《模具設(shè)計與制造》第9章 其他塑料成型模具

第9章其他塑料成型模具9.1壓縮成型模具

壓縮模具主要用于熱固性塑料的成型。壓縮成型的方法雖已古老，但因其工藝成熟可靠，并積累有豐富的經(jīng)驗，適宜成型大型塑件，且塑件的收縮率較小，變形小，各向性能比較均勻。因此，目前雖然熱固性塑料可用注射的方法來進行生產(chǎn)，但壓縮成型在熱固性塑料加工中依然是應用范圍最廣且居主導地位的成型加工方法。9.1.1壓縮模結(jié)構(gòu)及分類

圖9-1典型壓縮模結(jié)構(gòu)

1-上模座板2-螺釘3-上凸模4-凹模鑲件5-加熱板6-導柱7-型芯

8-下凸模9-導套10-支承板(加熱板)11-推桿12-擋釘13-墊塊

14-推板導柱15-推板導套16-下模座板17-推板18-壓機頂桿

19-推桿固定板20-側(cè)型芯21-型腔固定板

21-承壓板9.1.2壓縮模與壓力機的關(guān)系Fm=

P

A

n (9-2)Fm

≤

K

Ft

(9-1)式中Fm一模壓所需的成型總壓力(N);Ft一壓機標稱壓力(N);K一一修正系數(shù),K=0.75-0.90，根據(jù)壓機新舊程度而定。而模壓所需的成型總壓力Fm可按下式計算:?

式中A-每一型腔的水平投影面積，其值取決于壓縮模的結(jié)構(gòu)形式，對于溢式和不溢式壓縮模，等于塑件最大輪廓的水平投影面積，對于半溢式壓模，等于加料腔的水平投影面積(m2)

n-壓縮模內(nèi)加料腔個數(shù)，單型腔壓縮模n=1，對于共用加料腔的多型腔壓縮模n亦等于1，這時A應采用加料腔的水平投影面積;P-壓制時單位成型壓力(Pa或N/m2)。其值可根據(jù)表9-1選取。表9-1壓制時單位成型壓力(MPa)塑料的特征粉狀酚醛塑料布基填料的酚醛塑料氨基塑料酚醛石棉塑料不預熱預熱扁平厚壁塑件12.26～17.169.81～14.7129.42～39.2312.26～17.1644.13高20～40mm，壁厚4～6

mm12.26～17.169.81～14.7134.32～44.1312.26～17.1644.13高20～40mm，壁厚2～4

mm12.26～17.169.81～14.7139.23～49.0312.26～17.1644.13高40～60mm，壁厚4～6

mm17.16～22.0612.26～15.4049.03～68.6317.16～22.0653.94高40～60mm，壁厚2～4

mm22.06～26.9714.71～19.5158.84～78.1522.06～26.9753.94高60～100mm，壁4～6

mm24.52～29.4214.71～19.51--------24.52～29.4253.94高60～100mm，壁2～4

mm26.97～34.3217.16～22.06----26.97～34.3253.94

當選擇需要的壓機標稱壓力時，將式(9-2)代入式(9-1)可得:Fj

≥

P

A

n/

k

(9-3)當壓機已定，可按下式確定多型腔模的型腔數(shù):n≤KFj/PA

(9-4)

當壓機的標稱壓力超出模壓所需要的壓力時，應調(diào)節(jié)壓機的工作液體的工作壓力，此時壓機的壓力由壓機活塞面積和工作液體的工作壓力確定:Fj=pj

Aj

(9-5)??

式中pj一壓機工作液體的工作壓力MPa(可從壓力表上得到)；Aj一壓機活塞面積(mm2

}(2)開模力的校核

開模力的大小與成型壓力成正比，其值還關(guān)系到壓縮模連接螺釘?shù)臄?shù)量及大小。因此，大型模具在布置螺釘之前需計算開模力。開模力按下式計算:Fk=K1

Fm

(9-6)式中Fk一開模力(N);Fm一模壓所需的成型總壓力(MPa};

K1一壓力系數(shù)，對形狀簡單的塑件，配合環(huán)部分不高時宜取0.1，配合環(huán)較高時宜取0.15；塑件形狀復雜，配合環(huán)又高時取0.2。(3)脫模力校核

脫模力可按式(9-7)計算口選用壓力機的頂出力應大于脫模力。Ft=As

Pj式中Ft一塑件脫模力(N);As一塑件側(cè)面積之(m2)

Pj-塑件與金屬的結(jié)合力，一般木纖維和礦物填料取0.49MPa，玻璃纖維取1.47MPa(4)壓縮模閉合高度與開模行程的校核

成型時為使模具能完全閉合，壓縮模的閉合高度必須大于壓機上、下壓板之間的最小開距(見圖9-8)，其關(guān)系按下式校核:hm

≥

Hmin(9-8)Hmin一壓機上、下壓板之間的最小開距(mm)。?式中hm

-模具閉合高度(mm)；??為滿足開模取出塑件的要求。壓機上、下壓板之間的最大開距應與模具，開模行程相適應(如圖9-8)，可按下式校核:(9-9)Hmax

≥

h0

+

ha

+

hn

+

(10-20mm)式中

Hmax—壓力上、下壓板最大開距(mm);h0—上模全高Cmm);ha一塑件高度(}nrn};hn一下模高度(mm若不能滿足式(9-8)，則應在壓機的上、下壓板間加墊板。式(9-9)適用干固定式壓縮模。圖9-8壓機壓板的行程與模具閉合高度9.1.3壓縮模的設(shè)計

