塑料成型工艺与模具设计第17章.ppt

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压注成型工艺,原理：,先将固态成型物料加入到装在压注模具上的加料器内，使其受热软化转变为粘流态；,然后在压力机柱塞的压力作用下，以一定的速度通过浇注系统进,入闭合模腔，经保温,保压，塑料产生交联,反应而固化定型；,最后开模取出塑件。,17.1.1,压注成型原理与特点,1.,挤出成型原理,图,17-1,压注成型原理,1,柱塞,2,加料器,3,上模板,4,凹模板,5,型芯,6,型芯固定板,7,下模板,8,浇注,系统,9,塑件,工艺特征：,压注成型模具是在压缩成型模具的基础上增加了浇注系统，将塑化部分和成型部分分离，从而克服了需要对模具交替加热与冷却和由此带来的弊端。,与注射成型的区别：,压注成型时，塑料是在加料器内通过模具加热塑化；,注射成型时，塑料是在注射机的机筒内塑化。,2.,挤出成型,工艺特征,17.1.1,压注成型原理与特点,优点：,1,）塑料熔体经过狭窄分流道和浇口进入模腔时，由于摩擦作用而很快均匀地热透和硬化。因此，塑料制品密度较高且较均匀。,2,）可以生产深度较大的薄壁制品或带有深孔的制品，也可以生产形状比较复杂以及带有精细或易碎嵌件、难于使用压缩成型的制品。,3,）溢料较压缩成型少，且飞边厚度很薄，容易去除。故比较容易控制制品的尺寸精度。,4,）由于压注成型时物料在加料器内已经熔融，进入模腔时温度比较均匀，所以需用的交联固化时间较短，致使成型周期短，生产效率高。,3.,挤出成型,的特点,17.1.1,压注成型原理与特点,缺点：,1,）模具结构比压缩模复杂（如必须设计浇注系统）；,2,）成型压力比压缩成型大；,3,）压注余料在高温下很容易交联固化，从而对下一次压注成型产生不良影响；,4,）因存在流道凝料而增加原料消耗和因取向而产生各向异性等问题。,3.,挤出成型,的特点,17.1.1,压注成型原理与特点,（,1,）成型温度,一般为,130190,，比压缩成型温度低,1530,，温度差可通过塑料熔体与流道间的摩擦热补偿。,（,2,）成型压力,成型压力一般为压缩成型的,23,倍。,（,3,）压注时间,1030s,（,4,）保压时间,硬化时间相当于压缩成型的,1/31/5,。,17.1.2,压注成型工艺参数,表17-1 部分塑料压注成型的主要工艺参数,塑料与填料,成型温度,/,成型压力,/MPa,压缩率,/%,成型收缩率,/%,环氧双酚,A,模塑料,玻璃纤维,138,193,7,34,3.0,7.0,0.001,0.008,矿物填料,121,193,0.7,21,2.0,3.0,0.0002,0.001,环氧酚醛模塑料,矿物和玻璃纤维,121,193,1.7,21,0.004,0.008,矿物和玻璃纤维,190,196,2,17.2,1.5,2.5,0.003,0.006,玻璃纤维,143,165,16,34,6.0,7.0,0.0002,三聚氢胺,纤维素,149,55,138,2.1,3.1,0.005,0.15,酚醛,织物和回收料,149,182,13.8,138,1.0,1.5,0.003,0.009,聚酯,(BMC.TMC,）,玻璃纤维,138,160,0.004,0.005,导电护套料,138,160,3.4,14,1.0,0.0002,0.001,醇酸树脂,导电护套料,138,160,0.0005,0.004,聚酰亚胺,矿物质,160,182,13.8,138,1.8,2.5,0.003,0.010,50%,玻璃纤维,199,20.7,69,0.002,腺醛塑料,纤维素,132,182,13.8,138,2.2,3.0,0.006,0.014,17.2 压注模设计基础,按照压注模的固定方式分：,固定式压注模,移动式压注模,结构简单，使用灵活方便，,在小型塑件生产上有着广泛的应用。