4.1 拔模
4.1.1 拔模的必要性
一个简单的塑料盒子,其侧壁采用不同的形式设计,如图4-1所示。在模具中成型后,产品会包紧在定模仁上,如果要将其从定模仁上顶出来,采用哪种形式更容易实现呢?
图4-1(a)和(b)的差别仅在于一个盒子的侧壁做了直身面,另一个盒子的侧壁倾斜了一定角度。根据日常生活经验,似乎采用如图4-1(b)所示的形式,产品更容易从定模仁上顶出来;采用如图4-1(a)所示的形式,产品会包得很紧,顶出相对困难。
实际情况也确实如此,只有在进行产品设计时侧壁倾斜一定角度,成型后产品才能更顺利地从模具中脱出,这种产品侧壁倾斜一定角度的做法被称为拔模,其对应倾斜的角度称为拔模角度。
图4-1 盒形零件侧壁形式
拔模角度是指在与模具表面直接接触并垂直于分型面的产品特征上设计一个倾斜角度,正是由于这个角度的存在,模具被打开的瞬间在塑件和成型零件之间产生间隙,从而让产品可以轻松地脱离模具。如果在设计中不考虑拔模角度,那么由于热塑性塑料在冷却过程中会收缩,从而紧贴在模具型芯上很难被顺利地顶出,即使顶出也可能会导致产品被拉伤或变形。
然而,产品拔模的方向是有讲究的,拔模方向不正确可能会导致模具无法加工或产品无法脱出模具。下面还以上述简单产品为例,分析一下其侧壁可能的拔模形式,如图4-2所示。
图4-2 侧壁拔模形式
仔细对如图4-2所示的4种侧壁拔模形式进行分析,即可发现如图4-2(c)和(d)所示的拔模形式是错误的,因为产品拔模方向错误会导致在产品内壁形成倒扣,开模后产品顶不出来,就算被强行顶出来,产品也会被破坏或产生较大的变形,如图4-3所示。
由图4-3可以看出,在产品设计中拔模角度是十分重要的。一般来说,塑料产品最好在进行产品设计时就设计好拔模角度,这个工作应该由产品结构工程师来完成。产品结构工程师必须对模具结构和注塑成型工艺比较清楚,只有这样才能设计出结构合理的产品。
图4-3 拔模错误导致产品顶出变形
如果产品结构工程师不懂模具结构和注塑成型工艺,在设计过程中就需要与模具设计工程师进行沟通协调,互相交流学习,共同完成任务。所以有的公司在产品设计阶段就要求模具设计工程师参与进去,协同开发,保证产品结构是合理的、模具结构是最简单的,减少后期的修改次数,从而缩短设计周期,提高工作效率。