塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)教案：壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì)

1、第九章壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì)塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)第章 壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì)本章根本內(nèi)容壓注成型原理及熱固性塑料注射成型原理壓縮、壓注、注射成型三種效果的比較壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)熱固性塑料注塑模澆注系統(tǒng)及推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第章 壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目的與要求掌握壓注成型原理及熱固性塑料注射成型法掌握壓縮、壓注、注射成型三種效果的比較掌握壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)掌握熱固性塑料注塑模澆注系統(tǒng)及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)了解壓注模的類型第章 壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì)壓注模和熱固性注射模設(shè)計(jì)兩種模具的特點(diǎn)及原理加料腔的設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)第章 壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì) 本章難點(diǎn)加料腔的設(shè)計(jì)壓注

2、模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對壓縮、壓注、注射成型三種效果的比較第章 壓注模和熱固性塑料注射模設(shè)計(jì) 9.1 概 述 9.2 壓注模 9.3 熱固性塑料注塑模 9.4 壓注模、熱固性塑料、注射模例如9.5 思考題 9.1 概述 9.1.1 壓注成型法熱固性塑料注射成型法對壓縮、壓注注射成型三種效果的比較9.1.1 壓注成型法 壓注成型又稱傳遞成型，它是成型熱固性塑料制品的常用方法之一。圖9-1所示用壓注成型法生產(chǎn)制品的工藝過程循環(huán)圖。壓注?；騻鬟f模的成型原理如圖9-2所示。9.1.2 熱固性塑料注射成型法 熱固性塑料注射成型工藝過程循環(huán)如圖93所示，與熱塑件塑料注射成型時(shí)相比，它增加了放排氣工序，和塑料注滿

3、型腔后，繼續(xù)加熱模內(nèi)的塑料，而不是冷卻模內(nèi)的塑料。 9.1.3 對壓縮、壓注、注射成型的比較 熱固性塑料的壓縮、壓注、注射成型各有其優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍，現(xiàn)比較如下：1就成型效率來看，以注射成型為高，壓注成型次之，壓縮成型較低。2就塑件質(zhì)量來看，由于注射和壓注成型能使塑料受到均勻地加熱，故而獲得的制品在其整個(gè)斷面上固化程度比較均勻，有較良的電氣性能和較高的機(jī)械強(qiáng)度。3注射和壓注成型時(shí)，塑料注入閉合的型腔內(nèi)，因此制品在分型面處產(chǎn)生的飛邊很薄，容易修除，或無飛邊，塑件高度能到達(dá)較高的尺寸精度，而壓縮成型那么不能。 4注射和壓注成型可用于成型帶有精細(xì)孔、細(xì)小嵌件的塑件，而壓縮成型那么不能。5注射成型比

4、壓縮、壓注成型都更容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，工人勞動強(qiáng)度可得到大大地改善。 9.2 壓注模 9.2.1 壓注模的類型 9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9.2.1 壓注模的類型 二專用壓機(jī)壓注模 專用壓機(jī)上裝有兩個(gè)液壓缸，一個(gè)缸個(gè)起鎖模作用，稱為主缸，另一個(gè)缸起將物料擠入型腔的作用，稱為輔缸。如圖97一普通壓機(jī)用壓注模1.移動式壓鑄模(見圖9-4)2.固定式壓鑄模(見圖9-5、9-6) 加料腔一般為一個(gè)獨(dú)立裝置。每成型一模時(shí)，將加料腔放在模具上面并裝入塑料，塑料擠入型腔后，又將其搬走。見圖94所示9.2.1 壓注模的類型1移動式壓注模圖9-5所示為固定在下壓式壓機(jī)合模油缸在壓機(jī)下方上使用的壓注

5、模，模具啟閉動作由壓機(jī)下工作臺移動來實(shí)現(xiàn)。 圖96所示為固定在上壓式壓機(jī)合模油缸在壓機(jī)上方上使用的壓注模。9.2.1 壓注模的類型2固定式壓注模9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一加料腔和柱塞的設(shè)計(jì) 1.加料腔 2.柱塞二澆柱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三排氣槽 1.加料腔 1加料腔的結(jié)構(gòu) 普通壓機(jī)用壓注模的加料腔斷面形狀常為圓形和矩形，如圖98所示.移動式壓注模的加料腔擺放在模具上面時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足對中性的條件。具體采用方法 1.目測法。 2.結(jié)構(gòu)定位法，見圖99所示 。圖910所示為普通壓機(jī)用固定式壓注模的加料腔與上模連接為一體的結(jié)構(gòu)，加料腔采用鑲拼結(jié)構(gòu)，主流道做在澆口套上，圖中加料腔底部共有四個(gè)主流道。圖91

