第《5》章模压模具与液压机.ppt

课件,5.1概述,第五章模压模具与液压机,5模压成型模具与液压机5.1概述5.1.1模具的作用模具的作用是使能制造出一定形状、尺寸、外观及各种性能均满足设计要求的制品。设计模具时应考虑如下因素：（1）制品的物理机械性能;（2）模压料的成型工艺性能;（3）制品成型后的收缩率;（4）有利于物料流动和排气;（5）有利于稳定快速加热;（6）结构尽量简单，降低成本,。,课件,第五章模压模具与液压机,5.1.2制品结构与模具的关系,（1）出模斜度,为了脱模方便,需要一定的出模斜度,一般为11.5。,5.1概述,图5-1脱模斜度,课件,第五章模压模具与液压机,（3）园角和边缘修饰,在转角处采用圆弧过渡，有利于充模，脱模；有利于模具加工和模具强度。同时还有利于制品的外观修饰。,（4）孔和金属嵌件（自学）,（2）壁厚与加强筋,模压制品的壁厚不宜设计太大，否则不易传热，导致内部固化不完全，冷却慢，并造成材料浪费。,热固性模压制品控制在16mm热塑性模压制品控制在24mm,如果在此厚度范围内不能满足制品的力学性能要求，可考虑增设加强筋，或改变形状增加刚度。P108图52，53，54，55。,5.1概述,课件,第五章模压模具与液压机,5.2压模结构与分类,5.2.1压模结构,由型腔、加料室、导向机构、抽芯机构、脱模机构、加热系统等组成。,典型的压模结构见图510P111,5.2.2压模分类,5.2.2.1按模具的固定方式分：,移动式模具：,装料、脱模等都在机外进行，劳动强度大,适合于试制产品或小批量生产。,固定式模具：,适于大批量生产，大型制品。,半固定式模具：,适于大批量生产小型制品。,5.2.1压模结构,课件,第五章模压模具与液压机,5.2.2.2按分型面特征分：,水平分型面：,图511；512（两个水平分型面）,垂直分型面：,图513,复合分型面：,5.2.2.3按上下模的配合结构特征分：,溢式压模图514，优缺点P113;,不溢式压模图515,优缺点P113;,半溢式压模图516;,带加料板压模图517;,5.2.2压模分类,课件,第五章模压模具与液压机,5.3压模结构设计,5.3.1型腔总体设计,5.3.1.1施压方向的选定,应注意如下的因素：,（1）有利于压力传递,图5-18a、b，轴线太长时用b式。（2）便于加料,图5-19a、b，用a式比较合理。（3）便于安装固定嵌件，图5-20a、b，用b式比较合理。（4）保证凸模的强度,其形状愈简单愈好,图5-21，a式。（5）一般长型芯位于施压方向上。（6）保证重要尺寸精度（重要尺寸不在施压方向上）。,5.3压模结构设计,课件,第五章模压模具与液压机,5.3.1.2分型面位置和形状的选定,一般选在制件断面最大的地方；多采用水平分型面；避免侧抽模。,5.3.1.3凸、凹模配合结构的选定,由模压料的特点和制品形状确定：,溢式压模：适合于高度小，物料流动性好的情况。,半溢式压模：（届于两者之间）,不溢式压模：适合于高度大，物料流动性差的情况。,5.3压模结构设计,课件,第五章模压模具与液压机,5.3.2型腔配合形式,溢式压模配合形式：凸凹模在分型面水平上接触，见图5-24a、b。,不溢式压模配合形式：凸凹模之间不存在挤压面，图5-25，凸凹模之间需要留有一定的间隙（0.0250.075mm），便于气体排出和溢料，并有利于开模。,5.3.3压模设计,自学一、二、三,一、凹模设计二、凸模设计三、型芯设计,5.3压模结构设计,课件,第五章模压模具与液压机,5.3.4加料室设计,溢式压模无加料室，模压料放在型腔中部。,不溢式压模具有加料室，加料室是盛放模压料并使之加热塑化进入型腔前的一个腔体（实际上是型腔开口的延续部分），其体积设计是很重要的。,模压料体积计算：,VGV件,V所需模压料的体积，m3；G模压料质量，kg；模压料比容，m3/kg；V件模压件体积，m3；模压件密度kg/m3。,5.3压模结构设计,课件,第五章模压模具与液压机,(1)不溢式压模加料室高度计算图5-37,H,10-2（m）,（2）半溢式压模加料室高度计算图5-38,H,10-2（m）,H-加料室高度m；V-模压料体积m3；V1-下凸模凸出部分体积m3；F-加料室断面积m2。,V0-挤压边以下体积m3。,（3）其他情况加料室高度计算公式（5-5），（5-6），（5-7）,5.3压模结构设计,课件,第五章模压模具与液压机,5.4压模强度计算,压模必须具备足够的刚度和强度，才能保证在压制过程中不至于产生过大的变形或破裂。