塑料壓縮與傳遞成型模具設(shè)計(jì)

第5章塑料壓縮與傳遞成型模具設(shè)計(jì)5.1概述5.2壓縮模與壓機(jī)的關(guān)系5.3壓縮模成型零件設(shè)計(jì)一、型腔總體設(shè)計(jì)二、壓縮模型腔配合結(jié)構(gòu)和尺寸第21講三、成型零件設(shè)計(jì)四、加料室的設(shè)計(jì)及其計(jì)算一、壓縮成型及壓縮模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)成型原理：將粉料、粒料、預(yù)壓錠料或浸漬料直接放入模腔進(jìn)行加熱、加壓成型的方法。5.1概述壓縮成型工藝過程：嵌件安放—加料—合?！艢狻_?！敵鲋破贰迥Ｒ弧嚎s成型及壓縮模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工藝用途：熱固性塑件、流動(dòng)性差的熱塑性制品（PTFE、高透明PS、PMMA、UHMW-PE等）和橡膠制品的成型。壓縮成型特點(diǎn)：模具加熱、效率低。原料：熱固性料除樹脂外，含大量填料、固化劑、固化促進(jìn)劑、潤(rùn)滑劑、著色劑等，塑化前流動(dòng)性差、填充難；原料形狀：粉狀、粒狀、片狀、團(tuán)狀、碎屑狀、纖維狀等；成型：模具敞開狀態(tài)加料，邊加熱加壓邊合模，最終完全閉合，加壓直接、填充密實(shí)。一、壓縮成型及壓縮模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、壓縮成型及壓縮模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)壓縮成型優(yōu)點(diǎn)：使用的設(shè)備和模具比注射簡(jiǎn)單、價(jià)廉；壓力直接作用于原料，適于成型流動(dòng)性差填料多的塑料；成型熱固性制品收縮率較小、變形小、各向性能較均勻。壓縮成型缺點(diǎn)：

生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低；生產(chǎn)自動(dòng)化程度低、多塵、環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度大；制品飛邊多、去除難，影響高度方向尺寸精度；深孔和形狀復(fù)雜制品難以成型；模具磨損快、壽命低；成型零件需淬硬。二、壓縮模典型結(jié)構(gòu)壓縮模組成：型腔、加料室、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)等。加熱方式：電加熱、蒸汽加熱、煤氣或天然氣加熱等。熱塑性料成型：模具開設(shè)溫度控制通道，在塑化和定型階段，分別通入蒸汽加熱和通入冷卻水進(jìn)行冷卻。三、壓縮模分類分類：按模具在壓機(jī)上固定方式分：移動(dòng)式、半固定式和固定式；按上、下模閉合形式分：溢式、不溢式和半溢式；按分型面特征分：水平分型面和垂直分型面壓縮模；按型腔數(shù)分：?jiǎn)吻皇胶投嗲皇綁嚎s模。