第七章 压注模与压缩模

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1、 第七章 压缩模和压注模 塑料成型工艺及模具设计 一 压缩模的结构组成 型腔 加料腔 导向机构 侧向分型抽芯机构 脱模机构 加热系统 压缩模的类型与结构组成 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 1 溢式压缩模 又称敞开式压缩模 优点 结构简单 成本低塑件易取出 易排气安放嵌件方便加料量无严格要求模具寿命长 结构特点 无加料腔凸模与凹模无配合部分有环形挤压面b 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 1 按模具加料室的形式1 溢式压缩模 适用范围 缺点 小批量或试制 低精度和强度无严格要求的的扁平塑件 合模太快时 塑料易溢出 浪费原料 合模太慢时 易造成飞边增厚 水平状的飞边难于去处 且

2、影响塑件外观 凸 凹模配合精度较低 不适用于压制带状 片状或纤维填料的塑料和薄壁或壁厚均匀性要求高的塑件 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 2 不溢式压缩模 又称封闭式压缩模 结构特点 优点 加料腔是型腔向上的延续部分无挤压面凸模与加料腔有小间隙的配合 塑件密度大 质量高对塑料要求不严 以棉布 玻璃布或长纤维填料的塑料均可 塑件飞边薄且呈垂直状易于去除 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 2 不溢式压缩模 缺点 适用范围 模具必须设置推出机构 加料量必须精确 高度尺寸难于保证 凸模与加料腔内壁有摩擦 易划伤加料腔内部 进而影响塑件外观质量 必须设推出机构 一般为单型腔 生产效率低

3、 压制形状复杂 薄壁及深形塑件 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 3 半溢式压缩模 又称半封闭式压缩模 优点 结构特点 不必严格控制加料量不会伤及凹模侧壁塑件外形复杂时 凸模和加料腔的形状可以简化 加料腔是型腔向上的扩大延续部分有挤压面 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 3 半溢式压缩模 适用范围 缺点 不适用于压制布片或纤维填料的塑料 流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件 压缩模结构 2 按模具在压机上的固定方式分类1 移动式压缩模2 半固定式压缩模3 固定式压缩模 1 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 成

4、型酚醛线轮为半固定式压缩模 图7 58 2 半固定式压缩模 3 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 压缩模的类型与结构组成 二 压缩模的类型 4 压缩模类型选用原则 流动性差的塑料 塑件形状复杂 水平分型面模具结构简单 操作方便 优先选用 塑件批量大 固定式模具 批量中等 固定式或半固定式模具 小批量或试生产 移动式模具 不溢式模具 塑件高度尺寸要求高 带有小型嵌件 半溢式模具 形状简单 大而扁平的盘形塑件 溢式压缩模 模具与压机关系 一 最大压力的校核 模压所需的成型总压力 F模 kF机其中 k 修正系数 一般取0 75 0 90 而 F模 pA型n其中

5、 p 单位成型压力 MPa 查表4 1A型 每一型腔的水平投影面积 m2 n 压缩模内型腔的个数 已知压机公称压力和塑件尺寸时确定型腔数目n k F机 pA型 已知型腔数目和塑件尺寸时确定公称压力F机 p A型n k 二 开模力的校核 开模力计算F开 k1F模其中 F开 开模力NF模 模压所需的成型总压力Nk1 压力损耗系数0 1 0 2 螺钉数量n螺 F开 F螺其中 n螺 螺钉数量F螺 每个螺钉所承受的负荷N 见表4 2F螺 每个螺钉所承受的符合N 见表4 2 模具与压机关系 三 脱模力的校核 校核F脱 F顶F顶 压力机顶出杆的最大顶出力N 脱模力计算F脱 A件p结其中 F脱 脱模力NA件

6、塑件侧面积之和m2p结 塑件与金属的结合力MPa 模具与压机关系 四 闭合高度的校核 模具完全开模取件的高度压力机的最小开距 min 模具与压机关系 五 装模尺寸的校核 压缩模的宽度应小于压力机立柱或框架之间的距离压缩模用螺钉与压力机连接压缩模用压板螺钉与压力机压紧固定 则模具只需设有宽15 30mm的凸缘台阶即可 如图4 8 模具与压机关系 六 顶出机构的校核 压力机最大顶出行程应大于模具所需的推出行程 且必须保证塑件推出型腔后高于型腔表面10mm以上 l h塑 h加 10 15 L其中 l 塑件需推出的高度h塑 塑件最大高度h加 加料腔高度mmL 压力机顶出杆最大顶出行程mm 模具与压机关

