、二次或多次脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)水口料的脫模機(jī)構(gòu)、帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)等。 3. 對(duì)脫模機(jī)構(gòu)的要求 模具打開時(shí)，塑件必須留在有頂出機(jī)構(gòu)的半模上。 由于注射機(jī)的推桿在安裝后模的一側(cè)，所以注射模的頂出機(jī)構(gòu)一般在后模。這種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作穩(wěn)定可靠。（特殊情況也用倒推模，此時(shí)塑件開模后必須留在前模。 頂出行程合理，制品可自由落下 頂出機(jī)構(gòu)必須將塑件完全推出，完全推出是指制品在重力作用下可自由落下。頂出行程取決于制品的形狀。對(duì)于錐度很小或沒(méi)有錐度的制品，頂出行程等于后模型芯的最大高度加5～10mm的安全距離。對(duì)于錐度很大的制品，頂出行程可以小些，一般取后模型芯高度的1/2～2/3之間即可。 頂出行程受到模胚方鐵高度的限制，方鐵高度已隨模胚標(biāo)準(zhǔn)化。如果頂出行程很大，方鐵不夠高時(shí)，應(yīng)在訂購(gòu)模胚時(shí)加高方鐵高度，并在技術(shù)要求中寫明。 4. 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 制品頂出是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),頂出質(zhì)量好壞將直接影響制品的質(zhì)量,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則。 1) 頂針位置設(shè)計(jì)的一般原則： 1、頂出要平衡，頂針必須均勻布置，以防頂出后膠件變形。 2、應(yīng)注意塑件的美觀性,盡量將頂針布置在產(chǎn)品裝配后看不到的部位的地方，這一點(diǎn)對(duì)于透明制品尤其重要。要知道，任何頂針都會(huì)在膠件上留下痕跡，而且隨著頂針在生產(chǎn)過(guò)程中的不斷磨損，這種痕跡會(huì)越來(lái)越明顯。 3、頂針應(yīng)落在最有利于成品出模，即脫模力最大的地方；頂出力必須施加于膠件的最底點(diǎn)，將膠件推出，而不是拉出。見下圖： 4、頂出力必須作用在制品能承受最大頂出力的部位,即剛性好，強(qiáng)度最大的部位.如壁邊，骨位、柱位下面，殼體側(cè)壁，作用面積也盡可能大一些（即盡可能選直徑大的頂針），以防塑件變形或損壞。盡量避免受力點(diǎn)作用于制品薄平面上，防止制品破裂,穿孔,頂白等。如筒形制品棄用頂針頂出而選擇推板頂出。 5、為防止制品變形,受力點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯或難于脫模部位,如細(xì)小的柱位與骨位。 7、頂針盡量布置于膠件的拐角處。 8、頂針應(yīng)盡可能對(duì)稱布置。 9．在有滑塊側(cè)抽芯和斜滑塊的模具中，頂針盡量布置于側(cè)抽芯或斜滑塊在分模面的投影面之外。如無(wú)法避免，則要加頂針先復(fù)位機(jī)構(gòu)。頂針先復(fù)位機(jī)構(gòu)圖詳見本章第節(jié)。 10、為方便水口脫落，在水口轉(zhuǎn)角處應(yīng)落水口頂針。 11、啤PP料及K料可采用垃圾釘頂出。啤ABS等其它塑膠，當(dāng)頂出力很小且成品上不允許留有頂針痕跡時(shí)，也可以采用垃圾釘頂出。 12、頂針應(yīng)盡量落在較平的地方，如果落頂針處斜度較大，頂針應(yīng)磨成階梯狀以增大頂出力，或在不影響功能的情況下加大箭腳或頂針柱。 13、局部膠位較深時(shí)，由于脫模力大，輕易頂白或頂穿，在不影響功能的前提下，頂針應(yīng)傍骨，加頭箭腳或出頂針柱。傍骨或出頂針柱時(shí)，頂針一般用Φ3/32”或Φ7/64”，大件成品且膠位較厚時(shí)亦可采用Φ1/8”頂針。 14、成品上有較深凹位時(shí)，一般在內(nèi)骨底落Φ7/64”或Φ1/8”頂針出頂針柱或跟客戶要求主骨兩測(cè)傍骨出頂針柱。 15、螺絲柱、定位柱等深孔部位一般落司筒或在柱兩側(cè)傍骨出頂針柱。實(shí)心柱底要落頂針，可以防止困氣，也可以防止火花加工（EDM）時(shí)積碳。 16、頂針邊離膠位邊一般應(yīng)有1—2mm距離，當(dāng)頂針傍柱位骨位頂出時(shí)，頂針邊離膠位邊不應(yīng)超過(guò)2mm距良，當(dāng)頂針位鋼料低于周邊鋼料時(shí)，頂針邊離膠位邊可以作到0.5mm距離; 17、PVC料不宜頂垃圾釘及分流道不能直沖型腔。