6、1所示為加料腔與模具的連接固定方式，有用螺母鎖緊加固合僅用臺肩固定兩種方式。9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (2) 加料腔的尺寸計(jì)算 1)加料腔的斷面積： 式中 A加料腔斷面積，cm3每次加料量，對于普通壓機(jī)用壓注模： =(1.10 1.25)As式中A加料腔斷面積，cm3As 模內(nèi)塑件及澆注系統(tǒng)在水平分型面上的投影面積之和對于普通壓機(jī)用壓注模：=1000N/q式中 A加料腔斷面積，cm3 N 專用壓機(jī)輔助缸的額定壓力，； q 成型塑料所需的擠壓力,按表9-1選用。9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)壓機(jī)確定后，還應(yīng)計(jì)算校核加料腔內(nèi)產(chǎn)生的單位擠壓力是否足夠

7、。 計(jì)算校核式為： 1000/A=P式中壓機(jī)額定壓力，； P實(shí)際單位擠壓力， cm3 不同塑料所需單位擠壓力，參見表9-19.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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塑件及澆注系統(tǒng)，以及剩余廢料為松散原料時(shí)的總體積；A加料腔的端面積2.柱塞 普通壓機(jī)用壓注模柱塞的結(jié)構(gòu)形式如圖912所示， 圖c的柱塞用于移動式模具，外形為頭部倒角的簡單圓柱形，圖a、b、d的柱塞帶有底板，以便固定在壓機(jī)上。柱塞與底板之間可做成組合式或整體式。圖d的柱塞上開設(shè)有環(huán)形槽，塑料溢入充滿并固化在槽里，起到了活塞環(huán)的作用，它將阻止塑料從間隙中較多地溢

8、出。圖a、d柱塞端面開設(shè)有些楔形溝槽，圖913清楚地說明該處結(jié)構(gòu)。 圖914所示專用壓機(jī)用壓注模的柱塞，其一端有螺紋，可直接擰在輔助油缸的活塞桿上，另一端為擠壓塑料的端面，可加工為球形凹坑見圖中虛線，它有集流和減少向側(cè)面溢料的成效。9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).主流道壓注模常用的主流道有正圓錐形、帶分流錐形和倒圓錐形三種，如圖9-15所示。當(dāng)主流道穿越模板之間時(shí)，最好整體加工在澆口套上。如圖9-16所示。當(dāng)主流道在垂直分型面上時(shí)，可取矩形斷面的形狀，如圖9-17a所示。移動式單腔壓注模常取幾個(gè)流道進(jìn)料的方式，如圖9-17b所示。2分流道 壓

9、注模最常用的分流道斷面形狀為梯形，與熱塑性塑料成型用的不同的是，它呈較淺而寬的特征，如圖918所示。 由于熱固性塑料的流動性差，取分流道的長度時(shí)應(yīng)盡可能短一些，采取的措施 圖919所示，a為利用分流器縮短分流道；b為使每個(gè)型腔對應(yīng)用一個(gè)主流道，干脆不用分流道。9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3澆口 倒圓錐形主流道式澆口的斷面形狀為圓形。其最小直徑為24，長度為23mm?？紤]到熱固性塑料固化后脆硬性較大，為防止?jié)部诶瓟鄷r(shí)損傷塑件，故將拉斷處外移到距離塑件外表還有一小截的位置處，結(jié)構(gòu)見圖920所示。 圖921所示采用側(cè)澆口時(shí)，在塑件側(cè)壁附加凸塊，以使?jié)部谡蹟鄷r(shí)不傷壞塑件，對用碎布或長纖維填充的塑

10、料成型時(shí)更宜采用。9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三排氣槽 壓注成型時(shí)，不但需排除型腔內(nèi)存在的空氣，而且需排除塑料在固化過程中產(chǎn)生的一局部氣體，因此應(yīng)開設(shè)排氣槽。 取排氣槽深度和寬度時(shí)應(yīng)視塑件的體積量而定。中小型塑件，分型面上的排氣槽可取深，寬。假設(shè)一個(gè)型腔需開幾個(gè)排氣槽，那么排氣槽總斷面積可按下式計(jì)算： 式中排氣槽斷面積， 可參考表92； V塑件的體積， ；n排氣槽的數(shù)目； 9.2.2 壓注模專用零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9.3 熱固性塑料注塑模 9.3.1 概述 9.3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9.3.3 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9.3.1 概述 熱固性塑料注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與熱塑性塑料注射模的根本相同，如圖9-22

