当塑件在与开合模方向不同的内侧或外侧有孔、凹穴或凸台时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的结构，以便在塑件脱模推出之前先将侧向成型零件抽出，否则塑件就无法脱模。带动侧向成型零件做侧向分型与抽芯和复位的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。在学习时应通过对各种典型结构的结构形式、动作原理、制造和应用过程中优缺点的对比分析，掌握侧向分型与抽芯机构的设计技巧。
5-7-1 侧向分型与抽芯机构 基础知识及分类
一 侧向分型与抽芯机构分类
根据侧向抽芯动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为手动、液压（或气动）和机动等三大类。
1. 手动侧向分型与抽芯机构
手动侧向分型与抽芯机构是利用人工对模具进行侧向分型与抽芯，可分为模内侧向分型与抽芯和模外侧向分型与抽芯两大类。这类机构操作不方便，工人劳动强度大，生产效率低，而且受人力限制难以获得较大的抽芯力，但模具结构简单，成本低，常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其它侧向抽芯机构的场合。由于丝杠螺母传动副能获得比较大的抽芯力，因而这种抽芯方式在手动侧向抽芯中应用较多。
2. 液压（或气动）侧向分型与抽芯机构
液压（或气动）侧向分型与抽芯机构是利用压力油（或压缩空气）作为动力，在模具上配制专门的抽芯液压缸（或气缸），依靠液压缸（或气缸）的活塞来回运动实现侧向分型与抽芯及复位。这类机构动作比较平稳，抽拔力大，抽芯距较长，且抽芯的时间顺序可以根据需要自由设置。现代注射机通常带有抽芯的液压管路及控制系统，所以采用液压作侧向分型与抽芯十分方便。
3. 机动侧向分型与抽芯机构
机动侧向分型与抽芯机构在开模时利用注射机的开模力作为动力，通过机械传动零件（如斜导柱、弯销等）将力作用于侧向成型零件，使其侧向分型或将其侧向抽芯；合模时又通过传动零件使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但其抽芯力大，生产效率高，容易实现自动化生产，因此在生产中的应用最为广泛。根据传动零件的不同，机动侧向分型与抽芯机构又可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等不同类型，其中以斜导柱侧向分型与抽芯机构最为常用。
二 抽芯力的确定
由于塑料包紧在侧向型芯或粘附在侧向型腔上，因此在各类侧向分型与抽芯机构中，进行侧向分型与抽芯时必然会遇到抽拔阻力，侧向分型与抽芯的力（或称抽拔力）一定要大于抽拔阻力。
影响抽芯力大小的因素很多，也很复杂，归纳起来有以下几个方面：成型塑件侧向凹凸形状的表面积愈大，表面的几何形状越复杂，所需的抽芯力越大；侧型芯部分的塑件壁厚越大，则凝固收缩越大，所需抽芯力越大；同一抽芯机构上侧型芯越多，所需抽芯力越大；侧型芯成型部分的脱模斜度越小，所需抽芯力越大；压射比压大，对侧型芯的包紧力就会增大，增加抽芯力。另外注射的保压时间、模具温度、涂料喷刷、塑料品种等都会对抽芯力造成影响。
侧向抽拔力可按公式进行计算，即： 1．压缩模的工作原理 压缩模的典型结构如图6-1所示。模具的上模和下模分别安装在压力机的上、下工作台上，上下模通过导柱导套导向定位。成型前，将配好的塑料原料倒入凹模4上端的加料室，然后上工作台下降，使上凸模3进入下模加料室4与装入的塑料接触并对其加热。当塑料成为熔融状态后，上工作台继续下降，熔料在受热受压的作用下充满型腔并发生固化交联反应。塑件固化成型后，上工作台上升，模具分型，同时压力机下面的辅助液压缸开始工作，脱模机构将塑件脱出。 2．压缩模的结构组成 按各零部件的功能和作用，压缩模可分为以下7大部分： （1）成型零件 成型零件是直接成型塑件的零件，加料时与加料室一道起装料的作用。图6-1中模具型腔由上凸模3、凹模4、型芯8、下凸模9等构成。 （2）加料室 图6-1中凹模4的上半部，为凹模截面尺寸扩大的部分。由于塑料与塑件相比具有较大的比容，塑件成型前单靠型腔往往无法容纳全部原料，因此一般需要在型腔之上设有一段加料腔室。 （3）导向机构 图6-1中，由布置在模具上周边的四根导柱6和导套10组成导向机构，它的作用是保证上模和下模两大部分或模具内部其它零部件之间准确对合。为保证推出机构上下运动平稳，该模具在下模座板15上设有二根推板导柱，在推板上还设有推板导套。 （4）侧向分型与抽芯机构 当压缩塑件带有侧孔或侧向凹凸时，模具必须设有各种侧向分型与抽芯机构，塑件方能脱出。图6-1中的塑件有一侧孔，在推出塑件前用手动丝杆(侧型芯19)抽出侧型芯。 （5）脱模机构 压缩模中一般都需要设置脱模机构(推出机构)，其作用是把塑件脱出模腔，图6-1中的脱模机构由推板16、推杆固定板18、推杆12等零件组成。 （6）加热系统 在压缩热固性塑料时，模具温度必须高于塑料的交联温度，因此模具必须加热。常见的加热方式有：电加热、蒸汽加热、煤气或天然气加热等，但以电加热最为普遍。图6-1中加热板5、11中设计有加热孔7，加热孔7中插入加热元件(如电热棒)，分别对上凸模、下凸模和凹模进行加热。 （7）支承零部件 压缩模中的各种固定板、支承板(加热板等)以及上、下模座等均称为支承零部件，如图6-1中的零件l、5、11、14、15、20、2l等。它们的作用是固定和支承模具中各种零部件，并且将压力机的力能传递给成型零部件和成型物料。 图6-1 压缩模结构 1－上模座板；2－螺钉；3－上凸模；4－加料室（凹模）；5，11－加热板；6－导拄；7－加热孔；8－型芯；9－下凸模；10－导套； 12－推杆；13－支承钉；14－垫块；15－下模座板；16－推板；17－连接杆；18－推杆固定板；19－侧型芯；20－型腔固定板；21－承压块 6-1-2 压缩模的分类 压缩模分类方法很多，可按模具在压力机上的固定方式分类，也可按模具加料室的形式进行分类，下面分别进行介绍。 1．按模具在压力机上的固定形式分类 按模具在压力机上的固定形式，压缩模可分为移动式压缩模、半固定式压缩模和固定式压缩模。 （1）移动式压缩模 移动式压缩模如图6-2所示，模具不固定在压力机上。压缩成型前，打开模具把塑料加入型腔，然后将上下模合拢，送入压力机工作台上对塑料进行加热加压成型固化。成型后将模具移出压力机，使用专门卸模工具开模脱出塑件。图6-2中是采用U型支架撞击上下模板，使模具分开脱出塑件。这种模具结构简单，制造周期短，但加料、开模、取件等工序均需手工操作，因此劳动强度大，生产率低、易磨损，适用于压缩成型批量不大的中小型塑件以及形状复杂、嵌件较多、加料困难及带有螺纹的塑件。 图6-2 移动式压缩模 （2）半移动式压缩模 半移动式压缩模如图6-3所示，一般将上模固定在压力机上,下模可沿导轨移进或移出压力机外进行加料和在卸模架上脱出塑件。下模移进时用定位块定位，合模时靠导向机构定位。这种模具结构便于安放嵌件和加料，且上模不移出机外，从而减轻了劳动强度，也可按需要采用下模固定的形式，工作时移出上模，用手工取件或卸模架取件。 压力机是压缩成型的主要设备，设计者必须熟悉压力机的主要技术规范。压力机的种类较多，按传动方式可分为机械式压力机和液压机。 1. 机械式压力机 机械式压力机常见的形式有螺旋式压力机，双曲柄杠杆式压力机等。由于机械式压力机的压力不准确，运动噪声大，容易磨损，特别是人力驱动的手板压力机，劳动强度很大，故机械式压力机工厂很少采用。 2. 液压机 液压机最为常用，其分类也很多，按机架结构分为框式结构和柱式结构；按施压方向分为上压式和下压式，压制大型层压板可采用下压式压力机，压制塑件一般采用上压式压力机；按工作流体种类可分为油驱动的油压机和油水乳液驱动的水压机，水压机一般采用中心蓄能站，用它能同时驱动多台压力机，生产规模很大时较为有利，但近年来已较少使用，目前大量使用的是带有单独油泵的油压机，此种压力机的油压可以调节，其最高工作油压多采用30MPa，此外还有16、32、50MPa等。