第6压缩和压注模具.pptx
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1、6.1.1 压缩模概述压缩模概述v压缩模具又称压塑模或压胶模,它主要用于成型热固性塑料,但随着技术的进步和生产的需要,有时也用于成型热塑性塑料。压缩模具是塑料制品生产的一种较为古老的方法,由于其结构简单,至今仍然有广泛的使用。v1.压缩模具成型的优点压缩模具成型的优点v(1)压缩成型所需的设备和模具简单,且工艺成熟可靠、积累了丰富的经验;v(2)适用于成型流动性差的塑料,比较容易成型大型制品;v(3)制品的收缩率小、变形少、各向性能比较均匀。v2.压缩模具成型的缺点压缩模具成型的缺点v(1)生产周期长、效率低,不易实现自动化,劳动强度较大;v(2)制品的溢边不可避免,并且厚薄不均匀,影响了产品
2、的尺寸准确性;v(3)一些具有复杂内部结构和带有细长嵌件的制品在压制时易弯曲或变形,故此类塑件不宜采用压缩模具成型;v(4)对模具材料的要求较高,模具工作条件差、磨损大、使用寿命较短。6.1.2 压缩模的类型压缩模的类型v1.按模具在压机上的固定方式分类按模具在压机上的固定方式分类v(1)移动式压缩模v(2)半固定式压缩模v(3)固定式压缩模v2.按上、下模配合结构特征分类按上、下模配合结构特征分类v(1)溢式压缩模(图6-1)v(2)半溢式压缩模(图6-2)v(3)不溢式压缩模(图6-3)图6-1 溢式压缩模图6-2 半溢式压缩模图6-3 不溢式压缩模3.按分型面特征分类按分型面特征分类(1
3、)水平分型面压缩模一个水平分型面的压缩模,如图6-4所示;两个分型面的压缩模,如图6-5所示。图6-4 一个水平分型面的溢式压缩模 图6-5 两个水平分型面的不溢式压缩模v(2)垂直分型面压缩模v垂直分型面的半溢式压缩模,如图6-6所示。图6-6 垂直分型面的半溢式压缩模1-型芯 2-凸模 3-截锥形凹模(两半)4-模套6.1.3 压缩模的基本结构压缩模的基本结构 图6-7 典型压缩模的基本结构1-上模座板;2-螺钉;3-上凸模;4-加料腔(凹模);5,10-加热板;6-导柱I 7-型芯;8-下凸模;9-导套;11-推杆;12-支承钉;13-垫块;14-下模座板;15-推板;16-拉杆;17-
4、推杆固定板;18-侧型芯;19-型腔固定板;20-承压块6.1.4 压缩模结构形式的确定压缩模结构形式的确定v1.压机与模具结构形式的关系压机与模具结构形式的关系v我们在设计压缩模具时,原则上应以满足生产批量及生产时间为前提来选择压机,而不是根据压机来决定模具。在选择压机时,主要应进行以下几方面的计算和校核:v(1)成型压力的计算v压制时所需要的成型压力与制品的塑料种类及成型所需的压强(见表6-1)、制品的结构形状大小等因素有关。v成型压力可用下式计算vF=pAn (6-1)v式中 F成型压力或称计算成型压力,N;v p成型压强,MPa,按表6-1选取;v A单个型腔的投影面积,mm2;v n
5、型腔数。v选用压机时,应留有安全余量,可按下式计算vF机=FK (6-2)v式中 F机压机的额定压力,N;vF计算成型压力,N;v K压机安全系数。新压机取1.11.2;旧压机取1.31.35。(2)开模力的计算v开模力F可根据成型压力进行估算,即v F=Fk1 (6-3)v式中 F开模力,N;v F 计算的成型压力,N;v k1开模力系数,依加料室的结构和配合环情况而定。加料室形状简单,配合环不 高时取O.15;加料室轮廓较复杂,配合环较高时取O.2。v螺钉数由下式计算v v (6-4)v式中 n螺螺钉数量;vF螺每个螺钉所能承受的负荷,N,查表6-2。v(3)脱模力的计算v 脱模力是指把制
6、品完全从模具的型腔中脱出所需的力,此力由压机的下液压缸提供。脱模力可按下式计算v Ft=Acf (6-5)v式中 Ft理论计算的脱模力,N;vAc制品之侧面积的总和(包括外侧面及内孔的侧面),cm2;vf单位面积的脱模阻力,Ncm2。酚醛树脂木粉充填f=50;酚醛树脂玻璃纤维 充填,f=150;氨基塑料纤维素充填f=6080。(4)压机闭合高度与模具的闭合高度的关系v 压机上、下工作台之间的最大及最小开距与所安装的模具闭合高度有关,也直接关系到能否完全开模取出塑料制品。v模具设计时可按图6-8及式(6-6)、式(6-7)进行核算。图图6-86-8压机开距与模具闭合高度压机开距与模具闭合高度vA
7、maxHmax-h-h-(510)(6-6)vAminHmin+(1015)(6-7)v式中 Amax模具最大闭合高度,mm;v Amin模具最小闭合高度,mm;v Hmax压机上、下工作台最大开距,mm;v Hmin压机上、下工作台最小开距,mm:v h 塑料制品的最大高度,mm;v h凸模高度,mm。v若不满足式(6-7),可在压机工作台上增加垫板(5)推杆行程的校核v推杆行程要满足下式要求v (6-8)v式中 压机推杆工作行程,mm;v制品最大高度,mm;v加料腔高度,mm;v压机推杆的最大行程,mm。(6)压机工作台面有关尺寸的校核v模具设计时应根据压机工作台面规格及结构来确定模具相应