1、溢式壓縮模特點(diǎn)：無加料室；凸、凹模無直接配合，余料極易溢出；制品密度低，力學(xué)性能差；不適用于高壓縮率的原料，最好用粒料或預(yù)壓錠料成型；用于鈕扣、裝飾品等扁平小型薄壁制品成型。2、不溢式壓縮模不溢式壓縮模特點(diǎn)：加料室為型腔上部斷面的延伸，無擠壓面，溢料量很少；型芯與型腔配合間隙單邊約0.025~0.075mm，或?qū)⑿颓粋?cè)壁制成帶15′~20′的斜度，方便開模。成型壓力大、密度高，性能好；用于形狀復(fù)雜、壁薄、流程較長(zhǎng)或深形制品成型，或流動(dòng)性差、比壓高、比容大的塑料；特別適合壓制有棉布、玻璃布、長(zhǎng)纖維填充的制品；飛邊與分型面垂直，便于去除。3、半溢式壓縮模半溢式壓模特點(diǎn)：設(shè)有斷面尺寸較大的加料室，加料室底部有環(huán)形擠壓面，型芯與加料室間隙配合；余料可通過配合間隙和溢料槽溢出，制品密度較溢式壓模的好；操作方便，原料計(jì)量簡(jiǎn)單；制品脫模容易，不易與側(cè)壁刮擦；不宜成型以布片或長(zhǎng)纖維作填料的塑料；每次成型應(yīng)清理擠壓面。4、多型腔壓縮模多型腔壓模可為溢式或半溢式結(jié)構(gòu)。多腔共用加料室有利于縮小模具尺寸，方便加料，但邊角的型腔易缺料。5.2壓縮模與壓機(jī)的關(guān)系一、常用壓機(jī)及其技術(shù)參數(shù)壓機(jī)類型：分框架式和柱式結(jié)構(gòu)；以油壓機(jī)為主，還有少量的水壓機(jī)、螺旋壓力機(jī)等。上下工作臺(tái)面加裝電加熱板一、常用壓機(jī)及其技術(shù)參數(shù)塑料制品液壓機(jī)：規(guī)格從350~1000kN，最常用的是450kN和1000kN兩種。一、常用壓機(jī)及其技術(shù)參數(shù)常用壓機(jī)臺(tái)板結(jié)構(gòu)尺寸頂出桿端部為T形槽結(jié)構(gòu)頂出桿端部為螺紋結(jié)構(gòu)一、常用壓機(jī)及其技術(shù)參數(shù)頂出桿端部為螺紋結(jié)構(gòu)常用壓機(jī)臺(tái)板結(jié)構(gòu)尺寸二、壓縮模與壓機(jī)相關(guān)技術(shù)參數(shù)的校核1、壓機(jī)最大總壓力校核它與材料種類、塑件尺寸、型腔數(shù)等有關(guān)。式中k——安全系數(shù)，取0.75~0.90,視壓機(jī)新舊程度而定；

F機(jī)——壓機(jī)最大總壓力，kN；

F?！獕耗Ｋ璩尚蛪毫Γ琸N。式中p0——單位成型壓力，其值可查表，MPa（0.1kN/cm2）；

A——每個(gè)型腔水平投影面積，半溢式為加料室投影面積，cm2；

n——壓模加料室個(gè)數(shù)。1、壓機(jī)最大總壓力校核1、壓機(jī)最大總壓力校核以織物、纖維作填料比無機(jī)物粉料、木粉作填料成型時(shí)需要更大壓力。薄壁深腔件成型壓力要較大。正裝式（型腔在下）比倒裝式壓模成型壓力要小。垂直壁塑件較傾斜壁塑件所需壓力大。1、壓機(jī)最大總壓力校核已知壓模結(jié)構(gòu)和塑件成型壓力，選擇壓機(jī)時(shí)當(dāng)壓機(jī)已定，確定壓模型腔數(shù)時(shí)，按下式計(jì)算并取整當(dāng)壓機(jī)總壓力超過壓模所需壓力較多時(shí)，應(yīng)調(diào)小壓機(jī)的工作油壓，按下式計(jì)算式中p表——壓力表讀數(shù)（油壓），MPa；

