塑料成型工艺与模具设计任务一

2024年9月23日项目四压缩与压注模具设计任务一压缩成型模具设计任务二压注成型模具设计2024年9月23日任务一压缩成型模具设计任务书表4-1压盖压缩成型模具设计任务塑件名称压盖材料PF生产产量5万件技术要求1．塑件尺寸公差取MT52．塑件未注圆角R0.53．塑件表面应光滑、不能有非边、凹陷，刚性好，变形小2024年9月23日

掌握压缩模具的分类、结构及工作原理，能看懂压缩模具工程图。

掌握压缩成型工艺参数的确定方法，能校核压缩模具的工艺参数。

掌握压缩模具设计方法，能设计简单压缩模具。

了解压缩模具成型设备类型、工作原理和规格。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日

压缩模具又称压塑模或压胶模，它主要用于成型热固性塑料，但随着技术的进步和生产的需要，有时也用于成型热塑性塑料。压缩模具是塑料制品生产的一种较为古老的方法，由于其结构简单，至今仍然有广泛的使用。本任务以表4-1所示压盖为载体，学习完成压盖压缩成型模具的设计方法。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日一、压缩模的典型结构及分类1.压缩模的典型结构如图4-1所示为一个典型的压缩模。它可分为固定于压力机上的上模和下工作台上的下模两部分。上下模闭合使装于加料腔和型腔中的塑料受热受压，成为熔融态充满整个型腔，当制品固化成型后，上下模打开，利用推出机构推出制品。一般压缩模根据模具中各零件所起的作用，可细分为以下几个基本组成部分。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-1典型压缩模的基本结构1-上模座板；2-螺钉；3-上凸模；4-加料腔(凹模)；5，10-加热板；6-导柱I7-型芯；8-下凸模；9-导套；11-推杆；12-支承钉；13-垫块；14-下模座板；15-推板；16-拉杆；17-推杆固定板；18-侧型芯；19-型腔固定板；20-承压块2024年9月23日（1）型腔（成型零件）