,按照其加料器的特征分：,罐式压注模,用普通压机即可成型。,柱塞式压注模,通常需要用专用压机成型。,17.2.1,压注模的类型,（,1,）移动式压注模,特征：,模具上面设有可与模具分离的加料器。,所用压机、加热方法及脱模方式与移动式压缩模相同。,1,普通液压机用的罐式压注模,图,17-2,移动式压注模,1,塑件,2,浇注系统,3,柱塞,4,加料器,5,上模板,6,凹模固定板,7,导柱,8,型芯,9,型芯固定板,10,下模座板,11,导柱,17.2.1,压注模的类型,（,2,）固定式压注模,特征,：上下模分别固定于压机上下工作台。,图,17-3,固定式压注模,1,上模座板,2,、,8,电加热管,3,加料器,4,柱塞,5,浇口套,6,型芯,7,流道板,9,镶件,10,推杆,11,支承板,12,推杆固定板,13,推板,14,浇注系统,15,复位杆,16,下模座板,17,上模板,18,凹模固定板,19,定距拉杆,20,拉钩,21,拉杆,1,普通液压机用的罐式压注模,17.2.1,压注模的类型,工艺过程：,1,）,压注完成后,开模时，上模上升，,-,分型面分型；,2,）柱塞,4,上行，拉出主流道凝料及余量；,3,）上模继续上升，拉杆,21,迫使拉钩,20,转动，使之与下模部分脱钩，接着定距拉杆,19,起作用，使,-,分型面分型；,4,）顶出缸上行，通过脱模机构将塑件脱出。,5,）合模时，复位杆,15,使脱模机构复位，拉钩,20,靠自重将下模部分锁住。,1,普通液压机用的罐式压注模,（,2,）固定式压注模,17.2.1,压注模的类型,特征：,没有主流道，因此柱塞的压力起不到锁模的作用。此时必须采用带有锁模和成型两个液压缸的专用压机成型。其中，,合模缸在压机的下方，自下而上合模；,成型缸在压机的上方，由上而下将物料挤入模腔。,2,专通液压机用的柱塞式压注模,图,17-4,上加料器柱塞式压注模,1,加料器,2,上模座板,3,上模板,4,凹模,5,推杆,6,支承板,7,垫块,8,下模座板,9,推板,10,凹模固定板,11,导柱,（,1,）上加料器柱塞式压注模,17.2.1,压注模的类型,工艺过程：,1,）合模缸上行合模；,2,）加料；,3,）成型缸下行，对原料进行预压和塑化；,4,）成型缸再次下行，柱塞将熔体挤入型腔；,5,）固化成型；,6,）成型缸带动柱塞回程，合模缸带动下模部分下移开模，塑件与流道凝料留在下模；,7,）推杆工作，将塑件从型腔中推出。,2,专通液压机用的柱塞式压注模,（,1,）上加料器柱塞式压注模,17.2.1,压注模的类型,特征：,所用压机的合模缸在压机的上方，成型缸在压机的下方。,工作顺序：,先加料，后合模，最后压注。,图,17-5,下加料器柱塞式压注模,1,上模板,2,上凹模,3,下凹模,4,加料器,5,推杆,6,凹模固定板,7,加热板,8,垫块,9,成型杆,10,分流锥,2,专通液压机用的柱塞式压注模,（,2,）下加料器柱塞式压注模,17.2.1,压注模的类型,（,1,）成型零件,由凹模、型芯等组成。,（,2,）加料装置,由加料器和柱塞组成。,移动式压注模的加料器和模具本体是可分离的，开模前先取下加料器，然后开模取出塑件。,固定式压注模的加料器设在上模部分，加料时可以与压柱部分定距分型；也可以设在下模部分，在上下模打开时加料。