模具设计-压缩成型工艺及模具设计.ppt

,*,问题,第五章 压缩成型工艺及模具设计,目的与要求,重点和难点,压缩模类型,压缩模结构设计,思考与练习,财富不应当是生命的目的，,它只是生活的工具。,比 才,1,1.,掌握按结构特征分类的压缩模结构特点，适用场合，以及压缩模的工作原理和动作过程。,2.,掌握压缩模的设计要点。,目的与要求：,重点和难点：,1.,结构选用,2.,成型零件（加料腔）各部分设计,2,5.1,压缩成型工艺,压缩成型工艺主要用于成型热固性塑料制品，,也适于成型流动性能较差的热塑性塑料制品和大型,制品。,优点：,成型设备和模具都较简单，压缩成型制品,比注塑和传递成型制品的分子和填料取向小，各项,性能比较稳定；制品的收缩率小，变形小。,缺点：,成型的时间长，尤其是厚壁制品。生产效,率低，劳动强度大。尤其是移动式和半移动半固定,式的模具。不易实现自动化。环境相对较差。,3,原料放入模具,加热加压使材料成型硬化,取出塑件,一、,压缩成型原理,5.1,压缩成型工艺,4,二、,压缩成型的工艺过程和工艺条件,5.1,压缩成型工艺,1,、压缩成型的工艺过程,5,二、,压缩成型的工艺过程和工艺条件,5.1,压缩成型工艺,2,、压缩成型的工艺条件（见表,0.4,、,0.5,、,0.6,、,0.7,、,0.8,）,三、,压缩成型设备,主要设备为下工作和不动的上压式液压机。,6,三、,压,缩,成,型,设,备,国产框架,式,450KN,型上压式,下定出液,压机,7,三、,压,缩,成,型,设,备,国产柱式,式,1000KN,型上压式,下定出液,压机,8,三、,压,缩,成,型,设,备,国产柱式,式,2000KN,型上压式,下定出液,压机,9,三、,压,缩,成,型,设,备,国产框架式,500KN,型上压式,下定出液,压机工作台,10,三、,压,缩,成,型,设,备,国产框架,式,2500KN,型上压式,下定出液,压机工作台,11,三、,压,缩,成,型,设,备,国产框架,式,2500KN,型上压式,下定出液,压机工作台,12,三、,压,缩,成,型,设,备,国产框架,式,2500KN,型上压式,下定出液,压机工作台,13,三、,压,缩,成,型,设,备,国产框架,式,3000KN,型上压式,下定出液,压机工作台,14,5.3,压缩模的分类,一、压缩模的类型,又称压制模具（简称压模），主要用于成型性塑料，也可成型热塑性塑料。,压缩模,热固性塑料压缩模,固定式,半固定式,移动式,多型腔,单型腔,共用加料室,单加料室,不溢式,半溢式,溢式,水平分型面,复合分型面,垂直分型面,多分型面,单分型面,15,一、移动式,压缩模,5.3,压缩模的分类,16,二、,半,固,定,式,压,缩,模,5.3,压缩模的分类,17,三、,固,定,式,压,缩,模,5.3,压缩模的分类,18,5.3,压缩模的分类,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,按凸、凹模的结构分：,19,5.3,压缩模的分类,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，易造成非边增厚；,水平状的非边难于去处，且影响塑件外观；,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。,20,5.3,压缩模的分类,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,21,5.3,压缩模的分类,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。,压制形状复杂，薄壁及深形塑件。,22,5.3,压缩模的分类,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,23,5.3,压缩模的分类,一、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。,24,5.4,压缩模选用原则,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,25,5.5,压缩模与液压机的配合要求,一、模具所需的成型压力,模具压缩时所需的计算总压力：,P,总,=,P,1,n(,型腔数）,压机的额定压力：,P,额,=P,总,x,K,新,(,或,K,旧,）,模具压缩成型时每一型腔所需的成型压力,P,1,=P x F,1,x k,（,N,）,/,（,pA,型,）,式中：,P,1,一个型腔所需的成型压力,p,压缩成型时型腔内的单位压力,k,安全系数，,K,新,一般取,1.1,1.2,；,K,旧,一般取,1.3,1.35,；,26,二、模具所需的开模力,开模力计算,P,开,=P,总,x,R,其中：,P,开,开模力,N,P,总,模压所需的成型总压力,N,R,压力损耗系数,0.1,0.2,螺钉数量,n,螺,P,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,5,4,5.5,压缩模与液压机的配合要求,27,三、推出制品所需脱模力,校核,P,脱,F,顶,F,顶,压力机顶出杆的最大顶出力,N,推出制品所需脱模力计算公式为：,P,脱,=,10,6,x,F,制,x,p,结,其中：,P,脱,脱模力,N,F,制,塑件侧面积之和,m,2,p,结,塑件与金属的结合力,MPa,5.5,压缩模与液压机的配合要求,28,四、模具安装固定与液压机工作台面的选择,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，如图所示。,5.5,压缩模与液压机的配合要求,29,五、压缩模具高度及其开模行程与压机模板,工作行程的选择,模具完全开模取件的高度,压力机的最小开距,min,。,5.5,压缩模与液压机的配合要求,下模板中心的推柱孔要比压机推柱外径大,2-3mm,。,顶板中心的螺孔要与压机推柱的螺纹部配合。