液压机多数具有半自动或全自动操作系统，对压缩成型时间等可以进行自动控制。 各种压力机的技术参数详见有关手册。 图6-7 SY71-45型塑料制品液压机 图6-8 YB32-100型四柱万能液压机 二、压机有关工艺参数的校核 压缩模是在压力机上进行压缩生产的，压力机的成型总压力、开模力、推出力、合模高度和开模行程等技术参数与压缩模设计有直接关系，在设计压缩模时应首先对压力机作下述几方面的校核： 1. 成型总压力的校核 成型总压力是指塑料压缩成型时所需的压力，它与塑件的儿何形状、水平投影面积、成型工艺等因素有关，成型总压力必须满足下式： Fm=ｎAp≤kFp (6-1) 式中 Fm——成型塑件所需的总压力，N； n——型腔数目； A——单个型腔在工作台上的水平投影面积，mm2，对于溢式或不溢式模具水平投影面积等于塑件最大轮廓的水平投影面积；对于半溢式模具等于加料室的水平投影面积； p——压缩塑件需要的单位成型压力，MPa； K——修正系数，按压力机的新旧程度取0.80～O.90； Fp——压力机的额定压力，N。 当压力机的大小确定后，也可以按下式确定多型腔模具的型腔数目： n≤KFp/Ap（取整数） (6-2) 2. 开模力和脱模力的校核 开模力和脱模力的校核是针对固定式压缩模而言的。 （1）开模力的校核 压力机的压力是保证压缩模开模的动力，压缩模所需要的开模力可按下式计算： Fk = kFm (6-3) 式中 Fk——开模力，N； k——系数，配合长度不大时可取0.1，配合长度较大时可取0.15，塑件形状复杂且凸、凹模配合较大时可取0.2； Fm——成型塑件所需的总压力，N。 若要保证压缩模可靠开模，必须使开模力小于压力机液压缸的回程力。 （2）脱模力的校核 压力机的顶出力是保证压缩模推出机构脱出塑件的动力，压缩模所需要的脱模力可按下式计算： Ft = AcPf (6-4) 式中 Ft——塑件从模具中脱出所需要的力，N； Ac——塑件侧面积之和，mm2； Pf——塑件与金属表面的单位摩擦力，塑件以木纤维和矿物质作填料取0.49MPa，塑料以玻璃纤维增强时取1.47MPa。 若要保证可靠脱模，则必须使脱模力小于压力机的顶出力。 3. 合模高度与开模行程的校核 为了使模具正常工作，必须使模具的闭合高度和开模行程与压力机上下工作台之问的最大和最小开距以及活动压板的工作行程相适应，即: hmin≤h≤hmax (6-5) h = h1 + h2 式中 hmin、hmax——压力机上下模板之间的最小和最大距离； h——模具合模高度； h1——凹模的高度(见图6-9)； h2——凸模台肩的高度(见图6-9)。 如果h < hmin，则上下模不能闭合，模具无法工作，这时在模具与工作台之间必须加垫板，要求hmin小于h和垫板厚度之和。为保证锁紧模具，其尺寸一般应小于10～15mm。为保证顺利脱模，除满足hmax > h外，还要求： hmax≥h+L (6-6) 式中 hmax——压力机上下模板之间的最大距离； h——模具合模高度； L——模具最小开模距离。 而 L = hs + ht + (10～30) mm hmax≥ h + hs + ht + (10～30) mm (6-7) 式中 hmax——压力机上下模板之间的最大距离； h——模具合模高度； hs——塑件的高度，mm； ht——凸模高度，mm。 图6-9 模具高度和开模行程 1－凸模 2－塑件 3－凹模 4. 压力机工作台有关尺寸的校核 压缩模设计时应根据压力机工作台面规格和结构来确定模具的相应尺寸。模具的宽度尺寸应小于压力机立柱(四柱式压力机)或框架(框架式压力机)之间的净距离，使压缩模能顺利装在压力机的工作台上，模具的最小外形尺寸不应超过压力机工作台面尺寸，同时还要注意上下工作台面上的T形槽的位置，其T形槽有沿对角线交叉开设的，也有平行开设的。模具可以直接用螺钉分别固定在上下工作台上，但模具上的固定螺钉孔(或长槽，缺口)应与工作台的上下T形槽位置相符合，模具也可用螺钉压板压紧固定，这时上下模底板应设有宽度为15～30mm的凸台阶。 