A活——壓機(jī)活塞面積，cm2。2、壓機(jī)固定板有關(guān)尺寸校核模具最大尺寸應(yīng)小于壓機(jī)立柱或框架之間的距離；同時(shí)還應(yīng)保證模具能裝夾在工作臺(tái)上。模具安裝方式：螺釘直接固定或用壓板固定。3、壓縮模高度和開模行程的校核式中h——壓模閉合高度，mm；

Hmin——壓機(jī)上下模板之間的最小開距，mm。式中L——壓模所要求的最小開模距離，mm；

Hmax——壓機(jī)上下模板之間的最大開距，mm。對(duì)于固定式壓模3、壓暑縮模高廁度和開印模行程設(shè)的校核圖5-7置：所需最剖小開模距得為式中hs——塑件高東度，m糧m；ht——凸模高度寨，mm。即式中h1——下模部分淚全高，m罩m；h2——上模部分胞全高，m縫m。3、壓模痰高度和開狂模行程的框校核對(duì)于利用開篩模力完叢成側(cè)抽保芯或脫疤螺紋的模具，館開模行程土可能要求增更大，視落具體情況餓而定；若移動(dòng)便式壓模用卸模毛架在壓著機(jī)上脫淘模時(shí)，模濟(jì)具與卸候模架組伏合后的灑總高度側(cè)，以能狀放入上毫下模板址之間為洪宜。4、壓穗機(jī)推出柏機(jī)構(gòu)的忘校核壓機(jī)推惠出機(jī)構(gòu)秒：有手動(dòng)妻推出機(jī)筍構(gòu)、推濾出托架甲和液壓壤推出三洲種形式沿。壓模的推展出機(jī)構(gòu)應(yīng)荒與壓機(jī)相刑適應(yīng)，應(yīng)蒙能與壓機(jī)每頂出桿相箭連接；壓模所需招的推出行麥程和推出雷力也要與禍壓機(jī)相適積應(yīng)。5.3每壓縮模設(shè)扒計(jì)一、型腔紡總體設(shè)計(jì)包括塑絮件在模關(guān)內(nèi)加壓方曲向選擇、型芯型竊腔配合結(jié)構(gòu)準(zhǔn)選擇和分型面位蓋置選擇等1、塑際件在模踏具內(nèi)加旋壓方向者的選擇加壓方葬向即型芯圓對(duì)塑料續(xù)原料施磁加壓力困的方向玻，選擇京時(shí)應(yīng)考便慮以下濃因素：（1）歇便于加凳料原則圖a）加暴料室直徑社大而淺，劑可方便加振料；圖b）據(jù)相反，把不便加紋料。一、型腔梳總體設(shè)計(jì)（2）使債型腔各處切壓力均勻啟原則圖a）沿舉軸線加壓漢，當(dāng)圓筒蝕較長(zhǎng)時(shí)，恨壓力傳遞替距離太長(zhǎng)勸，造成中伐下部壓力糧不足，影縮慧響制品密逝度均勻；圖b）律橫向施嗎壓，壓寺力較均遇勻，但厚外表面設(shè)有分型搜痕跡。1、塑桶件在模搜具內(nèi)加故壓方向薪的選擇（3）粒便于安伙裝和固除定嵌件掃原則圖a）嵌由件安于上琴模，不方數(shù)便；圖b）丙嵌件在戒下模，戶操作方尿便，還唐可利用烤其頂出并塑件。1、塑件米在模具內(nèi)直加壓方向驚的選擇（4）保免證型芯強(qiáng)乎度原則圖a）藍(lán)施壓時(shí)煌上模型煮芯受力尋大，越旅簡(jiǎn)單越莖好；圖b）精對(duì)上模箭型芯受拐力不利原。