圖9-9有利于傳遞壓力的加壓方向圖9-10便于加料的加壓方向圖9-11便于安放嵌件的加壓方向圖9-12有利于加強凸模強度的加壓方向2.凸、凹模的配合形式

圖9-13半溢式壓縮模常用配合形式圖9-14不溢式壓縮模的常用配合形式圖9-15為溢式壓縮模的常用配合形式3.凹模加料腔尺寸的計算(1)塑料體積計算Vs=mv=V

ρν(9-10);式中Vs一塑料原料的體積(cm3);V一塑件的體積(包括溢料)(cm3);ν一塑料的比容積(cm3/g)；ρ一塑件的密度(g/cm3

)

m一塑件重量(包括溢料，溢料通常取為塑件重量的5%-10%)(g)K一塑料壓縮比(見表6一6)。4.壓縮模脫模機構(gòu)設(shè)計

1塑件脫模的方法及常用的脫模機構(gòu)分類塑件的脫模方法有手動、機動、氣動等方法。常用的脫模機構(gòu)有移動式、半固定式模具的脫模機構(gòu);固定式模具的脫模機構(gòu)。

2固定式壓縮模的脫模機構(gòu)固定式壓縮模的脫模機構(gòu)形式很多，常用的有推板推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)等。

3移動式壓縮模的脫模機構(gòu)最簡單的移動式模具可以用撞擊的方法脫模。即在特定的支架上將模具順序撞開，然后用手工或簡易工具取出塑件。移動式壓縮模普遍采用特殊的卸模架，利用壓機的壓力推出塑件，雖然生產(chǎn)率低.但開模動作平穩(wěn)模具使用壽命長，并可以減輕勞動強度。5.壓縮模的側(cè)向分型抽芯機構(gòu)

①機動側(cè)向分型抽芯機構(gòu)口常用的側(cè)向分型抽芯機構(gòu)有斜滑塊分型抽芯機構(gòu)，斜導柱、彎銷抽芯機構(gòu)。

②手動模外分型抽芯機構(gòu)。目前壓縮模還大量使用手動模外分型抽芯，因為這種分型抽芯方式的模具結(jié)構(gòu)簡單，缺點是勞動強度大、效率低口9.2壓注模設(shè)計1.壓注模類型

(1)普通液壓機用壓注模。即壓注成型所使用的為普通液壓機，壓機只裝備有一個上工作液壓缸，起加壓和鎖模的雙重作用。與這種壓注方法相適應的壓注模稱為料槽式壓注模、也可稱之為罐式壓注模。

(2)專用液壓機用壓注模。此種專用子壓注成型的液壓機裝各有兩個工作液缸，主液壓缸起鎖模作用，輔助液壓缸通過柱塞起壓注作用。主液壓缸與輔助液壓缸噸位之比一般在(3-5);1之間。主液壓缸安裝在壓機下方，輔助液壓缸安裝在上方。

亦可安裝在側(cè)面(與主缸夾角90o，或套裝在主液壓缸之內(nèi)口與這種壓注方法相適應的壓注模稱為柱塞式壓注模。

(3)往復螺桿式擠出機用壓注模。擠出機安裝在水平方向，與液壓機的加料室相連。塑料從擠出機加料斗進人料筒，在料筒中受熱并在螺桿轉(zhuǎn)動下塑化。塑化后的塑料積聚在料筒內(nèi)螺桿前端，迫使螺桿旋轉(zhuǎn)的同時向后移動。當塑化的塑料達到要求數(shù)量時，進人加料室的通道打開，塑料進人加料室，由柱塞擠壓人模腔。與這種壓注方法相適應的壓注模稱為螺桿預塑式壓注模。圖9-16移動式料槽壓注模1-下模板2-型芯固定板3-凹模4-加料室5-壓料柱塞6-導柱7-型芯

圖9-17活板式料槽壓注模

1-壓料柱塞2-活板3-模體4-推桿1-上模板2-壓料柱塞3-加料室4-主澆道襯套

5-型芯6-型腔7-推桿8-支撐塊9-推板10-復位桿11-下模塊12--拉桿13--支承板14-懸掛鉤15-凹模固定板16-上凹膜板17-拉桿圖9-19楔形料槽式壓注模1-主澆道2-左楔塊

3-右楔塊4-加料室5-型腔6-模套圖9-20上柱塞式壓注模1-加料室2-上模板3-型腔下模板4-型腔模板5-推桿6-支承板7-墊塊8-下模板9-推板10-型腔固定板11-導柱

圖9-21下柱塞式壓注模

1-下模板2-型腔下模板3-型腔下模板4-加料室5-推桿6-下模板7-加熱板8-墊塊9分流錐圖9-22螺桿預塑式壓注模1-鎖?；钊?-上半模3-下半模4-料斗5-料筒6-電動機7-預塑螺桿8-壓料柱塞9-加料室9.2.2壓注模結(jié)構(gòu)設(shè)計圖9-23壓料柱塞形狀和安裝方式圖9-24壓注模的主澆道a)正錐形b)帶分流錐c)倒錐形9．3擠塑模設(shè)計圖9-25管材擠出成型機頭1-管材2-定徑會3-口模4-調(diào)竹螺釘5-芯棒6-分流器7-分流器支架8-機頭體9-過濾板(多孔板)圖9-26直通式擠管機頭1-加熱器2-口模3-調(diào)節(jié)螺釘4-芯模5-分流器支架6-機