第五章
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第五章 注射模设计. 第六节 侧向分型与抽芯机构设计. 第六节 侧向分型与抽芯机构设计. 一、侧向分型与抽芯机构的分类 二、斜导柱侧向分型与抽芯机构 三、弯销侧向分型与抽芯机构 四、斜导槽侧向分型与抽芯机构 五、斜滑块侧向分型与抽芯机构 六、齿轮齿条侧向抽芯机构 七、其他侧向分型与抽芯机构. 一、侧向分型与抽芯机构的分类. 带动侧向成型零件作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。 (一)侧向分型与抽芯机构的分类 (二)抽芯距确定与抽芯力计算. (一)侧向分型与抽芯机构的分类. 1 .机动侧向分型与抽芯机构 2 .液压或气动侧向分型与抽芯机构

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第五章注射模设计

第六节侧向分型与抽芯机构设计


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第六节侧向分型与抽芯机构设计

  • 一、侧向分型与抽芯机构的分类

  • 二、斜导柱侧向分型与抽芯机构

  • 三、弯销侧向分型与抽芯机构

  • 四、斜导槽侧向分型与抽芯机构

  • 五、斜滑块侧向分型与抽芯机构

  • 六、齿轮齿条侧向抽芯机构

  • 七、其他侧向分型与抽芯机构


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一、侧向分型与抽芯机构的分类

  • 带动侧向成型零件作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。

  • (一)侧向分型与抽芯机构的分类

  • (二)抽芯距确定与抽芯力计算


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(一)侧向分型与抽芯机构的分类

  • 1.机动侧向分型与抽芯机构

  • 2.液压或气动侧向分型与抽芯机构

  • 3.手动侧向分型与抽芯机构


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1.机动侧向分型与抽芯机构

  • 机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力,通过有关传动零件(如斜导柱)使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出,合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂,但分型与抽芯无需手工操作,生产率高,在生产中应用最为广泛。根据传动零件的不同,这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构,其中斜导柱侧向分型与抽芯机构最为常用


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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以液压力或压缩空气作为动力进行侧向分型与抽芯,同样亦靠液压力或压缩空气使侧向成型零件复位。

  • 液压或气动侧向分型与抽芯机构多用于抽拔力大、抽芯距比较长的场合,例如大型管子塑件的抽芯等。这类分型与抽芯机构是靠液压缸或气缸的活塞来回运动进行的,抽芯的动作比较平稳,特别是有些注射机本身就带有抽芯液压缸,所以采用液压侧向分型与抽芯更为方便,但缺点是液压或气动装置成本较高。


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3.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力将模具侧向分型或把侧向型芯从成型塑件中抽出。这一类机构操作不方便、工人劳动强度大、生产率低,但模具的结构简单、加工制造成本低,因此常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其他侧向分型与抽芯机构的场合

  • 手动侧向分型与抽芯可分为两类,一类是模内手动分型抽芯,另一类是模外手动分型抽芯,而模外手动分型抽芯机构实质上是带有活动镶件的模具结构。


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(二)抽芯距确定与抽芯力计算

  • 侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距,用S表示。图5-109

  • 抽芯力的计算同脱模力计算相同


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二、斜导柱侧向分型与抽芯机构

  • (-)斜导柱侧向分型与抽芯机构设计

  • (二)斜导柱侧向分型抽芯的应用形式


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(-)斜导柱侧向分型与抽芯机构设计

  • 斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型块,使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便,是设计和制造注射模抽芯时最常用的机构,但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制,一般使用于抽芯力不大及抽芯距小于60~80mm的场合。

  • 该机构主要由与开模方向成一定角度的斜导柱、侧型腔或型芯滑块、导滑槽、楔紧块和侧型腔或型芯滑块定距限位装置等组成 图5-110


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(-)斜导柱侧向分型与抽芯机构设计

  • 1. 斜导柱的设计

  • 2. 侧滑块设计

  • 3. 导滑槽设计

  • 4. 楔紧块设计

  • 5.滑决定位装置设计


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1. 斜导柱的设计

  • (1)斜导柱的结构设计

  • (2)斜导柱倾斜角确定

  • (3)斜导柱的长度计算

  • (4)斜导柱的受力分析与强度计算


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1)斜导柱的结构设计

  • 斜导柱的形状如图5-111所示,其工作端的端部可以设计成锥台形或半球形。设计成推台形时必须注意斜角θ应大于斜导柱倾斜角α,一般θ=α+2°~3°,以免端部锥台也参与侧抽芯,导致滑块停留位置不符合原设计计算的要求。为了减少斜导柱与滑块上斜导孔之间的摩擦,可在斜导柱工作长度部分的外圆轮廓铣出两个对称平面(见图5-111b)。

