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1、 第9章 其他塑料成形工艺与模具 1.压缩成形原理： 9.1 压缩成形工艺与压缩模 又叫压制成形或压塑成形，最传统的加工方法，热固性塑料 的主要加工手段。将粉状（或粒状、碎屑及纤维状）的热固 性塑料放入敞开的加料室中，然后合模加热使其熔化，在压 力的作用下充满型腔，高分子塑料化学交联反应，逐步硬化 定形成塑件，脱模取出。 9.1.1 压缩成形原理及工艺特点 Date1 2.压缩成形工艺过程 成形前的准备 除去水分和其他挥发物；提高塑料温度，缩短成形 周期 有时还预压处理，压成重量形状一致的型坯； 模具装上压力机要预热，嵌件也要预热 对塑料预热； Date2 2.压缩成形工艺过程 成形: （2）
2、合模：在凸模尚未接触塑料原料之前，要快速合模， 以缩短成形周期和避免塑料过早固化；当凸模触及塑料后改 为慢速，避免模具中的嵌件、成形杆或型腔遭到破坏。 （3）排气：有时还需卸压片刻，以排出其中气体。可以缩 短固化时间，还利于塑件性能和表面质量的提高。 （1）加料：加料室内加入已预热的定量塑料原料 （4）固化：在压缩成形温度下保持一段时间，使其性能达 到最佳状态。 （5）脱模：用推出机构将塑件推出模外，侧型芯或嵌块应 先用专门工具取出，再脱模。 Date3 2.压缩成形工艺过程 成形后处理 去应力处理：放在一定温度的油浴或烘箱中 缓冷。 模具清理：否则有垃圾或杂物压入塑件会有 损外观，甚至报废；
3、 Date4 3.压缩成形的工艺条件 施加成形压力的目的：促使塑料原料流动充模，增 大塑件密度，提高塑件的内在质量，克服塑料在成 形过程中因化学变化释放的低分子物质及塑料中的 水分子等产生的胀模力，使塑件尺寸稳定，减小变 形。但成形压力过大会降低模具的寿命。 （1）成形压力：压缩时压力机通过凸模对塑料熔体 充型和固化时在分型面单位投影面积上施加的力 Date5 （2）压缩成形温度：压缩时所需要的模具温度。 压缩成形温度的高低影响模内塑料熔体的充模、成 形时的硬化速度，进而影响塑件质量；在一定温度 范围内，模具温度升高，成形周期缩短，生产效率 提高；模温太高，使树脂和有机物分解，同时使塑 件外层
4、首先硬化，水分和挥发物难以排除，塑件内 应力大，模具开启时，塑件易发生肿胀、开裂、翘 曲等缺陷。模具温度过低，硬化周期过长，硬化不 足，塑件表面无光泽，物理和力学性能下降。 Date6 3.压缩成形的工艺条件 （3）压缩时间：酚醛塑料12min；有机硅塑料27min 压缩时间过短，塑料硬化不足，力学性能下降，易变形。适 当增加压缩时间，可以减小塑件收缩率，提高耐热性能和其 他物理性能。但压缩时间过长，塑件性能反而下降 表9.1热固性塑料压缩成形工艺参数 4.压缩成形的工艺特点 与注射相比，无浇注系统，节省原料；生产过程的控制，使 用的设备及模具简单；成形压力直接作用于塑件，塑件质量 均衡，内应
5、力小，尺寸稳定性好；易成形大型塑件。 压缩成形周期长，效率低；劳动强度大，不易成形复杂形状 塑件，较难实现自动化。 常见产品：仪表壳、电闸板、电器开关、插座等。 Date7 1.压缩模的结构组成 与注射模不同，无浇注系统，有加料室，型腔与加料室有加 热装置 9.1.2 压缩模及其分类 1上模座板；2螺钉；3上 凸模；4凹模（加料室）；5、 10加热板；6导柱；7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尾 杆；17推板固定板；18侧型 芯；19型腔固定板；20承压 板 Date8 (1)型腔部分：上凸模 3，下凸模8，型芯7， 凹模4 (2)加料
