其他塑料成形工艺与模具

1、第第1010章章 其他塑料成形工艺与模具其他塑料成形工艺与模具 10-1 10-1 压缩成形工艺与压缩模压缩成形工艺与压缩模 10-1-1 10-1-1 压缩成型原理及其工艺特点压缩成型原理及其工艺特点 压缩成形压缩成形 1.1.压缩成形原理压缩成形原理 又称为模压成型或压制。主要用于又称为模压成型或压制。主要用于热固性塑料热固性塑料的成型，的成型， 也可以用于热塑性塑料的成型。也可以用于热塑性塑料的成型。 粉粒状、纤粉粒状、纤 维状的料维状的料 置于成型温置于成型温 度的型腔中度的型腔中 合模合模 加压加压 成型成型 固化固化 原料放入模具 加热加压使材料成型硬化 取出塑件 压缩成型过程压缩

2、成型过程 2.2.压缩模塑特点压缩模塑特点 塑料直接加入型腔，加料腔是型腔的延伸。 模具是在塑件最终成型时才完全闭合 压力通过凸模直接传给塑料 不易获得尺寸精度尤其是 高精度的塑件 不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件 的塑件。 有利于成型流动性较差的以纤维为填料的 聚合物 生产周期长、效率低。 操作简单，模具结构简单。 一模多腔 塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强 度高。 可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件 没有浇注系统，料耗少 3 3、模压设备、模压设备 模压设备作用模压设备作用 提供所需的压力提供所需的压力 开模顶件开模顶件 合模合模 某些情况下也传递压缩过程中所需的热量某些情况下也

3、传递压缩过程中所需的热量 模压设备的种类模压设备的种类 按传动方式分按传动方式分 机械式压机：螺旋式压力机机械式压机：螺旋式压力机 液压机：水压机和油压机液压机：水压机和油压机 液压机按机身结构分液压机按机身结构分 框架式框架式 用于中小型压机用于中小型压机 立柱式立柱式 用于大中型压机用于大中型压机 液压机按加液压机按加 压形式分压形式分 上压式：工作液缸位于上端，下上压式：工作液缸位于上端，下 部是固定工作台。部是固定工作台。 下压式：工作液缸位于下端，操下压式：工作液缸位于下端，操 作不便，很少使用。作不便，很少使用。 为了保证压缩模为了保证压缩模 塑的正常进行，应选塑的正常进行，应选

4、用适当的压机，并校用适当的压机，并校 核模具与压机的关系。核模具与压机的关系。 4 4、压缩成形工艺过程、压缩成形工艺过程 模压前的准备模压前的准备 模压过程模压过程 模压后处理模压后处理 预热和干燥预热和干燥预压预压 嵌件的安放嵌件的安放 加料加料合模合模排气排气 保压与固化保压与固化脱模脱模 模具清理模具清理整形去应力整形去应力 修饰抛光修饰抛光特殊处理特殊处理 模压前的准备模压前的准备 预压预压 为方便操作和提高塑件的质量，先为方便操作和提高塑件的质量，先 用用预压模预压模将粉状、纤维状的将粉状、纤维状的塑料粉塑料粉在预压机上压在预压机上压 成成重量一定重量一定、形状一致形状一致的的锭料

5、锭料。 ： 加料快而准确加料快而准确 降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少， 不仅传热快且气泡少。不仅传热快且气泡少。 可提高预热温度，缩短预热和固化时间。可提高预热温度，缩短预热和固化时间。 锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小 嵌件的塑件。嵌件的塑件。 避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。 颗粒最好大小相间颗粒最好大小相间 压缩率（压缩率（塑料锭料塑料锭料）宜为）宜为3.03.0左右左右 含有润滑剂含有润滑剂 压力：压力：压力范围压力范围4040200200MPaMPa

6、 温度：温度：室温或室温或50509090预压预压 原则：原则：锭料的密度达到塑件最大密度的锭料的密度达到塑件最大密度的80%80% 预热和干燥预热和干燥 塑料成型前加热的目的：塑料成型前加热的目的： 塑料成型前加热的方法：塑料成型前加热的方法： 高频加热高频加热红外线预热红外线预热 烘箱预热烘箱预热热板预热热板预热 为压缩模提供热塑料为压缩模提供热塑料 去除水分和挥发物去除水分和挥发物 作为塑件中导电部分或使塑件作为塑件中导电部分或使塑件 与其它零件相连接的零件。与其它零件相连接的零件。 嵌件的安放嵌件的安放 嵌件的安放要求嵌件的安放要求位置正确位置正确、平稳平稳 常用嵌件有常用嵌件有轴套轴

