第六章 压缩模具设计.ppt

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1、第六章 压缩模具设计塑料成型工艺及模具设计塑料成型工艺及模具设计 本章基本内容本章基本内容压缩模的类型与结构组成；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第6章章 压缩模设计压缩模设计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、能读懂压缩模的典型结构图和工作原理；3、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。学习目的与要求学习目的与要求第第6章章 压缩模设计压缩模设计本章重点本章重点压缩模的类型与结构组成；压缩模的设计

2、要点；压缩模的典型结构第第6章章 压缩模设计压缩模设计压缩模类型的合理选用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成型零件工作尺寸的确定及加料腔尺寸计算寸计算本章难点第第6章章 压缩模设计压缩模设计本章难点本章难点n 6.16.1 压缩模具的结构组成及类压缩模具的结构组成及类型型 n 6.26.2 压缩模具结构形式的确定压缩模具结构形式的确定 n 6.36.3 压缩模的设计压缩模的设计 n 第第6 6章章 压缩模设计压缩模设计 6.1.16.1.1 压缩成型法压缩成型法 n6.1.26.1.2 压缩模结构组成及类型压缩模结构组成及类型 6.16.1 压缩模具的结构组成及类型压缩模

3、具的结构组成及类型 压缩成型原理：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，即开启模具取出制品表表7-16.16.1 压缩成型法压缩成型法压缩成型的优点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

4、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。6.1.1 压缩成型法压缩成型法 压缩成型的缺点压缩成型的缺点（）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，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；（

5、）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。6.1.1 压缩成型法压缩成型法6.1.2压缩模具的基本结构n1.型腔n2.加料腔n3.导向机构n4.侧向分型抽芯机构n5.脱模机构n6.加热系统n具体见图7-26.1.3 压缩模具基本类型n（1）按分型面特征分n1.水平分型面压缩模具n2.垂直分型面压缩模具n（2）按模具在液压机上的固定方式分n1.移动式压缩模具n2.半固定式压缩模具n3.固定式压缩模具6.1.3压缩模具的基本类型（3）按模具加料室的形式分类1.1.溢式压缩模溢式压缩模 图图7-17a2.2.不溢式压缩模不溢式压缩模 图图7-17b3 3 半溢式压缩模半溢式压缩

6、模 图图7-17c 6.2.2 模具分型面的选择n分型面位置的确定原则与注射模具基本相似：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制品比较隐蔽和易于休整的地方；将要求同轴度的尺寸设在压模的同一侧，而不宜分置于上下两边6.3.3 塑料性能与模具结构形式的关系n1.塑料的密度和比容：因此确定加料室的结构形式及体积大小。n2.收缩率：确定成型零件尺寸，脱模方式n3.流动性：确定模具型腔的闭合方式n4.单位压力：可计算成型压力和选择液压机，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，确定模具结构与体积大小6.3压缩模具设计n6.3.1凹凸模各

7、组成部分及有关尺寸 1.引导环（L1）-引导环的高度必须保证当塑料粉达到融化时，凸模必须进入配合环 2.配合环（L2）-配合间隙按照塑料流动性及塑件尺寸大小而定 3.挤压环（L3）-挤压环的宽度B值按塑件大小及模具用钢而定 4.储料槽供排除余料用，不溢式压缩模的储料槽设计在凸模上，一般在凹凸模配合后留有小空间Z(Z=0.5-1.5mm)做储料槽。图7-22 5.排气溢料槽用于将成型时产生的气体及余料排出模外。图7-23 7-24 6.承压面用于减轻挤压环的载荷，延长模具寿命。图7-25，7-26，7-27 7.加料腔供容纳塑料粉用的空间，其尺寸将在后面讨论6.3.26.3.2凸模和凹模配合的结

8、构形式凸模和凹模配合的结构形式 (1).1).溢式压缩模配合形式溢式压缩模配合形式 图图7-18 (2).(2).不溢式压缩模配合形式不溢式压缩模配合形式 图图7-19、图图7-20 (3).(3).半溢式压缩模配合形式半溢式压缩模配合形式 (3)半溢式压缩模配合形式半溢式压缩模配合形式 1 1）挤压环）挤压环 图图7-21 2 2）储料槽、排气溢料槽）储料槽、排气溢料槽 图图7-22.图图7-23.图图7-24 3 3）承压面）承压面 图图7-25.图图7-26.图图7-27 4 4）加料腔）加料腔 6.3.26.3.2凸模和凹模配合的结构形式凸模和凹模配合的结构形式 6.3.36.3.3加

