3.2.5 推出机构设计
压铸件在模具型腔内形成后，随即开模取出压铸件，但在取下之前，还有一个从模具的成型部分上脱出的过程。在这个脱出的过程中起作用的就是推出机构。推出机构一般都是在动模内，极个别的场合下，定模内也有装推出机构的。
在压铸的每一工作循环中，推出机构推出压铸件后，都必须准确地恢复到原来的位置。这个动作通常是借助复位杆来实现的，使合模后的推出机构处于准确可靠的位置。当推出元件推出压铸件后所处的位置影响嵌件的安装、推出元件与活动型芯在插芯时，且两者动作发生干扰时，必须采用预复位的推出机构。
1.推出机构的组成
推出机构一般由下列部分组成，如图3-65所示。
（1）推出元件 推动压铸件使之出模，如推杆、推管、卸料板、成型推块和斜滑块等。
（2）复位元件 控制推出机构在合模状态时回到准确位置，如复位杆及能兼起复位作用的卸料板、斜滑块等。
（3）限位元件 保证推出机构在压射力作用下不改变位置，起到止退限位作用。如挡钉、挡圈等。
（4）导向元件 引导推出机构往复运动方向，防止推板倾斜和承受推板等构件重量。如推板导柱（导钉、导杆、支柱）、推板导套等。
（5）结构元件 使推出机构各元件装配成一体，起固定作用。如推杆固定板、推板、其他连接件、辅助零件等。
图3-65 推出机构的组成
1—推管 2—复位杆 3—推杆 4—挡钉 5—推板导套 6—推板 7—推杆固定板 8—推板导柱
2.推出机构的分类
推出机构的基本传动形式分为机动推出、液压推出器推出和手动推出3种。
推出机构的结构形式，按动作方向分为直线推出（动模推出、定模推出及型芯倒抽）、旋转推出、摆动推出；按推出元件的不同，分为推杆推出、推管与推叉推出、卸料板推出、斜滑块推出及其他推出机构（如两次推出、斜推出、非充分推出、不推出、换向推出、增力推出及多次分型辅助机构）。
3.推出机构的设计要点
（1）推出距离的确定 直线推出距离的计算，如图3-66所示。
当H≤20mm时st≥H+K（3-29）当H>20mm时
当使用斜钩推杆时st≥H+10mm（3-31）
式中 H——滞留压铸件的最大成型长度（mm）；
st——直线推出距离（mm）；
K——安全值，K=3～5mm。
旋转推出距离的计算，如图3-67所示。
式中ηt——旋转推出转数；
H——成型螺纹长度（mm）；
Ph——螺纹导程（mm）；
K——安全值，K=3～5mm。
图3-66 直线推出距离的计算
图3-67 旋转推出距离的计算
（2）推出部位的选择
1）选在受压铸件包紧的成型部位（如型芯）周围，以及收缩后互相拉紧的孔或侧壁部位。
2）选在脱模斜度较小或垂直于分型面方向的深凹处的成型表面附近。
3）尽量选在压铸件的凸缘、加强肋及强度较高的部位。
4）位于动模的浇道上或受压铸件包紧力较大的分流锥周围。
5）推出元件在压铸件上的作用部位应对称均匀，防止压铸件推出时变形或被推裂。
6）避免设置在压铸件的重要表面和基准表面，以免在这些部位留下推痕，影响铸件表面美观。
7）推出元件的设置应避免与活动型芯发生干扰。
（3）推出力的计算 当模具具有较深型腔或形状比较复杂时，推出压铸件需要较大的推出力，推出力按下式核算：
Pt>KPb（3-33）
式中 Pt——推出力（N），机动推出时为压铸机的开模力（顶出力），液压推出器推出时为
液压推出器的推出力；
Pb——压铸件对模具成型零件的包紧力及压铸件与型腔壁的摩擦阻力（N）；
K——安全系数，K=1.2。
（4）推板和推杆固定板推荐尺寸 推板和推杆固定板的标准尺寸系列见表3-24，推杆固定板通过螺栓紧固在推板上。推杆固定板的作用是通过推杆尾部的台阶将推杆固定在推出机构上。
（5）推板的厚度计算 推板必须有足够的强度和刚度，推板和推杆固定板厚度推荐尺寸见表3-25。推板的厚度（图3-68）按下式计算
式中 H——推板厚度（cm）；
