第六章壓縮模設(shè)計(jì)

第六章壓縮模設(shè)計(jì)壓縮成型過(guò)程材料預(yù)處理（預(yù)壓、預(yù)熱）→把物料加入加料腔→合?！艢狻訜峁袒撃！謇砟＞摺破泛筇幚?。壓縮模成型的特點(diǎn)（1）成型設(shè)備、模具簡(jiǎn)單，且工藝易控制（2）壓力大，制品密實(shí)，成型收縮小，變形?。?）能成型流動(dòng)性差的塑料（4）易成型大中型塑件。（1）生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化（2）勞動(dòng)強(qiáng)度高、勞動(dòng)條件差（3）不能成型精度高、帶有深孔、形狀復(fù)雜和帶有精細(xì)嵌件的塑件（4）對(duì)模具材料的要求高。壓縮模結(jié)構(gòu)組成及分類(lèi)

壓縮模結(jié)構(gòu)組成

1、成型零件:包括上凸模、凹模、型芯、下凸模等組成。

2、加料室:凹模的上半部。

3、導(dǎo)向機(jī)構(gòu):導(dǎo)柱、導(dǎo)套。

4、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)

5、脫模機(jī)構(gòu)

6、加熱系統(tǒng)

7、支承零部件

壓縮模的分類(lèi)一、按模具在壓機(jī)上的固定形式分1、移動(dòng)式壓縮模

模具不固定在壓力機(jī)上，成形后將模具移出壓力機(jī)，先抽出側(cè)型芯，再取出塑件。在清理加料腔后，將模具重新組合好，然后放入壓力機(jī)內(nèi)再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的壓縮成形。特點(diǎn)：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短。但因加料、開(kāi)模、取件等工序均為手工操作，模具易磨損，勞動(dòng)強(qiáng)度大，模具重量一般不宜過(guò)大（20㎏）。這種壓縮模目前只供試驗(yàn)及新產(chǎn)品試制時(shí)制造樣品用，正式生產(chǎn)中已經(jīng)淘汰。2、半固定式壓縮模開(kāi)合模在機(jī)內(nèi)進(jìn)行，一般將上模固定在壓力機(jī)上，下?？裳貙?dǎo)軌移動(dòng)，用定位塊定位，合模時(shí)靠導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位。也可按需要采用下模固定的形式，工作時(shí)則移出上模，用手工取件或卸模架取件。特點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)便于放嵌件和加料，適用于小批量生產(chǎn)，可減小勞動(dòng)強(qiáng)度。3、固定式壓縮模

上下模都固定在壓力機(jī)上，開(kāi)模、合模、脫模等工序均在壓力機(jī)內(nèi)進(jìn)行。特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小，開(kāi)模振動(dòng)小，模具壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且安放嵌件不方便。適用于成形批量較大或形狀較大的塑件。二、按模具加料室形式分1.溢式壓縮模又稱(chēng)敞開(kāi)式壓縮模優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低塑件易取出，易排氣安放嵌件方便加料量無(wú)嚴(yán)格要求模具壽命長(zhǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無(wú)加料腔凸模與凹模無(wú)配合部分有環(huán)形擠壓面b適用范圍：缺點(diǎn)：小批量或試制、低精度和強(qiáng)度無(wú)嚴(yán)格要求的的扁平塑件。合模太快時(shí)，塑料易溢出，浪費(fèi)原料；合模太慢時(shí)，易造成飛邊增厚；水平面的飛邊難于去處，且影響塑件外觀；凸、凹模配合精度較低；不適用于壓制帶狀、片狀或纖維填料的塑料和薄壁或壁厚均勻性要求高的塑件。2.不溢式壓縮模

又稱(chēng)封閉式壓縮模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：加料腔是型腔向上的延續(xù)部分無(wú)擠壓面凸模與加料腔有小間隙的配合塑件密度大、質(zhì)量高對(duì)塑料要求不嚴(yán)（以棉布、玻璃布或長(zhǎng)纖維填料的塑料均可）塑件飛邊薄且呈垂直狀易于去除缺點(diǎn)：適用范圍：模具必須設(shè)置推出機(jī)構(gòu)；加料量必須精確，高度尺寸難于保證；凸模與加料腔內(nèi)壁有摩擦，易劃傷加料腔內(nèi)部，進(jìn)而影響塑件外觀質(zhì)量；一般為單型腔，生產(chǎn)效率低。壓制形狀復(fù)雜，薄壁及深形塑件。3.半溢式壓縮模

又稱(chēng)半封閉式壓縮模優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：不必嚴(yán)格控制加料量不會(huì)傷及凹模側(cè)壁塑件外形復(fù)雜時(shí)，凸模和加料腔的形狀可以簡(jiǎn)化；加料腔是型腔向上的擴(kuò)大延續(xù)部分有擠壓面適用范圍：缺點(diǎn)：不適用于壓制布片或纖維填料的塑料。流動(dòng)性較好的塑料和形狀較復(fù)雜的帶小嵌件的塑件。三.壓縮模類(lèi)型選用原則流動(dòng)性差的塑料，塑件形狀復(fù)雜水平分型面模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，優(yōu)先選用。塑件批量大——固定式模具批量中等——固定式或半固定式模具小批量或試生產(chǎn)——移動(dòng)式模具——不溢式模具塑件高度尺寸要求高，帶有小型嵌件——半溢式模具形狀簡(jiǎn)單，大而扁平的盤(pán)形塑件——溢式壓縮模模具與壓機(jī)關(guān)系一、最大壓力的校核模壓所需的成型總壓力：F模≤kF機(jī)