型腔是直接成型制品的部位，加料时与加料腔一道起装料作用，图4-1中的模具型腔由上凸模3、下凸模8、型芯7和凹模4等组成。

（2）加料腔

指图4-1中凹模4的上半部，图中为凹模断面扩大的部分，由于塑料与制品相比具有较大的比容，制品成型前单靠型腔往往无法容纳全部原料，因此在型腔之上设有一段加料腔。

（3）导向机构

图4-1中由布置在模具上周边的四根导柱6和导套9组成。导向机构用来保证上下模合模的对中性。为了保证推出机构上下运动平稳，该模具在下模座板14上设有二根推板导柱，在推板上还设有推板导套。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（4）侧向分型与抽芯机构与注射模一样，在成型带有侧向凹凸或侧孔的制品时，模具必须设有各种侧向分型抽芯机构，制品方能脱出，图4-1中的制品有一侧孔在推出之前用手动丝杠(侧型芯18)抽出侧型芯。（5）推出机构固定式压缩模在模具上必须有推出机构(脱模机构)，图4-1中的推出机构由推板15、推杆固定板17、推杆11等零件组成。（6）加热系统热固性塑料压缩成型需在较高的温度下进行，因此模具必须加热，常见的加热方式有：电加热、蒸汽加热、煤气或天然气加热等，但以电加热为普遍。图4-1中加热板5、10分别对上凸模、下凹模和凹模进行加热，加热板圆孔中插入电加热棒。在压缩热塑性塑料时，在型腔周围开设温度控制通道，在塑化和定型阶段，分别通入蒸汽进行加热或通人冷水进行冷却。2024年9月23日2.压缩模的分类（1）按模具在压机上的固定方式分类①移动式压缩模特点：模具不固定在压机上，成型后移出压机，用卸模工具（如卸模架）开模，取出塑件。故模具结构简单、制造周期短。但由于加料、开模、取件等工序均为手工操作，模具易磨损、劳动强度大。模具重量一般不会超过20公斤。它适用于压制批量不大的中小型塑件以及形状复杂、嵌件较多、加料困难、带有螺纹的塑件。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计②半固定式压缩模特点：把上模固定在压机上，下模增设一组导轨，将工作台接长。装料时，把下模沿导轨拉出，压缩时推进、定位。脱模时，可以在装料位置上用卸模架或其他卸模工具脱出制品。该结构便于安放嵌件和加料，减少劳动强度。当移动式模具过重或嵌件较多时，为便于操作，可采用此类模具。③固定式压缩模特点：上模连同加热器板固定在普通液压机的动梁上，下模固定在工作台上。脱模时，由压机的下推杆通过推出机构把制品推出。由于开模、合模、脱模等工序均在机内进行，故生产效率高、操作简单，劳动强度小，模具寿命长。但结构复杂，成本高，且安放嵌件不方便。适用于成型批量较大或尺寸较大的制品。2024年9月23日（2）按上、下模配合结构特征分类①溢式压缩模溢式压缩模如图4-2所示。这种模具没有单独的加料腔，型腔就是加料腔，型腔的高度h约等于制品的高度。模具工作时，由于凸凹模之间无配合部分，完全靠导柱定位，故加压后多余的塑料会从分型面溢出成为飞边。环形面是挤压面，其宽度B比较窄，以减薄制品的飞边。合模时原料受压缩，合模到终点时挤压面才完全密合。因此，制品密度往往较低，强度等力学性能也不高。特别是如果模具闭合太快，会造成溢料量增加，既浪费原料，又降低了制品密度。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-2溢式压缩模溢式压缩模结构简单，造价低，寿命长，制品易取出，对加料量的精度要求不高，加料量一般稍大于制品重量的5~9％，常用预压型坯进行压缩成型。它适用于压制小批量或试制低精度的制品或薄壁大型制品。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计②半溢式压缩模如图4-3所示。模具在型腔上方设有断面尺寸略大于制品尺寸的加料腔，凸模和加料腔之间有较高精度的间隙配合，加料腔与型腔分界处有一环形挤压面，其宽度约为4~5mm，凸模下压到挤压面接触为止，在每个循环压制中加料量稍有过量，过剩的原料可通过配合间隙或在凸模上专门开设的溢料槽排出。半溢式压缩模操作方便，加料只需简单按体积计量，而制品的高度尺寸由型腔高度h决定，可达到每模基本一致。此外，由于加料腔的横截面尺寸较制品截面大，凸模不沿着模具型腔侧壁摩擦，不会划伤型腔侧壁表面，因此制品推出时不会损伤制品外表面。图4-3半溢式压缩模2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计③不溢式压缩模如图4-4所示，这种模具型腔较深，加料腔为型腔上部截面的延续，无挤压面，理论上压机所施的压力将全部作用在制品上，制品的密度高；塑料的溢出量很少，使制品在垂直方向形成很薄的飞边，容易去除飞边；凸模与加料腔有较高精度的间隙配合，故制品径向壁厚尺寸精度较高。应注意配合高度不宜过大，不配合部分可以如图4-4所示的那样将凸模上部截面减小，也可将凹模对应部分尺寸逐渐增大而形成15′~20′的锥面。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-4不溢式压缩模不溢式压缩模的最大特点是制品承受压力大，故密实性好，机械强度高，因此适于压制形状复杂、壁薄、长流程和深形制品，也适于压制流动性特别小、单位比压高、比容大的塑料(如酚醛布基填料的塑料)。不溢式压缩模由于塑料的溢出量极少，因此加料量的多少直接影响制品的高度尺寸，每模加料量必须准确称量；另外凸模与加料腔侧壁摩擦，不可避免地会擦伤加料腔的侧壁。同时由于加料腔横截面尺寸与型腔横截面尺寸相同，在顶出时带有划伤痕迹的加料腔会损伤制品的外表面。不溢式压缩模必须设置推出装置，否则制品很难推出。不溢式压缩模一般不应设计成多腔模，因为加料若稍不均衡就会造成各型腔压力不等，而引起一些制品欠压。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（3）按分型面特征分类①水平分型面压缩模一个水平分型面的压缩模，如图4-5所示；两个分型面的压缩模，如图4-6所示。图4-5一个水平分型面的溢式压缩模图4-6两个水平分型面的不溢式压缩模2024年9月23日②垂直分型面压缩模垂直分型面的半溢式压缩模，如图4-7所示。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-7垂直分型面的半溢式压缩模1-型芯2-凸模3-截锥形凹模（两半）4-模套另外，按模具型腔数目可以分为单型腔压缩模具、多型腔压缩模具等。2024年9月23日二、压缩模结构形式的确定正确地选择压缩模的结构形式，对于压缩模具的设计、制造和使用过程能否顺利进行至关重要。在选择压缩模的结构形式时，应主要考虑压机、塑料制品形状以及塑料性能等与模具的关系。1.压机与模具结构形式的关系在设计压缩模具时，原则上应以满足生产批量及生产时间为前提来选择压机，而不是根据压机来决定模具。在选择压机时，主要应进行以下几方面的计算和校核：任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日（1）成型压力的计算压制时所需要的成型压力与制品的塑料种类及成型所需的压强(见表4-2)、制品的结构形状大小等因素有关。成型压力可用下式计算

(4-1)式中F——成型压力或称计算成型压力，N；

p——成型压强，MPa，按表4-1选取；

A——单个型腔的投影面积，mm2；

n——型腔数。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日选用压机时，应留有安全余量，可按下式计算

(4-2)式中F机——压机的额定压力，N；F——计算成型压力，N；

K——压机安全系数。按压机的新旧程度取0.75~0.90。表4-2压制时单位面积成型压力（单位MPa）任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日（2）开模力的计算所谓开模力是指固定式压缩模开模时的阻力。开模阻力的来源有：一是由于型腔内的真空造成的阻力；二是由于凸凹模之间溢入塑料后的阻力；三是由于凸凹模端面与树脂的粘附力。对抗开模力的是固定模具的螺钉，因此计算开模力的目的是设计固定螺钉的数目。螺钉的直径是由压机的工作台和动梁上的T型槽尺寸决定的。开模力F′可根据成型压力进行估算，即