Pa——推板载荷（10N）；
C——推板孔在推板上分布的最大跨距（cm）；
B——推板宽度（cm）；
K——系数，
，其中L为压铸机跨距（cm）。
图3-68 推板厚度计算
表3-24 推板与推杆固定板的标准尺寸系列 （单位：mm）
注：全部倒角C2。
表3-25 推板和推杆固定板厚度推荐尺寸
4.推杆推出机构的设计
（1）推杆推出机构的组成 推杆推出机构组成及其元件如图3-69所示。
（2）推杆推出机构的主要特点
1）推出元件形状较简单，制造维修方便。
2）可根据压铸件对模具的包紧力的大小，选择推杆的直径和数量，使推出力均衡。
3）推出动作简单精确，不易发生故障，安全可靠。
4）某些情况下推杆兼复位元件的作用，可简化模具结构。
5）推杆设置在动模或定模深腔部位，兼排气、溢流作用，如图3-70所示。
6）推杆的端面可以用来对压铸件进行标记打印。
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图3-69 推杆推出机构的组成
1—推杆 2—复位杆 3—推板导柱 4—推板导套 5—推杆固定板 6—推板 7—挡圈
图3-70 推杆帮助排气、溢流
1—定模 2—动模 3—推杆
（3）推杆的设计
1）推杆推出端形状。根据压铸件被推出时所作用的部位不同，推杆推出端形状也各不相同。一般有平面形、圆形、凹面形、凸面形等形状。如图3-71a所示，设置于压铸件的端面、凸台、肋部、浇注及溢流系统等部位，适用范围广泛；图3-72b所示为直径小于8mm时，其后部位应考虑加强。图3-72a所示的压铸件要求有供钻孔的定位锥坑，直径一般大于10mm；图3-72b所示为设置于分流锥中心孔内，兼有分流及推出直浇道的作用，直径一般小于8mm。
图3-71 推出端平面形推杆
图3-72 推出端圆锥形推杆
2）推杆推出端截面形状。推杆推出端截面形状受压铸件被推部位的形状和镶块镶拼结构的影响较大，常见的形状有圆形、方形、矩形、半圆形、扁形等。
3）推杆尾部的形式及固定方法。选择推杆尾部的结构形式和推杆的固定方法应保证推杆定位准确；能将推板作用的推出力由尾部传到端部推出压铸件；复位时，尾部结构不会松动和脱落。推杆尾部的形式很多，有整体式、铆接式、焊接式、销接式和圆锥式等。推杆的固定方法有多种，在生产中应用得比较广泛的有整体式的尾部形式和沉入式。整体式推杆尾部结构如图3-73所示；沉入式推杆固定方法如图3-74所示。凡推杆有方向要求而不能由动模镶块上的推杆孔定位的推杆，可在其尾部加上定位结构，以防止推杆转动。
图3-73 整体式推杆尾部结构
图3-74 沉入式推杆固定方法
4）推杆的尺寸与配合。推杆在推出压铸件时，压铸件尚处在高温状态，此时压铸件的强度低于室温时的许用强度。当压铸件的包紧力较大，而设置的推杆数量又较少时，若每根推杆上的推出力超出压铸件被推出部位所能承受的许用应力，推杆就会顶入压铸件内部，顶坏压铸件。推杆尺寸可按GB/T 4678.11—2003选用，推杆的截面积可按式（3-35）进行计算。并且，因为推杆均为细长的杆件，还必须校核推杆的稳定性。
选择推杆的规格（直径）和数量的主要依据是压铸件对模具的包紧力，从而确定其作用在推杆端面的推力大小。推杆截面积计算如下
式中 S——推杆推出段端部截面积（mm2）；
Pt1——推杆承受的总推力（10N）；
n——推杆数量；
[σ]——压铸件的许用强度（105Pa），铜、铝合金取[σ]=500×105Pa；锌合金取
[σ]=400×105Pa；镁合金取[σ]=300×105Pa。
根据式（3-35），当n=1时，绘制的推杆直径与推出力的关系曲线图如图3-75所示，可供设计时查用。
推杆承受静压力时的稳定性可根据下式计算
式中 KS——稳定安全系数，钢取1.5～3；