（5）應(yīng)沉便于塑料浴流動(dòng)圖a）效塑料逆傍向流動(dòng)茄，需要督更大的澤成型壓康力。1、塑件犧在模具內(nèi)幼加壓方向運(yùn)的選擇（6）機(jī)假動(dòng)側(cè)抽芯叨以短為好服原則利用開模茅動(dòng)作抽芯屈時(shí)，宜把液長(zhǎng)型芯放學(xué)在開模方掙向；模外括手動(dòng)抽芯怒則關(guān)系不框大。（6）耗保證重競(jìng)要尺寸薪精度原位則施壓方向助制品尺寸蹄精度更低養(yǎng)，重要尺龜寸不宜放用在此方向尊。2、分沸型面位傳置和形齊狀的選星擇當(dāng)施壓至方向確肯定后，溫分型面熄位置也較就可方開便確定惕；分型面位木置確定原舉則與注射沃模相類似。分型面位撓于塑件最遠(yuǎn)大輪廓處牧；盡可能避征免側(cè)向分終型抽芯；分型面的避溢料邊位皮置應(yīng)便于闖修整，最劈燕好在隱蔽堤處；應(yīng)保證重渾要尺寸的雖精度（如亂同軸度）奸等；開模時(shí)，釘塑件最好污留于下模鴉，以便頂植出。為便于沒制造，分型面刪和擠壓面瞇多為平面敗，較少采瓜用曲面或數(shù)彎折面。二、壓塘縮模型溜腔配合誼結(jié)構(gòu)和抓尺寸1、溢映式壓縮完模配合青形式型芯和值型腔無絡(luò)直接配耍合，它季依靠模浸具的導(dǎo)謊向機(jī)構(gòu)盤定位。溢式壓惱縮模為裙減薄飛澤邊的厚勸度，密舞合面不詢宜過大偽，通常梯設(shè)計(jì)成絹圍繞型田腔周邊調(diào)的環(huán)形紋區(qū)，寬蘭度3~5mm；二、壓萍縮模型棄腔配合規(guī)結(jié)構(gòu)和煤尺寸2、不體溢式壓兇縮模配敏合形式視及其改佳進(jìn)加料室斷面尺寸與型腔斷錢面尺寸相出同，不存睜在擠壓面慘；型芯與朋型腔配合間液隙要適當(dāng)，疼過小不易類排氣、易兆擦傷；過童大溢料嚴(yán)蜘重，影響奇塑件質(zhì)量評(píng)；一般按勒H8/f坡8配合或梁取單邊間換隙0.0況25~0仆.075替mm。配合段織長(zhǎng)度：不宜太溝長(zhǎng)，深甲腔時(shí)入滅口段應(yīng)腥加20井′~1°斜度詞，口部加遭圓角過渡格。移動(dòng)式堪壓縮模聲配合段倆3~5mm攻，固定強(qiáng)式壓模碗4~6mm，仍加料腔高載于30m嶼m的配合蛇段長(zhǎng)度可培取8~10mm乳。2、不溢演式壓縮模代配合形式烈及其改進(jìn)頂桿或捷下型芯下與孔的欄配合也可取桂H8/奴f8，就配合長(zhǎng)么度也不脫宜過長(zhǎng)患，配合革段之外習(xí)部分可更加大孔塞徑或制笨成4°樓~5°姨斜孔。不溢式壓藏縮模改進(jìn)方法吹：型腔延聰伸0.喪8mm螺后單邊絡(luò)加大0膊.3~恢0.5集mm；輝上部形墓成環(huán)形主儲(chǔ)料槽雹。帶斜邊制隔品可將型顧腔沿斜邊香延伸一小安段距離（者2mm）惹，加料室客尺寸增大綢。3、半隆溢式壓汽縮模配融合形式半溢式壓朋縮模：帶有水余平擠壓鏟面，并租方便開術(shù)設(shè)溢料汗和排氣彩槽，型宿芯與加諸料室配韻合取單刑邊間隙架0.0證25~蔽0.0謎75m鳴m，口去部同樣戚設(shè)20籮′~1蛇°錐形喉引導(dǎo)部神分，引蹦導(dǎo)長(zhǎng)度捧約10臣mm。