其中：k——修正系數(shù)，一般取0.75—0.90；而：F模=pA型n其中：p——單位成型壓力（MPa），可查表

A型——每一型腔的水平投影面積（m2）

n——壓縮模內(nèi)型腔的個(gè)數(shù)已知壓機(jī)公稱(chēng)壓力和塑件尺寸時(shí)確定型腔數(shù)目

n=（k·F機(jī)）/（pA型）已知型腔數(shù)目和塑件尺寸時(shí)確定公稱(chēng)壓力

F機(jī)=（p·A型n）/k二、開(kāi)模力的校核開(kāi)模力計(jì)算

F開(kāi)=k1F模其中：F開(kāi)——開(kāi)模力N

F?！核璧某尚涂倝毫

k1——壓力損耗系數(shù)0.1～0.2三、脫模力的校核校核

F脫＜F頂F頂——壓力機(jī)頂出桿的最大頂出力N(壓力機(jī)的頂出力是保證壓縮模提出機(jī)構(gòu)脫出塑件的動(dòng)力）脫模力計(jì)算

F脫=A件p結(jié)其中：F脫——脫模力N

A件——塑件側(cè)面積之和m2

p結(jié)——塑件與金屬的結(jié)合力MPa四、閉合高度的校核模具完全開(kāi)模取件的高度<壓力機(jī)的最大開(kāi)距Ｈmax模具閉合時(shí)的高度>壓力機(jī)的最小開(kāi)距Ｈmin五、裝模尺寸的校核壓縮模的寬度應(yīng)小于壓力機(jī)立柱或框架之間的距離壓縮模用螺釘與壓力機(jī)連接壓縮模用壓板螺釘與壓力機(jī)壓緊固定，則模具只需設(shè)有寬15～30mm的凸緣臺(tái)階即可，如圖4—8。六、頂出機(jī)構(gòu)的校核壓力機(jī)最大頂出行程應(yīng)大于模具所需的推出行程，且必須保證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——壓力機(jī)頂出桿最大頂出行程mm

壓縮模成型零部件設(shè)計(jì)與塑料直接接觸用以成型塑件的零件叫成型零件。在設(shè)計(jì)壓縮模時(shí):首先應(yīng)確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、凹模和凸模之間的配合形式以及成型零件的結(jié)構(gòu)；根據(jù)塑件尺寸確定型腔成型尺寸；根據(jù)塑件重量和塑料品種確定加料腔尺寸；根據(jù)型腔結(jié)構(gòu)和尺寸、壓縮成型壓力大小確定型腔壁厚等。一、塑件在模具內(nèi)加壓方向的選擇所謂加壓方向即凸模作用方向。加壓方向?qū)λ芗馁|(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)和脫模的難易部有重要的影響，在決定施壓方向時(shí)要考慮下述因素：1.便于加料(如圖6-12所示)；a加料腔直徑小而深，不便于操作；b加料腔直徑大而淺，便于操作；2.有利于壓力傳遞，如圖6-13所示；A圓筒太長(zhǎng)，上部施壓，下部易出現(xiàn)疏松、填充不足現(xiàn)象。B將塑件橫放，采用橫向加壓的方法。3．便于安放和固定嵌件，如圖6-14所示；A嵌件可能安裝不牢落下?lián)p壞模具。b嵌件安裝在下模，操作方便，且可利用嵌件頂出塑件。4.便于塑料流動(dòng)，如下圖所示；5.保證凸模的強(qiáng)度，如下圖所示；上凸模受力較大，因此上凸模形狀越簡(jiǎn)單越好，加壓時(shí)應(yīng)使料流方向與加壓方向一致，避免反向流動(dòng)。6．保證重要尺寸的精度7．長(zhǎng)型芯位于施壓方向抽拔距離長(zhǎng)的位于施壓方向，抽拔距離短的放在側(cè)向做側(cè)向分型抽芯。精度要求很高的尺寸不宜設(shè)計(jì)在施壓方向上（因?yàn)橐邕叺拇嬖冢┒?、凸模與加料室的配合形式（－）凸凹模各組成部分及其作用以半溢式壓縮模為例，凸凹模一般有引導(dǎo)環(huán)、配合環(huán)、擠壓環(huán)、儲(chǔ)料槽、排氣溢料槽、承壓面、加料腔等部分組成，它們的作用如下：1．引導(dǎo)環(huán)（L1）引導(dǎo)環(huán)為導(dǎo)正凸模進(jìn)人凹模的部分。引導(dǎo)環(huán)的作用是：減少凸凹模之間的摩擦，避免塑件頂出時(shí)擦傷表面，并可延長(zhǎng)模具壽命，減少開(kāi)模阻力，便于排氣。2.配合環(huán)（L2）：配合環(huán)是凸模與凹模加料腔的配合部分，它的作用是保證凸模與凹模定位準(zhǔn)確，阻止塑料溢出，通暢地排出氣體。3．?dāng)D壓環(huán)（B）擠壓環(huán)的作用是限制凸模下行位置，并保證最薄的水平飛邊，見(jiàn)下圖。