η——稳定系数，η=20.19；
E——弹性模量，钢取E=2×105MPa；
Pt1——推杆承受的实际推力（10N）；
l——推杆全长（cm）；
I——推杆最小截面处的抗弯截面惯性矩（cm4），当推杆是直径为d的圆截面时，
I=πd4/64；当推杆是短、长边分别为a和b的矩形截面时，I=a3b/12。
图3-75 推杆直径与推出力关系曲线
推杆所采用的配合应达到：推杆无阻碍地沿轴向往复运动，顺利地推出压铸件和复位。推杆推出段与镶块的配合间隙应适当。若间隙过大，金属液将进入间隙；若过小则推杆导滑性能差。推杆的配合及参数见表3-26。
表3-26 推杆的配合及参数
（续）
5.复位机构设计
在压铸生产过程的每一次循环中，推出元件推出压铸件后，都必须准确地回到起始位置，这就是推出机构的复位。这个动作通常是借助复位杆来实现的，并用挡钉作最后定位，如图3-76所示。推出机构的复位形式有模外复位和模内复位两种，其模内复位是在合模过程中，定模分型面推动复位杆使推出机构复位的。
（1）复位动作过程
1）开模。推出压铸件时，复位杆连同推出元件向前运动，如图3-76a所示。
2）合模、定模分型面触及复位杆4端面，推出机构受阻，动模其余部分继续作合模动作，推出机构开始复位，如图3-76b所示。
3）分型面合紧、推出机构处于准确位置，挡钉3与动模座板1接触，作最后限位，如图3-76c所示。
图3-76 复位动作过程
a）开模状态 b）合模状态 c）最后限位状态 1—动模座板 2—压铸机推杆 3—挡钉 4—复位杆 5—定模
（2）复位机构的设计要点
1）复位元件及限位元件的位置常在型腔、抽芯机构、推出机构设计确定后，选择合理的空间位置设置4根或2根复位杆和4个限位钉，应对称布置，使推板受力均衡。
2）限位元件尽可能布置在压铸件投影面积范围内，以改善推板受力状况。
3）采用推杆或推管推出机构时，应设复位杆。设计中也可用复位杆作为推杆推出压铸件。
4）常用推板的限位形式如图3-77和图3-78所示。在图3-77中，在推板导柱的端部用内六角螺钉固定限位环，中间设有弹簧垫圈。该结构加工方便，但限位不够精确，适用于通用模座的小型模具。在图3-78中，限位钉布置在复位杆后面，复位精度高、刚性好，适用于大中型模具。
复位杆（GB/T 4678.12—2003）和限位钉（GB/T 4678.14—2003）为标准零件。复位杆分为10mm、12mm、16mm、20mm、25mm、32mm和40mm共7个规格，其长度可根据模具行程和结构选用。设计中也可用复位杆作为推杆推出压铸件。
图3-77 小型模具推板的限位形式
1—限位环 2—推板
图3-78 大、中型模具推板的限位形式
1、6—推板 2—限位钉 3、5—动模底板 4—限位钉
6.推出机构的导向
引导推板带动推出元件作往复运动的导柱，通常称为推板导柱，以区别定模套板上的导柱。推板导柱被应用于各种结构的模具，用得较多的是图3-79所示的导向形式有导钉式和图3-80所示的支柱式两种。
图3-79 导钉式导向机构
1—推板 2—推杆固定板 3—导钉 4—支承板
图3-80 支柱式导向机构
1—动模座板 2—推板 3—推杆固定板 4—支柱 5—支承板 6—动模座板
从图3-79中可以看出，导钉是用螺纹紧固在动模支承板上，导钉头部轴肩对推板起定位作用。它适用于推板质量较轻、受压射力作用较小的模具。支柱式分为单支承式和双支承式两种。其特点是圆柱定位安装，两端分别支承于支承板与动模座板间，适用于有动模座板、推出机构质量较大的模具。推板导柱和推板导套配合组成的双支承式推出与复位机构的导向机构，主要用于推出行程长的模具，除其导向精度与承重能力好外，还能增强支承板的抗弯性能。推板导柱和推板导套尺寸选用参见GB/T 4678.9—2003和GB/T 4678.10—2003。