,17.2.2,压注模的结构组成,（,3,）浇注系统,压注模的浇注系统与注射模相似。,（,4,）加热系统,固定式压注模的柱塞、上模、下模三部分应分别加热。,移动式压注模是利用压机上的上、下加热板加热。,此外压注模也有与注射模、压缩模相类似的,导向机构、侧向分型抽芯机构、脱模机构,等。,17.2.2,压注模的结构组成,17.3 成型零件设计,作用：,热固性塑料粉在其中进行预热、加压，使之成为熔体。,要求：,压注时加料器内腔（称为加料腔）的压力不小于,25MPa,，所以加料器要有足够的强度。,17.3.1,加料器设计,1,加料器的结构,（,1,）移动式加料器,概念：,加料器可单独取下，并且有一定的通用性。,类型：,圆形加料器,加工容易，用于一模一腔。,矩形加料器,、,半圆弧加料器,用于一模多腔，有利于覆盖所有模腔和便于主,流道开设。,加料器可以与主流道,设计为同一零件，也可以,单独设计。,图,17-6,移动式压注模加料器,17.3.1,加料器设计,形状：,矩形加料器与主流道设计为同一零件时，加料器底部应为平面，并带有较大圆角。,圆形加料器多单独设计，而主流道开设在上模板上，此时加料器底部是开通的，与侧壁接壤处带有环形斜面（一般取,30,左右）。环形斜面的水平投影面积应大于开通部分面积，以保证锁模力，防止压注时熔体挤入加料器与上模板间的缝隙而使加料器向上抬升。,1,加料器的结构,（,1,）移动式加料器,17.3.1,加料器设计,固定式罐式压注模的加料器与上模连成一体，在加料器底部开设流道通向型腔。当加料器和上模分别加工在两块板上时，应加设浇口套，如图,17-3,所示。,柱塞式压注模的加料器截面均为圆形。由于加料器截面尺寸与锁模无关，故可以使直径减小，而高度增加。,材料：,T10A,、,CrWMn,、,Cr12,等，硬度为,5256HRC,，加料腔最好镀铬且抛光至,Ra,低于,0.4m,。,1,加料器的结构,（,2,）固定式加料器,17.3.1,加料器设计,加料器的尺寸计算主要是加料腔截面尺寸和高度尺寸计算，而加料器壁厚尺寸只要满足其强度即可。,2,加料器尺寸计算,（,1,）加料腔截面尺寸,1,）,罐式压注模加料腔截面积,从传热方面考虑,：加料腔的加热面积取决于加料量，根据经验，未经预热的热固性塑料每克约需,140mm2,的加热面积，加料腔总表面积为两倍加料腔截面积与装料部分侧壁面积之和。,17.3.1,加料器设计,2A=140m,或,A=70m,（,17-1,）,式中，,A,加料腔截面积（,mm,2,）；,m,成型塑件所需加料量（,g,）。,为了简便和安全起见，可将侧壁面积略去不计，则加料腔截面积为所需加热面积的一半，即：,2,加料器尺寸计算,（,1,）加料腔截面尺寸,1,）罐式压注模加料腔截面积,17.3.1,加料器设计,从锁模力方面考虑：,为防止压注时因型腔内熔体的压力顶开分型面而溢料，加料腔截面积应大于型腔和浇注系统在分型面上的投影面积之和。即,（,17-2,）,式中，,A,加料腔截面积（,mm,2,）；,A,1,型腔与浇注系统在分型面上的投影面积之和（,mm,2,）。,2,加料器尺寸计算,（,1,）加料腔截面尺寸,1,）,罐式压注模加料腔截面积,17.3.1,加料器设计,根据所用压机成型缸的压力,A,F,p,/,p,（,17-3,）,式中，,F,p,是成型缸的额定压力,(N,）；,p,是压注成型时所需的成型压力,(MPa,）。,2,加料器尺寸计算,（,1,）加料腔截面尺寸,2,）,柱塞式压注模加料腔截面积,17.3.1,加料器设计,V,sl,=,CV,s,（,17-4,）,式中，,V,sl,一次加入塑料原料的体积（,mm,3,）；,V,s,塑件的体积（,mm,3,）；,C,压缩比。