塑料模第七章

LOGO第七章压缩模与压注模本章基本内容压缩模、压注模的分类、组成及工作原理压机有关工艺参数的校核压缩模成型零部件的设计和脱模机构设计压注模浇注系统与排溢系统的设计压注模成型零部件的计算。本章重点、难点压缩模、压注模总体结构、成型零部件和脱模机构的设计方法及计算§7.1压缩模结构及分类压缩模具又称压制模具或压塑模具（简称压模），主要用于成型热固性塑料，也可成型热塑性塑料。压缩模具没有浇注系统，直接将未塑化的塑料加入模腔，模具只能垂直安装。压缩成型原理：将塑料加入高温的型腔和加料室，然后以一定的速度将模具闭合，塑料在热和压力的作用下熔融流动，并且很快地充满整个型腔，树脂和固化剂作用发生交联反应，生成不熔不溶的体型化合物，塑料因而固化，成为具有一定形状的制品，当制品完全定型并且具有最佳性能时，即开启模具取出制品。一、压缩模具的结构组成1、组成型腔加料室导向机构侧向分型抽芯机构推出机构加热系统排气系统§7.1压缩模结构及分类2、压缩模的分类按模具加料室的形式分溢式压缩模不溢式压缩模半溢式压缩模按模具在压机上的固定方式分：固定式压缩模移动式压缩模半固定式压缩模根据成型型腔数分类：单型腔压缩模多型腔压缩模§7.1压缩模结构及分类1）溢式压缩模优点：结构简单，成本低塑件易取出，易排气安放嵌件方便加料量无严格要求模具寿命长结构特点：无加料腔凸模与凹模无配合部分有环形挤压面B§7.1压缩模结构及分类§7.1压缩模结构及分类适用范围：缺点：小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，易造成飞边增厚；凸、凹模配合精度较低；不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁或壁厚均匀性要求高的塑件。§7.1压缩模结构及分类2）不溢式压缩模结构特点：优点：加料腔是型腔上侧的延续部分无挤压面凸模与加料腔有小间隙的配合塑件密度大、质量高对塑料要求不严（以棉布、玻璃布或长纤维填料的塑料均可）塑件飞边薄且呈垂直状易于去除§7.1压缩模结构及分类缺点：适用范围：模具必须设置推出机构；加料量必须精确，高度尺寸难于保证；凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而影响塑件外观质量；一般为单型腔，生产效率低。压制形状复杂，薄壁及深形塑件。§7.1压缩模结构及分类3）半溢式压缩模优点：结构特点：不必严格控制加料量不会伤及凹模侧壁塑件外形复杂时，凸模和加料腔的形状可以简化加料腔是型腔上侧的扩大延续部分有挤压面§7.1压缩模结构及分类适用范围：缺点：不适用于压制布片或纤维填料的塑料。流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件。§7.1压缩模结构及分类移动式压缩模半固定式压缩模固定式压缩模§7.1压缩模结构及分类(1)固定式压缩模特点：上下模都固定在压机上，开模、合模、推出塑件等动作均在机内进行，生产率高、操作简单、劳动强度小，模具寿命长缺点：模具结构复杂、造价高，且安装嵌件不方便。用途：适合生产批量较大或尺寸较大的塑件。§7.1压缩模结构及分类酚醛电流表压缩模§7.1压缩模结构及分类(2)移动式压缩模特点模具不固定在压机上，成型后移出压机，用卸模架等专用卸模工具开模，先抽出侧型芯再取出塑件。清理完加料室，然后将模具重新组合后放入压力机，再进行下一个循环的压缩成型。加料、开模、取件等工序都是手工操作，工人的劳动强度大，模具重量一般不宜超过20千克。模具结构简单，制造周期短，主要用于试验及试制新产品时制造样品，以及形状较复杂、嵌件较多、加料困难、带有螺纹的塑件。§7.1压缩模结构及分类手柄头部件压缩模§7.1压缩模结构及分类(3)半固定式压缩模上模固定在压机上，下模沿导轨移动，用定位块定位。也可以将下模固定在压机上。该压缩模具开合模在机内进行，成型后移出上模或下模，用手工或机外卸模装置取出塑件。