F′=Fk1(4-3)式中F′——开模力，N；

F——计算的成型压力，N；

k1——开模力系数，依加料室的结构和配合环情况而定。加料室形状简单，配合环不高时取O.15；加料室轮廓较复杂，配合环较高时取O.2。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日螺钉数由下式计算

(4-4)式中n螺——螺钉数量；F螺——每个螺钉所能承受的负荷，N，查表4-3。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（3）脱模力的计算脱模力是指把制品完全从模具的型腔中脱出所需的力，此力由压机的下液压缸提供。脱模力可按下式计算

Ft=Acf(4-5)式中Ft——理论计算的脱模力，N；Ac——制品之侧面积的总和(包括外侧面及内孔的侧面)，cm2；f——单位面积的脱模阻力，N／cm2。PF木粉充填f=50；PF玻璃纤维充填,f=150；氨基塑料纤维素充填f=60~80。2024年9月23日④压机开距与模具闭合高度的关系压机上、下工作台之间的最大及最小开距与所安装的模具闭合高度有关，也直接关系到能否完全开模取出塑料制品。模具设计时可按图4-8及式(4-6)、式(4-7)进行核算。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计

(4-6)2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-8压机开距与模具闭合高度1-凸模2-塑件3-凹模

式中hmax——压机上、下工作台最大开距，mm；

hmin——压机上、下工作台最小开距，mm；h——模具最大闭合高度，mm；

h1——凹模高度，mm；

h2——凸模台肩高度，mm。2024年9月23日如果h＜hmin，上下模不能闭合，压机无法正常工作，可在压机工作台上增加垫板，以满足hmin≤h+垫板厚度。除满足hmax＞h外，还要求大于模具的闭合高度加开模行程之和，如图4-8所示，以保证顺利脱模。既(4-7)式中hs——塑件高度，mm；

ht——凸模高度，mm；

L——模具最小开模距离，mm。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日（5）推杆行程的校核选用压机时，压机的推杆行程必须保证制品能推出型腔，并且应高出型腔表面lO~15mm以上，以便取件，如图4-9所示。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-9塑件高度与压机顶出行程2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计推杆行程要满足下式要求

(4-8)式中

——压缩模需要的脱模行程，mm；——塑件高度，mm；——加料腔高度，mm；——压机推杆的最大行程，mm。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（6）压机工作台面有关尺寸的校核模具设计时应根据压机工作台面规格及结构来确定模具相应的尺寸。模具宽度应小于压机立柱或框架之间的距离，使模具能顺利地通过其间并安装在工作台上。压缩模具的最大外形尺寸不应超过压机工作台面尺寸，以便于模具的安装固定。压机的上下工作台都设有T形槽，有的T形槽沿对角线交叉开设，有的则平行开设。模具可直接用螺钉分别固定在上下工作台上，但模具上的固定螺钉孔（或槽、缺口）应与工作台的T形槽位置相吻合。模具也可用螺钉压板压紧固定，这时上模底板与下模底板上的尺寸就比较自由，只需设有宽度15~30mm的突缘台阶即可。2024年9月23日2.塑料制品形状与模具结构形式的关系（1）加压方向的选择加压方向即凸模作用方向，也就是模具的轴线方向，在决定施压方向时要考虑下列因素。①便于加料如图4-10所示为同一制品的两种加压方法，图(a)加料腔较窄，不利于加料。图(b)加料腔大而浅，便于加料。