9、料腔的设计及计算加料腔的设计及计算 a.不不溢溢式式模模具具加加料料腔腔的的断断面面形形状状及及大大小小与与型型腔腔最最大大断断面面形形状状及及大大小小相相同同。其其加加料料腔腔计计算算高高度度定定义义为为：从从型型腔腔最最低低处处开开始始算算起起，见见图图7-28a所所示示。高高度度用下式计算：用下式计算：H=VA+（0.51）式中式中 HH加料腔高度，加料腔高度，；VV塑料加料量，塑料加料量，3 3 A A加料腔截面积，加料腔截面积，2 2 0.5 0.51 1为不装塑料的富裕空间为不装塑料的富裕空间 zb.b.图图7-28b、c的型腔底部有凸起结构，则的型腔底部有凸起结构，则 加料腔高度

10、计算公式应为：加料腔高度计算公式应为：H=(V+V1)A+（0.51）式中式中 V1V1型腔底部凸起结构的体积，型腔底部凸起结构的体积，3 3 图图7-28d所所示示为为压压制制壁壁薄薄且且高高的的塑塑件件，由由于于凹凹模模容容积积大大，塑塑料料粉粉体体积积较较小小，塑塑料料原原料料装装入入后后尚尚不不能能达达到到塑塑件件高高度度，这这时时凹凹模模（包包括括加加料料腔腔）深深度度确确定定用用塑塑料料高高度度加加上上10102020，即，即 H=h+(1.02.0)式中式中 hh塑件高度，塑件高度，图图7-29的单腔模，图的单腔模，图7-30为多腔半溢式压缩模为多腔半溢式压缩模 图图7-31为半

11、溢式压缩模加料腔截面的几种为半溢式压缩模加料腔截面的几种形式6.3.36.3.3加料腔的设计及计算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对半溢式模具加料腔高度的计算应从挤压面算起，见见图图7-32所示。所示。图图7-32a的加料腔的高度计算式：的加料腔的高度计算式：H=（V-V0）A+（0.51）式中式中 VV塑料加料量，塑料加料量，3 3（比实用量多（比实用量多5 51010）；）；V0V0挤压环以下的型腔容积，挤压环以下的型腔容积，3 3 A A加料腔的截面积，加料腔的截面积，2 2 图7-32b压制的塑件有一部分分型腔在上凸模内，则其加压制的塑件有一部分分型腔

12、在上凸模内，则其加料腔高度为料腔高度为 H=（V-V0-V0）A+（0.51）式中中 V V0 0塑件在上凸模凹入部分的容积，塑件在上凸模凹入部分的容积，3 36.3.36.3.3加料腔的设计及计算加料腔的设计及计算 d.图图7-32c7-32c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 图图7-32d7-32d的加料腔高度为：H=（V+V1-V0）A+（0.51）图图7-32e7-32e为多腔模的加料腔高度，为：H=（V-NV0）A+(0.5+1)式中 N加料腔内的型腔数量。6.3.36.3.

13、3加料腔的设计及计算加料腔的设计及计算 6.3.46.3.4脱模机构设计脱模机构设计(1)(1)脱模方法及常用脱模机构脱模方法及常用脱模机构 (2)(2)卸模架的设计卸模架的设计 (3)(3)压压缩缩模模推推出出机机构构与与尾尾轴轴的的连连接接方式方式 (4)4)固定式压缩模的脱模机构固定式压缩模的脱模机构 图图7-45.图图7-46.图图7-48.图图7-49.图图7-50.图图7-51.(1)脱模方法及常用脱模机构脱模方法及常用脱模机构 1)手动开模取件方式手动开模取件方式 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)机外脱模装置机外脱模装置 3)模内机动脱模机构模内

