塑料成型工艺及模具设计压缩模设计.ppt
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1、第七章压缩模设计塑料成型工艺及模具设计塑料成型工艺及模具设计1本章基本内容本章基本内容压缩模的类型与结构组成;压机有关的工艺参数校核;压缩模的设计(涉及到塑件在模具内施压方向的选择、凸模与凹模配合的结构形式、凹模加料腔的尺寸计算、压缩模脱模机构的设计、侧向分型抽芯机构的设计与装配);压缩模的典型结构第第7章章压缩模设计压缩模设计21、掌握按结构特征分类的压缩模结构特点、用途,了解与注射模具结构的不同之处;2、掌握压机有关工艺参数的校核;3、能读懂压缩模的典型结构图和工作原理;4、掌握压缩模的设计要点;具有设计中等复杂程度压缩模的能力。学习目的与要求学习目的与要求第第7章章压缩模设计压缩模设计3
2、本章重点本章重点压缩模的类型与结构组成;压机有关的工艺参数校核;压缩模的设计要点;压缩模的典型结构第第7章章压缩模设计压缩模设计4压缩模类型的合理选用压缩模类型的合理选用 成型零件工作尺寸的确定及加料腔尺寸计成型零件工作尺寸的确定及加料腔尺寸计算算本章难点第第7章章压缩模设计压缩模设计本章难点本章难点5l 7.17.1 概概 述述 l 7.2 7.2 模具与压机的关系模具与压机的关系 l 7.37.3 压缩模的设计压缩模的设计 l 7.47.4 压缩模结构示例压缩模结构示例 l 7.57.5 思考题思考题第第7 7章章 压缩模设计压缩模设计6 7.1.1 7.1.1 压缩成型法压缩成型法 7.
3、1.2 7.1.2 压缩模结构压缩模结构 7.1 7.1 概概 述述7压缩成型原理:压缩成型原理:将塑料加入高温的型腔和加料室,然后以一定的速度将模具闭合,塑料在热和压力的作用下熔融流动,并且很快地充满整个型腔,树脂和固化剂作用发生交联反应,生成不熔不溶的体型化合物,塑料因而固化,成为具有一定形状的制品,当制品完全定型并且具有最佳性能时,即开启模具取出制品表表7-17.1.1 7.1.1 压缩成型法压缩成型法8压缩成型的特点压缩成型的特点(一)压缩成型的优点(一)压缩成型的优点(二)压缩成型的缺点(二)压缩成型的缺点7.1.1压缩成型法压缩成型法9压缩成型的优点压缩成型的优点压缩成型工艺成熟可
4、靠,已积累了丰富的经验;适用于成型流动性差的塑料,比较容易成型大型制品;与热固性塑料的其他成型方法,如压注和注射法相比,成型制品的收缩率小,变形小,各项性能均匀性较好;使用的设备(用液压机)及模具结构要求比较简单,对成型压力要求比较低;成型中无浇注系统废料产生。10压缩成型的缺点压缩成型的缺点()制品常有较厚的溢边,且每模溢边厚度不同,因此制品高度尺寸的精度较;()厚度和带有深孔,形状复杂的制品难于成型;()模具内装有细长成型杆或细薄嵌件时,成型时压弯变形,故这类制品不宜采用;()压缩模成型时受到高温高压的联合作用,因此对模具材料性能要求较高。成型零件均进行热处理。有的压缩模早操作时受到冲击震
5、动较大。易磨损,变形,使用寿命较短,一般仅为万次;()不宜实现自动化,劳动强度比较大,特别是移动式压缩模。由于模具高温加热,加料常为人工操作,原料粉尘飞扬,劳动条件较差;()用压缩成型法成型塑件的周期比用注塑压注法的都长,故生产效率低。117.2.1 7.2.1 压机的种类及其技术规范压机的种类及其技术规范 (1 1)压机的种类压机的种类 (2 2)液压机的技术规范液压机的技术规范7.2.2 7.2.2 选定压机型号的有关和校核计选定压机型号的有关和校核计算算 (1)压机最大吨位校核压机最大吨位校核 (2 2)开模力开模力 (3 3)满足模具工作动作要求满足模具工作动作要求 (4 4)压机台面
