第六章-压缩模具设计PPT课件.ppt

第六章 压缩模具设计 塑料成型工艺及模具设计 1 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6章压缩模设计 2 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 第6章压缩模设计 3 本章重点 压缩模的类型与结构组成 压缩模的设计要点 压缩模的典型结构 第6章压缩模设计 4 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寸计算 本章难点 第6章压缩模设计 本章难点 5 6 1压缩模具的结构组成及类型6 2压缩模具结构形式的确定6 3压缩模的设计 第6章压缩模设计 6 6 1 1压缩成型法6 1 2压缩模结构组成及类型 6 1压缩模具的结构组成及类型 7 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7 1 6 1压缩成型法 8 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 9 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 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 10 6 1 2压缩模具的基本结构 1 型腔2 加料腔3 导向机构4 侧向分型抽芯机构5 脱模机构6 加热系统具体见图7 2 11 6 1 3压缩模具基本类型 1 按分型面特征分 1 水平分型面压缩模具2 垂直分型面压缩模具 2 按模具在液压机上的固定方式分1 移动式压缩模具2 半固定式压缩模具3 固定式压缩模具 12 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 溢式压缩模图7 17a2 不溢式压缩模图7 17b3半溢式压缩模图7 17c 13 6 2 2模具分型面的选择 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 14 6 3 3塑料性能与模具结构形式的关系 1 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 2 收缩率 确定成型零件尺寸 脱模方式3 流动性 确定模具型腔的闭合方式4 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 15 6 3压缩模具设计 6 3 1凹凸模各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7 225 排气溢料槽 用于将成型时产生的气体及余料排出模外 图7 237 246 承压面 用于减轻挤压环的载荷 延长模具寿命 图7 25 7 26 7 277 加料腔 供容纳塑料粉用的空间 其尺寸将在后面讨论 16 6 3 2凸模和凹模配合的结构形式 1 溢式压缩模配合形式图7 18 2 不溢式压缩模配合形式图7 19 图7 20 3 半溢式压缩模配合形式 17 3 半溢式压缩模配合形式 1 挤压环图7 212 储料槽 排气溢料槽图7 22 图7 23 图7 243 承压面图7 25 图7 26 图7 274 加料腔 6 3 2凸模和凹模配合的结构形式 18 6 3 3加料腔的设计及计算 a 不溢式模具加料腔的断面形状及大小与型腔最大断面形状及大小相同 其加料腔计算高度定义为 从型腔最低处开始算起 见图7 28a所示 高度用下式计算 H V A 0 5 1 式中H 加料腔高度 V 塑料加料量 3A 加料腔截面积 20 5 1 为不装塑料的富裕空间 19 z b 图7 28b c的型腔底部有凸起结构 则加料腔高度计算公式应为 H V V1 A 0 5 1 式中V1 型腔底部凸起结构的体积 3图7 28d所示为压制壁薄且高的塑件 由于凹模容积大 塑料粉体积较小 塑料原料装入后尚不能达到塑件高度 这时凹模 包括加料腔 深度确定用塑料高度加上10 20 即H h 1 0 2 0 式中h 塑件高度 图7 29的单腔模 图7 30为多腔半溢式压缩模图7 31为半溢式压缩模加料腔截面的几种形式 6 3 3加料腔的设计及计算 20 c 对半溢式模具加料腔高度的计算应从挤压面算起 见图7 32所示 图7 32a的加料腔的高度计算式 H V V0 A 0 5 1 式中V 塑料加料量 3 比实用量多5 10 V0 挤压环以下的型腔容积 3A 加料腔的截面积 2图7 32b压制的塑件有一部分分型腔在上凸模内 则其加料腔高度为H V V0 V0 A 0 5 1 式中V0 塑件在上凸模凹入部分的容积 3 6 3 3加料腔的设计及计算 21 d 图7 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7 32d的加料腔高度为 H V V1 V0 A 0 5 1 图7 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 3加料腔的设计及计算 22 6 3 4脱模机构设计 1 脱模方法及常用脱模机构 2 卸模架的设计 