但PVC等軟膠的公仔模(鈹銅模、雕刻模)一律采用頂垃圾釘?shù)姆绞匠瞿?，頂針大小為?/32”或Φ3/16”。垃圾釘應(yīng)落在公仔較平整無(wú)花紋的部位，方便披水口，且頂出要平衡垃圾針要離開膠位邊2mm以上。 18、頂針與撐頭及運(yùn)水之間最少要保證有3—4mm的鋼位。 19、頂針圖的標(biāo)數(shù)采用坐標(biāo)標(biāo)注法，基準(zhǔn)要和模具排位圖的基準(zhǔn)一致。頂針標(biāo)數(shù)要準(zhǔn)確且要拿整數(shù)，最多可給一位小數(shù)。要小心頂針破邊，一般頂針邊離膠位邊應(yīng)有1—2mm距離。 2) 頂針大小設(shè)計(jì)的一般原則： 1．因?yàn)橄铝欣碛?，頂針外徑?yīng)盡量取較大值: 1）防止因射出壓力而彎曲。 2）防止因脫模阻力而彎曲、破損。 3）防止白化。 2．在大平面上不宜用小頂針。 3．在不影響制品脫模和位置足夠時(shí)應(yīng)盡量采用同一型號(hào)大小頂針, 以方便開料,加工.(如 5mm輿 6mm,可以的話選用其中一種)。 4．頂出零件和型芯的配合為間隙配合，配合公差為H7/f7。配合長(zhǎng)度10～20mm。 5. 每一套模具頂針直徑尺寸不宜太多種，否則加工時(shí)需頻頻換刀，既浪費(fèi)時(shí)間也容易出錯(cuò)。 3) 頂針數(shù)量設(shè)計(jì)的一般原則： 頂針的數(shù)量往往取決于經(jīng)驗(yàn)。一般情況下，頂針數(shù)量越多，頂出效果就越好，但不必要的頂針會(huì)提高模具的制作成本。因此在保證膠件能可靠頂出的情況下，應(yīng)盡可能減少頂針的數(shù)量。但對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不足的工程師，本人建議，在不影響外觀及運(yùn)水布置的情況下，頂針寧多勿少。因?yàn)槿绻谠嚹r(shí)發(fā)現(xiàn)膠件頂白或變形，再增加頂針會(huì)非常麻煩。但寧多勿少并非濫用，而是當(dāng)你在X根和X+1根之間猶豫不決時(shí)，你就用X+1根。 4) 頂針設(shè)計(jì)的其它原則： 1、能用頂針則不用司筒，能用圓頂針則不用扁頂針。原因很簡(jiǎn)單，司筒和扁頂針制造成本高，且易磨損，壽命不如圓頂針，維修也不便。 2、當(dāng)塑件上不允許有頂針印時(shí)，可在產(chǎn)品周邊適當(dāng)位置加輔助垃圾釘頂出（6-9所示）。 3、頂針與后模鑲件的間隙應(yīng)小于所啤塑料的溢邊值。各種塑料的溢邊值見第一章《塑料及其注塑成型工藝》。 4、注意整體布局均勻,特殊情況要考慮采用多種頂出裝置.如:斜頂,司筒針,推板,二次強(qiáng)行脫模,油缸拉動(dòng),氣體頂出等復(fù)合脫模。 5、頂出件不能兼作型芯。 6、有方向性要求的頂針，司筒頭要做（磨）單邊或雙邊管位以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。 7、當(dāng)在斜面或曲面上配置時(shí)，頂針必須防轉(zhuǎn)，且頂針頂端要加膠線防止出現(xiàn)頂滑現(xiàn)象。 8、避免因真空吸附而使膠件產(chǎn)生頂白、變形，可采用復(fù)合脫?；蛴猛笟怃撆艢?，如頂桿與推板或頂桿與頂塊脫模，頂桿適當(dāng)加大配合間隙排氣，必要時(shí)還可設(shè)置進(jìn)氣閥。 5. 頂針脫模 頂針包括圓頂針，扁頂針及異形頂針。其中圓頂針推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。圓頂針推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見的一種形式。扁頂針截面是長(zhǎng)方形，加工成本高，易磨損，維修不方便。異形頂針是根據(jù)膠件推出位的形狀而設(shè)計(jì)的，如三角形，弧形，半圓形等，因加工復(fù)雜，很少采用，此處不作探討。 1) 圓頂針 圓頂針是最簡(jiǎn)單,最普通的頂出裝置.圓頂針與頂針孔都易于加工,因此已被作為標(biāo)準(zhǔn)件廣泛使用。圓頂針有無(wú)托頂針和有托頂針二種。頂針直徑在φ2.5以下而且位置足夠時(shí)要做有托頂針，大于φ2.5都做無(wú)托頂針。見圖。 1、圓頂針優(yōu)點(diǎn)是： （1）制造加工方便，成本底。圓孔鉆削加工，比起其它形狀的線切割或電火花加工，要快捷方便得多。另外，圓形頂針是標(biāo)準(zhǔn)件，購(gòu)買很方便，相對(duì)于其它頂針，它的價(jià)錢最便宜。 （2）阻力小。可以證明，面積相同的截面，以圓形截面的周長(zhǎng)最短，因此摩擦阻力最小，磨損也最小。 （3）維修方便。圓形頂針尺寸規(guī)格多，有備件，更換方便。 2、圓頂針缺點(diǎn)： 頂出位置有一定的局限性。對(duì)于骨位，膠件邊緣，及狹小的槽，布置圓頂針有較困難，若用小頂針，幾乎沒(méi)有作用。 3、圓頂針位置設(shè)計(jì) （1）頂針布置順序: 四周、加強(qiáng)筋、Boss孔(套筒或 兩支頂針)。頂針不能太靠邊,要保持1.2mm以上的鋼位。 （2）對(duì)于表面不能有頂針印的產(chǎn)品，可在產(chǎn)品周邊適當(dāng)位置加輔助垃圾釘頂出（6-9所示） （3） 頂針盡可能避免設(shè)置在高低面過(guò)渡的地方；頂針盡量不要放在鑲件拼接處，若無(wú)法避免，可將頂針對(duì)半做于二個(gè)鑲件上，或在二鑲件間鑲圓套。如下圖。 （4）頂針可以頂螺絲柱（Boss）：低于20mm以下的螺絲柱，如果旁邊能夠下頂針的話可以不用司筒,而在其附近對(duì)稱加兩支頂針。見圖。 （5）頂針可以頂骨位：頂骨位的頂針一般用直徑3/32“或者7/64”，但這樣的話，骨位二邊會(huì)增加一些膠位，須征得客戶同意，且要保證：①不影響產(chǎn)品的裝配和使用功能；②不能導(dǎo)致制品表面縮水，如圖6-7所示圖加頂針。 （6）頂針可以頂邊：頂邊有二種方法，一是邊外部加膠，頂針全部頂膠位（見圖），由于要多出膠位，須征得客戶同意。二是頂針頂部分膠位（見圖），因?yàn)橛幸徊糠忠斍澳?nèi)模，易將前模內(nèi)模頂出凹陷而出披風(fēng)。 4、圓頂針大小設(shè)計(jì) （1）除非特殊情況,模具應(yīng)避免使用 1/16"( 1.5mm)以下的頂針,因細(xì)長(zhǎng)頂針易彎易斷。細(xì)頂針要經(jīng)淬火加硬,使其具有足夠強(qiáng)度與耐磨性。直徑1/8“～1/4”的頂針用的較多。 （2）直身頂針規(guī)格：頂針直徑×頂針長(zhǎng)度，如：￠3/16“×120mm。。 （3）頂針過(guò)長(zhǎng)或頂針偏小時(shí),要用有托頂針。使用有托頂針開料時(shí),應(yīng)注明托長(zhǎng)。如： 1.5mm ×( 3× 90托長(zhǎng))×（200總長(zhǎng)） （4）頂針標(biāo)準(zhǔn)件長(zhǎng)度系列： 50,100,150，200，...... （5）直身圓頂針：3/64” ～1”,長(zhǎng)度可達(dá)630mm；加托圓頂針最長(zhǎng)14”(315mm)，托長(zhǎng)1/2”～2”。 （6）落頂針時(shí)應(yīng)視膠件大小盡可能落大一些的頂針。一般Φ3/16”—Φ5/32” 為常用，成品特別大時(shí)可落Φ1/2”，或視需要落更大的頂針。 5、頂針的固定形式 頂桿固定在頂針固定板上，如果頂膠件的面是斜面的話，固定部位要加防轉(zhuǎn)銷。見下圖所示。 6、設(shè)計(jì)頂針的注意事項(xiàng)： （1） 頂針在距型芯表面一段距離后要避空, 以減少與模具的接觸面積,避免發(fā)生磨損燒死（咬蝕）。有效配合長(zhǎng)度=（2.5～3）D，最小不得小于8mm，尺寸（圖6-3示）： （2）對(duì)于頂針頂出面為斜面的場(chǎng)合，為防止產(chǎn)品跟斜頂滑行，斜頂附近的頂針面要磨“+”形或平行的槽位（圖6-8）。若頂針面是斜面或其它異形面，頭部須加防轉(zhuǎn)銷（管位）防轉(zhuǎn)。 （3） 一般場(chǎng)合頂針面應(yīng)高于呵（CORE）平面，在不影響功能與使用的情況下,頂針一般高出開模面0.05～0.08mm。對(duì)于膠位平面有要求的場(chǎng)合可考慮在頂針周邊加沉臺(tái)， 十三.參考資料 1.鄒慧君主編 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 高等教育出版社 2.趙勻主編 機(jī)構(gòu)數(shù)值分析與綜合 機(jī)械工業(yè)出版社 3.阿爾托包列夫斯基等著作 孫可宗 陳兆雄 張世民 譯 平面機(jī)構(gòu)綜合 上冊(cè) 人民教育出版社 4.葛文杰 陳作模等主編 機(jī)械原理 高等教育出版社 5.申永勝主編 機(jī)械原理教程 清華大學(xué)出版社 6.楊路明主編 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 北京郵電大學(xué)大學(xué)出版社 7.楊裕根主編 現(xiàn)代工程圖學(xué) 北京郵電大學(xué)大學(xué)出版社