第13章-压缩成型工艺与压缩模设计

高等教育出版社高等教育电子音像出版社第13章压缩成型工艺与压缩模设计塑料成型工艺与模具设计电子教案压缩成型工艺压缩模设计13.113.2第13章压缩成型工艺与压缩模设计13.1压缩成型工艺13.1.1压缩成型原理及其特点1.压缩成型原理13.1压缩成型工艺13.1.1压缩成型原理及其特点2.压缩成型特点（1）压缩模没有浇注系统，结构比较简单；（2）塑件内取向组织少，取向程度低，性能比较均匀；（3）成型收缩率小；（4）可以生产一些带有碎屑状、片状或长纤维状填充料、流动性很差的塑料制件和面积很大、厚度较小的大型扁平塑料制件。缺点：（1）成型周期长，生产环境差，生产操作多用手工而不易实现自动化，因此劳动强度大；（2）塑件经常带有溢料飞边，高度方向的尺寸精度不易控制；（3）模具易磨损，因此使用寿命较短。13.1压缩成型工艺13.1.2压缩成型工艺过程压缩成型工艺过程包括压缩成型前的准备、压缩成型和压后处理等。1.压缩成型前的准备（1）预热与干燥（2）预压2.压缩成型过程（1）加料（2）合模（3）排气（4）固化（5）脱模3.压后处理塑件脱模以后的后处理主要是指退火处理13.1压缩成型工艺13.1.3压缩成型的工艺参数压缩成型的工艺参数主要是指压缩成型压力、压缩成型温度和压缩时间。（１）压缩成型压力压缩成型压力是指压缩时压力机通过凸模对塑料熔体在充满型腔和固化时在分型面单位投影面积上施加的压力，简称成型压力，可采用下式进行计算：（２）压缩成型温度压缩成型温度是指压缩成型时所需的模具温度。（３）压缩时间热固性塑料压缩成型时，在一定温度和一定压力下保持一定时间，才能使其充分地交联固化，成为性能优良的塑件，这一时间称为压缩时间。一般的酚醛塑料，压缩时间为1～2min，有机硅塑料达2～7min。2bπ4pDpA13.2压缩模设计13.2.1压缩模的结构组成与分类1.压缩模的结构组成13.2.1压缩模的结构组成与分类1.压缩模的结构组成（1）成型零件（2）加料室（3）导向机构（4）侧向分型及抽芯机构（5）脱模机构（6）加热系统（7）支承零部件13.2压缩模设计13.2.1压缩模的结构组成与分类1.压缩模的分类（１）按模具在压力机上的固定形式分类按模具在压力机上的固定形式可分为固定式压缩模、半固定式压缩模和移动式压缩模。1）固定式压缩模2）半固定式压缩模3）移动式压缩模13.2压缩模设计（２）根据模具加料室形式分类根据模具加料室形式不同可分为溢式压缩模、不溢式压缩模和半溢式压缩模。1）溢式压缩模13.2压缩模设计2）不溢式压缩模13.2压缩模设计3)半溢式压缩模13.2压缩模设计13.2压缩模设计13.2.2压缩模与压力机的关系1.压机有关工艺参数的校核（1）成型总压力的校核成型总压力是指塑料压缩成型时所需的压力，与塑件的几何形状、水平投影面积、成型工艺等因素相关，满足：Fm=nAp≤KFn当压力机的大小确定后，也可以按下式确定多型腔模具的型腔数目：n≤KFｎ／Ap（2）开模力和脱模力的校核1）开模力的校核Fk=kFm式中Fk-开模力，N；k-系数，0.1、0.15、0.2；要保证可靠开模，必须使开模力小于压机液压缸的回程力。2）脱模力的校核Ft=AcPfFt-塑件脱出模具需要的力，N；Ac-塑件侧面积之和，mm2;Pf-塑件与金属表面单位摩擦力。要保证可靠脱模，必须使脱模力小于压机的顶出力。13.2压缩模设计（3）合模高度与开模行程的校核为了模具正常工作，必须使模具的闭合高度和开模行程与压机上下工作台之间的最大最小开距及压板的工作行程适应hmin≤h≤hmaxh=h1+h2如果h＜hmin，上下模无法闭合，此时需加垫板，要求hmin小于h和垫板厚度之和，满足：hmax＞h,hmax≥h+L最小开模距离L=hs+ht+(10~30)mmhmax≥h+hs+ht+(10~30)mm式中hs-塑件高度；ht-凸模高度。13.2压缩模设计（４）脱模距离的校核脱模距离即顶出距离，它必须满足下式要求：Lｔ＝h３+(10～15）≤Lｎ式中Lｔ———压缩模需要的脱模行程，ｍｍ；h３———压力机下工作台到加料室上端面的高度，ｍｍ；Lｎ———压力机推顶机构的最大工作行程，ｍｍ。（5）压力工作台有关尺寸的校核模具的宽度尺寸应小于压机立柱或框架之间的净距离，使压模能顺利装在压机的工作台上，模具的最小外形尺寸不应超过压机工作台面尺寸，同时还要注意上下工作台面上T形槽的位置。