射出成型模具的頂出系統佔模具製造成本的15%至25%，是繼冷卻問題之後導致生產停機的最常見原因。設計不良的頂出系統會導致外觀缺陷（頂針痕跡、表面泛白）、尺寸變形，甚至零件黏連。本指南涵蓋了頂出系統設計背後的工程參數：頂針尺寸、佈局密度、力計算以及其他頂出方法。
彈射力計算
頂出力取決於三個因素：收縮夾持力（零件在冷卻過程中會收縮貼合型芯）、聚合物與模具鋼之間的表面摩擦力、型腔的拔模斜度。基本公式為：F_eject = P_shrink × A_contact × (mu × cos(alpha) – sin(alpha)) / (1 – mu × tan(alpha))，其中 P_shrink 為收縮壓力（未填充的 PP/PE 為 3-7 MPa，半結晶聚合物為 P-OM 5 為 5-7_P.為摩擦係數（鋼/聚合物乾接觸時為 0.3-0.5），alpha 為拔模斜度（以度為單位）。
| 聚合物 | 收縮率（%） | 典型收縮壓力（MPa） | 最小吃水角（度） |
|---|---|---|---|
| PP（未填寫） | 1.5-2.5 | 3-5 | 0.5-1.0 |
| ABS | 0.4-0.7 | 4-6 | 0.5-1.0 |
| PA66（未填充） | 1.5-2.0 | 5-10 | 1.0-2.0 |
| POM | 1.8-2.5 | 8-15 | 1.0-2.0 |
| PC | 0.5-0.7 | 5-8 | 0.5-1.5 |
| PBT+30%GF | 0.3-0.8 | 6-10 | 1.0-2.0 |
對於高 100 mm、截面尺寸為 50 mm × 50 mm、拔模角度為 1 度的 PP 型芯，其頂出力約為 3-5 kN。為了彌補生產過程中收縮不均和模具磨損的影響，機器的總頂出力應為計算頂出力的 2-3 倍。
頂針尺寸和佈局
標準頂針直徑範圍為 1 毫米至 25 毫米。經驗法則：使用適合可用空間的最大直徑。對於直徑小於 6 毫米的頂針，其壁厚（頂針外徑與型芯表面之間的材料）應至少為 3-5 毫米；對於直徑較大的頂針，其壁厚應至少為 5-8 毫米。在平坦區域，頂針間距不應超過 40-60 毫米。每個頂針應位於加強筋、凸台或側壁 10-15 毫米的範圍內，以防止零件局部變形。
所有頂針的總橫截面積應為零件投影面積的1-3%。例如，對於投影面積為0.1平方公尺的零件，頂針的總橫截面積應為10-30平方公分。這樣可以防止頂針穿透零件或在表面留下可見的凹痕。
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其他噴射方法
當圍繞固定型芯銷（例如圓柱形凸台）進行頂出時，頂出套筒是首選。套筒內徑必須比型芯外徑大 0.1-0.3 毫米。脫料板可為薄壁零件或具有大面積平面的零件提供最均勻的頂出效果。它們將頂出力分散到整個零件邊緣，從而完全消除銷痕。對於寬度小於 400 毫米的模具，脫料板厚度應至少為 20-30 毫米；對於更大的模具，脫料板厚度應至少為 30-50 毫米。
帶有內置頂出手柄凹槽的升降器和滑塊。對於升降器，角度應為 5-15 度，升降器本體寬度至少為 10 毫米。當機器頂出力不足或需要延遲頂出時，可使用液壓頂出缸。典型液壓缸缸徑：32-63 毫米，工作壓力 10-15 兆帕。
常見問題
一個典型的模具需要多少頂針？
粗略的指導原則：平面零件每25-40平方公分的投影面積使用一個頂針，深肋的零件每10-15平方公分使用一個頂針。一塊300 x 200毫米（600平方公分）的平板需要15-24個頂針。首先將頂針放置在靠近肋骨、凸台和側壁的位置。
生產過程中導致頂針斷裂的原因是什麼？
銷釘斷裂幾乎總是由於拔模角度不足、銷釘與頂出板未對準，或銷釘尺寸過小而無法承受所需的頂出力造成的。直徑小於3毫米的銷釘尤其容易彎曲。應增加銷釘直徑或增加銷釘數量以分散頂出力。
標準頂針間隙是多少？
頂針與頂針孔之間的標準間隙為 H7/f7 配合（6 毫米頂針為 0.01-0.04 毫米，16 毫米頂針為 0.02-0.06 毫米）。在高腔壓應用中，應鎖緊至 H7/g6 以防止頂針周圍產生飛邊。
什麼情況下應該使用脫殼板而不是頂針？
以下情況應使用脫模板：(1) 零件壁薄（<1.5 mm），銷釘會刺穿零件；(2) 零件具有較大的平面，銷釘痕跡會影響外觀；(3) 型芯經過深拉成型，導致收縮率較高。脫模板還可以防止零件在頂出過程中發生翹曲。
請參閱我們的射出成型模具設計指南和模具故障排除指南。業界標準：SPI模具分類與DME頂針標準。