压缩成型工艺及模具设计资料.pptx

5 5 压缩成型工艺压缩成型工艺及模具设计及模具设计一、压缩成型工艺一、压缩成型工艺 压缩成型又称为模压成型或压制成型，主要用于成型热固性压缩成型又称为模压成型或压制成型，主要用于成型热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料等。塑料，如酚醛塑料、氨基塑料等。1.压缩成型原理：压缩成型原理：加料：加料：将塑料加入具有一定成型温度下的模具加料腔中将塑料加入具有一定成型温度下的模具加料腔中合模加压：合模加压：上凸模在压力机作用下进入凹模，上凸模在压力机作用下进入凹模，塑料在温度和压力作用下熔融流动，并且很塑料在温度和压力作用下熔融流动，并且很 快地充满整个型腔，树脂和固化剂作用发生快地充满整个型腔，树脂和固化剂作用发生 交联反应，生成体型化合物，塑料因而固化，交联反应，生成体型化合物，塑料因而固化，成为具有一定形状的制品成为具有一定形状的制品.脱模：脱模：当制品完全定型并且具有最佳性能时，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即开启模具取出制品。2.压缩成型特点压缩成型特点塑料直接加入型腔内，加料时模具是敞开的，即先加料后塑料直接加入型腔内，加料时模具是敞开的，即先加料后合模。合模。结构简单，无浇注系统，不需复杂的推出机构结构简单，无浇注系统，不需复杂的推出机构耗料少耗料少生产周期长，效率低生产周期长，效率低不易压制形状复杂的塑件，不易获得尺寸精确的塑件不易压制形状复杂的塑件，不易获得尺寸精确的塑件3.压缩成型工艺压缩成型工艺(1)成型前准备成型前准备 预压预压、预热和干燥、预热和干燥(2)模压过程模压过程 加料、合模、排气、固化、脱模加料、合模、排气、固化、脱模(3)模压后处理模压后处理 模具清理、塑件后处理模具清理、塑件后处理4.工艺参数工艺参数 压力、温度、时间压力、温度、时间l成型零件成型零件l加料室加料室l导向机构导向机构l侧向分型与抽芯机构侧向分型与抽芯机构l推出机构推出机构l加热系统加热系统l支撑零部件支撑零部件7.1 7.1 压缩模结构及分类压缩模结构及分类二、压缩模具的结构组成二、压缩模具的结构组成1.压缩模的分类压缩模的分类 按模具在压机上的固定方式分：按模具在压机上的固定方式分：l固定式压缩模固定式压缩模l移动式压缩模移动式压缩模l半固定式压缩模半固定式压缩模 按模具加料室的形式分按模具加料室的形式分l溢式压缩模溢式压缩模l不溢式压缩模不溢式压缩模l半溢式压缩模半溢式压缩模7.1 7.1 压缩模结构及分类压缩模结构及分类三、压缩模分类及选用原则三、压缩模分类及选用原则(1)固定式压缩模固定式压缩模 v特点：特点：上下模都固定在压机上，开模、合模、推出塑件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，模具寿命长度小，模具寿命长v缺点：缺点：模具结构复杂、造价高，且安装嵌件不方便。模具结构复杂、造价高，且安装嵌件不方便。v用途：用途：适合生产批量较大或尺寸较大的塑件。适合生产批量较大或尺寸较大的塑件。酚醛电流表压缩模酚醛电流表压缩模(2)移动式压缩模移动式压缩模 v模具不固定在压机上，成型后移出压机，用卸模架等专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。下一个循环的压缩成型。v 加料、开模、取件等工序都是手工操作，劳动强度大。加料、开模、取件等工序都是手工操作，劳动强度大。v模具结构简单，制造周期短，主要用于试验及试制新产模具结构简单，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、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。带有螺纹的塑件。手柄头部件压缩模手柄头部件压缩模(3)半固定式压缩模半固定式压缩模 v上模固定在压机上，下模沿导轨移动，用定位块定位。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。也可以将下模固定在压机上。v开合模在机内进行，成型后移出上模或下模，用手工开合模在机内进行，成型后移出上模或下模，用手工或机外卸模装置取出塑件。或机外卸模装置取出塑件。v与移动式压缩模具相比减小了工人劳动强度，并且容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。具太重或嵌件较多时，就可以采用此类模具。1 1）溢式（敞开）压缩模溢式（敞开）压缩模优点：优点：结构简单，成本低结构简单，成本低 塑件易取出，易排气塑件易取出，易排气 安放嵌件方便安放嵌件方便 加料量无严格要求加料量无严格要求 凹、凸模无摩擦，凹、凸模无摩擦，模具寿命长模具寿命长结构特点结构特点：无加料室，型腔高度即为无加料室，型腔高度即为 制品高度制品高度 凸模与凹模无配合部分凸模与凹模无配合部分 有环形挤压面有环形挤压面B B适用范围：适用范围：缺点：缺点：小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。扁平塑件。