任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-10便于加料的加压方向2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计②便于压力传递为使塑料便于流动，加压时应使料流方向与压力方向一致。尽量避免在加压过程中压力传递距离太长，以致压力损失过大，造成制品组织疏松、密度不均匀。对于细长杆、管类制品一般顺着轴线施压；为防止出现局部疏松现象，可将制品横放施压，但在此时制品外圆上将会产生两条飞边，影响制品外观。当制品多个方向需侧向抽芯，而且利用开模力作侧向机动分型抽芯时，宜将抽芯距离长的型芯设在加压方向（即开模方向），而将抽芯距较短的型芯设在侧面作侧向分型抽芯。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计③便于安放和固定嵌件当塑料制品上有嵌件时，应优先考虑将嵌件安放在下模上。如将嵌件安放在上模，如图4-11(a)所示则既费事，又会使嵌件不慎落下压坏模具。如图4-11(b)所示将嵌件改装在下模，成为所谓的倒装式压缩模，不但操作方便，而且可利用嵌件顶出制品。图4-11便于安放和固定嵌件的加压方向2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计④保证凸模的强度实验表明加压时上凸模受力较大，所以凸模形状越简单越好。如图4-12(b)所示的结构比图(a)所示结构更为合理。图4-12保证凸模强度的加压方向⑤保证重要尺寸的精度精度要求较高的制品尺寸不宜设在加压方向上，因为沿加压方向的尺寸会因溢边厚度和加料量不同而发生变化。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）模具分型面的选择施压方向选定后，应确定分型面的位置，分型面位置确定原则与注射模基本相似。例如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修整的地方；将要求同轴度的尺寸设在压模的同一侧上，而不宜分置于上下模两边。无论上压式或下压式压机，其主要顶出机构均位于压机下方，故选择分型面尽可能使制品在开模时留在下模。为了方便制造，压缩模的挤压边缘（溢式和半溢式）和分型面多为水平面，较少采用曲面或弯折面。由于受到制品形状的限制，有时不可能同时兼顾到加压方向和分型面位置的要求，这种情况下要以能顺利脱模为第一条件。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计3.塑料性能与模具结构形式的关系(1)塑料的密度和比容应根据塑料的密度、比容与制品体积的关系来确定加料室的结构形式及体积大小。(2)收缩率根据收缩率与制品尺寸的关系来确定成型零件的尺寸。同时根据收缩程度及收缩特点来考虑脱模形式。(3)流动性根据塑料流动性确定模具型腔的闭合形式，一般流动性好的塑料，可选定半溢式型腔；流动性差的塑料可选不溢式型腔。成型零件表面光洁，塑料易流动，故流动性好的塑料，成型零件表面粗糙度宜取Ra0.1~0.2μm；流动性较差的塑料，成型零件表面粗糙度宜取Ra0.025~0.1μm。(4)单位压力制品成型时的单位压力与塑料种类有关（见表4-2）。而根据单位压力则可以计算成型压力和选择压力机，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、确定模具结构及体积大小等。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计三、压缩模成型零件的结构设计压缩模的成型零件包括上、下凸模、凹模、型芯、嵌件、瓣合模及模套等。成型零件组合成压缩模的型腔，压缩模的加料腔与型腔凹模连成一体。1.凸凹模各组成部分的作用及有关尺寸图4-13和图4-14分别为不溢式压缩模和半溢式压缩模常用的凸凹模组合形式，其各部分的作用及参数如下。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-13不溢式压缩模常用凸凹模组合形式图4-14半溢式压缩模常用凸凹模组合形式2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计(1)引导环l2引导环的作用是引导凸模顺利地进入凹模。除加料腔极浅的凹模外，一般引导环都有一段斜度，并设有圆角R，以便引入凸模，减少凸、凹模之间摩擦。有下凸模的型腔，也可同样处理。推荐尺寸如下。

①移动式模具:α=20′~1°30′,R=2~3mm。

②固定式模具：α=20′~1°,下凸模α=3°~4°；R=1．5~2mm；l2=5~10mm；

H加>30mm时l2=10~20mm。

总之，引导环的高度必须保证：当塑料粉达到融化时，凸模必须已进入配合环。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）配合环l1