这种模具与移动式压缩模具相比减小了工人劳动强度，并且容易安放嵌件和加料。为了便于操作，当移动式压缩模具太重或嵌件较多时，就可以采用此类模具。1、施压方向的选择1）施压方向凸模作用方向，也就是模具的轴线方向。§7.２压缩模具设计要点一、压缩模具成型零部件设计压缩模设计过程中有很多内容可以参照注塑模设计的相关内容（分型面的选择、成型零件的设计计算、合模导向机构设计、侧向分型抽芯机构设计等）*有利于压力传递2）选择原则*便于加料§7.２压缩模具设计要点*便于安装和固定嵌件§7.２压缩模具设计要点*便于塑料流动*长型芯应位于施压方向上，短型芯侧向抽芯*保证重要尺寸的精度*保证凸模的强度§7.２压缩模具设计要点2、凸模凹模配合的结构形式1）.凸、凹模各组成部分作用引导环L1引导凸模顺利进入凹模（主要）减少与加料室侧壁的摩擦便于排气配合环L2防止溢料，但排气必须顺畅保证凸模与凹模定位准确储料槽Z储存排除的余料挤压环B在半溢式压缩模用以限制凸模下行的位置保证最薄的水平飞边,B不宜过大排气溢料槽排出气体和余料§7.２压缩模具设计要点加料腔盛装塑料原料可以是型腔的延伸，也可按型腔形状扩大成圆形或矩形等承压块（面）保证凸模进入凹模的深度，使凹模不致受挤压而变形或损坏。§7.２压缩模具设计要点溢式压缩模凸模与凹模的配合无加料腔，凸、凹模在水平分型面接触分型面接触面积不宜过大（溢料面或挤压面）溢料面之外增设承压面（图b所示）§7.２压缩模具设计要点不溢式压缩模凸模与凹模的配合加料腔是型腔的延续，凸、凹模间无挤压面凸、凹模配合环不宜太高，以减小摩损凸模与加料腔侧壁摩擦，易造成磨损，改进形式如图4-20§7.２压缩模具设计要点半溢式压缩模凸模与凹模的配合加料腔是型腔的扩大，带有水平挤压面模具上必须设计承压面或承压块§7.２压缩模具设计要点3、凹模加料腔尺寸计算塑料的体积计算加料腔高度的计算塑料的体积＝塑件的体积×体积压缩比Ｖ塑＝Ｖ件Ｋ压溢式压缩模无加料腔，塑料全部放在型腔中不溢式压缩模加料腔与型腔截面尺寸相同半溢式压缩模加料腔等于型腔截面＋(2～5)mm宽的挤压面§7.２压缩模具设计要点二、开模和推出机构常见塑件的脱模方法有手动、机动、气动。固定式压缩模脱模机构移动式、半固定式压缩模脱模机构气吹脱模卸模架脱模撞击架脱模撬棒其它脱模机构上推出机构下推出机构§7.２压缩模具设计要点1.撬棒操作简单，适用于小型模具§7.２压缩模具设计要点2.撞击架脱模：结构简单，成本低，劳动强度大，震动大模具容易磨损变形§7.２压缩模具设计要点3.卸模架脱模:利用液压机的压力，减轻劳动强度，提高模具的使用寿命§7.２压缩模具设计要点§7.２压缩模具设计要点§7.２压缩模具设计要点4.固定式压缩模脱模机构——气吹脱模适用于薄壁壳形塑件和包紧力小、脱模斜度大的场合。§7.２压缩模具设计要点5.固定式压缩模脱模机构——推出机构压缩模推出机构与压力机顶出杆的连接方式间接相连结构：推板的复位靠复位杆复位直接相连结构：这种顶杆即可顶出又可复位§7.２压缩模具设计要点推杆推出机构推杆与固定板间留有0.5～1mm的间隙，便于推杆自动调整中心，以免模具热膨胀卡死推杆。§7.２压缩模具设计要点推管推出机构用于空心薄壁压缩件，受力均匀，运动平稳。§7.２压缩模具设计要点推板推出机构推出面积大，塑件不易变形，适用于壳体、薄壁、窄长塑件。§7.２压缩模具设计要点§7.2压缩模结构及分类三、压缩模与压机的关系（一）压力机的分类机械式压机液压机上压式下压式§7.２压缩模具设计要点（二）、压缩模具结构与压机的关系1、压机最大压力的校核模压所需的成型总压力：F模≤kF机其中：k——修正系数，一般取0.75~0.90；而：F模=pA型n其中：p——单位成型压力（MPa），A型——每一型腔的水平投影面积（mm2）n——压缩模内型腔的个数2、开模力的校核开模力计算F开=k1F模其中：F开——开模力NF模——模压所需的成型总压力Nk1——压力损耗系数0.1～0.2§7.２压缩模具设计要点§7.