v合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，易合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，易 造成飞边增厚；造成飞边增厚；v凸、凹模配合精度较低凸、凹模配合精度较低；v不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁或壁不适用于压制带状、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。厚均匀性要求高的塑件。2 2）不溢不溢(封闭封闭)式压缩模式压缩模 结构特点：结构特点：优点：优点：v加料室是型腔上侧的延续部分加料室是型腔上侧的延续部分 其截面形状和尺寸与型腔相同其截面形状和尺寸与型腔相同 无挤压面无挤压面 凸模与加料室有小间隙的配合凸模与加料室有小间隙的配合 塑件密度大、质量高塑件密度大、质量高 对塑料要求不严对塑料要求不严（以棉布、玻璃（以棉布、玻璃 布或长纤维填料的塑料均可）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塑件飞边薄且呈垂直状易于去除 缺点：缺点：适用范围：适用范围：v加料量必须精确，高度尺寸难于保证；加料量必须精确，高度尺寸难于保证；v凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而影响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；塑件外观质量；v一般为单型腔，生产效率低。一般为单型腔，生产效率低。压制形状复杂，薄壁及深形塑件。压制形状复杂，薄壁及深形塑件。3）半溢式压缩模半溢式压缩模 优点：优点：结构特点：结构特点：制品致密度高，制品致密度高，不必严格控制加料量不必严格控制加料量v制品的高度尺寸稳定制品的高度尺寸稳定v加料腔是型腔上侧的扩大延续部分加料腔是型腔上侧的扩大延续部分有挤压面，凹、凸模大间隙配合有挤压面，凹、凸模大间隙配合缺点：缺点：不适用于压制布片或纤维填料的塑料不适用于压制布片或纤维填料的塑料 适用范围：适用范围：流动性较好的塑料和形状较复杂的带小流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件嵌件的塑件v塑件批量大，选用固定模具；批量中等，选用半固定塑件批量大，选用固定模具；批量中等，选用半固定式或固定式；小批量或试生产时，选用移动式模具。式或固定式；小批量或试生产时，选用移动式模具。v水平分型面模具简单，操作方便，可优先选用，尽量水平分型面模具简单，操作方便，可优先选用，尽量避免选用垂直分型面模具。避免选用垂直分型面模具。v流动性差的塑料，且塑件形状复杂时，可选用不溢模流动性差的塑料，且塑件形状复杂时，可选用不溢模具；塑件高度尺寸要求高，且带有小嵌件时，可选用具；塑件高度尺寸要求高，且带有小嵌件时，可选用半溢式模具；外形简单，且大而扁平的盘形塑件可选半溢式模具；外形简单，且大而扁平的盘形塑件可选用溢式模具。用溢式模具。2.压缩模选用原则压缩模选用原则四、压缩成型设备与参数校核四、压缩成型设备与参数校核 1.压缩成型设备压缩成型设备机械式机械式液压式液压式压力机压力机上压式上压式下压式下压式2.压缩成型设备参数校核压缩成型设备参数校核l 成型总压力成型总压力l 开模力开模力l 脱模力脱模力l 压缩模高度和开模行程压缩模高度和开模行程l 压力机工作台面有关尺寸压力机工作台面有关尺寸 (1)成型总压力的校核成型总压力的校核 塑件压制成型所需的总压力塑件压制成型所需的总压力：FMKFP FM=106nApK修正系数，按压力机修正系数，按压力机的新旧程度取的新旧程度取0.750.90p单位成型压力（单位成型压力（MPa），），A每个型腔加料腔的水平投影面积（每个型腔加料腔的水平投影面积（m2）n压缩模内型腔的个数压缩模内型腔的个数型腔数目：型腔数目：开模力计算开模力计算 FK=K1FMK1压力损耗系数压力损耗系数0.10.2 注：注：开模力不需校核开模力不需校核脱模力计算脱模力计算 Ft=106Acpj Ac塑件侧面积之和塑件侧面积之和(m2)pj塑件与金属的结合力塑件与金属的结合力(MPa)校核：校核：FtFdFd压力机的推出力压力机的推出力（2）开模力和脱模力的计算校核）开模力和脱模力的计算校核(3)压缩模高度和开模行程的校核压缩模高度和开模行程的校核为使模具能够正常工作必须满足：为使模具能够正常工作必须满足：hminh hmax h=h1+h2hmax、hmin：压力机上下模板间的最大距离、最小距离：压力机上下模板间的最大距离、最小距离h：模具闭合的总高度：模具闭合的总高度h1:凹模高度；凹模高度；h2：凸模台肩高度：凸模台肩高度注：注：l 如果如果hhmin,则上下模不能闭合，必须在上下模之间加垫板则上下模不能闭合，必须在上下模之间加垫板l hmax除满足除满足h外，还要求：外，还要求：hmaxh+L L=hs+ht+(1030)mmhs：塑件高度：塑件高度ht：凸模高度：凸模高度L:模具的最小开模距离模具的最小开模距离(4)压力机工作台面有关尺寸的校核压力机工作台面有关尺寸的校核 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的宽度应小于压力机立柱或框架之间的距离 压缩模可用螺栓与压力机连接压缩模可用螺栓与压力机连接 压缩模用压板螺钉与压力机压紧固定，则模具只需设有压缩模用压板螺钉与压力机压紧固定，则模具只需设有 宽宽1530mm的凸缘台阶即可的凸缘台阶即可1、塑件在模具内加压方向的选择、塑件在模具内加压方向的选择加压方向即凸模作用方向，也就是模具的轴线方向。