配合环是凸模与凹模配合的部位，其作用是保证凸模与凹模定位准确，防止塑料溢出，通畅地排出气体。其配合应按照以下情况选择。①移动式压模：凸凹模采用H7／f7配合，l1=3~5mm。②固定式压模：凸凹模采用H9／f9配合，l1=4~6mm；H加>30mm时，l1=8~10mm。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计③挤压环l3在半溢式压缩模中，挤压环的作用是限制凸模下行的位置，并保证留有最薄的横向飞边。挤压环形式如图4-15所示，图(a)用于圆形截面凸模，图(b)用于非圆形截面凸模。图4-15挤压环形式中小型模具l3=2~4mm，大型模具l3=3~5mm。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（4）储料槽Z储料槽的作用是排除余料，即凸凹模压合后应留有高度为Z（Z=0.5~1.5mm）的小空间。因为压缩模的加料必须比实际用料多，以免填充不足。而此多余的料会造成合模方向上的尺寸误差，所以必须使多余料有储存的空间。储料槽仅在半溢式模具中用，如图4-14所示。（5）排气溢料槽为减少飞边，保证制品精度及质量，成型时必须将产生的气体及余料排出模外。一般可通过压缩过程中的排气操作或利用凸凹模配合间隙来实现排气。但当成型形状复杂的制品及流动性较差的纤维填料塑料时，则应在凸模上选择适当位置开设排气溢料槽，防止制品中产生组织疏松。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-16排气溢料槽的结构形式图4-16(a)、(b)所示为移动半溢式压缩模排气溢料槽的形式。其中图(a)所示为在圆形凸模上磨出0．2~0．3mm的平面，平面与凹模内圆间形成溢料槽，过剩的物料沿槽流到上方更大的空间里，此空间尺寸应足以容纳所有过剩的物料。图4-16(b)所示为矩形凸模上均匀地开出3~4条宽4~8mm，深0.2~0.3mm的小通道，过剩的物料通过小通道流入上方宽6~lOmm，深1~1.6mm的条形空间里去，这种封闭的贮料槽最好不要形成连续的环形槽，否则余料将牢固地包在凸模上，造成清理的困难。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-16(c)、(d)、(e)、(f)所示为固定半溢式压缩模排气溢料槽的形式。对于有承压板或承压环的固定式压缩模，一般将溢料槽一直开到凸模上端模板附近，使余料一直排到加料腔之外。图4-16(c)、(d)所示为圆形凸模开设四条溢料槽或磨出三个平面的情况。图4-16(e)所示为矩形凸模沿四边中点开设溢料槽的情况，图4-16(f)所示为依靠加料腔四角和凸模内圆角半径差所形成的间隙来排除余料。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（6）承压面承压面的作用是保证上凸模进入凹模的深度，使凹模不致受挤压而变形或损坏，以延长模具的使用寿命。如无承压面，则凸模压力直接全部加于制品，当压强过大时，容易损坏型腔精度。承压面的结构形式如图4-17所示，图(a)的结构形式是以挤压环作为承压面，模具容易变形或压坏，但飞边较薄；图(b)的形式凸凹模之间留有0.03~O.05mm的间隙，由凸模固定板与凹模上端面作承压面，可防止挤压边变形损坏，延长模具寿命，但飞边较厚，主要用于移动式压缩模。对于固定式压缩模，最好采用如图(c)所示承压块的形式，通过调节承压块的厚度来控制凸模进入凹模的深度或与挤压边缘之间的间隙，减少飞边厚度，承受压机余压，有时还可调节制品高度。承压块通常只有几个小块，对称地布置在型腔四周。其形状可做成圆形、矩形或弧形，其厚度一般为5~10mm。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-17承压面的结构形式2.凸凹模配合形式（1）溢式压缩模的凸凹模配合形式溢式压缩模没有加料腔，仅利用凹模型腔装料，凸模与凹模没有引导环和配合环，只是在分型面水平接触。为了减少溢料量，接触面要光滑平整，为了使毛边变薄，接触面积不宜太大，一般设计成宽度为3~5mm的环形面，因此该接触面称溢料面或挤压面，如图4-18(a)所示。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计由于溢料面积小，为防止此面受压机余压作用而导致挤压面过早变形、压塌和磨损，使取件困难，为此可在溢料面处另外再增加承压面，或在型腔周围距边缘3～5mm处开设溢料槽，如图4-18(b)所示。图4-18溢式压缩模的凸凹模配合形式2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）不溢式压缩模的凸凹模配合形式不溢式压缩模的加料室是型腔的延续部分，两者截面形状相同，无挤压面，但有引导环、配合环和排气溢流槽，凸凹模的配合间隙不宜太小，配合环的配合精度为H7／f7。图4-19所示是不溢式压缩模常用组合形式，图(a)为加料较浅、无导向环的结构；图(b)为有导向环的结构。它适于成型粉状和纤维状塑料，因原料流动性较差，故应在凸模表面开设排气槽。图4-19不溢式压缩模的凸凹模配合形式2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（3）半溢式压缩模的凸凹模配合形式如图4-14所示，半溢式压缩模最大特点是带有水平挤压面，同时利用凸模与加料腔间的配合间隙或溢料槽溢料排气。凸模的前端制成半径为O.5~0.8mm的圆角或45°的倒角，加料腔的圆角半径则取O.3~0.5mm，这样可增加模具强度，便于清理废料。对于加料腔深的凹模，也需设置引导环，加料腔深度小于10mm的凹模可直接制出配合环，引导环与配合环的结构与不溢式压缩模类似。半溢式压缩模凸模与加料腔的配合为H7／f7。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计3.加料腔的尺寸计算

压缩模凹模的加料腔是供装塑料原料用的。其容积要足够大，以防止在压制时原料溢出模外。加料腔具体计算如下：（1）塑料体积计算

VSL=mv=Vρv(4-9)式中VSL——塑件所需塑料原料的体积(cm3)；

V——塑件的体积(包括溢料)(cm3)；

v——塑料的比体积(cm3／g)，见表4-3；

ρ——塑件的密度(g/cm3)，见表4-4；

m——塑件重量(包括溢料，通常取塑件重量的5%~10%)(g)。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计塑料体积的计算也可按塑料原料在成型时的体积压缩比来计算：

VSL=VK(4-10)式中VSL——塑料原料的体积(cm3)；

V——塑件的体积(包括溢料)(cm3)；

K——塑料压缩比(见表6-4)。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）加料腔高度的计算图4-20是各种塑件成型的情况，其加料腔的高度可分别按以下公式计算：图4-20加料腔高度的计算2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图(a)为不溢式压缩模，其加料腔高度H按下式计算：

(4-11)式中H——加料腔高度(cm)；

VSL——塑料原料体积(cm3)；

V1——下凸模凸出部分的体积(cm3)；

A——加料腔的横截面积(cm2)。计算式中加入的（0.5~1）cm是不装塑料的导向部分高度，由于有这部分过剩空间，可避免在闭模时塑料原料飞扬出来。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图(b)为不溢式压缩模，可压制壁薄而高的杯形塑件。由于型腔体积大，塑料原料体积较小，原料装入后尚不能达到塑件高度，这时型腔(包括加料腔)总高度可采用塑件高度加上1~2cm，即：

