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5壓縮成型工藝及模具設(shè)計(jì)5壓縮成型工藝及模具設(shè)計(jì)1一、壓縮成型工藝
壓縮成型又稱為模壓成型或壓制成型,主要用于成型熱固性塑料,如酚醛塑料、氨基塑料等。1.壓縮成型原理:加料:將塑料加入具有一定成型溫度下的模具加料腔中合模加壓:上凸模在壓力機(jī)作用下進(jìn)入凹模,塑料在溫度和壓力作用下熔融流動(dòng),并且很快地充滿整個(gè)型腔,樹脂和固化劑作用發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),生成體型化合物,塑料因而固化,成為具有一定形狀的制品.脫模:當(dāng)制品完全定型并且具有最佳性能時(shí),即開啟模具取出制品。一、壓縮成型工藝壓縮成型又稱為模壓成型或壓制成22.壓縮成型特點(diǎn)塑料直接加入型腔內(nèi),加料時(shí)模具是敞開的,即先加料后合模。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無澆注系統(tǒng),不需復(fù)雜的推出機(jī)構(gòu)耗料少生產(chǎn)周期長,效率低不易壓制形狀復(fù)雜的塑件,不易獲得尺寸精確的塑件2.壓縮成型特點(diǎn)33.壓縮成型工藝
(1)成型前準(zhǔn)備預(yù)壓、預(yù)熱和干燥(2)模壓過程加料、合模、排氣、固化、脫模(3)模壓后處理模具清理、塑件后處理4.工藝參數(shù)壓力、溫度、時(shí)間3.壓縮成型工藝4成型零件加料室導(dǎo)向機(jī)構(gòu)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)加熱系統(tǒng)支撐零部件§7.1壓縮模結(jié)構(gòu)及分類二、壓縮模具的結(jié)構(gòu)組成成型零件§7.1壓縮模結(jié)構(gòu)及分類二、壓縮模具的結(jié)構(gòu)組成51.壓縮模的分類
按模具在壓機(jī)上的固定方式分:固定式壓縮模移動(dòng)式壓縮模半固定式壓縮模按模具加料室的形式分溢式壓縮模不溢式壓縮模半溢式壓縮?!?.1壓縮模結(jié)構(gòu)及分類三、壓縮模分類及選用原則1.壓縮模的分類§7.1壓縮模結(jié)構(gòu)及分類三、壓縮模分6(1)固定式壓縮模
特點(diǎn):上下模都固定在壓機(jī)上,開模、合模、推出塑件等動(dòng)作均在機(jī)內(nèi)進(jìn)行,生產(chǎn)率高、操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度小,模具壽命長缺點(diǎn):模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高,且安裝嵌件不方便。用途:適合生產(chǎn)批量較大或尺寸較大的塑件。(1)固定式壓縮模7酚醛電流表壓縮模酚醛電流表壓縮模8(2)移動(dòng)式壓縮模
模具不固定在壓機(jī)上,成型后移出壓機(jī),用卸模架等專用卸模工具開模,(先抽出側(cè)型芯再)取出塑件。清理完加料室,然后將模具重新組合后放入壓力機(jī),再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的壓縮成型。加料、開模、取件等工序都是手工操作,勞動(dòng)強(qiáng)度大。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造周期短,主要用于試驗(yàn)及試制新產(chǎn)品時(shí)制造樣品,以及形狀較復(fù)雜、嵌件較多、加料困難、帶有螺紋的塑件。(2)移動(dòng)式壓縮模9手柄頭部件壓縮模手柄頭部件壓縮模10(3)半固定式壓縮模
上模固定在壓機(jī)上,下模沿導(dǎo)軌移動(dòng),用定位塊定位。也可以將下模固定在壓機(jī)上。開合模在機(jī)內(nèi)進(jìn)行,成型后移出上?;蛳履#檬止せ驒C(jī)外卸模裝置取出塑件。與移動(dòng)式壓縮模具相比減小了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,并且容易安放嵌件和加料。為了便于操作,當(dāng)移動(dòng)式壓縮模具太重或嵌件較多時(shí),就可以采用此類模具。(3)半固定式壓縮模111)溢式(敞開)壓縮模優(yōu)點(diǎn):
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低
塑件易取出,易排氣
安放嵌件方便
加料量無嚴(yán)格要求
凹、凸模無摩擦,模具壽命長結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
