压塑模具设计

压模设计，1概述2典型结构3压模设计注意事项，1概述，1.1压模及其优缺点1.2压模的分类1.3压模与压力机的关系，1.1压模及其优缺点，压模(简称压模)主要用于模塑热固性塑料零件。该成型方法是将塑料原料(粉末、颗粒、薄片、碎屑、纤维等各种形式)直接加入到规定温度的压力型腔和加料室中，然后以一定的速度合模，在加热和压力下使塑料熔融流动，快速充满整个型腔，得到所需形状和尺寸的塑料零件。最后，打开模具，取出塑料零件。与注射模相比，压塑模有其独特之处，如无浇注系统，直接将未增塑的塑料加入模腔中，只能垂直安装等。压缩成型的优点和缺点以及压缩模具的结构描述如下。1.压缩成型的优点：(1)与注射成型相比，所用的设备和模具相对简单。(2)适用于流动性差的塑料，容易形成大产品。(3)与热固性塑料注射成型相比，产品收缩率更小，变形更小，各向性能更均匀。压缩成型的缺点(1)生产周期比注射成型长，生产效率低，尤其是对于厚壁产品。(2)自动化不易实现，劳动强度相对较高，尤其是移动压模。由于模具需要加热，原料经常带着灰尘和纤维飞扬，工作条件差。(3)产品经常有较厚的溢流边，每个模边的厚度不同，影响产品高度尺寸的准确性。(4)厚壁产品和深孔、形状复杂的产品难以成型。(5)模具必须经受高温和高压的共同作用。因此，模具材料要求高，重要零件应进行热处理。同时，压模在工作过程中受到较大的冲击振动，容易磨损变形，使用寿命短，一般只有20万到30万次。(6)模具中的细长成型杆和产品上的薄嵌件在压缩成型过程中容易弯曲变形，不适合使用。1.2压模的分类，1。根据它们是否固定在液压机上进行分类，2。根据分型面特征进行分类，3。根据模腔数量进行分类，1。根据它们是否固定在液压机上进行分类，以及(1)移动模具属于在机器外部装载和卸载的模具。在正常情况下，从模具内部对模制塑料部件的分离、装料、关闭和取出都是在机器外部进行的。模具本身没有加热装置，也没有固定在机床上，所以通常被称为移动模具。这种模具适用于成型内有许多嵌件、螺纹孔和侧孔的塑料零件，也适用于新产品的试制，不便于用固定模具送料。动模结构简单，制造周期短，成本低，但操作时劳动强度大，生产效率低。因此，模具的尺寸和重量在设计过程中不应过大。(2)固定模具属于机器上装卸的模具。它固定在机床上，并装有加热装置。整个生产过程，即塑料零件成型后的分型、装料、闭合、成型和顶出，都是在机床上进行的。因此，它通常被称为固定模具。本发明使用方便，生产效率高，劳动强度低，使用寿命长，适用于大产量、大尺寸塑料件的生产。它的缺点是结构复杂，成本高，插件安装不方便。(3)半固定模具该模具位于上述两个模具之间，即阴模可移动，阳模固定在机床上。成型后，将阴模从导轨拉到压机外侧，推出工作台，推出工件。在插入物被放置后它进一步分为：A .模具的水平分型面将模具分为阳模和阴模。如图7-2所示。两个水平分型面将模具分成三部分：阳模、阴模和模套。如图7-3所示。当分开模具时，模具沿两个水平分型面分成三个部分，塑料部分留在模套中。塑料零件可以手动从模套中取出。这种结构的特点是没有顶出器，通常用于移动压模。近年来，由于通用模具组的广泛使用，具有两个水平分型面的压模也经常用于通用模具组中。(2)垂直分型面模具的分型面垂直于压力机的工作台(或平行于机床的工作压力方向)。垂直分型面压模用于成型线圈骨架型塑料件。由两个或多个半模组成的形状是楔形阴模，安装在模套4中，如图7-4所示。当阳模2被挤压时，模套覆盖阴模，模具处于闭合状态，并且塑料部件中的孔由型芯1形成。阴模从模套中推出后，压制好的塑料件从压机中取出。此外，还有多层分型面压模。模具有两个以上的分型面，垂直于(或平行于)压机的工作压力方向，并将模具分成几个部分。在多层水平分型面模具中，每一层构成塑料件的一部分，模板之间的相互定位通过导柱实现。这种结构的优点是模具易于制造(板淬火后可以抛光)，适用于带有嵌件的扁平薄塑料件，嵌件便于固定。