H=h+(1~2)cm(4-12)式中h——塑件高度(cm).图(c)为半溢式压缩模，塑件在加料腔下边成型，其加料腔高度为：

(4-13)式中Vo——加料腔以下型腔体积(cm3)。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图(d)为半溢式压缩模，塑件一部分形状在挤压边以上成型，其加料腔高度为：(4-14)式中V1——塑件在凹模中的体积(cm3)；V2——塑件在凸模的凹入部分体积(cm3)。在合模时塑料不一定先充满凸模的凹入部分，这样会减少导向部分高度(0.5～1.0)cm，故以不扣除V2更保险。即按下式计算：(4-15)图(e)为多型腔压缩模，其加料腔高度为：(4-16)式中V3——单个型腔所能容纳塑料的体积(cm3)；n——在同一个加料腔内的型腔数量。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计4.凸模和凹模的结构设计（1）凸模的结构设计凸模的作用是将压力机的压力传递到制品上，并压制制品的内表面及端面。压缩模具的凸模与注射模具没有本质区别，只是不溢式和半溢式凸模是由两部分组成：上端与加料腔的配合环部分配合，防止熔体溢出并有导向作用；下端为成型部分并设有脱模斜度。同时不溢式和半溢式上凸模周围还开有溢料排气槽。凸模结构与注射模类似，有整体式及组合式等形式，压缩模的凸模受力很大，设计时要保证其结构的坚固性，其成型部分没有必要时不宜做成组合式。图4-21(a)为整体式凸模，图4-21(b)为整体嵌入式凸模，图4-21(c)为镶嵌组合式凸模，一般来说镶嵌组合式强度最差，塑料可能挤入镶嵌缝隙而引起变形。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-21压缩模的凸模结构1-成型段2-配合段3-溢料槽4-固定段2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）凹模的结构设计凹模一般设在下模，形状相对比较复杂，是填充粉料的部位。凹模的结构同样有整体式和组合式之分。对于溢式压缩模，凹模深度等于制品高度；对于不溢式压缩模，凹模则包括型腔和加料腔。整体式凹模特点是结构坚固，适于外形简单、容易加工的型腔。当型腔复杂时为便于加工，将加料腔和型腔或型腔本身做成组合式的。组合式凹模同样有整体嵌入式、局部镶拼式、底部镶拼式、侧壁镶拼式和四壁拼合式等形式。压缩模在施压时塑料尚未充分塑化，型腔内各向受力很不匀衡，因此要特别注意镶拼结构的牢固性。具体结构可以参照注射模的凹模结构。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计5.孔的成型方法及型芯的结构设计塑料制品上常常有各种形状的孔，如圆形孔、矩形孔、异形孔、阶梯孔、倾斜孔等。在压缩成型时，成型孔的型芯结构应注意以下几点。（1）型芯的结构与脱模方向一致的孔，型芯应有一定的刚度，并应有适当的脱模斜度。压缩模具的型芯或成型杆受力状况比注射模具恶劣，由于受力不均匀，易引起型芯弯曲，特别是与压制方向垂直的型芯，因此型芯不宜太长。（2）型芯的安放阶梯孔原则上应将直径大的一侧放在下模。如果有特殊情况，则应由上下模同时成型。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（3）斜孔的成型斜孔尽可能由上下型芯组合成型。（4）其他孔的成型与脱模方向呈垂直、或有倾斜角的孔，应采用侧抽芯结构。（5）盲孔的成型：盲孔的深度与孔径的比，在不超过3倍时，可以在上模或下模上直接装型芯。如果超过3倍，则型芯的脱模斜度必须加大，而且表面必须抛光到镜面级，否则将会脱模困难。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计6.嵌件的设计当成型需要有嵌件时，应优先考虑将嵌件装在凹模。当嵌件必须装在凸模上时，若嵌件连接有困难或向上模装插不方便时，则可采用倒装式压模，即将凸模设在下模，而将凹模设在上模。压缩成型时由于塑料流对嵌件横向挤压力较大，常引起嵌件移位或升起，为避免这种现象，嵌件在模内的连接应加固，可采用圆锥面或圆柱面配合将嵌件装插在模板内。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计四、压缩模导向机构的设计1.导向机构的类型导向机构是保证上模与下模合模时正确定位和导向的重要零件。导向机构主要有导销及导柱、导套两种形式。导销主要用于移动式小型压缩模及垂直分型的瓣合式压缩模上。最常用的导向机构形式是在上模设导柱，在下模设导套。2.导向零件的尺寸导向零件主要包括导柱、导套和导销等，并且是标准化的通用零件。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计3.压模导向机构的特点导柱和导套的设计原则和其结构及固定形式可参考注射模具有关章节，与注射模相比压缩模导向机构还具有下述特点。（1）定位导向作用除溢式压缩模的导向只依靠导柱完成外，半溢式和不溢式压缩模的凸模和加料腔的配合环还能起到保证凸、凹模正确定位的作用，加料腔上段的引导环还能起导向作用。（2）导柱类型由于压缩模在高温下操作，因此一般不采用带加油槽的导柱。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计五、压缩模推出机构的设计压缩模脱模机构的作用是推出留在凹模内或凸模上的塑件。设计时应根据塑件的形状和所选用的压机等条件，选择采用不同的脱模机构。1.塑件脱模的方法及常用的脱模机构分类塑件的脱模方法有手动、机动、气动等方法。常用的脱模机构有以下几种：（1）移动式、半固定式模具的脱模机构①卸模架塑件压制成型后移出压缩模并搁置在卸模架上，以人工撞击脱模或把压缩模和卸模架一起再推人压机内加压脱模。