半溢式倒?jié){裝壓縮模蜻：也帶有水聾平擠壓面練（寬2~深3mm）或，外周倒棟一斜面形鄙成溢料槽絮。3、半剖溢式壓鉗縮模配因合形式半溢式加億料室單邊尺寸闊應(yīng)比塑件吹大5~8墳mm，視駱?biāo)芗叽缥荽笮《ò病楂@得的更薄的飛訓(xùn)邊，擠壓切面不宜大區(qū)，中小模斯具有2~標(biāo)4mm、與大型模具弓3~5m祝m即可，盟太窄模具罩?jǐn)D壓強(qiáng)度跟會(huì)不夠。4、承傻壓面和息承壓板理想狀態(tài)平是擠壓面分與承壓面杜同時(shí)接觸荒，為安全州起見當(dāng)承啞壓面接觸堂時(shí)，擠壓胖面尚有0蛇.3~0皇.5m塔m的間隙也，故其飛鴉邊較厚。固定式壓衛(wèi)模：設(shè)置專門真的承壓塊挨或承壓板豪，調(diào)整承躁壓板的厚倉度可以調(diào)骨節(jié)擠壓面粘間隙，控織制飛邊厚曠度。4、承涌壓面和泰承壓板承壓板厚度一港般為8動(dòng)~10伍mm，賓可單面盈安裝，咬也可雙讀面安裝厭。5、排氣用溢料槽溢料槽演開設(shè)：移動(dòng)式赴半溢式須壓?？稍谛托抉g側(cè)面磨烈出深0六.3~洪0.5鵝mm圾的小溝銷槽，其泡上開設(shè)白較大的貨儲(chǔ)料槽相；溢料槽雀不宜連煙通，否則固療化后的飛舌邊難以去穩(wěn)除。思考題貸：壓縮比模為何黎一定要金開設(shè)排稠氣槽和務(wù)溢料槽遙？壓縮成型毫工藝的發(fā)粗展受限制邁的主要原它因?yàn)楹危恳迫绾胃倪M(jìn)北？1、型腔池設(shè)計(jì)型腔結(jié)融構(gòu)：分整體式胳和組合式整體式蓮：結(jié)構(gòu)緊級(jí)湊，用蒼于外形邁簡(jiǎn)單、熔容易制籮造的型焰腔；組合式：有整體冶嵌入式蓮、局部瘋鑲嵌式毛等水平飛邊衫阻礙脫模三、成型蔥零件設(shè)計(jì)三、成型栽零件設(shè)計(jì)線圈骨架遭類制品：型腔結(jié)構(gòu)融制成哈呋挪塊結(jié)構(gòu)，敏外形用楔酷形模套緊洞固。大端向什上便于世頂出哈委呋塊，共模外分猾型，固里定式壓阿模常用移動(dòng)式壓徐模常將大耗端向下，帥便于脫模缺架撞擊脫乖模三、成型煮零件設(shè)計(jì)一模多裕腔垂直餐分型壓鹿模：型腔哈今呋結(jié)構(gòu)沫做成矩離形。模套剛師度差,焦只能成擴(kuò)型合模撥力小的蘭制品2、型芯擁設(shè)計(jì)型芯結(jié)構(gòu)右：不溢式皇和半溢談式型芯強(qiáng)與加料惠室有一蛾段配合陡關(guān)系，乎單邊間怖隙約0買.05括mm，熱配合段蛙形狀力其求簡(jiǎn)單照、方便窄制造。為防變形擺和飛邊，棟盡量不用噸此結(jié)構(gòu)2、型寸芯設(shè)計(jì)型芯強(qiáng)度隙：圖a)不勤溢式結(jié)構(gòu)停易磨損，奇圖b)半由溢式結(jié)構(gòu)錘有利于增艙強(qiáng)型芯強(qiáng)鋤度。小型芯：壓塑時(shí)結(jié)受力不鬼均勻，顛極易彎糞曲變形持，其長(zhǎng)諸度不宜劇太長(zhǎng)；良單端固謝定成型鄭壓制方障向小孔途的型芯長(zhǎng)急度不宜超去過2.能5~3星倍孔徑旺；垂直獻(xiàn)壓制方濃向小型固芯長(zhǎng)度權(quán)不宜超籌過孔徑帆。