14、机动脱模机构 6.3.46.3.4脱模机构设计脱模机构设计(2)卸模架的设计卸模架的设计 1）卸模架的形式 图图7-34.图图7-352)卸模架推赶长度的计算 3)移动式模具的手柄结构 图图7-39.图图7-40.图图7-416.3.46.3.4脱模机构设计脱模机构设计.一个水平分型面的压缩模采用上、下一个水平分型面的压缩模采用上、下卸模架卸模架时时（图图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

15、上卸模架分模推杆的长度，；h5上模板总厚度，6.3.4 6.3.4 脱模机构设计脱模机构设计.两个水平分型面两个水平分型面,采用上、下模架脱模采用上、下模架脱模如图图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下卸模架推杆全长或长推杆长度 h2凹模高度 h3上凸模高度上凸模高度 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6.3.46.3.4

16、脱模机构设计脱模机构设计(3)(3)压缩模推出机构与尾轴的连接方式压缩模推出机构与尾轴的连接方式 1)接触式接触式 图图7-42 图图7-43 2)固定连接式固定连接式 图图7-446.3.4 6.3.4 脱模机构设计脱模机构设计 6.3.5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带有斜滑块侧向分型机构的固定式模具 图图7-52圆杆活动镶件的受动外侧抽芯压缩模圆杆活动镶件的受动外侧抽芯压缩模 图图7-53活动镶件成型上塑件内部的侧凹结构活动镶件成型上塑件内部的侧凹结构 图图7-54附：压缩模结构示例 1 1、移动式压缩模移动式压缩模 2 2、半固定式压缩模半固定式压缩模3 3、固定

17、式压缩模固定式压缩模 移动式压缩模移动式压缩模 手柄头部件压缩手柄头部件压缩模模 图图755755(2)(2)螺帽压缩螺帽压缩模模 图图756756(3)(3)骨架件压缩模骨架件压缩模 图图757757 成型酚醛线轮为半固定式压缩模成型酚醛线轮为半固定式压缩模。图图758758半固定式压缩模半固定式压缩模固定式压缩固定式压缩模模(1)(1)旋钮压缩模旋钮压缩模 图759(2)酚醛电流表盒压缩模酚醛电流表盒压缩模 图7607601.1.压缩成型的优点、缺点压缩成型的优点、缺点?（答案）（答案）2.2.压缩模设计时，对压机进行那些参数校核压缩模设计时，对压机进行那些参数校核?（答案）（答案）3 3

18、、如何选择塑件在模具中的加压方向、如何选择塑件在模具中的加压方向?（答案）（答案）4.4.不溢式压缩模的凸模与加料腔壁有磨檫，引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采用那些方法避免?（答案）（答案）5.5.压缩模凹模的加料腔大小如何确定？压缩模凹模的加料腔大小如何确定？（答案）（答案）思考题思考题1)1)压缩成型的优点压缩成型的优点 a.a.压压缩缩成成型型工工艺艺成成熟熟可可靠靠，已已积积累累了了丰丰富富的的经经验；验；b.b.适适用用于于成成型型流流动动性性差差的的塑塑料料，比比较较容容易易成成型

19、型大型制品；大型制品；c.c.与与热热固固性性塑塑料料的的其其他他成成型型方方法法，如如压压注注和和注注射射法法相相比比，成成型型制制品品的的收收缩缩率率较较小小，变变形形小小，各各向性能均匀性较好向性能均匀性较好;d.d.使使用用的的设设备备（用用液液压压机机）及及模模具具结结构构要要求求比比较简单，对成型压力要求较底；较简单，对成型压力要求较底；e.e.成型中无浇注系统废料产生成型中无浇注系统废料产生。2)2)压缩成型的缺点压缩成型的缺点 a.a.制制品品常常有有较较厚厚的的溢溢边边，且且每每模模溢溢边边厚厚度度不不同同，因因此此制品高度尺寸的精度较差；制品高度尺寸的精度较差；b.b.厚壁