  • 斜导柱的材料多为T8、T10等碳素工具钢,也可以用20钢渗碳处理。由于斜导柱经常与滑块摩擦,热处理要求硬度HRC>55,表面粗糙度Ra≤0.8μm

  • 斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。由于斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动,侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证,而合模时滑块的最终准确位置由楔紧块决定,因此,为了运动的灵活,滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合Hll/b11,或在两者之间保留0.5~1mm的间隙。


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2)斜导柱倾斜角确定

  • 斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角α,如图5-112

  • L=s/sinα

  • H=sctgα

  • 图5-113是斜导柱抽芯时的受力图,从图中可知:

  • Fw——侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力;

  • Ft——侧抽芯时的脱模力,其大小等于抽芯力Fc;

  • FK——侧抽芯时所需的开模力。


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  • 可知,α增大,L和H减小,有利于减小模具尺寸,但Fw和Fk增大,影响斜导柱和模具的强度和刚度;反之,α减小,斜导柱和模具受力减小,但要在获得相同抽芯距的情况下,斜导柱的长度就要增长,开模距就要变大,因此模具尺寸会增大。综合两方面考虑,经过实际的计算推导,α取22°33’比较理想,一般在设计时α< 25°,最常用为12°<a<22°。

  • 当抽芯方向与模具开模方向不垂直而成一定交角β时,也可采用斜导柱抽芯机构。图5-114a所示为滑块外侧向动模一侧倾斜β角度的情况,影响抽芯效果的斜导柱有效倾斜角为α1=α+β,斜导柱的倾斜角α值应在12°<α+β<22°内选取,比不倾斜时要取得小些。图5-114b所示为滑块外侧向定模一侧倾斜β角度的情况,影响抽芯效果的斜导柱的有效倾斜角为α2=α-β,斜导柱的倾斜角α值应在12°<α-β<22°内选取,比不倾斜时可取得大些。

  • 在确定斜导柱倾斜角α时,通常抽芯距短时α(或α1、α2)可适当取小些,抽芯距长时取大些;抽芯力大时α可取小些,抽芯力小时可取大些。另外还应注意,斜导柱在对称布置时,抽芯力可相互抵消,α可取大些,而斜导柱非对称布置时,抽芯力无法抵消,α要取小些。


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3)斜导柱的长度计算

  • 斜导柱的长度见图5-115,其工作长度与抽芯距有关


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4)斜导柱的受力分析与强度计算

  • 1)斜导柱的受力分析

  • 2)斜导柱的直径计算


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2)斜导柱的直径计算

  • 斜导柱的直径主要受弯曲力的影响,根据图5-113,斜导柱所受的弯矩为:Mw=FwLw

  • 斜导柱的直径为

  • 表5-20 表5-21


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2. 侧滑块设计

  • 侧滑块(简称滑块)是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零部件,它上面安装有侧向型芯或侧向成型块,注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体塑件和模具结构灵活设计,它可分为整体式和组合式两种。在滑块上直接制出侧向型芯或侧向型腔的结构称为整体式,这种结构仅适于形状十分简单的侧向移动零件。在一般的设计中,把侧向型芯或侧向成型块和滑块分开加工,然后再装配在一起,这就是所谓组合式结构。采用组合式结构可以节省优质钢材,且加工容易,因此应用广泛。

  • 图5-ll7


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3.导滑槽设计

  • 成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程中,要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动,这一过程是在导滑槽内完成的。根据模具上侧型芯大小、形状和要求不同,以及各工厂的具体使用情况,滑块与导滑槽的配合形式也不同,一般采用T形槽或燕尾槽导滑,常用的配合形式如图5-118所示