6、结构及尺寸规格校核压机台面结构及尺寸规格校核 7.2 7.2 模具与压机的关系模具与压机的关系 12(1 1)压机的种类压机的种类 压机的种类按其传动方式,有机械式压机机械式压机和液压机液压机。按照工作液压缸在压机上安装的位置分:上压式液压机上压式液压机(工作缸位于压机的上部,下工作台固定不动,见图图7-3),下压式液压机下压式液压机(工作缸位于压机的下部,上部是固定的压板,见图图7-4),角式液压机角式液压机(垂直工作缸供压制制品,水平工作缸用于模具的侧向分型抽芯)。7.2.1 7.2.1 压机的种类及其技术规范压机的种类及其技术规范13(2 2)几种液压机压板的技术规范)几种液压机压板的技
7、术规范SX71-45型液压机(图图7-5)Y32-100型液压机(图图7-6)YB32-200型液压机(图图7-7)7.2.1 7.2.1 压机的种类及其技术规范压机的种类及其技术规范14()()压机最大吨位校核计算公式如下:-4-4式中成型压力();成型压强(2)单个行腔的投影面积行腔数目安全系数,一般.7.2.2选定压机型号的有关计算和校核选定压机型号的有关计算和校核15(2).开模力开模力由下式估算:F=FK式中FF 开模力估算值(T)F F 计算的成型压力(T)K K 开模力系数。推荐:推荐:加料腔形状简单,配合环不高 K=0.15;加料腔形状复杂,配合环不高 K=0.27.2.2选定
8、压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算16(3).满足模具工作动作要求1 1)保证合紧模具)保证合紧模具 压机压板的(滑动板)工作行程决定与其工作台(固定板)之间最小距离和最大开距。要保证合紧模具,就必须满足下式关系:hmHmin 式中:hm模具的闭合高度(mm)Hmin压机工作台至压板的最小距离(mm)7.2.2选定压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算(3 3).满足模具工作动作要求满足模具工作动作要求172 2)实现成型制品的脱模距的要求)实现成型制品的脱模距的要求a.a.简单模具的开模距离简单模具的开模距离(图图7-8)L=hs+ht+(1020)(mm)L
9、 开模距离 (mm)hs 塑件高度 (mm)ht 凸模高度 (mm)7.2.2选定压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算(3 3).满足模具工作动作要求满足模具工作动作要求18 Hmaxhm+L+(1020)或Hmaxhs+h+hx+(1020)式中:Hmax压机工作面至压板的最大距离(mm);hm模具闭合高度(mm);h 塑件高度 (mm);hs上模高度 (mm);hx下模高度 (mm)。7.2.2选定压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算 b.b.压机工作台与压板之间的最大压机工作台与压板之间的最大开距与模具的开模距离,有如下关开距与模具的开模距离,有如下关系系
10、:193 3)a.a.压机顶出装置与模具推出压机顶出装置与模具推出机构的关系校核机构的关系校核手手动动顶顶出出装装置置:通过手轮和手柄带动齿轮旋转,齿轮与下工作台正中的齿条顶杆啮合,因而可获得顶出和回程运动,如图7-9a。顶顶出出托托架架:利用上工作台回升动作带动两侧拉杆、拉杆拖动位于下工作台面下方的托架(横梁),托架托器中心推杆,从而驱动模具脱模机构,如图7-9b。液压顶出液压顶出:在下工作台正中设有顶出液压缸,顶出油缸的活塞即为压机顶杆,如图7-9c,它上升的极限位置一般是上端面与工作台面齐平。7.2.2选定压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算20b.b.模模具具的的推推出
11、出行行程程应应当当小小于于压压机机顶顶出出油油缸缸的的最大行程,见图最大行程,见图7-10所示,校核关系式为所示,校核关系式为 Lmaxh+h1+(1020)或 LmaxL 式中 Lmax顶出缸的最大行程(mm);h 塑件高度 (mm);h1模具加料腔高度 (mm);L 塑件所需推出高度 (mm)。7.2.2选定压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算21(4)压机台面结构及尺寸规格校核压机台面结构及尺寸规格校核 模具的外型尺寸应保证能通过压机立柱或框架间距。模具最大外型尺寸不应超过压机台面尺寸。图图7-117-11所示为常见压缩模固定形式:a、b 为模具上设计固定孔,压机T形槽内