13.2压缩模设计2.国产压力机的主要技术规范13.2压缩模设计13.2压缩模设计13.2.3压缩模成型零部件设计1.塑件加压方向的选择加压方向是指凸模作用方向。决定施压方向的考虑因素：（1）便于加料13.2压缩模设计（2）有利于压力传递塑件在模具内的加压方向应使压力传递距离尽量短，以减少压力损失，使塑件组织均匀。13.2压缩模设计（3）便于安放和固定嵌件塑件有嵌件时优先考虑将嵌件安放在下模上。13.2压缩模设计（4）便于塑料流动加压方向与塑料流动方向一致，有利于塑料流动。（5）保证凸模强度选择加压方向应使凸模形状尽量简单，保证强度。（6）保证重要尺寸的精度沿加压方向塑件高度与加料量、飞边厚度有关，故塑件精度要求高的尺寸不宜与加压方向相同。2.凹凸模各组成部分及其作用（1）引导环（L1）使凸模顺利进入凹模，减少凸凹模之间的摩擦，避免在推出塑件时擦伤表面，增加模具使用寿命，减少开模阻力，并可进行排气。13.2压缩模设计（2）配合环（L2）保证凸模与凹模定位准确，阻止塑料溢出，通畅排除气体。（3）挤压环（B）限制凸模下行位置并保证最薄的水平飞边，挤压环的宽度B值按塑件大小及模具用钢而定。一般中小型模具B取2~4mm,大型模具B取3~5mm。（4）储料槽凸凹模配合后应留小空间作储料槽，储存排除的余料。13.2压缩模设计（5）排气溢料槽压缩成型时排出气体和余料，可减少飞边，保证塑件精度和质量。对压缩形状复杂、流动性差或深型腔塑件应开设排气溢料槽。排气溢料槽应开到凸模上端，使合模后高出加料腔上平面，以排出余料。（6）承压面减轻挤压环的载荷，延长模具的使用寿命。13.2压缩模设计13.2压缩模设计3.凹凸模的配合形式（1）溢式压缩模的配合形式13.2压缩模设计（2）不溢式压缩模的配合形式（3）半溢式压缩模的配合形式具有溢式压缩模的水平挤压环和不溢式压缩模凸模与加料室之间的配合环和引导环，另外凸模上设有溢料槽。13.2压缩模设计13.2.4加料室尺寸的计算（1）塑件体积计算（2）塑件所需原料体积计算Vsl=(1+K)kVs式中Vsl——塑件所需原料的体积；K——飞边溢料的重量系数，据分型面大小选取k——塑件的压缩比；Vs——塑件的体积。若已知塑件质量求塑件所需原料体积，可用公式：式中m——塑件质量；——塑料原料的松散密度，可参考数据表。sl(1)KkmVsl13.2压缩模设计sljX(5~10)mmHAVVV（3）加料室的截面尺寸计算加料室的截面尺寸等于型腔截面尺寸（不溢式）+挤压面尺寸（半溢式），挤压面单边宽度一般为3~5mm（4）加料室高度的计算在计算前应先确定加料室的起始点。一般情况，不溢式以塑件下底面开始计算，半溢式以挤压边开始计算。13.2压缩模设计13.2.5压缩模脱模机构设计1.固定式压缩模的脱模机构压缩模推出脱模机构按动力来源可分为气动式、机动式两种。13.2压缩模设计2.脱模机构与压机的连接方式（1）间接连接13.2压缩模设计2.脱模机构与压机的连接方式（2）直接连接13.2压缩模设计2.脱模机构与压机的连接方式（2）直接连接机动脱模一般应尽量让塑件在分型后留在压机上有顶出装置的模具一边，然后采用推出机构将塑件从模具中推出。为了保证塑件准确地留在模具一边，在满足使用要求的前提下可适当地改变塑件的结构特征。13.2压缩模设计3.固定式压缩模的脱模4.半固定式压缩模的脱模机构半固定式压缩模是指压缩模的上模或下模可以从压机上移出，在上模或下模移出后，再进行塑件脱模和嵌件安装。（1）带活动上模的压缩模这类模具可将凸模或模板制成沿导滑槽抽出的形式，故又称抽屉式压缩模。13.2压缩模设计4.半固定式压缩模的脱模机构（2）带活动下模的压缩模这类模具使上模固定，下模可移出。13.2压缩模设计5.移动式压缩模的脱模机构移动式压缩模脱模方式分为撞击架脱模和卸模架脱模两种形式。(1)撞击架脱模13.2压缩模设计5.移动式压缩模的脱模机构（2）卸模架卸模1）单分型面卸模架卸模13.2压缩模设计5.移动式压缩模的脱模机构（2）卸模架卸模2）双分型面卸模架卸模13.2压缩模设计5.移动式压缩模的脱模机构（2）卸模架卸模3）垂直分型卸模架卸模13.2压缩模设计13.2.6压缩成型模具结构的应用实例1．半溢式压缩模结构的应用实例13.2压缩模设计13.2.6压缩成型模具结构的应用实例2．不溢式压缩模结构的应用实例高等教育出版社高等教育电子音像出版社