模具认知 教案 教案19

授课时间2课时4.6压缩模具4.7压注模具4.8挤出成教学目的教学重点教学难点更新、补内容4.10真空成形工艺及其模具教学过程及时间分配导入5分钟新授65分钟1.带侧向分型抽芯机构的注射模具适合成形哪些零件?2.带活动镶块的注射模具适合成形哪些零件?3.无流道注射模具适合成形哪些零件?4.6压缩模具压缩模又称压制模，是塑料成形模具中一种比较简单的模具。压缩模是借助压力机的加压和对模具的加热，使直接放入模具型腔内的塑料熔融并固化而成形出所需制件的模具。压缩模主要用来成形热固性塑料制件。压缩成形所用的设备是压力机或液压机。1.压缩成形原理及过程如图1所示为压缩成形原理。压缩成形过程为：将经过预制的热固性塑料原料(也可以是热塑性塑料),加入模具加料室内，然后合模，并对模具加热加压，塑料呈熔融状态充满型腔，然后冷却模具，塑件固化而成形，即压缩成形过程主要为加料、合模加压和脱模等。213图1压制成形原理1-凸模2-凹模3-原料4-加热板5-制件(a)加入塑料原料；(b)进行压制；(c)取出制件。2.压制成形工作循环如图2所示为压制成形的工作循环，其工作循环为：将塑料原料加入模具加料室内，塑料原料经模具合模、加热加压、排气、熔融塑料固化(热固性塑料发生交联反应并逐渐固化；热塑性塑料不发生交联反应，逐渐冷却并固化)而成形为所需制件，然后教学过程及时间分配开模取出制件，清模后再合模，重新进行下一个压制成形的工作清模脱模制件开模固化图2压制成形工作循环3.压缩成形的特点(1)成形方式和过程不同。注射成形时模具是在型腔中处于闭合状态下成形的，而压缩成形是靠凸模对凹模中的原料不断施加压力，使塑料在型腔内成形的。(2)模具结构较简单。压缩模没有浇注系统，只有一段加料室，这是型腔的延伸和扩展。(3)耗材少。由于没有浇注系统，所以也没有浇注系统凝料。(4)强度高。压塑模成形零件的强度比注射模高。(5)压力损失小。压力机的压力直接通过凸模传递给塑料原料，使损失大大减少。有利于流动性较差的塑料成形，还可压制较大平面的塑料制件。(6)生产周期长，效率低。(7)模具的磨损大。(8)不易压制形状复杂、壁厚相差较大、带有较小易断嵌件的塑料制件。压缩模分类方法很多，若按照模具在压机上的固定形式分类，压缩模可分为移动式压缩模、半固定式压缩模和固定式压缩模。4.6.1固定式压缩模具固定式压缩模是指压缩模固定安装在立式注射机上。如图3所示为固定式压缩模，如图4所示为固定式压缩模开模状态图。上下模分别固定在压力机的上下工作台上，开模、合模和塑件脱模均在压力机上，靠操作压力机来完成。1.固定式压缩模的基本结构热系统组成。(1)型腔：型腔是直接成形塑料制件的部分，加料时配合加料腔起装料作用。由加料室(凹模)12、下凸模1、型芯2和上凸模7等零件构成。(2)加料腔：由于热固性塑料与成形后的塑料制件相比具有第1讲第1页教学过程及时间分配较大的比体积，塑件在成形前单靠型腔无法容纳全部的原料，因此在型腔之上需要设有一段加料室。加料腔由加料室12的上半部分、下凸模1、型芯2和上凸模7形成型腔空间。(3)合模导向机构：合模导向机构由布置在模板周边的四根导柱9和四个导套11所组成，工作时由合模导向机构进行定位和导向开合。(4)脱模机构：成形后的塑料制件由脱模机构从模具的型腔中推出。模具的脱模机构由顶杆14和20、顶杆固定板15和顶杆垫板16等零件构成。(5)加热系统：热固性塑料的压缩成形需要一定的温度，因此必须对模具进行加热。模具的上模加热板10和下模加热板13分别开设有四个加热棒安装孔，用来插入加热棒，分别对上凸模7、下凸模1、型芯2、加料室12进行加热。2.固定式压缩模的工作过程开模时，压力机的上模部分上移，上凸模7脱离下模一段距离，压力机的辅助液压缸开始工作，顶杆20使顶杆垫板16推动顶杆14将压缩成形的塑料制件顶出压缩模外。然后，再在型腔中加料。