塑料成型工艺及模具设计压缩模设计课件.ppt

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1、第七章,压缩模设计,塑料成型工艺及模具设计,本章基本内容,压缩模的类型与结构组成；压机有关的工艺参数校核；压缩模的设计(涉及到塑件在模具内施压方向的选择、凸模与凹模配合的结构形式、凹模加料腔的尺寸计算、压缩模脱模机构的设计、侧向分型抽芯机构的设计与装配)；压缩模的典型结构,第7章 压缩模设计,1、掌握按结构特征分类的压缩模结构特点、用途，了解与注射模具结构的不同之处；2、掌握压机有关工艺参数的校核；3、能读懂压缩模的典型结构图和工作原理；4、掌握压缩模的设计要点；具有设计中等复杂程度压缩模的能力。,学习目的与要求,第7章 压缩模设计,本章重点,压缩模的类型与结构组成；压机有关的工艺参数校核；压

2、缩模的设计要点；压缩模的典型结构,第7章 压缩模设计,压缩模类型的合理选用 成型零件工作尺寸的确定及加料腔尺寸计算,本章难点,第7章 压缩模设计,本章难点,7.1 概 述 7.2 模具与压机的关系 7.3 压缩模的设计 7.4 压缩模结构示例 7.5 思考题,第7章 压缩模设计,7.1.1 压缩成型法 7.1.2 压缩模结构,7.1 概 述,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，

3、即开启模具取出制品表7-1,7.1.1 压缩成型法,压缩成型的特点,（一）压缩成型的优点（二）压缩成型的缺点,7.1.1 压缩成型法,压缩成型的优点,压缩成型工艺成熟可靠，已积累了丰富的经验；适用于成型流动性差的塑料，比较容易成型大型制品；与热固性塑料的其他成型方法，如压注和注射法相比，成型制品的收缩率小，变形小，各项性能均匀性较好；使用的设备（用液压机）及模具结构要求比较简单，对成型压力要求比较低；成型中无浇注系统废料产生。,压缩成型的缺点,（）制品常有较厚的溢边，且每模溢边厚度不同，因此制品高度尺寸的精度较；（）厚度和带有深孔，形状复杂的制品难于成型；（）模具内装有细长成型杆或细薄嵌件时，

4、成型时压弯变形，故这类制品不宜采用；（）压缩模成型时受到高温高压的联合作用，因此对模具材料性能要求较高。成型零件均进行热处理。有的压缩模早操作时受到冲击震动较大。易磨损，变形，使用寿命较短，一般仅为万次；（）不宜实现自动化，劳动强度比较大，特别是移动式压缩模。由于模具高温加热，加料常为人工操作，原料粉尘飞扬，劳动条件较差；（）用压缩成型法成型塑件的周期比用注塑压注法的都长，故生产效率低。,7.2.1 压机的种类及其技术规范（1）压机的种类（2）液压机的技术规范7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算（1）压机最大吨位校核（2）开模力（3）满足模具工作动作要求（4）压机台面结构及尺寸规格校核,7

5、.2 模具与压机的关系,（1）压机的种类,压机的种类按其传动方式，有机械式压机和液压机。按照工作液压缸在压机上安装的位置分：上压式液压机（工作缸位于压机的上部，下工作台固定不动，见图7-3）,下压式液压机（工作缸位于压机的下部，上部是固定的压板，见图7-4）,角式液压机（垂直工作缸供压制制品，水平工作缸用于模具的侧向分型抽芯）。,7.2.1 压机的种类及其技术规范,（2）几种液压机压板的技术规范,SX71-45型液压机（图7-5）Y32-100型液压机（图7-6）YB32-200型液压机（图7-7）,7.2.1 压机的种类及其技术规范,（）压机最大吨位校核计算公式如下：-4式中成型压力（）；成

6、型压强（2）单个行腔的投影面积行腔数目安全系数，一般.,7.2.2 选定压机型号的有关计算和校核,（2）.开模力,开模力由下式估算：F=FK式中F 开模力估算值（T）F 计算的成型压力（T）K 开模力系数。推荐：加料腔形状简单，配合环不高 K=0.15；加料腔形状复杂，配合环不高 K=0.2,7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算,（3）.满足模具工作动作要求,1）保证合紧模具 压机压板的（滑动板）工作行程决定与其工作台（固定板）之间最小距离和最大开距。要保证合紧模具，就必须满足下式关系：hmHmin 式中：hm模具的闭合高度（mm）Hmin压机工作台至压板的最小距离（mm）,7.2.2 选