12、的螺钉穿入其内,将模具与设备连接;c、d则为压板压紧固定,模具供压紧的台肩宽度取1530mm。7.2.2选定压机型号的有关和校核计算选定压机型号的有关和校核计算227.3.1 7.3.1 塑件在模具内加压方向的选择塑件在模具内加压方向的选择 7.3.2 7.3.2 压缩模的类型及其应用压缩模的类型及其应用7.3.3 7.3.3 凸模和凹模配合的结构形式凸模和凹模配合的结构形式 7.3.4 7.3.4 加料腔的设计及计算加料腔的设计及计算 7.3.5 7.3.5 脱模机构脱模机构 7.3.6 7.3.6 侧向分型与抽芯机构侧向分型与抽芯机构 7.3 7.3 压缩模的设计压缩模的设计237.3.1
13、 7.3.1 塑件在模具内加压方向的选择塑件在模具内加压方向的选择(1).(1).便于加料便于加料 如图如图7-12(2).(2).有利于压力传递有利于压力传递 如图如图7-13 (3).(3).便于塑料流动便于塑料流动 如图如图7-14(4).(4).使嵌件安放方便,固定可靠使嵌件安放方便,固定可靠 如图如图7-15(5).(5).保证凸模的强度保证凸模的强度 如图如图7-16(6).(6).保证重要尺寸的精度保证重要尺寸的精度 (7).(7).使长型心的轴向与加压方向保持一致使长型心的轴向与加压方向保持一致247.3.2 7.3.2 压缩模的类型及其应用压缩模的类型及其应用 (1).1).
14、溢式压缩模溢式压缩模图图7-17a (2).(2).不溢式压缩模不溢式压缩模图图7-17b (3).(3).半溢式压缩模半溢式压缩模图图7-17c25 7.3.3 7.3.3 凸模和凹模配合的结构形式凸模和凹模配合的结构形式 (1).1).溢式压缩模配合形式溢式压缩模配合形式 图图7-18 (2).(2).不溢式压缩模配合形式不溢式压缩模配合形式 图图7-19、图图7-20 (3).(3).半溢式压缩模配合形式半溢式压缩模配合形式26(3)半溢式压缩模配合形式半溢式压缩模配合形式 1 1)挤压环)挤压环 图图7-21 2 2)储料槽、排气溢料槽)储料槽、排气溢料槽 图图7-22.图图7-23.
15、图图7-24 3 3)承压面)承压面 图图7-25.图图7-26.图图7-27 4 4)加料腔)加料腔 7.3.3 7.3.3 凸模和凹模配合的结构形式凸模和凹模配合的结构形式277.3.4 7.3.4 加料腔的设计及计算加料腔的设计及计算a.不不溢溢式式模模具具加加料料腔腔的的断断面面形形状状及及大大小小与与型型腔腔最最大大断断面面形形状状及及大大小小相相同同。其其加加料料腔腔计计算算高高度度定定义义为为:从从型型腔腔最最低低处处开开始始算算起起,见见图图7-28a所所示示。高高度度用用下下式式计计算:算:H=VA+(0.51)式中式中 H H加料腔高度,加料腔高度,;V V塑料加料量,塑料
16、加料量,3 3 A A加料腔截面积,加料腔截面积,2 2 0.5 0.51 1为不装塑料的富裕空间为不装塑料的富裕空间28b.b.图图7-28b、c的型腔底部有凸起结构,则的型腔底部有凸起结构,则 加料腔高度计算公式应为:加料腔高度计算公式应为:H=(V+V1)A+(0.51)式中式中 V1V1型腔底部凸起结构的体积,型腔底部凸起结构的体积,3 3 图图7-28d所所示示为为压压制制壁壁薄薄且且高高的的塑塑件件,由由于于凹凹模模容容积积大大,塑塑料料粉粉体体积积较较小小,塑塑料料原原料料装装入入后后尚尚不不能能达达到到塑塑件件高高度度,这这时时凹凹模模(包包括括加加料料腔腔)深深度度确确定定用
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