1．頂桿頂出機(jī)構(gòu)

頂桿頂出機(jī)構(gòu)是頂出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見的一種形式。由于頂桿截面多為圓形，因此其制造和修配方便，頂出效果好，在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但由于頂出面積一般比較小，易引起應(yīng)力集中而頂穿塑件或?qū)⑺芗斪冃?，所以很少?yīng)用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。圖1-13所示為頂桿結(jié)構(gòu)。

2．頂管頂出機(jī)構(gòu)

頂管頂出機(jī)構(gòu)又稱空心頂桿頂出機(jī)構(gòu)，它適于環(huán)形、筒形塑件或塑件上中心帶孔部分的頂出。由于頂管整個(gè)周邊接觸塑件，故推頂塑件力均勻，塑件不易變形，也不留下明顯的頂出痕跡。采用頂管頂出時(shí)，主型芯和凹?？赏瑫r(shí)設(shè)計(jì)在動(dòng)模側(cè)，有利于提高制件的同心度。對(duì)于過薄的塑件（厚度<1.5mm），盡量不要采用頂管頂出，因過薄的頂管加工困難，且易損壞。圖1-14所示為頂管結(jié)構(gòu)。

3．推板頂出機(jī)構(gòu)

推板頂出機(jī)構(gòu)具有頂出力均勻、頂出效果好和無頂出痕跡等特點(diǎn)，特別適用于一模多腔，圓形與外形簡(jiǎn)單的產(chǎn)品脫模。缺點(diǎn)是使模具厚度增加，脫?？孜恢玫呐浜暇燃凹庸ぞ纫筝^高。圖1-15所示為推板頂出結(jié)構(gòu)。

一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)的溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效冷卻，使熔融塑料的熱量盡快傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，從而提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

對(duì)于熔融粘度較底，流動(dòng)性較好的塑料，如聚乙烯、尼龍、聚苯乙烯等，若塑件是薄壁而小型的，則模具可利用自然冷卻；若塑件是厚壁而大型的，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻，以便塑件在模腔內(nèi)很快冷凝定型，縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。圖1-16所示為冷卻系統(tǒng)。

冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，常用冷卻水冷卻。這是因?yàn)樗谋葻崛荽?，成本低，且低于室溫的水也容易獲得。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內(nèi)開設(shè)冷卻水道，利用循環(huán)水將熱量帶走，維持模具溫度在一定范圍內(nèi)。

冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本考慮要點(diǎn)如下：

• 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。

• 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，水道分部越均勻，對(duì)塑件冷卻越均勻。

• 水孔與型腔表面各處應(yīng)有相同的距離。

• 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。

• 降低入水與出水的溫差。

• 要結(jié)合塑料的特性和制件的結(jié)構(gòu)，合理考慮冷卻水道的排列形式。

• 冷卻水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，影響強(qiáng)度。

• 保證冷卻通道不泄漏。

• 防止冷卻水道與其他部位發(fā)生干涉。

• 冷卻通道的進(jìn)出口要低于模具的外表平面。

• 冷卻水道要利于加工和清理。

當(dāng)塑件上有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件必須是可活動(dòng)的型芯。脫模前，活動(dòng)型芯必須先抽出，完成側(cè)面活動(dòng)型芯抽出的機(jī)構(gòu)稱作抽芯機(jī)構(gòu)。

實(shí)際使用當(dāng)中，最為常用的就是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理是利用開模力和斜導(dǎo)柱的傾斜角度強(qiáng)行驅(qū)動(dòng)滑塊作橫向移動(dòng)，從而完成抽芯分型動(dòng)作。其特點(diǎn)是抽芯動(dòng)作可靠，抽撥力大，但模具制造要求高，實(shí)際應(yīng)用廣泛。

斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的分型抽芯距要比斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)大，能承受的側(cè)向注射壓力比斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)大，但加工較困難，模具制造精度要求較高，一般用于需要垂直分型或多向抽芯的產(chǎn)品。圖1-17所示為斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。