4．儲(chǔ)料槽儲(chǔ)料糟的作用是供排出余料用，見(jiàn)下圖。不溢式壓縮模儲(chǔ)料槽5.排氣溢料槽為了減少飛邊，保證塑件精度及質(zhì)量，成型時(shí)必須將產(chǎn)生的氣體及余料排出模外，見(jiàn)下圖。6．承壓面承壓面的作用是減輕擠壓環(huán)的載荷，延長(zhǎng)模具的使用壽命。

1凸模；2承壓面；3凹模；4-承壓塊承壓塊的形式如下圖所示（二）凸凹模配合的結(jié)構(gòu)形式1.溢式壓縮模的配合形式2.不溢式壓縮模的配合形式凸模與加料腔側(cè)壁的摩擦，使加料腔逐漸損傷，造成塑件脫模困難，而且塑件外表面很易擦傷，下圖為改進(jìn)形式。3．半溢式壓縮模的配合形式：最大特點(diǎn)是帶有水平的擠壓環(huán)，同時(shí)凸模與加料腔間的配合間隙或溢料槽可以排氣溢料。三、加料腔尺寸的計(jì)算設(shè)計(jì)壓縮模加料腔時(shí)，必須進(jìn)行高度尺寸計(jì)算，以單型腔模具為例，其計(jì)算步驟如下：（一）計(jì)算塑件的體積（二）計(jì)算塑件所需原料的體積

Vsl=(1+K)kVsVsl---塑料所需原料的體積；K---飛邊溢料的重量系數(shù)，根據(jù)塑件分型面大小選取，通常取塑件凈重的5%~10%；k---塑料的壓縮比（查表）；Vs---塑件的體積根據(jù)塑件的重量

Vsl=(1+K)mvm---塑件的重量；v---塑件的比容（查表）（三）計(jì)算加料腔的高度H---加料室高度（mm）；Vj---擠壓邊以下型腔體積（mm3）；∑Vd---下凸模成型部分的體積之和（mm3）；A---加料室截面積例有一塑件如下圖所示，物料密度為1.4g/cm3，壓縮比為3，飛邊重量按塑件凈重的10％計(jì)算，求半溢式壓縮模加料室的高度。解（1）計(jì)算塑件的體積Vs（2）塑件所需原料的體積Vsl（3）加料室截面積A（4）擠壓邊下面型腔體積Vj（5）凸模及型芯占用的體積∑Vd（6）加料室高度H加料室高度取H=80mm四、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與注射模具相同，壓縮模最常用的導(dǎo)向零件是在上模設(shè)導(dǎo)柱，在下模設(shè)導(dǎo)向孔。壓縮模導(dǎo)向裝置還具有下述特點(diǎn)：1）除溢式壓縮模的導(dǎo)向單靠導(dǎo)柱完成外，半溢式和不溢式壓縮模的凸模和加料腔的配合段還能起導(dǎo)向和定位的作用，一般加料腔上段設(shè)有10mm的錐形部分導(dǎo)向環(huán)，因此后者比溢式壓縮模有更好的對(duì)中性。2）壓制中央帶有大通孔的殼體塑件時(shí)，為提高壓縮成型質(zhì)量，可在孔中安置導(dǎo)柱，見(jiàn)下圖3）由于壓縮模在高溫下工作，因此一般不采用帶加油槽的加油導(dǎo)柱。五、壓縮模的脫模結(jié)構(gòu)壓縮模的脫模機(jī)構(gòu)與注射模具的脫模機(jī)構(gòu)相似，常見(jiàn)的有推桿脫模機(jī)構(gòu)，推管脫模機(jī)構(gòu)、推件板脫模機(jī)構(gòu)等，此外還有二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)和上下模均帶有脫模裝置的雙脫模機(jī)構(gòu)。（－）脫模機(jī)構(gòu)與壓機(jī)的連接方式多數(shù)壓機(jī)都帶有頂出裝置，壓縮模的脫模機(jī)構(gòu)和壓機(jī)的頂桿（活塞桿）有下述兩種連接方式：1.壓機(jī)頂桿與壓縮模脫模機(jī)構(gòu)不直接連接2.壓機(jī)項(xiàng)桿與壓縮模脫模機(jī)構(gòu)直接連接（二）固定式壓縮模脫模機(jī)構(gòu)固定式壓縮模的脫?？煞譃闅獯得撃：蜋C(jī)動(dòng)脫模，而通常采用的是機(jī)動(dòng)脫模。當(dāng)采用溢式壓縮?；蛏贁?shù)半溢式壓縮模時(shí)，如對(duì)型腔的粘附力不大，可采用氣吹脫模，如下圖所示。機(jī)動(dòng)脫模一般應(yīng)盡量讓塑件在分型后留在壓機(jī)上