第九章 其他塑料成型模具设计

1、9.1 压缩成型模具概述第九章其他塑料成型模具设计第九章其他塑料成型模具设计压缩模具主要用于热固性塑料的成型。压缩模具主要用于热固性塑料的成型。优点：优点：工艺可靠、适宜成型大工艺可靠、适宜成型大型塑件、收缩率小、变形小、各向型塑件、收缩率小、变形小、各向性能较均匀。性能较均匀。压缩模结构及分类压缩模结构及分类（包括装于压力机动模板上的上模（包括装于压力机动模板上的上模和装于压力机工作台上的下模两部分）和装于压力机工作台上的下模两部分）1）成型零件；）成型零件；2）加料腔；）加料腔；3）导向零件；）导向零件；4）侧向分型抽芯机构；）侧向分型抽芯机构；5）推出机构；）推出机构； 6）加热系统；）

2、加热系统；压缩模结构：压缩模结构：典型压缩模结构典型压缩模结构型腔型腔加料腔加料腔导向机构导向机构（侧向分型抽芯机构）（侧向分型抽芯机构）推出机构推出机构加热系统加热系统凸模凸模上模座上模座压缩模分类：压缩模分类：q按模具在压力机上的固定方式分类，可分为移动式压缩模、半固定式压按模具在压力机上的固定方式分类，可分为移动式压缩模、半固定式压缩模、固定式压缩模；缩模、固定式压缩模；q按上下模结构特征，可分为溢式压缩模（敞开式）、半溢式（半封闭式）按上下模结构特征，可分为溢式压缩模（敞开式）、半溢式（半封闭式）压缩模、不溢式（封闭式）压缩模；压缩模、不溢式（封闭式）压缩模；q按分型面特征，可分为水平

3、分型面压缩模和垂直分型面压缩模；按分型面特征，可分为水平分型面压缩模和垂直分型面压缩模；溢式压缩模溢式压缩模不溢式压缩模不溢式压缩模半溢式压缩模半溢式压缩模水平分型面压缩模水平分型面压缩模垂直分型面压缩模垂直分型面压缩模压缩机有关参数的校核及压缩模与压力机的关系压缩机有关参数的校核及压缩模与压力机的关系1）压力机最大压力的校核：）压力机最大压力的校核：（是为了在已知压力机标称压力和塑件尺寸的情况下，计算模具内开设型腔（是为了在已知压力机标称压力和塑件尺寸的情况下，计算模具内开设型腔的合适数目）的合适数目）jmKFF )90. 075. 0(KPAnFm2）压力机最大压力的校核：）压力机最大压力

4、的校核：KPAnFjPAKFnjjjAPF1（开模力的大小与成型压力成正比，其值还关系到压缩模连接螺钉的数量及大（开模力的大小与成型压力成正比，其值还关系到压缩模连接螺钉的数量及大小）小）mkFKF13）脱模力的校核：）脱模力的校核：11PAFt4）压缩模闭合高度与开模行程的校核：）压缩模闭合高度与开模行程的校核：minHhmmmhhhHxjs)2010(min5）压力机的台面结构及尺寸与压缩模关系）压力机的台面结构及尺寸与压缩模关系（压缩模宽度应小于压力机立柱或框架间的距离，压缩模的最大外形尺寸不宜超（压缩模宽度应小于压力机立柱或框架间的距离，压缩模的最大外形尺寸不宜超出压缩横上、下压板尺寸

5、，以便固定安装）出压缩横上、下压板尺寸，以便固定安装）6）压力机的顶出机构与压缩模推出装置关系）压力机的顶出机构与压缩模推出装置关系（固定式压缩模塑件推出一般由压力机顶出机构驱动模具推出装置来完成，压力（固定式压缩模塑件推出一般由压力机顶出机构驱动模具推出装置来完成，压力机顶出机构通过尾轴或中间接头或拉杆等零件与模具推出机构相连）机顶出机构通过尾轴或中间接头或拉杆等零件与模具推出机构相连）压力机压板行程与模具闭合高度压力机压板行程与模具闭合高度压缩模的设计压缩模的设计1）塑件在模具内加压方向的确定：）塑件在模具内加压方向的确定：v有利于压力的传递；有利于压力的传递；v便于加料；便于加料；v便于