7、系 图7 55手柄头部件压缩模 图7 56螺帽压缩模 图7 57骨架件压缩模 图7 58酚醛线轮压缩模 图7 59旋钮压缩模 图7 60酚醛电流表压缩模 压柱模 1压注成型法2对压缩 压注注射成型三种效果的比较 压注成型法 压注成型又称传递成型 它是成型热固性塑料制品的常用方法之一 图9 1所示用压注成型法生产制品的工艺过程循环图 压注模 或传递模 的成型原理如图9 2所示 对压缩 压注 注射成型三种效果的比较 热固性塑料的压缩 压注 注射成型各有其优缺点及其适用范围 现比较如下 1 就成型效率来看 以注射成型为高 压注成型次之 压缩成型较低 2 就塑件质量来看 由于注射和压注成型能使塑料受到

8、均匀地加热 故而获得的制品在其整个断面上固化程度比较均匀 有较良的电气性能和较高的机械强度 3 注射和压注成型时 塑料注入闭合的型腔内 因此制品在分型面处产生的飞边很薄 容易修除 或无飞边 塑件高度能达到较高的尺寸精度 而压缩成型则不能 4 注射和压注成型可用于成型带有精细孔 细小嵌件的塑件 而压缩成型则不能 5 注射成型比压缩 压注成型都更容易实现机械化和自动化 工人劳动强度可得到大大地改善 压注模的类型 二 专用压机压注模 柱塞式 专用压机上装有两个液压缸 一个缸个起锁模作用 称为主缸 另一个缸起将物料挤入型腔的作用 称为辅缸 如图9 7 一 普通压机用压注模 罐式 1 移动式压铸模 见图

9、9 4 2 固定式压铸模 见图9 5 9 6 加料腔一般为一个独立装置 每成型一模时 将加料腔放在模具上面并装入塑料 塑料挤入型腔后 又将其搬走 见图9 4所示 压注模的类型 1 移动式压注模 图9 5所示为固定在下压式压机 合模油缸在压机下方 上使用的压注模 模具启闭动作由压机下工作台移动来实现 图9 6所示为固定在上压式压机 合模油缸在压机上方 上使用的压注模 压注模的类型 2 固定式压注模 压注模专用零件结构设计 一 加料腔和柱塞的设计1 加料腔2 柱塞 二 浇柱系统的设计 三 排气槽 一 移动式压注模1 加料腔为独立装置的压注模加料腔为独立装置的移动式压注模 见图9 252 加料腔与模

10、具为整体的压注模图9 26所示模具成型的塑件 壁厚很薄 又是流动性很差的玻璃纤维酚醛塑料 其模具采用压缩和压注同时进行的结构 可以取得较好的成型效果 图9 27所示为普通压机用固定式压注模 二 固定式压注模2 专用压机用压注模图9 28所示为专用压机用压注模 压注模示例 1 加料腔 1 加料腔的结构普通压机用压注模的加料腔断面形状常为圆形和矩形 如图9 8所示 移动式压注模的加料腔摆放在模具上面时 应当满足对中性的条件 具体采用方法1 目测法 2 结构定位法 见图9 9所示 图9 10所示为普通压机用固定式压注模的加料腔与上模连接为一体的结构 加料腔采用镶拼结构 主流道做在浇口套上 图中加料腔

11、底部共有四个主流道 图9 11所示为加料腔与模具的连接固定方式 有用螺母锁紧加固合仅用台肩固定两种方式 压注模专用零件结构设计 2 柱塞 普通压机用压注模柱塞的结构形式如图9 12所示 图c的柱塞用于移动式模具 外形为头部倒角的简单圆柱形 图a b d的柱塞带有底板 以便固定在压机上 柱塞与底板之间可做成组合式或整体式 图d的柱塞上开设有环形槽 塑料溢入充满并固化在槽里 起到了活塞环的作用 它将阻止塑料从间隙中较多地溢出 图a d柱塞端面开设有些楔形沟槽 图9 13清楚地说明该处结构 图9 14所示专用压机用压注模的柱塞 其一端有螺纹 可直接拧在辅助油缸的活塞杆上 另一端为挤压塑料的端面 可加