7、套、螺钉螺钉、螺帽螺帽、接线柱接线柱等等等等 大嵌件在模具装上压机后要大嵌件在模具装上压机后要先预热先预热 模压过程模压过程 加料加料 加料的关键是加料的关键是 定量的方法：定量的方法： 合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到 中间高四周低，便于气体排放。中间高四周低，便于气体排放。 方便但不很准方便但不很准 准确、麻烦准确、麻烦 预压锭料，计数放入预压锭料，计数放入 合模合模 凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于 排气）排气） 凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度 （缩短周期，避免塑料过早固

8、化）（缩短周期，避免塑料过早固化） 加料后即可合模，合模时间一般从几秒到加料后即可合模，合模时间一般从几秒到 几十秒不等。几十秒不等。 合模过程分为两个部分：合模过程分为两个部分： 合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍 微抬起，连续次。微抬起，连续次。 排气排气 排除水分和挥发物变成的气体及化学反应排除水分和挥发物变成的气体及化学反应 的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。 流动性好的塑料采用流动性好的塑料采用，即，即从从凸模与塑料接凸模与塑料接 触触到到压模完全闭合的过程中停顿压模完全闭合的过程中停顿1530153

9、0秒。秒。 塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免 移位或损坏。移位或损坏。 在成型压力在成型压力 与温度下保持一定的时间，使交联反应进行与温度下保持一定的时间，使交联反应进行 到要求的程度。到要求的程度。 保压与固化保压与固化 欠熟欠熟 过熟过熟 不足不足 过度过度 保压时间长短受保压时间长短受塑料类型塑料类型、预热情况预热情况、塑件塑件 形状形状及及压缩程度压缩程度的影响。的影响。 从压模闭合加压至卸压取出塑件从压模闭合加压至卸压取出塑件 所用的时间。所用的时间。 保压时间：保压时间： 固化阶段的要求：固化阶段的要求： 固化程度固化程度 脱模脱

10、模 复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模 塑件脱模方法：塑件脱模方法： 模外手动推出模外手动推出 推出机构机自动推出推出机构机自动推出 模压后处理模压后处理 用铜铲或压缩空气清理，以免损模具外观用铜铲或压缩空气清理，以免损模具外观模具清理模具清理 整形去应力整形去应力 在整形模中冷却在整形模中冷却 脱模后放入一定温度的油脱模后放入一定温度的油 池或烘箱中缓慢冷却，或池或烘箱中缓慢冷却，或 者进行退火处理者进行退火处理 大型、厚壁件大型、厚壁件 对薄壁易变形件对薄壁易变形件 检查塑料质量检查塑料质量预压、预热、干燥预压、预热、干燥称称 料料 清洗嵌件，嵌件

11、预热清洗嵌件，嵌件预热 清清 理理 压压 模模 涂涂 脱脱 模模 剂剂 放嵌件放嵌件加加 料料 合合 模模 加热加压加热加压 排排 气气 加热卸压加热卸压 固固 化化 保温保压保温保压 开开 模模 卸压脱模卸压脱模 塑件整形塑件整形去应力处理去应力处理塑件送至下一工序塑件送至下一工序 压缩模塑工作循环 修饰抛光修饰抛光 特殊处理特殊处理 二次加工：防潮、美观二次加工：防潮、美观( (电镀、喷涂电镀、喷涂) ) 去飞边、毛刺、表面抛光去飞边、毛刺、表面抛光 模压压力（成型压力）模压压力（成型压力） 模压温度（成型温度）模压温度（成型温度） 模压时间模压时间 5 5、压缩成形的工艺条件、压缩成形的

12、工艺条件 要生产出高质量塑件，除了合理的要生产出高质量塑件，除了合理的模具结模具结 构构，还要正确选择，还要正确选择工艺条件工艺条件。 指压缩塑件时凸模对指压缩塑件时凸模对塑料熔体塑料熔体 和和固化时在分型面固化时在分型面单位投影面积上的单位投影面积上的 压力（单位压力（单位MPaMPa） 成型压力成型压力 施加成型压施加成型压 力的目的：力的目的： 使模具闭合，防止飞边使模具闭合，防止飞边 克服塑料在成型过程中产生的各种顶模力克服塑料在成型过程中产生的各种顶模力 使粘流态物质在一定压力下固化使粘流态物质在一定压力下固化 使塑料充满型腔使塑料充满型腔 A A凸模与塑料接触部分在分型面上的投影面