可移动和固定的多层分型面压模广泛应用于工业中。(3)复合分型面模具的分型面平行于压机工作台，垂直于压机工作台。根据模腔的数量，(1)单腔压模在每个压缩循环中形成一个塑料部件。(2)多腔压缩模具在每个压缩循环中形成两个以上甚至几十个塑料部件。模具的型腔数量取决于塑料零件的形状、所需的数量和压机的功率。此外，由于塑料部件的形状或结构限制以及生产中的需要，不可能在模具上设计进料室，但是当塑料部件需要具有紧凑且均匀的结构时，可以将塑料压制成一定形状和尺寸的坯件，并且可以将坯件放入模腔中进行成型。这种塑料坯料的模具叫做压坯模具。这种毛坯广泛用于开式压模。生坯压模的结构形式如图7-5所示。1.3压模与压机的关系1 .塑料压模机的压机类型是压模的主要设备。根据不同的传动方式，压力机可分为机械式和液压式。机械压力机通常采用螺旋压力机，结构简单，但技术性能不稳定。因此，它们逐渐被液压机取代。液压机是热固性塑料模压成型的主要设备。根据机身结构的不同，液压机可分为两种类型：框架连接和立柱连接。框架类型在图7-6和7-7C)中示出，并且通常用于中型和小型压力机。图7-7a)和图7-7a)中示出了柱式，该柱式通常用于大中型压力机。大多数加压形式是向上加压的(如图7-7a所示)。上模和下模分别安装在上压板(滑块)和下压板(工作台)上，工作时上压板带动上模向下移动压紧。工作台下方设有机械或液压顶出系统。模具打开后，顶杆上升推动顶出机构顶出产品。这种类型的压力机通常可以进行半自动工作。检查压机的相关参数(1)检查压机的最大压力压机的最大压力是在已知压机的标称压力和产品尺寸时，计算模具中要打开的型腔数量，或，可根据以下公式计算出F-模式：F-模式=pAn(7-2)，其中A-单个型腔的水平投影面积：对于溢流和非溢流模具，A等于塑料产品最大轮廓的水平投影面积；对于半溢流模具，A等于装料腔的水平投影面积；n-模具中进料腔的数量，单腔模具n=1，对于共享进料腔的多腔模具，n也等于1，其中a是进料腔的水平投影面积；压制过程中的压力。该值可根据表7-1选择。表7-1压制过程中的单位成型压力p(MPa)。当选择压机所需的标称压力时，将等式(7-2)代入等式(7-1)以获得：(7-3)当压机被确定时，多腔模具的腔数可根据以下等式(7-4)计算。当压机的标称压力超过成型所需的压力时，需要调整压机工作流体的压力。此时，压机的压力由压机的活塞面积和工作流体的工作压力决定：机器f=pl-PlA机器(7-5)的工作流体(机器a-压机活塞的可用横截面积)。(2)检查开模力开模力的大小与成型压力成正比，其值与模具连接螺钉的数量和尺寸有关。因此，在安装螺钉之前，有必要计算大型模具的开模力。a .开模力计算公式：f开模=K1F模具(7-6)，其中f开模-开模力；f模具-成型产品所需的总成型压力；K1-压力系数，当匹配环不高时，形状简单的产品为0.1；当匹配环较高时为0.15；塑料制品形状复杂，匹配环高时取0.2。b .螺钉数量的确定(公式7-7) n螺钉-螺钉数量；f-每个螺钉承受的载荷，参见表7-2。表7-2螺杆载荷表f (n)和c检查脱模力。脱模力可根据公式(7-8)计算。所选压机的顶力应大于脱模力。F脱模=A1p1(7-8) F脱模-塑料制品的脱模力；A1塑料产品的横向面积之和；P1塑料制品和金属之间的结合力，木质纤维和矿物为0.49兆帕，玻璃纤维为1.47兆帕。检查压机的闭合高度和模具的闭合高度之间的关系压机的上(移动)压板的行程和上、下压板之间的最大和最小打开距离直接关系到塑料产品是否能完全打开和取出。模具设计时，可根据以下公式进行计算(图7-8):hhmin(10 15)mm(7-9)h=h1 H2(7-10)，其中hmin为压机上下压板之间的最小距离；h-模具闭合高度；H1女性死亡高度；H2-拳肩高度。如果h hmin，上模和下模不闭合，应在上板和下板之间增加垫板。