無加料室,型腔高度即為制品高度
凸模與凹模無配合部分
有環(huán)形擠壓面B1)溢式(敞開)壓縮模優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn):12適用范圍:缺點(diǎn):小批量或試制、低精度和強(qiáng)度無嚴(yán)格要求的的扁平塑件。合模太快時(shí),塑料易溢出,浪費(fèi)原料;合模太慢時(shí),易造成飛邊增厚;凸、凹模配合精度較低;不適用于壓制帶狀、片狀或纖維填料的塑料和薄壁或壁厚均勻性要求高的塑件。適用范圍:缺點(diǎn):小批量或試制、低精度和強(qiáng)度無嚴(yán)格要求132)不溢(封閉)式壓縮模
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):加料室是型腔上側(cè)的延續(xù)部分其截面形狀和尺寸與型腔相同
無擠壓面
凸模與加料室有小間隙的配合
塑件密度大、質(zhì)量高
對(duì)塑料要求不嚴(yán)(以棉布、玻璃布或長纖維填料的塑料均可)
塑件飛邊薄且呈垂直狀易于去除2)不溢(封閉)式壓縮模結(jié)構(gòu)特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):加料室是型腔上14缺點(diǎn):適用范圍:加料量必須精確,高度尺寸難于保證;凸模與加料腔內(nèi)壁有摩擦,易劃傷加料腔內(nèi)部,進(jìn)而影響塑件外觀質(zhì)量;一般為單型腔,生產(chǎn)效率低。壓制形狀復(fù)雜,薄壁及深形塑件。缺點(diǎn):適用范圍:加料量必須精確,高度尺寸難于保證;壓制形153)半溢式壓縮模
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn):制品致密度高,不必嚴(yán)格控制加料量制品的高度尺寸穩(wěn)定加料腔是型腔上側(cè)的擴(kuò)大延續(xù)部分
有擠壓面,凹、凸模大間隙配合缺點(diǎn):不適用于壓制布片或纖維填料的塑料適用范圍:流動(dòng)性較好的塑料和形狀較復(fù)雜的帶小嵌件的塑件3)半溢式壓縮模優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn):制品致密度高,不必嚴(yán)格控16塑件批量大,選用固定模具;批量中等,選用半固定式或固定式;小批量或試生產(chǎn)時(shí),選用移動(dòng)式模具。水平分型面模具簡(jiǎn)單,操作方便,可優(yōu)先選用,盡量避免選用垂直分型面模具。流動(dòng)性差的塑料,且塑件形狀復(fù)雜時(shí),可選用不溢模具;塑件高度尺寸要求高,且?guī)в行∏都r(shí),可選用半溢式模具;外形簡(jiǎn)單,且大而扁平的盤形塑件可選用溢式模具。2.壓縮模選用原則塑件批量大,選用固定模具;批量中等,選用半固定式或固定式;小17四、壓縮成型設(shè)備與參數(shù)校核
1.壓縮成型設(shè)備機(jī)械式液壓式壓力機(jī)上壓式下壓式四、壓縮成型設(shè)備與參數(shù)校核機(jī)械式壓力機(jī)上壓式182.壓縮成型設(shè)備參數(shù)校核成型總壓力開模力脫模力壓縮模高度和開模行程壓力機(jī)工作臺(tái)面有關(guān)尺寸2.壓縮成型設(shè)備參數(shù)校核成型總壓力19(1)成型總壓力的校核塑件壓制成型所需的總壓力:FM≤KFP
FM=106nApK—修正系數(shù),按壓力機(jī)的新舊程度取0.75~0.90p—單位成型壓力(MPa),A——每個(gè)型腔加料腔的水平投影面積(m2)n—壓縮模內(nèi)型腔的個(gè)數(shù)型腔數(shù)目:(1)成型總壓力的校核K—修正系數(shù),按壓力機(jī)的新舊程度20開模力計(jì)算
FK=K1FM
K1—壓力損耗系數(shù)0.1~0.2
注:開模力不需校核脫模力計(jì)算
Ft=106Acpj
Ac—塑件側(cè)面積之和(m2)
pj—塑件與金屬的結(jié)合力(MPa)
校核:
Ft<Fd
Fd—壓力機(jī)的推出力(2)開模力和脫模力的計(jì)算校核開模力計(jì)算(2)開模力和脫模力的計(jì)算校核21(3)壓縮模高度和開模行程的校核為使模具能夠正常工作必須滿足:hmin≤h
≤
hmaxh=h1+h2hmax、hmin:壓力機(jī)上下模板間的最大距離、最小距離h:模具閉合的總高度h1:凹模高度;h2:凸模臺(tái)肩高度注:
如果h<hmin,則上下模不能閉合,必須在上下模之間加墊板
hmax除滿足≥h外,還要求:hmax≥h+LL=hs+ht+(10~30)mmhs:塑件高度ht