7、定压机型号的有关和校核计算,（3）.满足模具工作动作要求,2）实现成型制品的脱模距的要求,a.简单模具的开模距离（图7-8）L=hs+ht+(1020)(mm)L 开模距离(mm)hs 塑件高度(mm)ht 凸模高度(mm),7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算,（3）.满足模具工作动作要求,Hmaxhm+L+(1020)或 Hmaxhs+h+hx+(1020)式中：Hmax压机工作面至压板的最大距离（mm）；hm模具闭合高度（mm）；h 塑件高度（mm）；hs上模高度（mm）；hx下模高度（mm）。,7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算,b.压机工作台与压板之间的最大开距与模具的开模

8、距离，有如下关系：,3）a.压机顶出装置与模具推出机构的关系校核,手动顶出装置：通过手轮和手柄带动齿轮旋转，齿轮与下工作台正中的齿条顶杆啮合，因而可获得顶出和回程运动，如图7-9a。顶出托架：利用上工作台回升动作带动两侧拉杆、拉杆拖动位于下工作台面下方的托架（横梁），托架托器中心推杆，从而驱动模具脱模机构，如图7-9b。液压顶出：在下工作台正中设有顶出液压缸，顶出油缸的活塞即为压机顶杆，如图7-9c，它上升的极限位置一般是上端面与工作台面齐平。,7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算,b.模具的推出行程应当小于压机顶出油缸的最大行程，见图7-10所示，校核关系式为 Lmaxh+h1+(102

9、0)或 LmaxL 式中 Lmax顶出缸的最大行程（mm）；h 塑件高度（mm）；h1模具加料腔高度（mm）；L 塑件所需推出高度（mm）。,7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算,(4)压机台面结构及尺寸规格校核,模具的外型尺寸应保证能通过压机立柱或框架间距。模具最大外型尺寸不应超过压机台面尺寸。图7-11所示为常见压缩模固定形式:a、b 为模具上设计固定孔，压机T形槽内的螺钉穿入其内，将模具与设备连接；c、d则为压板压紧固定，模具供压紧的台肩宽度取1530mm。,7.2.2 选定压机型号的有关和校核计算,7.3.1 塑件在模具内加压方向的选择 7.3.2 压缩模的类型及其应用7.3.3

10、凸模和凹模配合的结构形式 7.3.4 加料腔的设计及计算 7.3.5 脱模机构 7.3.6 侧向分型与抽芯机构,7.3 压缩模的设计,7.3.1 塑件在模具内加压方向的选择,(1).便于加料 如图7-12(2).有利于压力传递 如图7-13(3).便于塑料流动 如图7-14(4).使嵌件安放方便，固定可靠 如图7-15(5).保证凸模的强度 如图7-16(6).保证重要尺寸的精度(7).使长型心的轴向与加压方向保持一致,7.3.2 压缩模的类型及其应用,(1).溢式压缩模 图7-17a(2).不溢式压缩模 图7-17b(3).半溢式压缩模 图7-17c,7.3.3 凸模和凹模配合的结构形式,(

11、1).溢式压缩模配合形式 图7-18(2).不溢式压缩模配合形式 图7-19、图7-20(3).半溢式压缩模配合形式,(3)半溢式压缩模配合形式,1）挤压环 图7-21 2）储料槽、排气溢料槽 图7-22.图7-23.图7-24 3）承压面 图7-25.图7-26.图7-27 4）加料腔,7.3.3 凸模和凹模配合的结构形式,7.3.4 加料腔的设计及计算,a.不溢式模具加料腔的断面形状及大小与型腔最大断面形状及大小相同。其加料腔计算高度定义为：从型腔最低处开始算起，见图7-28a所示。高度用下式计算：H=VA+（0.51）式中 H加料腔高度，；V塑料加料量，3 A加料腔截面积，2 0.51为

