5.5 合模导向及定位机构

合模导向机构对于塑料模具是不可少的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，必须导向。导柱安装在动模或者定模一边均可。有细长型芯时，以安在细长型芯一侧为宜。通常导柱设在模板四角。

导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。定位作用是为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至于因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失败；导向作用则是在动定模合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型腔，损坏零件。承受一定侧压力指塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受了一定的侧压力。当侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需要增设锥面定位装置。对于三板模、脱模板脱模等，导柱还要承受悬浮模板的重量。

合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，下面就对这两种机构的设计分别进行介绍。

5.5.1 导柱导向机构

导柱导向设计包括对导柱、导向孔的要求和典型结构导柱在模具上的布置等内容。

1.导柱典型结构及要求

（1）导柱的典型结构 如图5-53所示，塑料模上导柱可不要油槽。A型用于简单模具的小批量生产，可不需要导套，导柱直接与模板中导向孔配合，但是孔易磨损。如在模板中设导套，导向孔磨损后，只要更换导套即可。B型用于精度要求高、生产批量大的模具，要有导套配合，导套的外径与导柱的d₁相等，也就是导柱的固定孔与导套的固定孔同径，两孔可以一刀加工，以保证位置精度。另有一种C型是在B型的尾部有一和d₁相等的定位长度，在国外标准模架上大量采用，可省去定位销。

图5-53 导柱典型结构

（2）对导柱结构和材料等的要求 导柱的长度必须比凸模端面的高度要高出6～8mm，凸模进入型腔前用导柱导正，避免型芯型腔相碰而损坏。

1）形状。导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，使导柱能顺利进入导向孔。

2）材料。导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用低碳钢（20钢）经渗碳淬火处理，或碳素工具钢（T8A、T10）经淬火处理，硬度为50～55HRC。

图5-54 导柱配合固定形式

配合精度：导柱同导套的配合都是间隙配合，中小模具间隙小于0.04mm，大模具可略大，导柱装入模板多用过渡配合，如图5-54所示。此外，还有其他固定形式，如图5-55所示。图5-55a是导柱以过渡配合装入固定板，采用铆接固定的装配形式。这种形式多用于小直径的导柱。图5-55b的形式是为了便于加工，使导柱固定部分直径与导向孔直径相同。图5-55c是用螺钉固定导柱的形式。这三种目前很少采用。

图5-55 不常用的导柱固定形式

3）表面粗糙度。配合部分表面粗糙度要求为Ra=0.8μm，或者更小。

为了提高生产效率，导柱一般做成标准件，因而推荐使用图5-53所示的两种典型结构。

2.导向孔、导套的典型结构及要求

（1）导向孔的典型结构 导向孔可以直接设在模板上，这种形式加工简单，但热处理困难，损坏后不易修理，适用于生产批量小、精度要求不高的场合。为了检修更换方便，保证导向机构的精度，导向孔一般采用镶入导套的形式。典型结构如图5-56所示，同导柱A型一样，也有一种是在尾部加一定位部分，可省去定位销，并能提高导向的精度。

（2）对导向孔结构的要求

1)形状。为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前面倒一圆角R，内孔有一定锥度。为了装配方便，外网头部也有锥度。导柱孔最好打通，否则，导柱进入未打通的导柱孔（不通孔）时，孔内空气无法逸出，而产生反压力，给导模时有较大噪声。

图5-56 导套典型结构

图5-57 通气位置

1、2—排气槽

3）导套精度与配合。同模板的装配一般A型用过渡配合，B型用过盈配合，如图5-58a、b所示。为了可靠起见，可以再用止动螺钉紧固。图5-59a是导套的侧面加工一平面切口或小坑，用螺钉固定的方法，要注意导套的压力方向。图5-59b是以环形槽代替切口的方法，加工工序略为简单。导套在淬火时可能产生裂纹，最好将环形槽底部做成圆角，以弥补缺陷。图5-59c是侧面开孔，用螺钉固定的方法，与图5-59a一样，要注意导套的压入方向。图5-59d是最简单的方法，导套压入后在端部用铆接的方法固定，只是不易更换。

图5-58 与固定孔配合

图5-59 固定形式

4）表面粗糙度。配合部分表面粗糙度要求为Ra=0.8μm，或者更低。

3.导柱与导套配合实例

由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，常见的配合形式如图5-60所示。图5-60a是用A型导柱，没有导套，直接在型板上加工导向孔，容易磨损。导柱固定部分用过渡配合，伸入导向孔部分用间隙配合，用于小批量低精度塑件的模具。图5-60b是用A型导柱、A型导套的结构，是比较常见的一种结构。图5-60c是用A型导柱、B型导套的结构。图5-60d是用B型导柱、B型导套的结构。图5-60e是用B型导柱、A型导套的结构。还有上述改良型的导柱导套的用法，这种结构在标准模架上很常见。图5-60d、e两种结构导柱固定孔与导套固定孔尺寸一致，便于配合加工，保证了同轴度。有些标准模架采用带定位导柱导套，装配略有差异。

图5-60 导柱与导套的配合形式

4.导柱布置

根据模具的形状和大小，在模具的空余位置设导柱和导套孔。导柱用两根至四根不等，其布置原则是必须保证动定模只能按一个方向合模，不要在装配时或合模时因为方位搞错使模具损坏。同时，长导柱不要妨碍取件和浇注系统的取出。布置形式如图5-61所示。图5-61a是两根直径不同的导柱，对称布置；图5-61d是四根直径不同的导柱，对称布置。标准模架上，一般是用图5-61c所示的形式。图5-61b适用于外形为圆形的模架。对于大型模具，导柱导套的数目可能用得更多，可用粗导向和精确导向两组。

图5-61 导柱布置形式

5.5.2 锥面定位机构

锥面定位用于成型大型、深腔、精度要求高的塑件，特别是薄壁容器、偏心塑件。由于制件大，成型压力就有可能引起型芯或型腔偏移，如果这个力完全由导柱来承受，会发生导柱卡住或损坏的现象，因此采用锥面定位，如图5-62所示。锥面配合有两种形式：一种是两锥面之间有间隙，将淬火的零件（图中右上图）装于模具上，使之和锥面配合，以制止偏移；另一种是两锥面都要淬火处理，角度5°20′，高度为15mm以上。还可采用锥形导柱定位，如图5-63所示。

对于矩形型腔，也可以采用锥面定位，在型腔四周利用几条凸起来的斜边定位，如图5-64所示。

图5-62 锥面定位

1—止动螺钉 2—导柱 3—导套 4—耐磨镶件

图5-63 锥形导柱定位

1—动模 2—导套 3—锥形导柱 4—定模

图5-64 矩形型腔锥面定位

模具上无论有无锥面定位，为了在注塑机上装拆方便，以及工作安全等原因，通常导柱导套导向机构在模具上还是不可缺省的。在有锥面导向时，导柱导套可作初始导向，锥面作精确对中导向，并加固型腔。