２压缩模具设计要点3、脱模力的校核脱模力计算F脱=A1p1其中：F脱——脱模力NA1——塑件侧面积之和mm2p1——塑件与金属的结合力MPa校核：F脱＜F顶F顶——压力机顶出杆的最大顶出力4、闭合高度的校核模具完全开模取件的高度压力机的最大开距Ｈmax模具闭合时的高度压力机的最小开距Ｈmin§7.２压缩模具设计要点5、装模尺寸的校核压缩模的宽度应小于压力机立柱或框架之间的距离压缩模用螺钉与压力机连接压缩模用压板螺钉与压力机压紧固定，则模具只需设有宽15～30mm的凸缘台阶即可，如下图所示§7.２压缩模具设计要点6、推出机构的校核压力机最大顶出行程应大于模具所需的推出行程，且必须保证塑件推出型腔后高于型腔表面10mm以上。l=h塑+h加+（10～15）≤L其中：l——塑件需推出的高度h塑——塑件最大高度h加——加料腔高度mmL——压力机顶出杆最大顶出行程mm§7.２压缩模具设计要点§7.３压注模结构及分类一、压注成型原理：把预热的原料加到加料腔内，塑料经过加热塑化，在压力机柱塞的压力下经过模具的浇注系统挤入型腔，型腔内的塑料在一定压力和温度下保持一定时间充分固化，得到所需的塑件。在挤塑的时候加料腔的底部必须留有一定厚度的塑料垫，以供压力传递。熔料经过浇注系统才进入型腔，会有一定的压力损失；而熔料经过浇注系统时，会产生摩擦热，从而使塑料的流动性增大，有利于填充型腔，又有利于提高塑料的固化速度。是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，又称传递成型§7.３压注模结构及分类二、压注成型特点加料前模具处于闭合状态。模具结构相对复杂，制造成本较高，成型压力较大，操作复杂，耗料比压缩模多。塑件飞边很薄，尺寸准确，性能均匀，质量较高。可以成型深孔、形状复杂、带有精细或易碎嵌件的塑件。气体难排除，一定要在模具上开设排气槽。§7.３压注模结构及分类三、压注模的典型结构1、组成型腔加料室浇注系统导向机构侧分型与抽芯机构脱模机构加热系统§7.3压注模结构及分类2、压注模的分类罐式压注模柱塞式压注模移动式固定式上加料室柱塞式压注模下加料室柱塞式压注模1）罐式压注模§7.3压注模结构及分类2）柱塞式压注模§7.3压注模结构及分类§7.3压注模结构及分类柱塞式压注模§7.4压注模成型零部件设计1、加料室的结构1)固定式压注模加料室特点：加料室与上模型板固定相连§7.4压注模成型零部件设计加料室的作用：存贮定量的塑料2)移动式压注模的加料室§7.4压注模成型零部件设计加料室定位方法§7.4压注模成型零部件设计1）罐式压注模的压柱2、压柱的结构2）柱塞式压注模的压柱§7.4压注模成型零部件设计3.加料室尺寸的计算2）普通压力机所用的压注模：加料室截面积(A)应比型腔与浇注系统截面积之和（A塑）大10%～25%，否则分型面会被推开产生严重溢料。A=(1.10～1.25)A塑1）未经预热的塑料：加料室截面积可按下式计算A=0.7M（其中：M——每次压注成型的注射量）3）加料室高度=（加料室的容积/加料室截面积）+导向部分高度H=V/A+hd§7.5压注模浇注系统设计1.浇注系统的组成§7.5压注模浇注系统设计2.浇注系统的设计原则6）浇注系统的拼合面必须防止溢料，以免取出困难。5）主流道末端宜设反料槽，利于塑料集中流动4）浇口应便于去除3）分流道宜取截面积相同时周长最长的形状（梯形）2）主流道保证模具受力均匀1）浇注系统总长不能超过热固性塑料的拉西格流动指数（60～100mm）§7.5压注模浇注系统设计3.主流道设计正圆锥形：浇注系统与塑件同时推出倒圆锥形：开模时从浇口拉断，并由压料柱底面的拉料钩槽将主浇道凝料拉出分流锥：用于塑件尺寸较大，或型腔分布远离模具中心的场合。当主流道穿过多块模板时应采用主流道衬套§7.5压注模浇注系统设计4.分流道设计1）分流道应尽量短，为主流道大径的1～2.5倍2）分流道设在开模后塑件滞留的模板一侧3）多腔模各腔的分流道尽量一致4）分流道截面积应大于或等于各浇口截面积之和5）分流