  • 导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度。滑块完成抽拔动作后,其滑动部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内,滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍,而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3,否则,滑块开始复位时容易偏斜,甚至损坏模具。如果模具的尺寸较小,为了保证具有一定的导滑长度,可以把导滑槽局部加长,使其伸出模外,如图5-119所示。


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4.楔紧块设计

  • (1)楔紧块的形式在注射成型过程中,侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用,这个力通过滑块传给斜导柱,而一般的斜导柱为一细长杆件,受力后容易变形,导致滑块后移,因此必须设置楔紧块,以便在合模后锁住滑块,承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力。楔紧块与模具的联接方式如图5-120所示

  • (2)锁紧角的选择 楔紧块的工作部分是斜面,其锁紧角a’如图5-121所示


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5.滑块定位装置设计

  • 滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置,不再发生任何移动,以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内,造成模具损坏。在设计滑块的定位装置时,应根据模具的结构和滑块所在的不同位置选用不同的形式。图5-122


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(二)斜导柱侧向分型抽芯的应用形式

  • 1.斜导柱安装在定模、滑块安装在动模

  • 2.斜导柱安装在动模、滑块安装在定模

  • 3.斜导柱与滑块同时安装在定模

  • 4.斜导柱与滑块同时安装在动模

  • 5. 斜导柱的内侧抽芯形式


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1.斜导柱安装在定模、滑块安装在动模

  • 斜导柱安装在定模、滑块安装在动模的结构是斜导柱侧向分型抽芯机构的模具中应用最广泛的形式,它既可使用于结构比较简单的单分型面注射模,也可使用于结构比较复杂的双分型面注射模,模具设计工作者在接到设计具有侧向分型与抽芯塑件的模具任务时,首先应考虑使用这种形式,图4-6和图5-110图5-123


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滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。1)避免干涉的条件

  • 图5-125a所示为开模侧抽芯后推杆推出塑件的情况,图5-125b是合模复位时,复位杆使推杆复位、斜导柱使侧型芯复位而侧型芯与推杆不发生干涉的临界状态,图5-l25C是合模复位完毕的状态。

  • 在完全不发生干涉的情况下,需要在临界状态时侧型芯与推杆还有一段微小的距离Δ,因此不发生干涉的条件为:


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滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。2)推杆先复位机构

  • 1)弹簧式先复位机构

  • 2)楔杆三角滑块式先复位机构

  • 3)楔杆摆杆式先复位机构

  • 4)滚珠推管式先复位机构

  • 5)楔杆滑块摆杆式先复位机构

  • 6)连杆式先复位机构


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2滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。.斜导柱安装在动模、滑块安装在定模

  • 斜导柱安装在动模、滑块安装在定模的结构由于在开模时一般要求塑件包紧于动模部分的型芯上留于动模,而侧型芯则安装在定模,这样就会产生以下几种情况:一种情况是侧抽芯与脱模同时进行的话,由于侧型芯在合模方向的阻碍作用,使塑件从动模部分的凸模上强制脱下而留于定模型腔,侧抽芯结束后,塑件就无法认定模型腔中取出;另一种情况是由于塑件包紧于动模凸模上的力大于侧型芯使塑件留于定模型胶的力,则可能会出现塑件被侧型芯撕破或细小侧型芯被折断的现象,导致模具损坏或无法工作。从以上分析可知,斜导柱安装在动模、滑块安装在定模结构的模具特点是脱模与侧抽芯不能同时进行,两者之间要有一个滞后的过程。

  • 图5-133 图5-134


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3滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。.斜导柱与滑块同时安装在定模

  • 斜导柱与滑块同时安装在定模的结构要造成两者之间的相对运动,否则就无法实现侧向分型与抽芯动作。要实现两者之间的相对运动,就必须在定模部分增加一个分型面,因此就需要用顺序分型机构。

  • 图5-135 图5-136 图5-137 图5-138


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4滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。.斜导柱与滑块同时安装在动模

  • 斜导柱与滑块同时安装在动模时,一般可以通过推出机构来实现斜导柱与倒型芯滑块的相对运动

  • 图5-139


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5.滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。斜导柱的内侧抽芯形式