2、型芯躍設(shè)計(jì)大型芯：為獲得峽較薄飛迅邊，型蜻芯成型躲端應(yīng)加恭工出擠蘆壓邊緣匪（寬1浙.5~萄2mm俗，與相顫對(duì)面間漿隙0.您05~手0.1曠mm）憂，其余表部分掏手空至0蝕.5~撇1.5磚mm。深孔（6必~8d）成型辛：小型芯恥可插入孔上模內(nèi)捆加強(qiáng)支進(jìn)撐，高帆度應(yīng)超給出加料點(diǎn)室上表解面，防付止原料員落入小盛型芯端構(gòu)面；較惱大型芯線還可兼鼻起導(dǎo)柱逃作用，沉端面應(yīng)表高出加寒料室6戒~8m老m。2、型慢芯設(shè)計(jì)兩端對(duì)接和型芯：成型孔旦深大于羽2.5d的孔，慶可用兩橋端對(duì)接澡結(jié)構(gòu)。同心度喊要求高爸時(shí)采用同心度鬧要求不良高時(shí)采勇用3、嵌件煎的安裝和或固定嵌件：嵌件結(jié)構(gòu)煌和固定方歉法與注射獎(jiǎng)模的嵌件債相似；成召型時(shí)應(yīng)防劈燕止嵌件受朗料流擠壓洲移位和變仇形問題。成型表面每粗糙度選席擇：作用：制品表掘面光亮相美觀，季改善充簽?zāi)Ａ鲃?dòng)接性，減紡小脫模桑力；要求：成型表初面Ra蒼0.2死~0.邪025杜μm；澡復(fù)雜型斗腔表面幼不低于賄Ra0挺.4μ斤m；加攀料室側(cè)典壁Ra個(gè)0.2詳~0.堅(jiān)4μm圍；成型賺面最好靈鍍硬鉻端（0.減01~小0.0壘2mm鉆）以增喜強(qiáng)耐磨瘋性，防蹤蝶腐蝕、威防粘結(jié)拖。四、加料蕉室的設(shè)計(jì)錢及其計(jì)算加料室：其體積僵應(yīng)保證坡原料倒溜入后還串有一段痰高度（傻8~1鼠0m齒m）供繳型芯壓隸入配合招。原料加辨料量計(jì)受算：式中V——每次加入尾塑料原料跟體積，c最m3；m——塑件質(zhì)順量，包可括溢料辭和飛邊夫，g；υ——壓塑料比身體積，見芹表5-3惕-2，c血m3/g；VP——塑件體伏積，包括溢拔料和飛對(duì)邊，c窩m3；ρ——塑件盆密度，g/cm3。四、加料攻室的設(shè)計(jì)墨及其計(jì)算按塑料原座料成型時(shí)稠的體積壓濤縮比計(jì)算者：式中K——塑料成匆型時(shí)體輕積壓縮雜比，見謊下表。塑料密度ρ/g

.cm-3壓縮比K酚醛塑料木粉填充1.34~1.452.5~3.5石棉填充1.45~2.002.5~3.5云母填充1.65~1.922~3碎布填充1.36~1.435~7脲醛塑料紙漿填充1.47~1.523.5~4.5三聚氰胺甲醛塑料紙漿填充1.45~1.523.5~4.5石棉填充1.70~2.003.5~4.5碎布填充1.56~10棉短線填充1.5~1.554~7常用熱固策性塑料的閃密度和壓功縮比四、加然料室的培設(shè)計(jì)及報(bào)其計(jì)算加料室斷避面尺寸：不溢式——與型腔睛斷面尺取寸相等懇；半溢式——型腔斷面聾尺寸加上丟擠壓面尺系寸。加料室語高度：加料室飾斷面尺晉寸確定證后即可招計(jì)算出鬧其高度歐。式中H——加料室高刑度，cm但；V——塑料粉粥體積，弓cm3；V1——下型芯凸驕出部分的獄體積，c翼m3；A——加料室刪斷面積撇，cm2。余量（0洞.