1.2  模具結(jié)構(gòu)與常用標(biāo)準(zhǔn)件介紹

模具是塑件成型的主要工具，了解模具結(jié)構(gòu)及其常用標(biāo)準(zhǔn)件是非常必要的。如圖1-18所示是一套完整的三維圖形模架結(jié)構(gòu)。模具結(jié)構(gòu)的形式很多，但歸納起來，不外乎兩大類型，即成型零件和結(jié)構(gòu)零件。下面對(duì)模具中的部分部件進(jìn)行介紹。

1.2.1  模架

模架由模板、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等零件組成，但是型腔未加工的組合體。為了提高模具設(shè)計(jì)制造效率，一些大型的專業(yè)模架廠生產(chǎn)出各種型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)模架來供客戶使用，如圖1-19所示。

1.2.2  型芯——成型零件

型芯也稱做公模，該結(jié)構(gòu)安裝在B板上，合模時(shí)，承受注塑機(jī)壓力，與型腔配合，注塑成型時(shí)，型芯成型塑件的內(nèi)壁形狀。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-20所示。

1.2.3  型腔——成型零件

型腔也稱做母模，該結(jié)構(gòu)安裝在A板上，合模時(shí)，承受注塑機(jī)壓力，與型芯配合，注塑成型時(shí)，型腔成型塑件的外壁形狀。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-21所示。

1.2.4  滑塊——成型零件

沿導(dǎo)向件向上滑動(dòng)，帶動(dòng)側(cè)型芯完成抽芯和往復(fù)動(dòng)作的零件，如圖1-22所示。

1.2.5  導(dǎo)柱——結(jié)構(gòu)零件

與安裝在另一半模上的導(dǎo)套（或孔）相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓柱形零件，如圖1-23所示。

1.2.6  導(dǎo)套——結(jié)構(gòu)零件

與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件，如圖1-24所示。

利用UG NX 4進(jìn)行塑料注塑模具設(shè)計(jì)之前，必須充分分析模具設(shè)計(jì)的步驟和順序，從而簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)流程。在實(shí)際生產(chǎn)中，一套完整模具的設(shè)計(jì)制造流程一般如圖1-25所示。

1．分析制品工藝

分析塑料制品圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接和鉆孔等后加工。

選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 

分析工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。

成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。

2．選擇成型設(shè)備

根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格和特點(diǎn)。如對(duì)于注射機(jī)來說，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑、噴嘴球面半徑、澆口套尺寸、定位圈尺寸、模板行程、模具最大厚度和最小厚度等。初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。

3．確定具體結(jié)構(gòu)方案

注塑模具要考慮到的結(jié)構(gòu)很多，主要有以下項(xiàng)目：

型腔布置，根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。

確定分型面，分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫模、成型操作和塑料制件的表面質(zhì)量等。

確定澆注系統(tǒng)（主澆道、分澆道和澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大小）。 

選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。

決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。

根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度、外形尺寸、外形結(jié)構(gòu)和所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。

確定主要成型零件和結(jié)構(gòu)零件的結(jié)構(gòu)形式。

考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。

對(duì)以上問題都作出全面的考慮，并明確采用何種機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)后，才利用UG展開模具的分模及其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

在進(jìn)行實(shí)際制品到模具設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，作為一位制品與模具設(shè)計(jì)人員，首先應(yīng)該清楚制品到模具實(shí)際設(shè)計(jì)的流程圖，如圖1-26所示。

根據(jù)流程圖可以看出，設(shè)計(jì)一件制品首先必須進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，接著是方案設(shè)計(jì)，其次是技術(shù)設(shè)計(jì)，然后是制造設(shè)計(jì)，最后才投入生產(chǎn)制造。在上面的流程中要分化出許多設(shè)計(jì)步驟和階段性結(jié)果。所以，不難看出制品設(shè)計(jì)到模具設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)是密不可分的，這些環(huán)節(jié)都直接影響到各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。