5. 压力机顶出机构的校核 固定式压缩模一般均利用压力机工作台面下的顶出机构(机械式或液压式)驱动模具脱模机构进行工作，因此压力机的顶出机构与模具的脱模机构两者的尺寸应相适应，即模具所需的脱模行程必须小于压力机顶出机构的最大工作行程，其中，模具需用的脱模行程Ld一般应保证塑件脱模时高出凹模型腔10～15mm，以便将塑件取出，图6-10所示即为塑件高度与压力机顶出行程的尺寸关系图。 顶出距离Ld必须满足： Ld = hS + h3 + (10～15) mm≤ LP (6-8) 式中 Ld——压缩模需要的脱模行程，mm； hs——塑件的最大高度，mm； h3——加料腔的高度，mm； Lp——压力机推顶机构的最大工作行程，mm。 在设计压缩模时，首先应确定加料室的总体结构，凹模和凸模之间的配合形式以及成型零部件的结构，然后再根据塑件尺寸确定型腔成型尺寸，根据塑件重量和塑料品种确定加料室尺寸。有些内容，如型腔成型尺寸计算、型腔底板及壁厚尺寸计算、凸模的结构等，在前面注射模设计的有关章节已讲述过，这些内容同样也适用于热固性塑料压缩模的设计，因此现仅介绍压缩模的一些特殊设计。 6-3-1 塑件加压方向的选择 加压方向是指凸模作用方向。加压方向对塑件的质量、模具结构和脱模的难易程度都有重要影响，因此在决定施压方向时要考虑以下因素： 1. 便于加料 图6-11所示为塑件的两种加压方法，图6-11a所示的加料室较窄不利于加料；图6-11b所示的加料室大而浅便于加料。 压缩模的脱模（推出）机构与注射模相似，常见的有推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构等。 6-4-1 固定式压缩机构设计
1. 脱模机构的分类 压缩模的脱模机构按动力来源可分为机动式、气动式、手动式三种。 （1）气动式 气动式脱模机构如图6-27所示，即利用压缩空气直接将塑件吹出模具。当采用溢式压缩模或少数半溢式压缩模时，如果塑件对型腔的粘附力不大，则可采用气吹脱模方式。气吹脱模适用于薄壁壳形塑件。当薄壁壳形塑件对凸模包紧力很小或凸模斜度较大时，开模后塑件会留在凹模中，这时压缩空气吹入塑件与模壁之间因收缩而产生的间隙里，将使塑件升起，如图6-27a所示。图6-27b为一矩形塑件，其中心有一孔，成型后压缩空气吹破孔内的溢边，压缩空气便会钻入塑件与模壁之间，使塑件脱出。 罐式压注模压注成型时所用的设备主要是塑料成型用液压机。选择液压机时，要根据所用塑料及加料室的截面积计算出压注成型所需的总压力，然后再选择液压机。 压注成型时的总压力按下式汁算： F =p A≤K FP (7-1) 式中 F——压注成型所需的总压力，N； p——压注成型时所需的成型压力（可按表选取），Pa； A——加料室的截面积，m2； K——液压机的折旧系数，一般取0.8左右； FP——液压机的额定压力，N。 柱塞式压注模成型时，需用专用的液压机。这种液压机有锁模和成型两个液压缸，因此在选择设备时，就要从成型和锁模两个方面进行考虑。 压注成型时所需的总压力要小于所选液压机辅助液压缸的额定压力，即： p A≤K F′ (7-2) 式中 p——压注成型时所需的成型压力（可按表选取），Pa； A——加料室的截面积，m2； K——液压机辅助液压缸的压力损耗系数，一般取0.8左右； F′——液压机辅助液压缸的额定压力，N。 锁模时，为了保证型腔内压力不将分型面顶开，必须有足够的锁模力，所需的锁模力应小于液压机主液压缸的额定压力(一般均能满足)，即： p A1≤K FP (7-3) 式中 p——压注成型时所需的成型压力（可按表选取），Pa； A1——浇注系统与型腔在分型面上投影面积之和，m2； K——液压机主液压缸的压力损耗系数，一般取0.8左右； FP——液压机主液压缸的额定压力，N。 压注成型又称传递成型，是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，能成型外形复杂、薄壁或壁厚变化很大、带有精细嵌件的塑件。