12、不装塑料的富裕空间,b.图7-28b、c的型腔底部有凸起结构，则 加料腔高度计算公式应为：H=(V+V1)A+（0.51）式中 V1型腔底部凸起结构的体积，3 图7-28d所示为压制壁薄且高的塑件，由于凹模容积大，塑料粉体积较小，塑料原料装入后尚不能达到塑件高度，这时凹模（包括加料腔）深度确定用塑料高度加上1020，即 H=h+(1.02.0)式中 h塑件高度，图7-29的单腔模，图7-30为多腔半溢式压缩模 图7-31为半溢式压缩模加料腔截面的几种形式,7.3.4 加料腔的设计及计算,c.对半溢式模具加料腔高度的计算应从挤压面算起，见图7-32所示。图7-32a的加料腔的高度计算式：H=（V

13、-V0）A+（0.51）式中 V塑料加料量，3（比实用量多510）；V0挤压环以下的型腔容积，3 A加料腔的截面积，2 图7-32b压制的塑件有一部分分型腔在上凸模内，则其加料腔高度为 H=（V-V0-V0）A+（0.51）式中 V0塑件在上凸模凹入部分的容积，3,7.3.4 加料腔的设计及计算,d.图7-32c的塑件仅在凸模内成型,在计算加料腔高度时不扣除上凸模凹入部分的容积量，则 H=（V+V1）A+（0.5+1）式中 V1下凸模突出部分的体积，3 图7-32d的加料腔高度为：H=（V+V1-V0）A+（0.51）图7-32e为多腔模的加料腔高度，为：H=（V-NV0）A+(0.5+1)式

14、中 N加料腔内的型腔数量。,7.3.4 加料腔的设计及计算,7.3.5 脱模机构,(1)脱模方法及常用脱模机构(2)卸模架的设计(3)压缩模推出机构与尾轴的连接方式(4)固定式压缩模的脱模机构 图7-45.图7-46.图7-48.图7-49.图7-50.图7-51.,(1)脱模方法及常用脱模机构,1)手动开模取件方式 有使用铜质工具和利用卸模架开模取件这两种方式。图7-33所示 2)机外脱模装置 3)模内机动脱模机构,7.3.5 脱模机构,(2)卸模架的设计,1）卸模架的形式 图7-34.图7-352)卸模架推赶长度的计算 3)移动式模具的手柄结构 图7-39.图7-40.图7-41,7.3.

15、5 脱模机构,.一个水平分型面的压缩模采用上、下卸模架时（图7-36）：,H1=h1+h3+3 式中 H1 下卸模架推件推杆长度，；h1下模板的厚度，；h3塑件高度，。H2=h1+h2+h4+5 式中 H2下卸模架分模推杆长度，；h2凹模高度，；h4上凸模高度，。H3=h4+h5+(1015)式中 H3上卸模架分模推杆的长度，；h5上模板总厚度，,7.3.5 脱模机构,.两个水平分型面的压缩模采用上、下模架脱模,如图7-37 卸模架推杆长度计算为：H=h+h1+3 式中 H下卸模架推杆加粗部分的长度或短推杆长度 h下凸模固定厚度 h1下凸模高度 H1=h+h1+h2+h3+8 式中 H1下卸模

16、架推杆全长或长推杆长度 h2凹模高度 h3上凸模高度 H2=h3+h4+10 式中 H2上卸模架推杆加粗部分长度或短推杆长度 h4上凸模固定板厚度 H3=h1+h2+h3+h4+13 式中 H3上卸模架推杆全长或长推杆长度,7.3.5 脱模机构,(3)压缩模推出机构与尾轴的连接方式,1)接触式 图7-42 图7-43 2)固定连接式 图7-44,7.3.5 脱模机构,7.3.6 侧向分型与抽芯机构,带有斜滑块侧向分型机构的固定式模具 图7-52圆杆活动镶件的受动外侧抽芯压缩模 图7-53活动镶件成型上塑件内部的侧凹结构 图7-54,7.4 压缩模结构示例,7.4.1、移动式压缩模 7.4.2、