6、室：凹模4的 上半部分 1上模座板；2螺钉；3上 凸模；4凹模（加料室）；5、 10加热板；6导柱；7型芯 ；8下凸模；9导套；10拉 料杆；11推杆；12支承钉； 13垫块；14下模座板；15 推板；16尾杆；17推板固定 板；18侧型芯；19型腔固定 板；20承压板 (3)加热冷却机构：加热板5、10，加热圆孔中插入电加热棒 还设有导向机构、脱模机构、侧向分型抽芯机构 Date9 1.压缩模分类 （1）按模具在压力机上的固定形式分类 1）移动式压缩模：模具不固定在压力机上,成形后将模具移 出压力机，用卸模专用工具（如卸模器）开模，在清理加料 室、模具重新组合好后，再移入压力机进行下一个塑件
7、的压 缩。此类模具结构简单，制造简单，适合于批量不大的中、 小件以及形状较复杂、嵌件较多、加料困难的塑件。 1凸模（上模）；2导柱；3 凹模（下模）；4型芯；5-下凸 模；6、7侧型芯；8凹模拼块 Date10 （1）按模具在压力机上的固定形式分类 2）半固定式压缩模：一般上模固定在压力机上，下模可沿 导轨移动（也有下模固定），下模移进时采用定位块定位， 合模由导向机构导向。成形后移出下模，用手工或卸模器取 出塑件。该结构便于安放嵌件和加料，当移动式模具过重或 嵌件较多时，为了减轻劳动强度，方便操作，用此类模具。 1凹模（加料室）；2导柱；3 凸模（上模）；4型芯；5手 柄 Date11 （1
8、）按模具在压力机上的固定形式分类 3）固定式压缩模 ：上、下模都固定 在压力机上，开模 、合模、脱模均在 压力机内进行。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、 安放嵌件不方便。 使用于批量大、形 状大的塑件。 Date12 （2）按模具加料室形式分类 1）溢式压缩模：无加料腔，模腔总高度h基本上就是塑件高 度，由于凸模与凹模无配合部分，完全靠导柱定位，故压缩 成形时，塑件的径向壁厚尺寸精度不高。 结构简单，造价低廉，凸凹模磨损小，塑件易去除。适用于 压缩成形厚度不大、尺寸小和形状简单的塑件。 Date13 （2）按模具加料室形式分类 2）不溢式压缩模：加料室
9、为型腔上部截面的延续，凸模与 加料室有较高精度的间隙配合，故塑件径向尺寸精度较高。 理论上压力机施加压力全部作用在塑件上，所以塑件承受压 力大，密实性好，强度高。塑料溢出量很少，在垂直方向上 飞边很薄. 适用于成形形状复 杂、薄壁和深形塑件 ，也适用于成形流动 性特别差、单位比压 高、比容大塑料 Date14 （2）按模具加料室形式分类 3）半溢式压缩模：加料室截面尺寸大于塑件尺寸，凸模与 加料室之间为间隙配合，加料室与型腔分界处有一环形挤压 面，挤压面限制了凸模下压行程。工作时，每一循环中的加 料量稍大于所需加料量，过剩的原料通过配合的间隙或凸模 上开设的专门溢流槽排出 塑件的径向壁厚尺 寸
10、和高度尺寸的精度 均好，密度较高，模 具寿命较长，广泛应 用 Date15 设计压缩模时，其他部分与注射模类似，主要是加料室计算 （1）塑件体积的计算 9.1.3 压缩模加料室的设计计算 分解成若干规则的几何形状分别计算，然后求其总和。 （2）塑件原料体积的计算 K飞边溢料的重量系数，通常取塑件净重的5%10% k塑件的压缩比，表9.2 m塑件质量g v塑件的比体积，表9.2 （3）加料室高度的计算：表9.3 Date16 9.1.4 典型的压缩模结构 1.移动式压缩模 酚醛盖压缩模，半溢式， 型腔组合式：由凹模2、凸 模固定板3和圆形凸台定位 螺钉1连接而成，凸模4装在 上模板7上，用骑缝螺
11、钉5防 转，上、下模用导柱6导向 。 模具加热到一定温度塑 料装入加料室压缩成 形后用卸模器打开模具取 出塑件 1螺钉；2凹模；3凸模固 定板；4凸模；5骑缝螺钉； 6导柱；7上模板 Date17 9.1.4 典型的压缩模结构 2.固定式压缩模 电流表盒压缩模，凹模由 下凸模6装在型腔7中组合而 成，凸模8由螺钉紧固在凸 模固定板11上，半溢式，承 压块13用来承受压力机的作 用力，减轻凸、凹模的磨损 ，控制凸模进入凹模的深度 ，支柱4除加强模具刚性外 ，还起推出导杆导向作用， 加热板5、10起加热作用， 推出机构推出塑件。 1尾杆；2支承板；3推杆；4支柱 ；5加热板；6下凸模；7型腔； 8