6、安装和固定嵌件；便于安装和固定嵌件；v保证凸模的强度；保证凸模的强度；v长型芯位于加压方向；长型芯位于加压方向；v保证重要尺寸的精度；保证重要尺寸的精度；v便于塑料的流动；便于塑料的流动；便于加料的加压方向便于加料的加压方向有利于传递压有利于传递压力的加压方向力的加压方向便于安放嵌件的加压方向便于安放嵌件的加压方向有利于加强凸模强度的加压方向有利于加强凸模强度的加压方向2）凸、凹模的配合形式：）凸、凹模的配合形式：引导环长度引导环长度 l2 ，一般取，一般取510mm左右，左右，当加料腔高度当加料腔高度Hj 30mm时，取时，取1020mm；引导环引导环 a 斜度，移动式取斜度，移动式取201

7、301，压缩式压缩模取压缩式压缩模取201；引导环圆角引导环圆角R，一般取，一般取1.53mm；配合环长度配合环长度 l1 ，移动式模具取，移动式模具取46mm , 固定式模具，当加料腔高度固定式模具，当加料腔高度Hj 30mm时，可取时，可取 810mm；挤压环挤压环 l3 ，对于中小型塑件，模具，对于中小型塑件，模具用钢较好时可取用钢较好时可取2 4mm；大型模具，；大型模具，可取可取35mm；储料槽储料槽Z，一般情况下取，一般情况下取0.51.5mm；12半溢式压缩模常用配合形式半溢式压缩模常用配合形式的加料腔是型腔的延续部分，两的加料腔是型腔的延续部分，两者截面形状相同，基本上没有挤压

8、边，者截面形状相同，基本上没有挤压边，但有引导环、配合环和排气溢料槽及承但有引导环、配合环和排气溢料槽及承压面，且它们的作用、设计原则、尺寸压面，且它们的作用、设计原则、尺寸选取和配合精度等与半溢式压缩模基本选取和配合精度等与半溢式压缩模基本一致。一致。是常采用的一种结构，该结构无是常采用的一种结构，该结构无加料腔，更无引导环和配合环，凸模与加料腔，更无引导环和配合环，凸模与凹模在分型面水平接触。该面通常设计凹模在分型面水平接触。该面通常设计成成35mm的环形面，为了防止此面受的环形面，为了防止此面受压力机余压作用而磨损，可在挤压面之压力机余压作用而磨损，可在挤压面之处再增加承压面，或在型腔周

9、围距离边处再增加承压面，或在型腔周围距离边缘缘35mm处开溢料槽，槽以外作承压处开溢料槽，槽以外作承压面。面。2134不溢式压缩模常用配合形式不溢式压缩模常用配合形式溢式压缩模常用配合形式溢式压缩模常用配合形式3）凹模加料腔尺寸的计算：）凹模加料腔尺寸的计算：vVmvVS1VKVS1（详见（详见P227表表92）4）压缩模脱机构设计：）压缩模脱机构设计： （手动、机动、气动脱模）（手动、机动、气动脱模）v固定式压缩模脱模机构（推杆推出、推管推出、推件板推出机构）固定式压缩模脱模机构（推杆推出、推管推出、推件板推出机构）v移动式压缩模脱模机构（用撞击的方法脱模）移动式压缩模脱模机构（用撞击的方法

10、脱模）5）压缩模的侧向分型抽芯机构：）压缩模的侧向分型抽芯机构：v机动侧向分型抽芯机构（斜滑块分型抽芯、斜导柱、弯销抽芯）机动侧向分型抽芯机构（斜滑块分型抽芯、斜导柱、弯销抽芯）v手动模外分型抽芯机构手动模外分型抽芯机构（压缩模侧向分型抽芯机构与注射模相似，但不完全相同。注射模是先合模（压缩模侧向分型抽芯机构与注射模相似，但不完全相同。注射模是先合模再注入塑料，而压缩模是先加料后合模。）再注入塑料，而压缩模是先加料后合模。）9.2 压注模设计将热固性塑料加入到加料腔使之受热熔融将热固性塑料加入到加料腔使之受热熔融,在柱塞压力作用下通过浇注系统在柱塞压力作用下通过浇注系统进入闭合的型腔，并在型腔

11、内继续受热受压固化成型进入闭合的型腔，并在型腔内继续受热受压固化成型,从而得到所要制品的从而得到所要制品的过程。过程。 压铸成型压铸成型, 传递成型传递成型广泛应用：广泛应用：电机、电器、灯具等行业电机、电器、灯具等行业.q具有独立于型腔之外的加料室，并经由浇注系统与型腔相连；具有独立于型腔之外的加料室，并经由浇注系统与型腔相连；q成型周期短，生产效率高，产品质量好，有利于成型厚度变化较成型周期短，生产效率高，产品质量好，有利于成型厚度变化较大和形状复杂的塑件；大和形状复杂的塑件；q有利于成型带有细小嵌件、多嵌件或含有细长小孔的塑件成型；有利于成型带有细小嵌件、多嵌件或含有细长小孔的塑件成型；