加压方向即凸模作用方向，也就是模具的轴线方向。7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点 压缩模设计过程中有很多内容可以参照注塑模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、导的相关内容（分型面的选择、成型零件的设计计算、导向机构设计、侧向分型抽芯机构设计等）向机构设计、侧向分型抽芯机构设计等）五、压缩模设计五、压缩模设计便于加料便于加料有利于压力传递有利于压力传递7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点 加压方向应使压力传递距离尽量短，以减少压力加压方向应使压力传递距离尽量短，以减少压力损失，并使塑件组织均匀。损失，并使塑件组织均匀。便于安装和固定嵌件便于安装和固定嵌件7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点当塑件上有嵌件的时候，应优先考虑将嵌件放在下模。当塑件上有嵌件的时候，应优先考虑将嵌件放在下模。加压方向与塑料加压方向与塑料流动方向一致，流动方向一致，有利于塑料流动有利于塑料流动长型芯应位于施长型芯应位于施压方向上，短型压方向上，短型芯侧向抽芯芯侧向抽芯精度要求高的尺精度要求高的尺寸不宜放在加压寸不宜放在加压方向上方向上保证凸模的强度保证凸模的强度7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点 对于从正面和反面都可以加压成型的塑件，应选用简单面对于从正面和反面都可以加压成型的塑件，应选用简单面为加压方向为加压方向(1)凸模与加料腔、凹模的配合形式凸模与加料腔、凹模的配合形式 半溢式压缩模半溢式压缩模 引导环引导环 配合环配合环 挤压环挤压环 排气溢料槽排气溢料槽 承压块承压块 加料腔加料腔等等2.凸凹模的配合形式及有关尺寸确定凸凹模的配合形式及有关尺寸确定l挤压环挤压环B B 用以限制凸模下行的位置用以限制凸模下行的位置 保证最薄的水平飞边保证最薄的水平飞边,B不宜过大不宜过大 主要用于半溢式和溢式压缩模主要用于半溢式和溢式压缩模l 引导环引导环L1引导凸模顺利进入凹模（引导凸模顺利进入凹模（主要主要）减少与加料腔侧壁的摩擦，便于排气减少与加料腔侧壁的摩擦，便于排气l 配合环配合环L2 保证凸模与凹模定位准确保证凸模与凹模定位准确 防止溢料，但排气必须顺畅防止溢料，但排气必须顺畅l 排气溢料槽排气溢料槽 排出气体和余料排出气体和余料成型形状复杂塑件及流成型形状复杂塑件及流动性较差的纤维填料的塑动性较差的纤维填料的塑件时应开设排气溢料槽件时应开设排气溢料槽.槽深一般为槽深一般为0.20.3mm应开到凸模的上端，使应开到凸模的上端，使合模后高出加料腔的上平合模后高出加料腔的上平面面l 加料腔加料腔 盛装塑料原料盛装塑料原料 可以是型腔的延伸，也可按型腔形状扩大成圆形或矩形等可以是型腔的延伸，也可按型腔形状扩大成圆形或矩形等l 承压块（面）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 溢式压缩模凸模与凹模的配合溢式压缩模凸模与凹模的配合 (2)凸凹模配合的结构形式凸凹模配合的结构形式无加料腔，凸、凹模在水平分型面接触无加料腔，凸、凹模在水平分型面接触分型面接触面积不宜过大分型面接触面积不宜过大 （溢料面或挤压面）（溢料面或挤压面）溢料面之外增设承压面（图溢料面之外增设承压面（图b b所示）所示）不溢式压缩模凸模与凹模的配合不溢式压缩模凸模与凹模的配合 7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点 加料腔是型腔的延续，凸、凹模间无挤压面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、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，改进形式如下图所示凸模与加料腔侧壁摩擦，易造成磨损，改进形式如下图所示半溢式压缩模凸模与凹模的配合半溢式压缩模凸模与凹模的配合 7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点加料腔是型腔的扩大，带有水平挤压面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模具上必须设计承压面或承压块3.凹模加料腔高度尺寸计算凹模加料腔高度尺寸计算计算塑件所需塑料原料的体积计算塑件所需塑料原料的体积加料腔高度的计算加料腔高度的计算 表表5-4 塑塑(1+f)件件f:飞边溢料的质量系数，一般取塑件净重的飞边溢料的质量系数，一般取塑件净重的510%K：塑料的压缩比：塑料的压缩比7.7.压缩模具设计要点压缩模具设计要点