除满足公式(7-9)外，还应满足以下公式：hmaxh l(7-11)l=hsht(10-30)mm(7-12)将公式(7-12)代入公式(7-11): hmax h hsht (10-30) mm (7-13)在公式hmax中为压机上下板之间的最大距离；hs-塑料产品的高度；高温冲头高度；l-模具的最小开模距离。对于使用开模力完成侧向分型和抽芯的模具，以及使用开模力移除螺纹型芯的模具，模具所需的开模距离可能更大，这取决于具体情况。对于移动模具，当卸载模座放在压机上脱模时，应考虑与上下卸载模结合的模具高度，以使上下压板配合。检查台面结构和压机的相关尺寸(图7-6和7-7)。压塑模的宽度应小于压机的立柱或框架之间的距离，以便压塑模能顺利通过立柱或框架。压模的最大外部尺寸不应超过压机上下压板的尺寸，以便于压模的安装和固定。压力机的上下压板通常设置有平行或对角交叉的T形槽。上部和下部因此，在设计模具时，有必要了解压出系统和模具顶出机构的连接方式和相关尺寸。模具的推出机构与压机的推出机构相适应。也就是说，推出塑料产品所需的冲程应该小于压机的最大顶出冲程。同时，压机的顶出行程必须确保产品能够推出型腔，并高出型腔表面10毫米以上，以便取出塑料零件。这种关系如图7-9和公式7-14所示)。l=hh1(10 15)mml(7-14)L压力机顶杆的最大行程；L塑料产品所需的顶出高度；H塑料制品的最大高度；H1充电室高度。如图7-10所示，典型的结构，典型的压模结构，可分为安装在压机上压板上的上模和安装在下压板上的下模。上模和下模的闭合导致装在装料室和型腔中的塑料被加热和挤压，从而以熔融状态填充整个型腔。产品固化成型后，打开上下模具，通过顶出装置顶出产品。压模可进一步分为以下主要部分：1 .模具型腔直接形成产品的部分在加料过程中起到与加料室一起加料的作用。图中所示的模腔由上阳模3(通常称为阳模)、下阳模8和阴模4(通常称为阴模)组成。凸模和凹模的配合形式多种多样，对产品的成型影响很大。2.进料室是指阴模4的上半部分。该图显示了阴模的放大截面尺寸。由于与产品相比，塑料的比容较大，在成型之前，光靠模腔无法容纳所有的原料，因此在模腔上方设置了进料室。导向机构图由布置在模具上模周边的四个导柱6和设有导向套9的导柱孔组成。导向机构用于确保上下模具对中。为了保证顶出机构的水平运动，模具底板上还设有两个导柱，顶出板上设有带导向套的导向孔。4.侧向分型抽芯机构与注射模相同。对于带有侧孔和侧凹槽的塑料零件，在塑料零件能够出来之前，模具必须配备各种侧向分型抽芯机构。图7-10中所示的部件设置有侧芯拉动机构，并且侧芯在弹出之前由手动螺杆18抽出。5.脱模机构脱模机构受压部分的脱模机构类似于注塑模具。图7-10所示的脱模机构由顶出板、顶出杆等部件组成。6.加热系统热固性塑料压缩成型需要在较高的温度下进行，因此模具必须加热。常见的加热方法包括电加热、蒸汽加热、燃气或天然气加热等。在图7-10中，加热板5和10分别加热上凸模、下凸模和凹模，电加热棒插入加热板的圆孔中。当热塑性塑料被压制时，在模腔周围设置温度控制通道，并在塑化和成型阶段分别引入蒸汽进行加热或引入冷水进行冷却。压模设计7.3.1确定模具中塑料制品的压制方向7.3.2凸模和凹模的结构形式7.3.3凹模的型腔尺寸的计算7.3.4模具和脱模机构的手柄7.3.5确定模具中塑料制品的压制方向，即所谓的压制方向，即凸模的作用方向。加压方向对塑件质量、模具结构和脱模难度有很大影响。因此，在确定增压方向时应考虑以下因素：(1)在压力传递和增压过程中，应避免压力传递距离过长，导致压力损失过大。圆柱形塑料产品通常沿轴线受压，如图7-11a所示。当气缸太长时，成型压力不容易在整个长度范围内均匀作用。如果圆柱体(3)易于安装和固定嵌件当塑料产品上有嵌件时，应优先将嵌件安装在下模中。如果嵌件安装在上模具中，则不方便，并且可能由于安装不稳定而掉落，导致模具损坏。(4)有些容易脱模的产品，不管是从正面还是背面压制，都可以成型。为了方便产品脱模和简化上冲头，产品的复杂部