8、的尺寸。模具宽度应小于压机立柱或框架之间的距离,使模具能顺利地通过其间并安装在工作台上。压缩模具的最大外形尺寸不应超过压机工作台面尺寸,以便于模具的安装固定。2.塑料制品形状与模具结构形式的关系塑料制品形状与模具结构形式的关系v(1)加压方向的选择v 加压方向即凸模作用方向,也就是模具的轴线方向,在决定施压方向时要考虑下列因素。v便于加料v便于压力传递v便于安放和固定嵌件v保证凸模的强度v保证重要尺寸的精度v(2)模具分型面的选择v施压方向选定后,应确定分型面的位置,分型面位置确定原则与注射模基本相似。例如分型面应设在制品断面轮廓最大的地方;尽可能避免采用瓣合模和侧抽芯;分型面的溢料痕迹应设在
9、制品比较隐蔽和易于修整的地方;将要求同轴度的尺寸设在压模的同一侧上,而不宜分置于上下模两边。v无论上压式或下压式压机,其主要顶出机构均位于压机下方,故选择分型面尽可能使制品在开模时留在下模。为了方便制造,压缩模的挤压边缘(溢式和半溢式)和分型面多为水平面,较少采用曲面或弯折面。由于受到制品形状的限制,有时不可能同时兼顾到加压方向和分型面位置的要求,这种情况下要以能顺利脱模为第一条件。3.塑料性能与模具结构形式的关系塑料性能与模具结构形式的关系v(1)塑料的密度和比容 应根据塑料的密度、比容与制品体积的关系来确定加料室的结构形式及体积大小。v(2)收缩率 根据收缩率与制品尺寸的关系来确定成型零件
10、的尺寸。同时根据收缩程度及收缩特点来考虑脱模形式。v(3)流动性 根据塑料流动性确定模具型腔的闭合形式,一般流动性好的塑料,可选定半溢式型腔;流动性差的塑料可选不溢式型腔。成型零件表面光洁,塑料易流动,故流动性好的塑料,成型零件表面粗糙度宜取Ra0.10.2m;流动性较差的塑料,成型零件表面粗糙度宜取Ra0.0250.1m。v(4)单位压力 制品成型时的单位压力与塑料种类有关(见表6-1)。而根据单位压力则可以计算成型压力和选择压力机,计算模具强度,分析制品或成型零件受力情况、选择加压方向、确定模具结构及体积大小等。6.1.5 压缩模成型零件的结构设计压缩模成型零件的结构设计v压缩模的成型零件
11、包括上、下凸模、凹模、型芯、嵌件、瓣合模及模套等。成型零件组合成压缩模的型腔,压缩模的加料腔与型腔凹模连成一体。1.凸凹模各组成部分的作用及有关尺寸凸凹模各组成部分的作用及有关尺寸图6-12 不溢式压缩模常用凸凹模组合形式图6-12和图6-13分别为不溢式压缩模和半溢式压缩模常用的凸凹模组合形式,其各部分的作用及参数如下。图6-13 半溢式压缩模常用凸凹模组合形式v(1)引导环l2v 引导环的作用是引导凸模顺利地进入凹模。除加料腔极浅的凹模外,一般引导环都有一段斜度,并设有圆角R,以便引入凸模,减少凸、凹模之间摩擦。有下凸模的型腔,也可同样处理。推荐尺寸如下。v 移动式模具:=20130;vR
12、=23mm。v 固定式模具:=201 下凸模=34;v R=152mm;v l2=510mm;H加30mm时l2=1020mm。v总之,引导环的高度必须保证:当塑料粉达到融化时,凸模必须已进入配合环。v(2)配合环l1v 配合环是凸模与凹模配合的部位,其作用是保证凸模与凹模定位准确,防止塑料溢出,通畅地排出气体。其配合应按照以下情况选择。v 移动式压模:凸凹模采用H7f7配合,l1=35mm。v 固定式压模:凸凹模采用H9f9配合,l1=46mm;H加30mm时,l1=810mm。(3)挤压环l3v在半溢式压缩模中,挤压环的作用是限制凸模下行的位置,并保证留有最薄的横向飞边。挤压环形式如图6-
13、14所示,图(a)用于圆形截面凸模,图(b)用于非圆形截面凸模。图6-14 挤压环形式中小型模具l3=24mm,大型模具l3=35mm。v(4)储料槽Zv储料槽的作用是排除余料,即凸凹模压合后应留有高度为Z(Z=0.51.5mm)的小空间。因为压缩模的加料必须比实际用料多,以免填充不足。而此多余的料会造成合模方向上的尺寸误差,所以必须使多余料有储存的空间。储料槽仅在半溢式模具中用,如图6-13所示。v(5)排气溢料槽v为减少飞边,保证制品精度及质量,成型时必须将产生的气体及余料排出模外。一般可通过压缩过程中的排气操作或利用凸凹模配合间隙来实现排气。但当成型形状复杂的制品及流动性较差的纤维填料塑
14、料时,则应在凸模上选择适当位置开设排气溢料槽,防止制品中产生组织疏松。v(6)承压面v承压面的作用是保证上凸模进入凹模的深度,使凹模不致受挤压而变形或损坏,以延长模具的使用寿命。图6-16 承压面的结构形式2.凸凹模配合形式凸凹模配合形式v(1)溢式压缩模的凸凹模配合形式v溢式压缩模没有加料腔,仅利用凹模型腔装料,凸模与凹模没有引导环和配合环,只是在分型面水平接触。图6-17 溢式压缩模的凸凹模配合形式v(2)不溢式压缩模的凸凹模配合形式v不溢式压缩模的加料室是型腔的延续部分,两者截面形状相同,无挤压面,但有引导环、配合环和排气溢流槽,凸凹模的配合间隙不宜太小,配合环的配合精度为H7f7。图6
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