11、所示.但由于成型原料為熱固性塑料，因此，模具均需加熱倒高溫，固定式模具常用電加熱棒加熱。對模具材料要求耐磨性和抗熱波勞強(qiáng)度高。在澆注系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面與熱塑性塑料注射模有所區(qū)別。9.3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖923所示為典型熱固性塑料溫流道模，整個(gè)澆注系統(tǒng)開設(shè)在溫流道板內(nèi)，其主流道和分流道的斷面均比較粗大，塑料由點(diǎn)澆口進(jìn)入型腔。溫流道板與高溫的型腔、低溫的設(shè)備之間用隔熱板隔熱，有時(shí)用空氣隙隔熱。分流道軸線處于分型面上，當(dāng)物料固化在流道內(nèi)時(shí)應(yīng)能迅速翻開，將廢料去除干凈。溫流道板上設(shè)計(jì)了冷卻系統(tǒng)，通入液態(tài)熱介質(zhì)控制溫度。型腔局部那么用電加熱棒加熱裝置來保持一定的高溫。9.3.3 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 對

12、于推件板、推塊、推管等推出元件應(yīng)盡量不用或少用。假設(shè)必須用推件板或推塊推件時(shí)，應(yīng)注意，必須將推件板和推塊的下部敞開，圖9-24所示，圖a的結(jié)構(gòu)不合理，是因?yàn)榧僭O(shè)有溢邊飛皮落人孔底或間隙內(nèi)那么不易去除干凈；圖b的結(jié)構(gòu)比較合理，其中推件板工作時(shí)需脫離型；推件板的復(fù)位導(dǎo)向性能必須良好才行。 9.4 壓注模、熱固性塑料注射模例如 9.4.1 壓注模例如 9.4.2 熱固性塑料注射模例如 (一)移動式壓注模 1加料腔為獨(dú)立裝置的壓注模 加料腔為獨(dú)立裝置的移動式壓注模。見圖925 2加料腔與模具為整體的壓注模 圖926所示模具成型的塑件，壁厚很薄，又是流動性很差的玻璃纖維酚醛塑料，其模具采用壓縮和壓注同時(shí)

13、進(jìn)行的結(jié)構(gòu)，可以取得較好的成型效果。 圖927所示為普通壓機(jī)用固定式壓注模。二固定式壓注模 2專用壓機(jī)用壓注模 圖928所示為專用壓機(jī)用壓注模。 9.4 .1壓注模例如 圖929所示為熱固性塑料注射模，因塑件橫向通孔較長，采用由兩側(cè)型芯對拼成型的方法，并由斜銷抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動作。該模具一模成型兩件，側(cè)滑塊較大，故設(shè)計(jì)兩根斜銷來平穩(wěn)帶動，并對滑塊采用加強(qiáng)式鎖緊。 9.4.2 熱固性塑料注塑模例如、壓注成型原理答案、壓注模的類型及特點(diǎn)答案、壓注模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原那么答案思考題把預(yù)熱的原料加到加料腔內(nèi)，塑料經(jīng)過加熱塑化，在壓力機(jī)柱塞的壓力下經(jīng)過模具的澆注系統(tǒng)擠入型腔，型腔內(nèi)的塑料 在一定壓力和溫度下保

14、持一定時(shí)間充分固化，得到所需的塑件。在擠塑的時(shí)候加料腔的底部必須留有一定厚度的塑料墊，以共壓力傳遞。由這個(gè)成型過程可以知道，熔料經(jīng)過澆注系統(tǒng)才進(jìn)入型腔，會有一定的壓力損失；而熔料經(jīng)過澆注系統(tǒng)時(shí)，會產(chǎn)生摩擦熱，從而使塑料的流動性增大，有利于填充型腔，又有利于提高塑料的固化速度。缺乏的地方就是熔料經(jīng)過澆注系統(tǒng)時(shí)熔料里的填料呈方向性排列，導(dǎo)致塑件的收縮率和機(jī)械強(qiáng)度也會呈現(xiàn)方向性。、壓注成型原理 、壓注模的類型及特點(diǎn)壓注成型又稱為擠塑成型或傳遞成型，用于壓注成型的模具就是壓注模具，簡稱壓注模或傳遞模。與壓縮模相比，壓注模具有澆注系統(tǒng)；與注射模相比，壓注模有加料室，主要用于壓縮模不能得到的復(fù)雜、帶金屬嵌