②机外脱模装置该装置是安装在压机前面的一种通用的脱模装置。主要用于移动式或半固定式压缩模进行机外脱模，以减少体力劳动、保证塑件质量。脱模装置有液压式和机械式等。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）固定式模具的脱模机构①下推出机构下推出机构有推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构等，也有二级推出机构。②上推出机构如果塑件在开模后留在上模，则应设置上推出机构。有些塑件开模后留在上模或下模的可能都有，为了脱模可靠起见，除设置下推出机构以外，还需设计上推出机构以作备用。主要形式有上推件板定距推出机构、上套筒定距推出机构、杠杆手柄推杆推出机构等。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2.压缩模的推出机构与压机顶出杆的连接方式压机的顶杆与压缩模的推出机构有以下两种连接方式：（1）间接连接即压机的顶杆与压缩模的推出机构不直接连接，如图4-22所示。如果压机顶杆能伸出压机工作台面而且伸出高度足够时，将压缩模安装好后直接调节顶杆顶出距离就可以进行操作。如果压机顶杆上升到极限位置时，其顶端与工作台表面相平齐，则必须在压机顶出杆的端部旋人一适当长度的尾轴，尾轴的长度等于塑件推出高度加上压缩模座板厚度和挡销厚度，如图4-22（a）所示。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计在模具装上压机前可预先将尾轴装在压机顶出杆上，由于尾轴可沉入压机台面，并不与压缩模相连接，故模具安装较为方便。这种连接方式仅在压机顶出杆上升时才发生作用。当顶出杆返回时，尾轴与压缩模的推板相脱离。尾轴也可以反过来利用螺纹直接与模具推出机构连接，如图4-22（b）所示。推板和压缩模推杆的复位依靠压缩模的复位杆作用复位。图4-22与尾轴间接连接的推出机构2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）直接连接即压机的顶杆与压缩模的推出机构直接连接。压机的顶杆不仅在顶出时发生作用，而且在回程时亦能将压缩模的推板、推杆拉回，压缩模不需再设复位机构。尾轴与压机的顶出杆的连接方式，如图4-23所示。图4-23（a）所示是用尾轴的轴肩连接在压缩模的推板上，尾轴可在推板内旋转，以便装模时将它头部的螺纹拧在顶杆中心螺纹孔内。当压机顶杆的头部为T形槽时，可采用图4-23（b）所示的连接方式。也可以在带中心螺纹孔的压机顶杆端部连接一个带T形槽的轴，然后再与尾轴相连，如图4-23(c)所示。图4-23与尾轴直接连接的推出机构2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计3.固定式压缩模的脱模机构固定式压缩模的脱模机构形式很多，常用的有以下几种：（1）推杆推出机构由于常用的热固性塑件具有良好的刚性，因此，推杆推出是压制热固性塑件最常用的推出机构。该机构结构简单，制造容易，但在塑件上会留下推杆痕迹。图4-24所示为该机构的一种常见结构。图4-24推杆推出机构2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）推管推出机构对于空心薄壁塑件，常采用推管推出机构，其特点是塑件受力均匀，运动平稳可靠，其结构如图4-25所示。图4-25推管推出机构2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（3）推件板推出机构对于脱模容易产生变形的薄壁零件，开模后塑件留在型芯上，可采用推件板推出机构。由于压缩模的型芯多设在上模，因此，推件板也多装在上模，其结构如图4-26所示。如果型芯装在下模，则推件板也要装在下模。图4-26推件板推出机构（4）其它推出机构例如，凹模推出机构、二级推出机构、双推出机构等等。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计4.移动式压缩模的脱模机构最简单的移动式模具可以用撞击的方法脱模。即在特定的支架上将模具顺序撞开，然后用手工或简易工具取出塑件。但是，采用这种方法脱模，工作条件差，劳动强度大，而且由于不断撞击，会使模具过早地变形磨损。所以这种脱模方式已逐渐被淘汰。移动式压缩模普遍采用卸模架脱模方式，利用压机的压力推出塑件，虽然生产率低，但开模动作平稳，模具使用寿命长，并可以减轻劳动强度。对开模力不太大的模具，只用单向卸模架即可，一般是用下卸模架，如图4-27所示；对开模力大的模具，要用上下卸模架，如图4-28所示。分模推杆和推件推杆分别装在上、下卸模架固定板上，推杆有圆柱形、台阶形和梯形，如图4-27所示。其中图（a）、（b）所示的圆柱形推杆用于单分型面模具，图（c）所示的台阶形推杆用于多分型面模具，而图（d）所示的梯形推杆则用于垂直分型面模具。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-27下卸模架图4-28上下卸模架2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计如图4-29所示为单水平分型面的压缩模，它的脱模方式采用上下卸模架脱模。现计算下卸模架推出塑件的推杆长度为：图4-29单分型面压缩模卸模架的尺寸计算2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计H1=h1+h3+3mm(4-17)式中h1——卸模架顶杆从开始进入模具到顶杆互相接触的行程(mm)；