12、- 凸模；9导柱；10加热板；11凸模 固定板；12小型芯；13承压块；14 螺纹型芯；15内六角螺钉；16下模板 ；17推杆固定板 Date18 9.2 压注成形工艺与压注模 9.2.1压注成形工艺及其工艺特点 又叫传递成形，是在压缩成形基础上发展起来的一种热固 性塑料的成形方法 1.压注成形原理 模具闭合后，将塑料（预压锭或预热的原料）加入到加料 室中；使其受热熔融，接着在压力作用下，塑料熔体通过 浇注系统，以高速挤入模具型腔；塑料在型腔内继续受热 受压逐渐固化成形，最后打开模具取出塑件 Date19 9.2.1压注成形工艺及其工艺特点 2.压注成形工艺过程 与压缩成形基本相似，主要区别在
13、于，压缩成形是先加料 后闭模，压注是先闭模后加料 3.压注成形的工艺条件 （1）压注成形压力：由于有浇注系统的消耗，压注成形的 压力为压缩成形的23倍。压力随塑料种类、模具结构及塑 件的形状不同。 （2）模具温度：比压缩成形低1530，一般为130190 ，这是因为塑料通过浇注系统能获取一部分摩擦热。 （3）压注及保压时间：一般1050s，保压时间比压缩成形 时间可以短一些，因为塑料在热和压力的作用下，通过浇 口的料量少，加热迅速而均匀，化学反应也较均匀，当进 入型腔时已临近树脂固化的最后温度。表9.4 Date20 9.2.1压注成形工艺及其工艺特点 4.压注成形的特点 与压缩成形相比: （
14、1）效率高：由于保压硬化时间较短，成形周期短。 （2）质量好：由于塑料受热均匀，交联硬化充分，使得塑 件的强度高，力学性能、电性能得到提高。 （3）适于成形复杂的塑件：由于进入型腔前塑料已经塑化 ，因此可以生产出外形复杂和薄壁或者壁厚变化大，带有 细小嵌件的塑件。 （4）尺寸精度较高：由于注入闭合的型腔，分型面处飞边 薄，合模方向尺寸精度高。 缺点：浇注系统存在浪费了原料，收缩率比压缩成形稍大 ，收缩率具有方向性，因此影响塑件的精度；比压缩模复 杂，成形所需压力较高，制造成本也高。 Date21 9.2.2压注模及其分类 压注模又叫传递模，与压缩模有许多相同之处，显著差别 在于它具有浇注系统，
15、组成： （1）型腔部分：浇口板4、凸模、凹模7、型芯6。 （2）加料室：压柱2、加 料室3，移动式压注模加 料室在开模时要从模具上 取下来 1上模板；2压柱；3加料室； 4浇口板；5、9导柱；6型芯 ；7凹模； 8型芯固定板；10 浇口；11分流道；12主流道 （3）浇注系统：主流道 12、分流道11、浇口10 Date22 9.2.2压注模及其分类 （4）导向机构：压柱和加料室间、型腔各分型面间及推出 机构中。件5、9。 （5）加热系统：对压柱、加料室和上、下模分别加热（电 、蒸汽）。 1上模板；2压柱；3加料室； 4浇口板；5、9导柱；6型芯 ；7凹模； 8型芯固定板；10 浇口；11分流
16、道；12主流道 侧向分型机构和脱模机构 与压缩模相似 按压力机分类：分移动 式和固定式 按使用设备分类：普通 液压机、专用液压机 Date23 9.2.3压注模的典型结构 1移动式压注模：加料室3与模具本体可以分离。合模将 定量的塑料放入加料室内压力机闭合，压柱2将已塑化的 塑料高速挤入型腔开模时，用卸模器将上模板1推出压 柱2带动主流道凝料在主流道下端与分流道折断取下加料 室3然后分型取出塑件。 1上模板；2压柱；3加料室； 4浇口板；5、9导柱；6型芯 ；7凹模； 8型芯固定板；10 浇口；11分流道；12主流道 Date24 9.2.3压注模的典型结构 2固定式压注模：开模时，压力机带动上模座板1上升，使 压柱7带着主流道凝料离开加料室当上模座板打开距离s 后，拉杆10上的螺母与固定在下模4上可以绕轴转动的拉钩