,30,六、推出机构与压力机的配合要求,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,mm,L,压力机顶出杆最大顶出行程,mm,5.5,压缩模与液压机的配合要求,31,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,1.,施压方向,凸模作用方向，也就是模具的轴线方向。,2.,选择原则,有利于压力传递,5.6,压缩模设计要点,便于加料,便于安装和固定嵌件,保证凸模的强度,便于塑料流动,长型芯应位于施压方向上，而短型芯侧抽,保证重要尺寸的精度,32,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,1,双联齿轮压缩模,要点：,1,、大小齿轮同在下模型腔成型，,保证同轴度；,2,、加工方便，精度易于控制；,3,、结构简单，易于出模，制品,不变形，修模更换简单。,33,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,2,球形手柄压缩模,要点：,上、下凸模型外圆同车同磨,后切开，型腔用冷挤压成型，,金属镶件下模定位可利用机床,顶柱往上推，易于出模。,34,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,3,塑料花盆压缩模,要点：,如用不溢式压模，则上凸模,如双点划线所示，将出现尖角，,已损坏，采用半溢式结构，凸,模有足够的强度，寿命长。,35,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,4 120,三个侧孔的空,心过线绝缘管,要点：,1,、立放，面积小同样压力质量,好，密度高、强度好；,2,、侧抽芯距短，长抽芯放在,开模方向结构简单，推管推出，,易于加工，维修方便。,36,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,5,定位件压缩模,要点：,因尺寸,B,精度要求高，,图,a,结构位置可得到保证；,图,b,及结构因受溢边厚度的,影响难以保证。,37,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,6,矩形铅笔芯盒体,要点：,1,、下模推管推出，简便、,可靠；,2,、半溢式结构避免尖角，,凸模强度好；,3,、深腔制品高度方向与,压力同向易于压满，制件,质量好。,38,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,7,干电池盒底,要点：,此结构开模后制件易留在下模,便于推出，便于加料结构简单。,39,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,8,绝缘插座 一模多腔,要点：,此结构要求加料精确，一致性,好，如采用不溢式结构，高度,尺寸精度较难控制，应采用半,溢式结构。,40,5.6,压缩模设计要点,一、制品的成型位置、分型面和施压方向的确定,例,9,梅花形装饰品,要点：,1,、制品外形较复杂，用半溢式,结构，加料腔为圆形，加工简单，,如用不溢式结构整个加料腔为,梅花形，加工困难。,41,二、型腔、型芯的配合形式,5.6,压缩模设计要点,型腔、型芯的配合形式和相关尺寸：,图,1,型芯的配合尺寸,图,2,型腔的配合尺寸,42,型腔、型芯的配合形式和相关尺寸：,图,3,、,4,、,5,为型腔的配合尺寸,43,型腔、型芯的配合形式和相关尺寸：,图,6,、,7,半溢式压缩模的储料槽的结构,44,二、型腔、型芯的配合形式,表,5.6,各组成部分的作用,引导环,l2,引导凸模顺利进入凹模（主要）,减少与加料室侧壁的摩擦,便于排气,配合环,l1,防止溢料，但排气必须顺畅,证凸模与凹模定位准确,5.6,压缩模设计要点,45,二、型腔、型芯的配合形式,表,5.6,各组成部分的作用,储料槽,Z,储存余料见表,挤压环,l3,在半溢式压缩模用以限制凸模下行的位置,保证最薄的水平飞边,l3,不宜过大，改进结构如图所示,5.6,压缩模设计要点,46,二、型腔、型芯的配合形式,表,5.6,各组成部分的作用,5.6,压缩模设计要点,承压块（面）,保证凸模进入凹模的深度，使凹模不致受挤压而变形或损坏。其形式与说明见表,5.8,储料槽只在半溢式模具中用其形式及尺寸见表,5.7,三、型腔加料腔的高度计算,47,一、凸模结构,5.7,凸模结构及其排气溢料槽设计,排气溢料槽,排出气体和余料,48,二、凸模固定形式,5.7,凸模结构及其排气溢料槽设计,排气溢料槽,排出气体和余料,49,二、凸模固定形式,5.7,凸模结构及其排气溢料槽设计,50,二、凸模固定形式,5.7,凸模结构及其排气溢料槽设计,51,5.8,凹模结构设计,52,5.8,凹模结构设计,53,5.9,凸凹模的组合结构,54,5.9,凸凹模的组合结构,55,5.9,凸凹模的组合结构,56,二、型腔、型芯的配合形式,表,5.6,各组成部分的作用,加料腔,盛装塑料原料,可以是型腔的延伸，也可按型腔形状扩大成圆形或矩形等,5.6,压缩模设计要点,57,二、型腔、型芯的配合形式,2.,凸模凹模配合的结构形式,溢式压缩模凸模与凹模的配合,无加料腔，凸、凹模在水平分型面接触,分型面接触面积不宜过大（溢料面或挤压面）,溢料面之外增设承压面（图,b,所示）,5.6,压缩模设计要点,58,二、型腔、型芯的配合形式,2.,凸模凹模配合的结构形式,不溢式压缩模凸模与凹模的配合,加料腔是型腔的延续，凸、凹模间无挤压面,凸、凹模配合环不宜太高，以减小摩损,凸模与加料腔侧壁摩擦，易造成磨损，改进形式如图,4-20,5.6,压缩模设计要点,59,二、型腔、型芯的配合形式,2.,凸模凹模配合的结构形式,半溢式压缩模凸模与凹模的配合,加料腔是型腔的扩大，带有水平挤压面,模具上必须设计承压面或承压块,5.6,压缩模设计要点,60,5.6,压缩模设计要点,四、脱模机构的设计,常见塑件的脱模方法有手动、机动、气动。,固定式压缩模脱模机构,移动式压缩模脱模机构,气吹脱模,卸模架脱模,撞击架脱模,撬棒,其它脱模机构,上推出机构,下推出机构,61,5.10,压缩模典型与结构实例之一,62,5.10,压缩模典型与结构实例之一,63,5.10,压缩模典型与结构实例之二,64,