15、件的塑件 。 1澆注系統(tǒng)總長加上型腔中最長流動距離不能超過熱固性塑料的拉西格指數(shù)60100mm 2主流道分布應(yīng)保證模具內(nèi)受力均勻單個(gè)主流道應(yīng)位于模具的中心，多個(gè)主流道應(yīng)對稱設(shè)置。 3 分流道應(yīng)取截面積相同時(shí)周長較長的形狀梯形利于熱傳遞，增大摩擦熱，提高熔料溫度。 4 澆口應(yīng)便于去除且不損傷塑件外觀 5 主流道末端宜設(shè)反料槽，利于塑料集中流動 6 澆注系統(tǒng)的拼合面必須防止溢料，以免取出困難 、壓注模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原那么圖91 熱固性塑料壓注成型工藝過程 圖92 壓注成型原理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澆注系統(tǒng)；9塑件abc圖93 熱固性塑料注射模成型工藝

16、過程圖94 移動式壓注模1柱塞；2加料腔；3澆口套；4凹模；5型芯圖95 固定在下壓式壓機(jī)上的壓注模1柱塞；2加料腔；3浮動板；4限制板；5凹模；6推板 圖96 固定在壓式壓機(jī)上的壓注模1上模座板；2柱塞；3加料腔；4澆口套；5型芯；6凹模;7推桿；8墊塊；9推板；10復(fù)位桿；11下模座板；12拉桿；13支承板；14拉鉤；15凹模固定板；16上凹模；17定距拉桿 圖97 專用壓機(jī)壓注模類型 圖98 普通壓機(jī)用壓注模 的斷面形狀圖99 安裝移動式加料腔時(shí)采取結(jié)構(gòu)定位的方法圖910 普通壓機(jī)用壓注模加料腔的結(jié)構(gòu)1柱塞；2加料腔；3澆口套圖911 專用壓機(jī)壓注模的加料腔表91 熱固性塑料壓注成型所需

17、單位擠壓力塑料名稱 填料 所需單位擠壓力q， 酚醛塑料 木粉玻璃纖維布 屑 6007008001000700800 三聚氰胺 礦物石棉纖維 7008008001000 環(huán)氧樹脂 401000 硅酮樹脂 401000 氨基塑料 700 圖912 普通壓機(jī)用壓注模柱塞圖913 柱塞的拉料結(jié)構(gòu)abc圖914 專用壓機(jī)用壓注模的柱塞表92 排氣槽斷面積推薦尺寸斷面積斷面尺寸，槽寬（mm）槽深（mm） 0.20.20.4 0.40.60.60.80.81.01.01.51.52.0 50.0450.0860.1080.10100.10100.15100.20 圖95 固定在下壓式壓機(jī)上的壓注模1柱塞；2

18、加料腔；3浮動板；4限制板；5凹模；6推板圖913 柱塞的拉料結(jié)構(gòu)圖914 專用壓機(jī)用壓注模的柱塞2加料腔尺寸計(jì)算1加料腔的斷面積 91 式中A加料腔斷面積， ；g每次加料量，g。對于普通壓機(jī)用壓注模； 92 式中A加料腔斷面積； 模內(nèi)塑件及澆注系統(tǒng)在水平分型面上的投影面積之和。 計(jì)算校核公式為： 93式中N壓機(jī)額定壓力，T； 實(shí)際單位擠壓力， q不同塑料所需單位擠壓力， 參見表91 對于專用壓機(jī)用壓注模，加料腔斷面積應(yīng)為： 94 式中A加料腔斷面積， N專用壓機(jī)輔助缸的額定壓力，T；q成型塑料所需單位擠壓力，按表91選用。2加料腔的高度 加料腔的高度應(yīng)按下式計(jì)算： 95式中H加料腔高度； V塑件及澆注系統(tǒng)，以及剩余廢料為松散原料時(shí)的總體積；A加料腔斷面積； 表91 熱固性塑料壓注成型所需單位擠壓力塑料名稱 填料 所需單位擠壓力q， 酚醛塑料 木粉玻璃纖維布 屑 6007008001000700800 三聚氰胺 礦物石棉纖維 7008008