压注成型与压缩成型有许多共同之处，压注模与压缩模的型腔结构、脱模机构、成型零件的结构及计算方法、加热方式等也基本相同，两者最大的区别在于压注模有单独的加料室和浇注系统。 7-1-1 压注模的分类 压注模的分类方法也很多，但通常情况下，压注模是按照模具的结构特征来进行分类的。按照加料室的结构特征，压注模可分为罐式压注模和柱塞式压注模两种形式。下面分别进行介绍。 1. 罐式压注模 罐式压注模使用较为广泛，这类模具对成型设备没有特殊的要求，在普通压力机上就可以压注成型塑件，分为移动式和固定式两种。 （1）移动式 图7-1所示为典型的移动式罐式压注模，加料室与模具可分离，靠压力机上下工作台的加热板进行加热。工作时，模具闭合后放上加料室4，将塑料加入到加料室4内，利用压力机的压力，将塑化好的物料高速压入型腔，硬化定型后，取下加料室4和压柱5，用手工或专用工具将塑件取出。 压注模由型腔、加料室、浇注系统、导向机构、侧向抽芯机构、推出机构、加热系统等几部分组成，其结构设计原则与注射模、压缩模基本相似。例如，塑件的结构工艺性分析、分型面的选择、导向机构和推出机构的设计与注射模、压缩模的设计方法是完全相同的，可参照上述两类模具的设计方法进行设计，本节仅介绍压注模特有结构的设计。 7-3-1 加料腔的结构 压注模与注射模的不同之处在于它有加料室。压注成型之前塑料必须加入到加料室内，进行预热、加压，才能压注成型。由于各种压注模的结构不同，所以加料室的形式也不相同。加料室分为移动式和固定式两种，其截面形状大多为圆形，也有矩形及腰圆形结构，主要取决于模具型腔的结构及数量，它的定位及固定形式取决于所选用的设备。 1. 移动式压注模加料室 移动式罐式压注模的加料室可单独取下，有一定的通用性，其结构如图7-5所示，是一种比较常见的结构。加料室的底部为一带有40o～45o斜角的台阶，当压柱向加料室内的塑料施压时，压力也作用在台阶上，使加料室与模具的模板贴紧，以防止塑料从加料室的底部溢出，也可防止溢料飞边的产生。 图7-5 移动式加料室 加料室在模具上的定位方式如图7-5和图7-67所示。图7-5所示的结构与模板之间没有定位关系，加料室的下表面和模板的上表面均为平面，这种结构的特点是制造简单、清理方便，适用于小批量生产；图7-6a所示是用导柱(定位销)定位的加料室，导柱可以固定在模板上也可以固定在加料室上，导柱与配合端采用间隙配合，此种结构的加料室与模板能精确配合，缺点是拆卸和清理不方便；图7-6b所示的结构采用四个圆柱档销定位，圆柱档销与加料室的配合间隙较大，此结构的特点是制造和使用都比较方便；图7-6c采用在模板上加工出一个3～5 mm凸台的方法，与加料室进行配合，其特点是既可以准确定位又可防止溢料，应用比较广泛。 8-1-1 挤出模的结构组成 挤出模具主要由机头和定型装置(定型套)两部分组成。下面以管材挤出成型机头为例，介绍机头的结构组成，如图8-1所示。 压注模浇注系统与注射模浇注系统是相似的，也是由主流道、分流道及浇口等几部分组成，它的作用与设计与注射模浇注系统基本相同，但二者也有不同之处。在注射模成型过程中，我们希望熔体与流道的热交换越少越好，压力损失要少；但在压注模成型过程中，为了使塑料在型腔中的硬化速度加快，反而希望塑料与流道有一定的热交换，使塑料熔体的温度升高，进一步塑化，以理想的状态进入型腔。图7-11所示为压注模的典型浇注系统。 图7-11 压注模浇注系统 l－主流道；2－浇口；3－嵌件；4－冷料井；5－分流道；6－型腔 在设计浇注系统时应注意以下几点： （1）浇注系统的流道应光滑、平直，减少弯折，流道总长度要满足塑料流动性的要求。 （2）主流道应位于模具的压力中心，保证型腔受力均匀，多型腔的模具要对称布置。 （3）在设计分流道时，要有利于塑料的加热，增大摩擦热，使塑料升温。 （4）浇口的设计应使塑件美观，余料清除方便。 1. 主流道的设计 主流道的截面形状一般为圆形，有正圆锥形主流道、倒圆锥形主流道及带分流锥的主流道等三种形式，如图7-12所示。
1 普通液压机的选择
2 专用液压机的选择