,型腔壁厚按“最大压力”设计。,对小尺寸型腔，在发生大的弹性变形之前，其应力往往超出了允许应力，因此，对小尺寸型腔按强度进行计算壁厚（按拉伸、弯曲允许应力）。,对大尺寸型腔，往往变形是主要的，因此，按刚度进行计算壁厚。,最大不溢料间隙0.0250.08mm；,最大允许弹性变形量0.0250.05mm。,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,5.4.1凸模,不发生失稳的最大压力,P,其中Jd4/64,E弹性模量n安全系数,一般不需进行校验，对于特别细长的情况进行失稳校验，P122。,Lmax,(m),P-压力，N；E-材料的弹性模量，MPa；J-凸模最小截面处的惯性矩，m4；L-凸模长度，m。,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,5.4.2整体式圆形凹模型腔侧壁和底板厚度计算,对于整体式圆形凹模，在工作压力下，模具内表面承受的应力最大。其承受的切向应力T，径向应力r，轴向应力s，分别由下式表示：（5-12）（5-13）（5-14）式。,max,rmax,q,5.4.2.1强度计算,s,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,由第二强度理论，等效应力vmax允许应力（515）。,则：vmaxTm（rs）,m泊松比，钢材m0.3。,将5-12、5-13、5-14代入5-15式并整理得：,a,其中：q凹模内壁经向工作压力，MPa；a凹模型腔外径比内径，ad2/dI=r2/r1。,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,又，型腔壁厚Sar1r1（a1）r1,即：Sr1（a1）=r1,根据5-12、5-16式作图，max/q及vmax/q与a的关系曲线（即切应力、等效应力与工作压力q的关系）如图5-42，P123。,由图5-42看出，a4以后，再增加a值，应力值降低趋于平缓，即再增加壁厚对改善强度已意义不大，所以一般取a46。,此即圆形凹模厚度计算公式（518）。,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,5.4.2.2刚度计算P124，图5-43,根据制品尺寸允许变形值（即制品精度），确定型腔侧壁的厚度。,lc,受约束的临界高度,mm.,1lc4/l14,l1处膨胀径向伸长值,mm.,自由膨胀径向伸长值,mm.（522）,根据制品尺寸精度确定允许形变值，由允许变形值及公式5-22可计算出侧壁厚度。然后与强度计算比较，取最大值。,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,5.4.2.3底板计算,整体式圆形型腔的底板,最大变形量发生在园板中心处；最大应力点发生在底板周边。,刚度条件计算（524）：,底板厚为,h,强度条件计算（525）：,底板厚为,h,计算完成后取较大的h值，为底板厚度。,5.4压模强度计算,课件,第五章模压模具与液压机,5.5电加热装置及其功率计算,模压过程中广泛采用电加热。,5.5.1电加热装置,5.5.1.1电热元件,电阻丝、电热棒（硅碳棒、硅钼棒）等。将电阻丝密封起来，不易氧化，使用寿命长，安全。,5.5.1.2电热板与电热套,电热板固定在压机上，板上有一排孔，用以装电热棒、电阻丝，图5-45、5-46。,电热套：,由电热片组成，在特殊部位，用以补足电热板加热的不足，图5-47。,5.5.1.3控制系统,5.5电加热装置及其功率计算,课件,第五章模压模具与液压机,5.5.2压模电功率计算,5.5.2.1模具装置的蓄热和散热量计算P127,（1）、蓄热需功率（由室温到所需温度的功率）,模具：,Q1CmGm（T2T1）/t(w),模压料：,Q2CpGp（T2T1）/t(w),Cm、CP模具与模压料的比热，J/Kg；Gm、GP模具与模压料的质量，Kg；T1、T2分别为室温和最高成型温度，；t模具由室温到成型温度需要的时间，s。,5.5电加热装置及其功率计算,课件,第五章模压模具与液压机,（2）散热需功率,模具散热量,Q3(cR)（TwT1）F（w）,（3）理论总功率（单位时间内需要的总热量）,QQ1Q2Q3,c对流放热系数，W/m2；R辐射放热系数，W/m2；TW