h3——塑件脱开型腔的最小脱出距离，等于或小于型腔深度(mm)。下卸模架分模推杆长度H2为H2=h1+h2+h4+5mm(4-18)式中h2——凹模高度(mm)；

h4——上凸模脱开塑件所需要的距离，等于或小于凸模高度(mm)。上卸模架分模推杆长度H3为H3=h4+h5+10mm(4-19)式中h5——上凸模底板厚度(mm)。同一分型面上所使用的推杆高度必须一致，否则会因为推出偏斜而损坏压缩模或塑件。用卸模架卸模的移动式压缩模必须安装手柄，以便操作者在卸模过程中搬动和翻转高温的模具。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计六、压缩模侧向分型与抽芯机构的设计

注射模是先合模后再注入塑料，而压缩模是先加料而后合模。因此，注射模的某些侧向分型机构不能用于压缩模，例如，以开合模驱动的斜导柱侧向分型，如果用于压缩模，则加料时由于瓣合模型腔处于开启状态，必将严重漏料。但斜导柱用于侧向抽芯是可行的。此外，由于压缩模受力状态比较恶劣，因此，分型机构和楔紧块都应具有足够的强度和韧性。由于机动压缩模的生产周期较长，目前国内还广泛使用各种手动分型抽芯机构，机动分型抽芯仅用于大批量生产。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计1.机动侧向分型抽芯机构（1）斜滑块分型抽芯机构当抽芯距离不大时，应采用斜滑块分型抽芯机构，因为这种机构比较坚固，抽芯和分型两个动作可以同时进行，但因受到闭模高度和分模距离的限制，斜滑块之间的开距不能做得太大。图4-30为常采用的模框导滑式斜滑块分型抽芯机构。其动作原理如下：斜滑块4安放在带有导轨的模框7中，当推杆9推起斜滑块时，斜滑块4即开始分离，同时完成分型及推件动作。为了防止斜滑块4滑出模框7，在斜滑块4上开设了一个长槽，并在模框7上加定位螺钉5予以限位。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-30压缩模斜滑块分型抽芯机构1-上模座板2-凸模固定板3-上凸模4-斜滑块5-定位螺钉6-承压板7-模框8-支架9-推杆10-下凸模11-支承板(加热板)12-推板13-推杆固定板，14-凸模固定板2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计（2）斜导柱、弯销抽芯机构图4-31所示为弯销抽芯机构，矩形滑块4上有两个侧型芯，在凸模下降到最低位置时，侧型芯向前运动才结束。矩形截面的弯销2有足够的刚度，而侧型芯的横截面积又不大，无须采用别的楔紧块。滑块的抽出位置由弹簧和限位块3定位。图4-31压缩模弯销侧抽芯机构l-凸模2-弯销3-限位块4-滑块2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2.手动模外分型抽芯机构

手动模外分型抽芯压缩模现在仍然有较广泛的使用，因为这种分型抽芯方式的模具结构简单，但是劳动强度大、效率低。图4-32为手动模外分型抽芯的压缩模。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计图4-32手动模外分型抽芯压缩模1-套筒2-下模座板3-模套4-上模固定板5-凹模6-上型芯7-凸模8-下型芯9-手柄lO-导销2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习1．压盖原材料分析任务一压缩成型模具设计压盖的材料为PF塑料，该材料具有优良的可塑性，压缩成型工艺性能良好；制品表面光亮度较高，力学性能优良，特别适合用做仪表外壳等零件。

PF成型收缩及方向性大，硬化速度较慢。在硬化时，材料会释放出大量热量及含有水分的挥发物。PF的压缩比为2．5~3．5，密度为1．4g／cm3，收缩率S为0．6~1％。PF属于热固性塑料，可选用压缩及压注方法成型。由于压缩成型较压注成型的性能优良，故采用压缩成型的方法完成本制品的加工。由于制品产量较大，所以模具的结构确定为半溢式移动压缩模。综上分析，压盖采用压缩成型加工。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计2.压盖的尺寸精度与结构分析（1）压盖的尺寸、精度和表面质量根据分析可知，该制品的尺寸精度要求一般。因此塑件未注公差尺寸，按MT5级精度确定尺寸公差。其主要尺寸公差列表，如表4-6所示。（2）塑件的结构工艺分析从制品图上分析，压盖的总体形状为圆盘形，外形尺寸为φ70×25mm，属于小型制品。压盖的壁厚为3mm，满足酚醛材料成型的最小壁厚要求。在制品的中部，有一个的φ10.2的孔。在模具设计时，该部位可采用组合型芯件成型。从整体上分析，压盖的结构简单，压制成型较为容易。2024年9月23日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一压缩成型模具设计

3．压缩成型工艺参数的确定压缩成型的工艺流程为：将原料加入模具型腔内，逐渐加热施压，原料转变成黏流态并充满整个型腔后，停止加热，塑料冷却到热变形温度以下后，开启模具、取出制品。查阅塑料