注塑模具顶针容易断裂的问题分析

为什么注塑模具顶针总容易断裂？

一、顶针布置原则

(1)顶针布置应使顶出力尽量平衡。结构复杂部位所需脱模力较大，顶针数量应相应增加。

(2)顶针应设置于有效部位，如骨位、柱位、台阶、金属嵌件、局部厚胶等结构复杂部位。骨位、柱位两侧的顶针应尽量对称布置，顶针与骨位、柱位的边间距一般取D=1.5mm，如图5.5.8所示，另外，应尽量保证柱位两侧顶针的中心连线通过柱位中心。

(3)避免跨台阶或在斜面上设置顶针，顶针顶面应尽量平缓，顶针应布置于胶件受力较好的结构部位。如图5.5.9所示。

(4)在胶件较深的骨位(深度≥20mm)或难于布置圆顶针时，应使用扁顶针。需要使用扁顶针时，扁顶针处尽量采用镶件形式以利于加工。如图5.5.10

(5)避免尖钢、薄钢，特别是顶针顶面不可碰触前模面。如图5.5.11

(6)顶针布置应考虑顶针与运水道的边间距，避免影响运水道的加工及漏水。具体要求参见第十章10.2节。

(7)考虑顶针的排气功能，为了顶出时的排气，在易形成抽真空的部位应布置顶针。例如型腔较大平面处，虽胶件包紧力较小，但易形成抽真空，导致脱模力加大。

(8)有外观要求的胶件，顶针不能布置在外观面上，应采用其它顶出方法。

(9)对于透明胶件，顶针不能布置在需透光的部位。

二.顶针选用原则

(1)选用直径较大的顶针。即在有足够顶出位置的情况下，应选用较大直径、且尺寸优先的顶针。

(2)选用顶针的规格应尽量少。选用顶针时，应调整顶针的大小使尺寸规格最少，同时尽量选用优先的尺寸系列。

(3)选用的顶针应满足顶出强度要求。顶出时，顶针要承受较大的压力，为避免小顶针弯曲变形，当顶针直径小于2.5mm时，应选用有托顶针。

模具脱模困难，容易压断顶针的问题可以通过各种⼿段减少但始终是无法杜绝,后期维护费用高，部分原因及建议如下：

1. 生产环境温度高，造成疲劳、顶针材料退火从而失效

2. 尺寸精度是否符合使用要求

3. 应力集中。

轴在加工台阶时容易在直径变化突然的部位(其他工件在形状变化突然的部位)形成应力集中，从而在使用工程中遇到外力作用(特别是径向力)时开裂或断裂。

4. 热处理

多数顶针在制造过程中都要热处理，淬火后不经过回火或回火时间不够的产品易出现，如残留应力过多等质量问题;

5. 表面处理，为提高耐磨性，较多采用氮化处理，检查氮化工艺是否规范，较高的渗氮温度造成材料回火甚至退火而失效

6. 在使用过程中尽量避免使顶针径向受力。

7. 在设计模具时考虑孔的变径部位采用圆角过渡或增加应力释放槽。 

8. 装顶针前检查孔径的大小及粗糙度，如果顶针孔铰过后顶针装上去很松动，那顶针孔很容易进料，顶针就容易断了，如果很紧，在高温下就容易烧死，所以顶针和孔的配合度必须要掌握好。

9. 模具日常保养和工艺调试

每次装模时加涂防卡油效果更好，其中日常保养主要是定期涂抹润滑油或顶针油。模具的顶针都是3-5μ的间隙，⼀般的润滑油涂抹后最多可以⽀支持3~5天，随着灰尘、模具摩擦形成的金属粉末累积进入顶针、滑块、斜顶隧道缝隙内造成配合面缝隙越来越小、光洁度越来越低，最后完全烧蚀卡死直至断裂。

因此需擦拭顶针及模面的污垢重新涂抹干净的润滑剂。保养时注意斜顶和顶针尽量涂抹耐高温的润滑膏，形成⼀道薄膜即可，切勿用刷子用力涂抹，否则极易造成油污污染注塑件

10. 追求更短的周期，将顶出和顶进的速度设置得太快超过模具承受能力。

11. 脱模太快，产品底部进气不足，会形成负压的阻尼状态，增加脱模的阻力。顶杆就会受到大的阻力

12. 顶杆如果比较单薄的话，也容易损坏。

13. 顶出时阻力太大，检查啤件有无拉伤变形的地方，适当改善出模斜度，前几模将开模时间调短，一两秒即可，不是系统的问题，是产品扣力太大原因。

14. 停机之后冷却水没关,模温下降,压第⼀模时,冷却时间长包紧力大,开模时间缩短

15. 顶针的材质问题，可选择新型材料瑞典SSAB钢铁集团的Toolox44拓达钢来解决材质及热处理问题，Toolox是世界上最硬的预硬钢，出⼚时预硬到45-48HRC,降低热处理风险及周期，氮化性能优秀，几乎没有应力、不变形，比传统材料高2-3倍的韧性，可抗640°C以下高温，可彻底解决断裂或变形问题，是目前耐高温稳定性最佳选材。