13、积（凸模与塑料接触部分在分型面上的投影面积（mmmm） 计算公式：计算公式：p = A4 Dp 2 b 式中： p p 成型压力（成型压力（MPaMPa） p pb b压力机工作液压缸压力（压力机工作液压缸压力（MPaMPa） D D压力机主缸活塞直径（压力机主缸活塞直径（m m） 塑料种类、塑件结构、模具温度塑料种类、塑件结构、模具温度 指压缩时所需的模具温度，对塑指压缩时所需的模具温度，对塑 件质量、模压时间影响很大件质量、模压时间影响很大 成型温度成型温度 热固性塑料的热固性塑料的模内温度模内温度高于高于模具温度模具温度 硬化速度慢、周期长，硬化不足；塑件表硬化速度慢、周期长，硬化不足；

14、塑件表 面无光；物理、力学性能差面无光；物理、力学性能差 模具模具 温度温度 太高太高 树脂、有机物分解；塑件外层先硬化树脂、有机物分解；塑件外层先硬化 高高成型周期短，生产率提高成型周期短，生产率提高 过低过低 指塑料在闭合模具中固化变硬所需的 时间。与塑料品种塑料品种、含水量含水量、塑件形状尺寸塑件形状尺寸、成型温度成型温度、 压缩模具结构模具结构、预压预热预压预热、成型压力成型压力等因素有关。 模压时间模压时间 塑件性能反而下降 模压 时间 短 硬化不足，外观及力学性能 差，易变形 过长 10-1-2 10-1-2 压缩模及其分类压缩模及其分类 1 1、压缩模的结构组成、压缩模的结构组成

15、 型腔、加料腔、型腔、加料腔、 导向机构、侧向导向机构、侧向 分型抽芯机构、分型抽芯机构、 脱模机构、加热脱模机构、加热 系统系统 （1 1）型腔部分）型腔部分 直接成型塑件的部分直接成型塑件的部分 （2 2）加料室）加料室 在型腔之上设有一段容在型腔之上设有一段容 纳塑料原料的加料室纳塑料原料的加料室 （3 3）加热冷却机构）加热冷却机构 热固性塑料压缩成形需在高温下进行，热固性塑料压缩成形需在高温下进行， 模具必须加热。常电加热方式。模具必须加热。常电加热方式。 导向机构、脱模机构导向机构、脱模机构 、侧向分型抽芯机构等。、侧向分型抽芯机构等。 2 2、压缩模的类型、压缩模的类型 （1 1

16、）溢式压缩模）溢式压缩模 又称敞开式压缩模又称敞开式压缩模 优点优点： 结构简单，成本低结构简单，成本低 塑件易取出，易排气塑件易取出，易排气 安放嵌件方便安放嵌件方便 加料量无严格要求加料量无严格要求 模具寿命长模具寿命长 结构特点结构特点： 无加料腔无加料腔 凸模与凹模无配合部分凸模与凹模无配合部分 有环形挤压面有环形挤压面b b 适用范围：适用范围： 缺点：缺点： 小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。 合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时， 易造成非边增厚；易造成非边增厚

17、； 水平状的非边难于去处，且影响塑件外观；水平状的非边难于去处，且影响塑件外观； 不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁 或壁厚均匀性要求高的塑件。或壁厚均匀性要求高的塑件。 2.2.不溢式压缩模不溢式压缩模 又称封闭式压缩模又称封闭式压缩模 结构特点：结构特点： 优点：优点： 加料腔是型腔向上的延续部分加料腔是型腔向上的延续部分 无挤压面无挤压面 凸模与加料腔有小间隙的配合凸模与加料腔有小间隙的配合 塑件密度大、质量高塑件密度大、质量高 对塑料要求不严对塑料要求不严（以棉布、玻璃（以棉布、玻璃 布或长纤维填料的塑料均可）布或长纤维填料的塑料均

18、可） 塑件飞边薄且呈垂直状易于去除塑件飞边薄且呈垂直状易于去除 缺点：缺点： 适用范围：适用范围： 模具必须设置推出机构；模具必须设置推出机构； 加料量必须精确，高度尺寸难于保证；加料量必须精确，高度尺寸难于保证； 凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而 影响塑件外观质量，必须设推出机构；影响塑件外观质量，必须设推出机构； 一般为单型腔，生产效率低。一般为单型腔，生产效率低。 压制形状复杂，薄壁及深形塑件。压制形状复杂，薄壁及深形塑件。 3.3.半溢式压缩模半溢式压缩模 又称半封闭式压缩模又称半封闭式压缩模 优点：优点： 结构特点：结构特点： 不必严格控制加料量不必严格控制加料量 不会伤及凹模侧壁不会伤及凹模侧壁 塑件外形复杂时，凸模和加料塑件外形复杂时，