,2,加料器尺寸计算,（,2,）塑料原料所占有的体积,17.3.1,加料器设计,（,3,）加料器高度：,（,17-5,）,式中，,H,加料器高度（,mm,）。,2,加料器尺寸计算,17.3.1,加料器设计,目的：,使移动式压注模加料器中心应与模具中心重合，以使模具承受均衡的压力。,常用定位方式,：,（,1,）销钉定位,在加料器下端底面装上,2,3,个销钉，工作时将其对准上模板上的定位孔插入即可。,特点：方便操作。,定位孔内可能进入塑,料，必须定期清理。,3,加料器的定位,图,17-7,加料器的销钉定位,1,销钉,2,加料器,3,上模板,17.3.1,加料器设计,（,2,）外形定位,1,）在上模板装上两个销钉，工作时将加料器与两个销钉接触，即可使加料器与主流道同心。,2,）在上模板上平面加工一台阶，使之与加料器外径配合。,3,加料器的定位,a),外形销钉定位,b),外形台阶定位图,17-8,加料器的外形定位法,1,加料器,2,上模板,3,销钉,17.3.1,加料器设计,（,3,）内形定位,在上模板上加工一圆形凸台，与加料器下端采用,H9/f9,配合。,特点：定位效果最好；,可防止塑料从加料器下端溢出。,3,加料器的定位,图,17-9,加料器的内形定位法,1,加料器,2,上模板,17.3.1,加料器设计,（,1,）移动式模具用柱塞,用于普通液压机的移动式压注模。如图,a,。,（,2,）固定式模具用柱塞,用于普通液压机的固定式压注模。如图,b,。,（,3,）专用压机的柱塞,柱塞用螺纹与液压机的液压缸柱塞连接，如图,c,、,d,。,图,17-10,压柱的结构,1.,常用柱塞结构,17.3.2,柱塞设计,在柱塞头部做出拉料槽，以便从加料器中拉出余料。,图,a,用于直径较小的压柱，,图,b,用于直径大于,75mm,的压柱。,图,17-1,1,柱塞的拉料槽结构,2,拉料槽结构,17.3.2,柱塞设计,柱塞高度应比加料器的高度小,0.51mm,。,在底部转角处两者应有,0.30.5mm,的储料间隙；,加料器与上模座板定位凸台的配合高度之差为,00.1mm,。,图,17-12,加料腔与柱塞的配合,17.3.3,加料器与柱塞的配合,简图,D,d,d,1,h,H,100,300.2,350.2,400.2,120,400.2,400.2,表,17-2,加料器的推荐尺寸（,mm,）,17.3.3,加料器与柱塞的配合,表17-3 柱塞的推荐尺寸（mm）,简图,D,d,d,1,h,H,100,20,120,25,17.3.3,加料器与柱塞的配合,热固性塑料压注成型，要求熔体在浇注系统中流动时应进一步塑化和提高温度，并以最佳的流动状态进入型腔，因此有时还需要在流道中安置加热器。压注模浇注系统如图,17-13,所示。,图,17-13,压注模浇注系统,1,主流道,2,反料槽,3,浇口,4,分流道,5,推杆,6,型腔,结构形式：,17.3.4,浇注系统设计,1,主流道设计,正圆锥形主流道,：,应用最广泛。,用于多型腔压注模时，为了开模时能自动拉出，它和注射成型一样常采用拉料杆；,设计要点：,图,17-14,压注模主流道,a),正圆锥主流道,17.3.4,浇注系统设计,1,主流道设计,倒锥形主流道,开模时主流道凝料与塑件分离，并借助柱塞端面的拉料槽将其拉出，该形式操作较麻烦；,设计要点：,图,17-14,压注模主流道,b),倒锥形主流道,17.3.4,浇注系统设计,1,主流道设计,分流锥形主流道,用于塑件较大或型芯分布远离模具中心的情况。,当型腔沿圆周分布时，分流锥采用圆锥形；,当型腔呈两排并列分布时，分流锥可采用矩形棱台状，流道宽度一般取,11.5mm,。