:凸模高度L:模具的最小開模距離(3)壓縮模高度和開模行程的校核為使模具能夠正常工作必須滿足22(4)壓力機(jī)工作臺(tái)面有關(guān)尺寸的校核
壓縮模的寬度應(yīng)小于壓力機(jī)立柱或框架之間的距離
壓縮??捎寐菟ㄅc壓力機(jī)連接
壓縮模用壓板螺釘與壓力機(jī)壓緊固定,則模具只需設(shè)有寬15~30mm的凸緣臺(tái)階即可(4)壓力機(jī)工作臺(tái)面有關(guān)尺寸的校核壓縮模的寬度應(yīng)小于壓力231、塑件在模具內(nèi)加壓方向的選擇加壓方向即凸模作用方向,也就是模具的軸線方向?!?.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)壓縮模設(shè)計(jì)過程中有很多內(nèi)容可以參照注塑模設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容(分型面的選擇、成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等)五、壓縮模設(shè)計(jì)便于加料1、塑件在模具內(nèi)加壓方向的選擇加壓方向即凸模作用方向,也就是24有利于壓力傳遞§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)加壓方向應(yīng)使壓力傳遞距離盡量短,以減少壓力損失,并使塑件組織均勻。有利于壓力傳遞§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)加壓方向應(yīng)25便于安裝和固定嵌件§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)當(dāng)塑件上有嵌件的時(shí)候,應(yīng)優(yōu)先考慮將嵌件放在下模。便于安裝和固定嵌件§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)當(dāng)塑件上有嵌件的26加壓方向與塑料流動(dòng)方向一致,有利于塑料流動(dòng)長型芯應(yīng)位于施壓方向上,短型芯側(cè)向抽芯精度要求高的尺寸不宜放在加壓方向上保證凸模的強(qiáng)度§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)于從正面和反面都可以加壓成型的塑件,應(yīng)選用簡(jiǎn)單面為加壓方向加壓方向與塑料流動(dòng)方向一致,有利于塑料流動(dòng)保證凸模的強(qiáng)度§727(1)凸模與加料腔、凹模的配合形式半溢式壓縮模引導(dǎo)環(huán)配合環(huán)擠壓環(huán)排氣溢料槽承壓塊加料腔等2.凸凹模的配合形式及有關(guān)尺寸確定(1)凸模與加料腔、凹模的配合形式半溢式壓縮模2.凸凹模28擠壓環(huán)B用以限制凸模下行的位置保證最薄的水平飛邊,B不宜過大主要用于半溢式和溢式壓縮模引導(dǎo)環(huán)L1引導(dǎo)凸模順利進(jìn)入凹模(主要)減少與加料腔側(cè)壁的摩擦,便于排氣配合環(huán)L2保證凸模與凹模定位準(zhǔn)確防止溢料,但排氣必須順暢擠壓環(huán)B引導(dǎo)環(huán)L1配合環(huán)L229排氣溢料槽
排出氣體和余料成型形狀復(fù)雜塑件及流動(dòng)性較差的纖維填料的塑件時(shí)應(yīng)開設(shè)排氣溢料槽.槽深一般為0.2~0.3mm應(yīng)開到凸模的上端,使合模后高出加料腔的上平面排氣溢料槽30加料腔
盛裝塑料原料可以是型腔的延伸,也可按型腔形狀擴(kuò)大成圓形或矩形等承壓塊(面)保證凸模進(jìn)入凹模的深度,使凹模不致受擠壓而變形或損壞加料腔承壓塊(面)31溢式壓縮模凸模與凹模的配合
(2)凸凹模配合的結(jié)構(gòu)形式無加料腔,凸、凹模在水平分型面接觸分型面接觸面積不宜過大(溢料面或擠壓面)溢料面之外增設(shè)承壓面(圖b所示)溢式壓縮模凸模與凹模的配合(2)凸凹模配合的結(jié)構(gòu)形式無32不溢式壓縮模凸模與凹模的配合
§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)加料腔是型腔的延續(xù),凸、凹模間無擠壓面凸、凹模配合環(huán)不宜太高,以減小摩損凸模與加料腔側(cè)壁摩擦,易造成磨損,改進(jìn)形式如下圖所示不溢式壓縮模凸模與凹模的配合§7.2壓縮模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)加33半溢式壓縮模凸模與凹模
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