合模时，通过导柱9和导套11导向定位，并使热固性塑料在加料腔和型腔中受热受压，成为熔融状态而充满模具型腔。固化成形后再开模，取出塑料制件，完成一个压缩成形循环周期。89AA31图3固定式压缩模教学过程及时间分配1-下凸模2-型芯3-承压板4、5、21-内六角螺钉6-加热棒安装孔7-上凸模8-上模座板9导柱10-上模加热板图4固定式压缩模开模状态图动小、模具寿命长，但模具结构复杂、成本高，且安放嵌件不方便，适用于成形批量较大或尺寸较大的塑件。4.6.2移动式压缩模具移动式压缩模是指模具不固定安装在设备上。如图5所示为电器旋钮移动式压缩模、图6所示为电器旋钮制件图。模具不固定在压力机上，成形后将模具移出压力机，使用专用卸模工具开模，取出塑件。1.电器旋钮移动式压缩模的基本结构这是一个热固性塑料制件的压缩模，它有一个水平分型面，属于单型腔移动式模具。该模具分为上模和下模两大部分。上模部分：由上模座板4、凹模5、凹模固定板6和导柱7等零件组成；教学过程及时间分配89123图5电器旋钮移动式压缩模1-内六角螺钉2-塑料制件3-手柄4-上模座板5--凹模6-凹模固定板7-导柱8-螺纹型芯9-下模型芯10-螺纹型环11-模套12-下模座板教学过程及时间分配图6电器旋钮制件图2.电器旋钮移动式压缩模的工作过程工作时先将螺纹型芯8插入下模型芯9的定位孔中，螺纹型环10放入模套11的底部，将热固性塑料电木粉放入由模套11等零件构成的加料室中。上、下模闭合，握住手柄3,将模具移到压力机中进行压制成形。塑料制件固化成形后，将模具移出压力机。利用专用卸模架将上、下模分开，同时利用卸模架中的推杆将螺纹型环10、塑料制件2和螺纹型芯8一同推出模套11,最后从塑料制件上拧下螺纹型芯8和螺纹型环10,重新放入模具中使用，完成一个成形周期。这种模具结构简单，制造周期短，但因加料、开模、取件等工序均手工操作，生产率低、模具易磨损，劳动强度大，模具质量一般不宜超过20kg,适用于压缩成形批量不大的中小型塑件以及形状复杂、嵌件较多、加料困难及带有螺纹的塑件。目前仅在试验及新产品试制中使用，批量生产中已经淘汰。半固定式压缩模是指模具的一部分在开模时可取出，一部分则始终固定在设备上。如图7所示为半固定式压缩模，一般将上模用压板7固定在压机上，下模可沿导轨6移进或移出压力机外进行加料和在卸模架上脱出塑件。下模移动时用限位块限定移动的位置。合模前，首先将金属或非金属嵌件放入凹模1中固定，再放入热固性塑料原料。通过手柄5使凹模1沿导轨6移动至限位块所限定的位置。合模时，通过导向机构定位，在压机的加热加压下熔化塑料并充满型腔，经固化成形后，压机将上模提升，用手将下模沿导轨6教学过程及工作时则移出上模，用手工取件或卸模架取件。该结构便于放嵌1-凹模(加科室)2-导柱3-凸模4-型芯5-手柄6-导轨7-压板这种模具结构便于放嵌件和加料，且上模不移出机外，从而减轻了劳动强度，特别是当移动式模具过重或嵌件过多时，为便4.7压注模具如图8所示为压注成形原理。塑料加入模具的加料室2中，使其继续受热呈熔融状态，在与加料室相配合的压料柱塞1的压力作用下，使熔融塑料经过浇注系统高速挤入模具型腔。热固性塑料在型腔内继续受热、受压，发生交联反应并逐渐固化成形。随后打开模具取出塑料制件，清理第1讲第1页教学过程及时间分配1-压料柱塞2-加料室3-上模座4-凹模5-凸模6-凸模固定板7-下模座2.压注成形工作循环如图9所示为压注成形工作循环。清模清模加料挤塑合模固化图9压注成形工作循环3.压注成形的特点(1)压注模设有单独的加料腔来盛装和熔融塑料，塑料熔体是通过浇注系统充满型腔的。浇注系统对压注模非常重要。(2)塑料熔体进入型腔之前，模具已经闭合。由于压注成形时排气量较大，模具需设置专门的排气系统。(3)可成形径向尺寸较小，嵌体较多的塑料制件和形状复杂的薄壁塑料制件。(4)制件质量高。