,设计要点：,图,17-14,压注模主流道,c),分流锥形主流道,17.3.4,浇注系统设计,2,分流道设计,分流道的长度应尽量短，一般为主流道大端直径的,11.5,倍；,最好开设在分型面上模腔一侧；,截面形状常取梯形。,设计要点：,图,17-15,压注模梯形截面分流道,17.3.4,浇注系统设计,3,浇口设计,（,1,）浇口位置的确定：,便于去除流道凝料；,避免冲击小型芯；,有利于均匀充模；,对齿轮类塑件应避免损及齿形；,应有利于排气及补缩；,薄壁圆管、圆筒形件可沿切线方向进料，有利于充模及避免熔接痕。,设计要点：,17.3.4,浇注系统设计,可参考流量法或体积法经验公式计算，梯形截面浇口尺寸也可根据表,17-4,确定，还需要通过试模后进行修正。,1,）流量计算法。要求在,1030s,内填满型腔：,A,=0.356,KG,（,17-6,）,式中，,A,是浇口截面积（,mm,2,）；,G,是塑件重量（,g,）；,K,是材料系数，对木粉填料取,1,，纤维填料取,1.52.5,。,3,浇口设计,（,2,）浇口尺寸的确定：,设计要点：,17.3.4,浇注系统设计,2,）塑件体积计算法,A,=0.06,KV,（,17-7,）,式中，,A,是浇口截面积（,mm2,）；,K,是材料系数，对木粉填料取,1,，纤维填料取,1.52.5,；,V,是塑件体积（,mm,3,）。,3,浇口设计,（,2,）浇口尺寸的确定：,设计要点：,17.3.4,浇注系统设计,表17-4 梯形截面浇口的宽度和厚度,浇口面积,A/mm,2,宽度,b/mm,厚度,a/mm,2.5,5,0.5,2.53.5,5,0.7,3.55.0,6,0.7,5.06.0,7,1.0,6.08.0,8,1.0,8.010.0,10,1.0,10.015.0,10,1.5,15.020,10,2.0,17.3.4,浇注系统设计,作用是使塑料熔体集中流动，以增大熔体进入型腔时的流速。,设计反料槽时只要直径比主流道大端直径稍大即可。,4,反料槽设计,设计要点：,17.3.4,浇注系统设计,目的：,压注成型时，排除型腔内原有的空气和由于聚合作用而产生的气体。,排气槽尺寸：,对中小型塑件，分型面上排气槽尺寸为深,0.040.13mm,、宽,3.26.4mm,。,截面积：,（,17-8,）,式中，,A,是排气槽截面积（,mm2,）；,V,S,是塑件体积，,mm3,；,n,是排气槽数量。,1,排气槽设计：,17.3.5,排气槽和溢流槽设计,表17-5 排气槽截面积推荐尺寸,截面积,A,mm,2,宽,mm,深,mm,截面积,A,mm,2,宽,mm,深,mm,0.2,50.04,0.8,1.0,100.10,0.2,0.4,50.08,1.0,1.5,100.15,0.4,0.6,60.10,1.5,2.0,100.20,0.6,0.8,80.10,17.3.5,排气槽和溢流槽设计,赠送精美图标,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,52,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,52,PPT放映设置,PPT,放映场合不同，放映的要求也不同，下面将例举几种常用的放映设置方式。,让PPT停止自动播放,1.,单击,”,幻灯片放映,”,选项卡，去除“使用计时”选项即可。,让PPT进行循环播放,1.,单击”幻灯片放映”选项卡中的“设置幻灯片放映”，在弹出对话框中勾选“循 环放映，按,ESC,键终止”。,53,