20、和带有深孔，形状复杂的制品难于成型；厚壁和带有深孔，形状复杂的制品难于成型；c.c.模模具具内内装装有有细细长长成成型型杆杆或或细细薄薄嵌嵌件件时时，成成型型时时压压弯弯变形，故这类制品不宜采用；变形，故这类制品不宜采用；d.d.压压缩缩模模成成型型时时受受到到高高温温高高压压的的联联合合作作用用，因因此此读读模模具具材材料料性性能能要要求求较较高高。成成型型零零件件均均进进行行热热处处理理。有有的的压压缩缩模模在在操操作作时时受受到到冲冲击击振振动动较较大大。易易磨磨损损，变变形形，使用寿命较短，一般仅为使用寿命较短，一般仅为20302030万次。万次。e.e.不不宜宜实实现现自自动动化化，

21、劳劳动动强强度度比比较较大大，特特别别是是移移动动式式压压缩缩模模。由由于于模模具具高高温温加加热热，加加料料常常为为人人工工操操作作，原原料粉尘飞扬，劳动条件较差；料粉尘飞扬，劳动条件较差；f.f.用压缩成型法成型塑件的周期比用注塑压注法的都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。长，故生产效率底。2.2.压缩模设计时，对压机进行那些参数校核压缩模设计时，对压机进行那些参数校核?a.a.压机最大吨位校核压机最大吨位校核 b.b.开模力开模力 F F=F=FKKc.c.满足模具工作动作要求满足模具工作动作要求 d.d.压机台面结构及尺寸规格校核压机台面结构及尺寸规格校核

22、3 3、如何选择塑件在模具中的加压方向、如何选择塑件在模具中的加压方向?考虑下面一些因素：考虑下面一些因素：a.a.便于加料便于加料 b.b.有利于压力传递有利于压力传递 c.c.便于塑料流动便于塑料流动d.d.使嵌件安放方便，固定可靠使嵌件安放方便，固定可靠 e.e.保证凸模的强度保证凸模的强度 f.f.保证重要尺寸的精度保证重要尺寸的精度 g.g.使长型心的轴向与加压方向保持一致使长型心的轴向与加压方向保持一致 、采用的避免方法有、采用的避免方法有有下面两种方法，有下面两种方法，如如图图720720所示。所示。图图a a是将型腔垂直是将型腔垂直向上延长向上延长0.8mm0.8mm后，每面再

23、向外扩大后，每面再向外扩大0.30.5mm(0.30.5mm(小型小型塑件取偏小值，大型塑件取偏大值塑件取偏小值，大型塑件取偏大值)，以减小脱模摩擦，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。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设计时，凹模上的及凸模上的1.8mm1.8mm可适当变更，但不可适当变更，但不宜变动太大。若将尺寸宜变动太大。若将尺寸0.8mm0.8mm增大得过多，则单边间隙增大得过多，则单边间隙0.10.1过高，在凸模下压时环行储料槽中

24、的塑料就不容易过高，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。通过间隙进入型腔中去。图图b b采取的改进形式最适于压制带斜边形状的塑件。其加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料腔在靠近型腔表面约2mm2mm高度范围内，形状为顺着型高度范围内，形状为顺着型腔的斜度延伸，即加料腔略作扩大，横向增腔的斜度延伸，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，大值由塑件壁的斜度决定。同样在设计时要注意，0.1mm0.1mm间隙的长度不宜过长。间隙的长度不宜过长。5.5.压缩模凹模的加料腔大小如何确定？压缩模凹模的加料腔大小如何确定

25、？、溢式模具无加料腔，塑料原料被堆放、溢式模具无加料腔，塑料原料被堆放在型腔中部在型腔中部 不溢式模具加料腔计算不溢式模具加料腔计算，H=VA+A+（0.50.51 1）H=（V+V1V+V1）A+A+（0.50.51 1）H=h+(1.0h+(1.02.02.0)5.5.压缩模凹模的加料腔大小如何确定？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、半溢式模具加料腔计算H=H=（V-VV-V0 0-V-V0 0）A+A+（0.50.51 1）H=H=（V-VV-V0 0）A+A+（0.50.51 1）H=H=（V+VV+V1 1）A+A+（0.5+10.5+1）H=H=（V+VV+V1 1-V-V0 0）A+A+（0.50.51 1）H=H=（V-nVV-nV0 0）A+(0.5+1A+(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