12、工为球形凹坑 见图中虚线 它有集流和减少向侧面溢料的功效 压注模专用零件结构设计 3 加料室与压柱的配合配合原则如下 加料室与压柱的配合为H8 f9 H9 f9或采用0 05 0 1mm的单边间隙 带环槽的压柱间隙更大一些 压柱的高度H1小0 5 1mm 底部转角处应留有0 3 0 5的储料间隙 加料室与定位凸台的配合高度之差为0 0 1mm 加料室底部倾角为40 45度 压注模专用零件结构设计 压注模专用零件结构设计 4 加料腔的尺寸计算1 从传热方面考虑加料腔的断面积 1 4 2g 0 7 式中A 加料腔断面积 cm3 每次加料量 对于普通压机用压注模 从锁模方面考虑 1 10 1 25

13、As式中A 加料腔断面积 cm3As 模内塑件及浇注系统在水平分型面上的投影面积之和 对于专用压机用压注模 T 100q式中A 加料腔断面积 cm3T 专用压机辅助缸的额定压力 N q 成型塑料所需的挤压力 按表9 1选用 压注模专用零件结构设计 当压机确定后 还应计算校核加料腔内产生的单位挤压力是否足够 计算校核式为 1000 A P 式中 压机额定压力 P 实际单位挤压力 cm3 不同塑料所需单位挤压力 参见表9 1 压注模专用零件结构设计 2 加料腔的高度H V A 0 8 1 5cm 9 5 式中H 加料腔高度V 塑件及浇注系统 以及残余废料为松散原料时的总体积 A 加料腔的端面积 1

14、 浇注系统总长加上型腔中最长流动距离不能超过热固性塑料的拉西格指数 60 100mm 2 主流道分布应保证模具内受力均匀 单个主流道应位于模具的中心 多个主流道应对称设置 3 分流道应取截面积相同时周长较长的形状 梯形 利于热传递 增大摩擦热 提高熔料温度 4 浇口应便于去除 且不损伤塑件外观 5 主流道末端宜设反料槽 利于塑料集中流动 6 浇注系统的拼合面必须防止溢料 以免取出困难 压注模浇注系统的设计原则 浇注系统的设计 压注模专用零件结构设计 压注模专用零件结构设计 主流道压注模常用的主流道有正圆锥形 带分流锥形和倒圆锥形三种 如图9 15所示 当主流道穿越模板之间时 最好整体加工在浇口

15、套上 如图9 16所示 当主流道在垂直分型面上时 可取矩形断面的形状 如图9 17a所示 移动式单腔压注模常取几个流道进料的方式 如图9 17b所示 2 分流道 压注模最常用的分流道断面形状为梯形 与热塑性塑料成型用的不同的是 它呈较浅而宽的特征 如图9 18所示 由于热固性塑料的流动性差 取分流道的长度时应尽可能短一些 采取的措施图9 19所示 a为利用分流器缩短分流道 b为使每个型腔对应用一个主流道 干脆不用分流道 压注模专用零件结构设计 3 浇口 倒圆锥形主流道式浇口的断面形状为圆形 其最小直径为2 4 长度为2 3mm 考虑到热固性塑料固化后脆硬性较大 为避免浇口拉断时损伤塑件 故将拉

16、断处外移到距离塑件表面还有一小截的位置处 结构见图9 20所示 图9 21所示采用侧浇口时 在塑件侧壁附加凸块 以使浇口折断时不伤坏塑件 对用碎布或长纤维填充的塑料成型时更宜采用 压注模专用零件结构设计 三 溢料槽和排气槽 压注成型时 不但需排除型腔内存在的空气 而且需排除塑料在固化过程中产生的一部分气体 因此应开设排气槽 取排气槽深度和宽度时应视塑件的体积量而定 中小型塑件 分型面上的排气槽可取深0 04 0 13mm 宽3 2 6 4mm 若一个型腔需开几个排气槽 则排气槽总断面积可按下式计算 式中 排气槽断面积 可参考表9 2 V 塑件的体积 n 排气槽的数目 压注模专用零件结构设计 图9 1热固性塑料压注成型工艺过程 图9 2压注成型原理1 柱塞 2 加料腔 3 上模板 4 凹模 5 型芯 6 型芯固定板 7 下模座 8 浇注系统 9 塑件 a b c 图9 3热固性塑料注射模成型工艺过程 图9 4移动式压注模 1 柱塞 2 加料腔 3 浇口套 4 凹模 5 型芯 图9 5固定在下压式压机上的压注模1 柱塞 2 加料腔 3 浮动板 4 限制板 5 凹模 6 推板 图9 6固定在