  • 斜导柱侧向分型与抽芯机构除了对塑件进行外侧分型与抽芯外,还可以对塑件进行内侧抽芯,图5-140


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三、弯销侧向分型与抽芯机构滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

  • 弯销侧向分型与抽芯机构的工作原理和斜导柱侧向分型与抽芯机构相似,所不同的是在结构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱,因此,弯销侧向分型与抽芯机构仍然离不开滑块的导滑、注射时侧型芯的锁紧和侧抽芯结束时滑块的定位这三大要素。图5-l41


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三、弯销侧向分型与抽芯机构滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

  • (-)弯销侧向分型与抽芯机构的结构特点

  • (二)弯销在模具上的安装方式


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(-)弯销侧向分型与抽芯机构的结构特点滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

  • 1.强度高,可采用较大的倾斜角

  • 弯销一般采用矩形截面,抗弯截面系数比斜导柱大,因此抗弯强度较高,可以采用较大的倾斜角a,所以在开模矩相同的条件下,使用弯销可比斜导柱获得较大的抽芯距。

  • 2.可以延时抽芯

  • 由于塑件的特殊或模具结构的需要,弯销还可以延时侧抽芯。如图5-142


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(二)弯销在模具上的安装方式滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

  • 1.模外安装

  • 2.模内安装 图5-143 图5-144


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四、斜导槽侧向分型与抽芯机构滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

  • 斜导槽侧向分型与抽芯机构是由固定于模外的斜导槽板与固定于侧型芯滑块上的圆柱销连接所形成的,如图5-145

  • 图5-l46

  • 斜导槽侧向分型与抽芯机构同样具有滑块驱动时的导滑、注射时的锁紧和侧抽芯结束时的定位等三大要素,在设计时应充分注意


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五、斜滑块侧向分型与抽芯机构滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞,造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

  • (一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型

  • (二)斜滑块的组合与导滑形式

  • (三)斜滑块侧向分型与抽芯机构设计要点


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(一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型(一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型

  • 当塑件的侧凹较浅,所需的抽芯距不大,但侧凹的成型面积较大,因而需较大的抽芯力时,可采用斜滑决机构进行侧向分型与抽芯。斜滑块侧向分型与抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动,在塑件被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向分型与抽芯动作。

  • 1.斜滑块外侧分型与抽芯机构

  • 2.斜滑块内侧抽芯机


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(二)斜滑块的组合与导滑形式(一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型

  • 1.斜滑块的组合形式

  • 根据塑件的具体情况,斜滑块通常由2~6块组成瓣合凹模,在某些特殊情况下,斜滑块还可以分得更多。设计斜滑块的组合形式时应考虑分型与抽芯的方向要求,并尽量保证塑件具有较好的外观质量,不要使塑件表面留有明显的镶拼痕迹,另外,还应使滑块的组合部分具有足够的强度。图5-l5l

  • 2.斜滑块的导滑形式

  • 斜滑块的导滑形式如图5-152


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(三)斜滑块侧向分型与抽芯机构设计要点(一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型

  • 1.正确选择主型芯位置 图5-153

  • 2.开模时斜滑块的止动 图5-154 图5-155

  • 3.斜滑块的倾斜角和推出行程

  • 4.斜滑块的装配要求 图5-156

  • 5.推杆位置选择

  • 6.斜滑块推出时的限位 图5-147


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六、齿轮齿条侧向抽芯机构(一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型

  • 斜导拄、斜滑块等侧向抽芯机构仅能适于抽芯距较短的塑件,当塑件上的侧向抽芯距较长时,尤其是斜向侧抽芯时,可采用其他的侧抽芯方法,例如齿轮齿条侧抽芯,这种机构的侧抽芯可以获得较长的抽芯距和较大的抽芯力。

  • (一)传动齿条固定在定模一侧

  • 图5-157 图5-158 图5-159

  • (二)传动齿条固定在动模一侧

  • 图5-160


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七、其他侧向分型与抽芯机构(一)斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型

  • (-)弹性元件侧抽芯机构

  • (二)液压或气动侧抽芯机构

  • (三)手动侧向分型与抽芯机构

  • 1.模内手动分型与抽芯机构

  • 2.模外手动分型与抽芯机构


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