3 压缩模推出机构与尾轴的连接方式 4 固定式压缩模的脱模机构图7 45 图7 46 图7 48 图7 49 图7 50 图7 51 23 1 脱模方法及常用脱模机构 1 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3 模内机动脱模机构 6 3 4脱模机构设计 24 2 卸模架的设计 1 卸模架的形式图7 34 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7 39 图7 40 图7 41 6 3 4脱模机构设计 25 一个水平分型面的压缩模采用上 下卸模架时 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 10 15 式中H3 上卸模架分模推杆的长度 h5 上模板总厚度 6 3 4脱模机构设计 26 两个水平分型面 采用上 下模架脱模 如图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 4脱模机构设计 27 3 压缩模推出机构与尾轴的连接方式 1 接触式图7 42图7 432 固定连接式图7 44 6 3 4脱模机构设计 28 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图7 52圆杆活动镶件的受动外侧抽芯压缩模图7 53活动镶件成型上塑件内部的侧凹结构图7 54 29 附 压缩模结构示例 1 移动式压缩模2 半固定式压缩模3 固定式压缩模 30 移动式压缩模 手柄头部件压缩模图7 55 2 螺帽压缩模图7 56 3 骨架件压缩模图7 57 31 成型酚醛线轮为半固定式压缩模 图7 58 半固定式压缩模 32 固定式压缩模 1 旋钮压缩模图7 59 2 酚醛电流表盒压缩模图7 60 33 1 压缩成型的优点 缺点 答案 2 压缩模设计时 对压机进行那些参数校核 答案 3 如何选择塑件在模具中的加压方向 答案 4 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 可采用那些方法避免 答案 5 压缩模凹模的加料腔大小如何确定 答案 思考题 34 1 压缩成型的优点a 压缩成型工艺成熟可靠 已积累了丰富的经验 b 适用于成型流动性差的塑料 比较容易成型大型制品 c 与热固性塑料的其他成型方法 如压注和注射法相比 成型制品的收缩率较小 变形小 各向性能均匀性较好 d 使用的设备 用液压机 及模具结构要求比较简单 对成型压力要求较底 e 成型中无浇注系统废料产生 35 2 压缩成型的缺点a 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差 b 厚壁和带有深孔 形状复杂的制品难于成型 c 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 d 压缩模成型时受到高温高压的联合作用 因此读模具材料性能要求较高 成型零件均进行热处理 有的压缩模在操作时受到冲击振动较大 易磨损 变形 使用寿命较短 一般仅为20 30万次 e 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 f 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 36 2 压缩模设计时 对压机进行那些参数校核 a 压机最大吨位校核b 开模力F F Kc 满足模具工作动作要求d 压机台面结构及尺寸规格校核 37 3 如何选择塑件在模具中的加压方向 考虑下面一些因素 a 便于加料b 有利于压力传递c 便于塑料流动d 使嵌件安放方便 固定可靠e 保证凸模的强度f 保证重要尺寸的精度g 使长型心的轴向与加压方向保持一致 38 采用的避免方法有 有下面两种方法 如图7 20所示 图a是将型腔垂直向上延长0 8mm后 每面再向外扩大0 3 0 5mm 小型塑件取偏小值 大型塑件取偏大值 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1 8mm可适当变更 但不宜变动太大 若将尺寸0 8mm增大得过多 则单边间隙0 1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 图b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2mm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 横向增大值由塑件壁的斜度决定 同样在设计时要注意 0 1mm间隙的长度不宜过长 39 5 压缩模凹模的加料腔大小如何确定 溢式模具无加料腔 塑料原料被堆放在型腔中部不溢式模具加料腔计算 H V A 0 5 1 H V V1 A 0 5 1 H h 1 0 2 0 40 5 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H V V0 V0 A 0 5 1 H V V0 A 0 5 1 H V V1 A 0 5 1 H V V1 V0 A 0 5 1 H V nV0 A