12、q适用于粉状、粒状、碎屑状、纤维状、团块状，但不宜于片状塑适用于粉状、粒状、碎屑状、纤维状、团块状，但不宜于片状塑料的成型；料的成型；q塑料的流动性要好，所需成型压力较高，塑料的消耗量比压缩成塑料的流动性要好，所需成型压力较高，塑料的消耗量比压缩成型大；型大；1.压注模类型压注模类型1）普通液压机用压注模（料槽式压注模）；）普通液压机用压注模（料槽式压注模）；2）专用液压机用压注模；）专用液压机用压注模；3）往复螺杆式挤出机用压注模；）往复螺杆式挤出机用压注模；2.压注模结构（压注模结构（料槽式压注模、柱塞式压注模、螺杆预塑式压注模料槽式压注模、柱塞式压注模、螺杆预塑式压注模）料槽式压注模料槽

13、式压注模移动式压注模移动式压注模楔形料槽压注模楔形料槽压注模上柱塞式压注模上柱塞式压注模活板式料槽压活板式料槽压注模注模柱塞式压注模柱塞式压注模特点：特点：加料室不再位于模具主体部分之上，而改设在模体之中；加料室不再位于模具主体部分之上，而改设在模体之中；主浇道消失，塑料耗量减少，同时节省了清除加料室底部时间；主浇道消失，塑料耗量减少，同时节省了清除加料室底部时间；加料室水平投影面积无严格要求，只要求其容积满足成型条件即可；加料室水平投影面积无严格要求，只要求其容积满足成型条件即可；上柱塞式压注模上柱塞式压注模螺杆预塑式压注模螺杆预塑式压注模与下柱与下柱塞式压注模类塞式压注模类似，加料室位似，

14、加料室位于模具主体的于模具主体的下模部分，但下模部分，但与下柱塞压注与下柱塞压注模的区别是加模的区别是加料室侧壁带有料室侧壁带有与螺杆预塑挤与螺杆预塑挤出机料筒相连出机料筒相连的孔。的孔。螺杆预塑式压注模螺杆预塑式压注模1.加料室设计（加料室设计（详见详见P232表表 9-3 ）2.压料柱塞设计压料柱塞设计作用：作用：将压力机的压力传递给加料室内的塑料。将压力机的压力传递给加料室内的塑料。形状和安装方式：形状和安装方式：柱塞横截面形状随加料室横截面形状而定柱塞横截面形状随加料室横截面形状而定3.浇注系统设计浇注系统设计主流道设计主流道设计与注射模设计方法基本相同，其形式与注射模设计方法基本相同

15、，其形式有正锥形和倒锥形两种，正锥形主流道有正锥形和倒锥形两种，正锥形主流道可以带有分流锥。其横截面尺寸随塑料可以带有分流锥。其横截面尺寸随塑料流动性及型腔大小不同有所差别，其小流动性及型腔大小不同有所差别，其小端直径通常在端直径通常在3.56.0mm之间，大于一之间，大于一般热塑性塑料注射模主流道径向尺寸。般热塑性塑料注射模主流道径向尺寸。分流道设计分流道设计常采用的是梯形，宽度为常采用的是梯形，宽度为6.59.5mm间，深度为间，深度为3.26.5mm之间。梯形之间。梯形两腰的斜角不小于两腰的斜角不小于5。浇口设计浇口设计常采用的直接浇口和侧浇口，此外也采用扇形、环形和盘形浇口常采用的直接

16、浇口和侧浇口，此外也采用扇形、环形和盘形浇口。排气槽设计排气槽设计（排气槽深（排气槽深0.050.13mm之间，宽度在之间，宽度在3.26.5mm之间）之间）（排气槽位置选取详见（排气槽位置选取详见P234）9.3 挤塑模设计挤塑模是挤出成型用模具的统称，也叫挤出成型机头或模头。挤塑模是挤出成型用模具的统称，也叫挤出成型机头或模头。机头作用：机头作用：v使塑料熔体由螺旋运使塑料熔体由螺旋运动变为直线运动；动变为直线运动；v产生必要的成型压力，产生必要的成型压力，保证塑件密实；保证塑件密实；v当塑料熔体通过机头时因剪切流动，使其得到进一步塑化；当塑料熔体通过机头时因剪切流动，使其得到进一步塑化；