17、半固定式压缩模 7.4.3、固定式压缩模,7.4.1 移动式压缩模,手柄头部件压缩模 图755(2)螺帽压缩模 图756(3)骨架件压缩模 图757,成型酚醛线轮为半固定式压缩模。图758,7.4.2 半固定式压缩模,7.4.3 固定式压缩模,(1)旋钮压缩模 图759(2)酚醛电流表盒压缩模 图760,1.压缩成型的优点、缺点?（答案）2.压缩模设计时，对压机进行那些参数校核?（答案）3、如何选择塑件在模具中的加压方向?（答案）4.不溢式压缩模的凸模与加料腔壁有磨檫，引起加料腔侧壁损伤，为了克服这一缺点，可采用那些方法避免?（答案）5.压缩模凹模的加料腔大小如何确定？（答案）,思考题,1)压

18、缩成型的优点 a.压缩成型工艺成熟可靠，已积累了丰富的经验；b.适用于成型流动性差的塑料，比较容易成型大型制品；c.与热固性塑料的其他成型方法，如压注和注射法相比，成型制品的收缩率较小，变形小，各向性能均匀性较好;d.使用的设备（用液压机）及模具结构要求比较简单，对成型压力要求较底；e.成型中无浇注系统废料产生。,2)压缩成型的缺点 a.制品常有较厚的溢边，且每模溢边厚度不同，因此制品高度尺寸的精度较差；b.厚壁和带有深孔，形状复杂的制品难于成型；c.模具内装有细长成型杆或细薄嵌件时，成型时压弯变形，故这类制品不宜采用；d.压缩模成型时受到高温高压的联合作用，因此读模具材料性能要求较高。成型零

19、件均进行热处理。有的压缩模在操作时受到冲击振动较大。易磨损，变形，使用寿命较短，一般仅为2030万次。e.不宜实现自动化，劳动强度比较大，特别是移动式压缩模。由于模具高温加热，加料常为人工操作，原料粉尘飞扬，劳动条件较差；f.用压缩成型法成型塑件的周期比用注塑压注法的都长，故生产效率底。,2.压缩模设计时，对压机进行那些参数校核?,a.压机最大吨位校核 b.开模力 F=FKc.满足模具工作动作要求 d.压机台面结构及尺寸规格校核,3、如何选择塑件在模具中的加压方向?,考虑下面一些因素：a.便于加料 b.有利于压力传递 c.便于塑料流动d.使嵌件安放方便，固定可靠 e.保证凸模的强度 f.保证重

20、要尺寸的精度 g.使长型心的轴向与加压方向保持一致,、采用的避免方法有,有下面两种方法，如图720所示。图a是将型腔垂直向上延长0.8mm后，每面再向外扩大0.30.5mm(小型塑件取偏小值，大型塑件取偏大值)，以减小脱模摩擦，塑件表面可完全不受摩擦。这时在凸模与加料腔之间形成一个环行储料槽，增加了清除余边料的工作量。设计时，凹模上的及凸模上的1.8mm可适当变更，但不宜变动太大。若将尺寸0.8mm增大得过多，则单边间隙0.1过高，在凸模下压时环行储料槽中的塑料就不容易通过间隙进入型腔中去。图b采取的改进形式最适于压制带斜边形状的塑件。其加料腔在靠近型腔表面约2mm高度范围内，形状为顺着型腔的

21、斜度延伸，即加料腔略作扩大，横向增 大值由塑件壁的斜度决定。同样在设计时要注意，0.1mm间隙的长度不宜过长。,5.压缩模凹模的加料腔大小如何确定？,、溢式模具无加料腔，塑料原料被堆放在型腔中部 不溢式模具加料腔计算，H=VA+（0.51）H=（V+V1）A+（0.51）H=h+(1.02.0),5.压缩模凹模的加料腔大小如何确定？,、半溢式模具加料腔计算H=（V-V0-V0）A+（0.51）H=（V-V0）A+（0.51）H=（V+V1）A+（0.5+1）H=（V+V1-V0）A+（0.51）H=（V-nV0）A+(0.5+1),图755 手柄头部件压缩模,图756 螺帽压缩模,图757 骨架件压缩模,图758 酚醛线轮压缩模,图759 旋钮压缩模,图760 酚醛电流表压缩模,