17、v通过机头成型所需断面形状的连续塑件；通过机头成型所需断面形状的连续塑件；主要结构：主要结构：1）口模和芯棒；）口模和芯棒；2）过滤网和过滤板；）过滤网和过滤板；3）分流器和分流器支架；（分流棱或鱼雷头绪）分流器和分流器支架；（分流棱或鱼雷头绪q按制件类型分类：可分为挤管机头、挤板机头、吹膜机头、电线电缆按制件类型分类：可分为挤管机头、挤板机头、吹膜机头、电线电缆机头、异形材机头等；机头、异形材机头等；q按制件出口方向分类：直通机头和角式机头；按制件出口方向分类：直通机头和角式机头；q按塑料在机头内所受压力分类：低压机头、中压机头、高压机头。按塑料在机头内所受压力分类：低压机头、中压机头、高压

18、机头。内腔呈光滑流线型；（内腔呈光滑流线型；（Ra应小于应小于1.63.2umm；不能有尺寸突变和死角）；不能有尺寸突变和死角）机头内应有分流装置和适当的压缩区；机头内应有分流装置和适当的压缩区；机头成型区应有正确的断面形状；机头成型区应有正确的断面形状；机头内最好设置适当的调节装置；机头内最好设置适当的调节装置；结构紧凑；结构紧凑；合理选取材料。合理选取材料。1.挤出成型机头结构挤出成型机头结构直通式挤管机头直通式挤管机头直角式挤管机头直角式挤管机头旁侧式机头旁侧式机头2.工艺参数的确定工艺参数的确定（1）口模）口模口模内径：口模内径：skdD 定径段长度：定径段长度：按管材外径计算：按管材

19、外径计算：按管材壁厚计算：按管材壁厚计算：sdL)35 . 0(1tL)158(1（2）芯棒）芯棒芯棒外径：芯棒外径：2 Dd压缩段长度：压缩段长度：02)5 . 25 . 1 (DL 压缩角压缩角（一般在（一般在3050范围内选取，粘度较高时取较大值，反之取小值。）范围内选取，粘度较高时取较大值，反之取小值。）（3）分流器与分流器支架）分流器与分流器支架右图为结构，其中右图为结构，其中a为扩张角，其取为扩张角，其取值与塑料粘度有关，通常为值与塑料粘度有关，通常为3090；a过小，不利于机头对塑料的加热，应小过小，不利于机头对塑料的加热，应小芯棒压缩段的压缩角芯棒压缩段的压缩角；分流器头部圆角

20、；分流器头部圆角R不宜过大，一般取不宜过大，一般取0.52mm，Ra应小应小0.40.2um。分流器上分流锥面长度。分流器上分流锥面长度L3 取值为取值为:03)5 . 11 (DL .管材的定径管材的定径（管材的定径通常有外径定径和内径定径两种方法）（管材的定径通常有外径定径和内径定径两种方法）内压法定径内压法定径真空法定径真空法定径内径定径法内径定径法板式机头板式机头流线型机头（详见流线型机头（详见P239）9.6 气体辅助注射成型与模具是一种新技术，它是利用高压惰性气体（氮气），通过辅助的供气装置是一种新技术，它是利用高压惰性气体（氮气），通过辅助的供气装置注入塑料熔体特定区域，以形成整

21、个或局部空心塑件的成型技术。注入塑料熔体特定区域，以形成整个或局部空心塑件的成型技术。1.气辅成型原理气辅成型原理2.气辅成型工艺过程气辅成型工艺过程熔体注射熔体注射气体注入气体注入保压冷却保压冷却脱模顶出脱模顶出3.气辅成型设备气辅成型设备（1）注射机）注射机（2）气体制备及回收装置）气体制备及回收装置（3）气体控制单元）气体控制单元4.气辅注射模设计与制造要点气辅注射模设计与制造要点对气道的处理要求较高，要求塑件平均壁厚应较相应普通壁厚薄，且气道的对气道的处理要求较高，要求塑件平均壁厚应较相应普通壁厚薄，且气道的截面应与平均壁厚保持一定比例；截面应与平均壁厚保持一定比例；在设置进气位置，确

22、定气道结构、尺寸、位置和连接形式，设计气体引导槽，在设置进气位置，确定气道结构、尺寸、位置和连接形式，设计气体引导槽，设计浇系统及冷却系统等模具结构时，都需要考虑气体对塑料流动和冷却特点的设计浇系统及冷却系统等模具结构时，都需要考虑气体对塑料流动和冷却特点的影响；影响；若气道必须穿透，则可在气道尾部加溢料井；若气道必须穿透，则可在气道尾部加溢料井；模具加工时必须保证塑件和气道的壁厚；模具加工时必须保证塑件和气道的壁厚；9.7 中空吹塑成型与模具中空吹塑成型是将处于高弹态的塑料形坯置于模具型腔之中，通过压缩中空吹塑成型是将处于高弹态的塑料形坯置于模具型腔之中，通过压缩空气注入型坯之中使其吹胀并紧