(5)固定式压注模通常需要在加料腔和型腔周围安放加热元(6)塑料耗量较多。压注成形时会产生不能回收的浇注系统和加料腔残余的凝料。对于小型塑料制件宜采用多型腔压注模。(7)压注模结构比较复杂，要求较精密。压注成形工艺过程与压缩成形工艺过程基本相似，压缩成形是先放料后合模，而压注成形时先合模后放料。压注模与压缩模在模具结构上的最大区别是，压注模设有单独的加料室。压注模比压缩模结构复杂、成本高。按照压注模在压力机上的固定形式分类，压注模有固定式压注模和移动式压注模；按照模具加料腔的学生分类，压注模有溢式压注模、不溢式压注模和半溢式压注模；按照分型面的形式分类，压注模有水平分型面压注模和垂直分型面压注模。4.7.1固定式压注模具1.固定式压注模的基本结构如图10所示为固定式压注模。压注模主要由以下七个部分组教学过程及时间分配下模板5、型芯13等。(2)加料装置。由压柱10和加料室11组成，移动式压注模的加料室和模具是可分离的，固定式压注模的加料室与模具在一起。(3)浇注系统。与注射模相似，主要由主流道、分流道和浇口(4)导向机构。由导柱、导套组成，起定位、导向作用。(5)侧向分型与抽芯机构。如果塑件中有侧孔或侧凹，则必须采用侧向分型与抽芯机构，具体的设计方法与注射模的结构类似。(6)推出机构。在注射模中采用的推杆、推管、推件板等各种推出结构，在压注模中也同样适用。(7)加热系统。压注模的加热元件主要是电热棒、电热圈，加料室11、上模和下模均需要加热。移动式压注模主要靠压力机上下工作台的加热板进行加热。AA876134321BB图10固定式压注模1-复位杆2-拉杆3-支承板4-拉钩5-下模板6-上模板7-定距导柱8-加热器安装孔9-上模座板10-压柱11-加料室12-浇口套13-型芯14-推杆15-垫块16-推板17-下模座板2.固定式压注模的工作过程开模时，压柱10随上模座板9向上移动，A-A分型面分型，加料室11敞开，压柱把浇注系统的凝料从浇口套中拉出。当上模座板9上升到一定高度时，拉杆2上的螺母迫使拉钩4转动，使之与下模部分脱开，接着定距导柱7起作用，使分型面分型，最后由推出机构将塑件推出。合模时，复位杆1使推出机构复位，拉钩4靠自重将下模部分锁住。第1讲第1页教学过程及时间分配1.移动式罐式压注模的基本结构如图11所示为移动式罐式压注模。其特点是加料室和模具本体部分可以分离。移动式罐式压注模的结构主要是由压注柱塞4、凹模6和型芯(凸模)2等三大部分组成。压注模的加料装置由加料室5和压注柱塞4等组成。压料柱塞4是一个活动的零件，不需要连接到压力机的压板上。压注模的浇注系统与注射模相似，包括主流道、分流道和浇口。AA4563B272B8B图11移动式料槽压注模1-手柄2-型芯(凸模)3-导柱4-压料柱塞5-加料室2.移动式罐式压注模的工作过程模具闭合后放上加料室5,在加料室5中加入热固性塑料，通过压力机对压料柱塞4进行加热加压，在加料室5中使塑料熔化，并通过模具的浇注系统将熔化的塑料注入模具型腔中，完成塑料制件的压注成形工艺后，压力机的上压板上移，将压料柱塞4从加料室5中取出。然后从模具上移开加料室5,对加料室5内及其底部进行清理。随后取下凹模6,打开模具分型面取出塑料制件和浇铸系统凝料。清理型芯和分型面表面后合模，再将加料室5放在模具上，在加料室5中加入热固性塑料，进行下一周期的压注成形过程。移动式料槽压注模适用于小型塑料制件的压注成形加工。4.8挤出成形工艺及其模具挤出成形是使处于粘流状态的塑料在高温、高压下通过具有特定断面形状的模口，在较低温度下生产出具有所需截面形状的连续型材的成形方法。挤出模主要用于成形热塑性塑料，可成形的制品包括管、棒、板、丝、薄膜、电缆电线的包覆以及各种截面形状的管材或板材。挤出成形设备是塑料挤出机。其成形原理如图出为例)。将粒状或粉状的塑料加入挤出机料筒内加热熔融，使之呈粘流态，利用挤出机的螺杆旋转(柱塞)加压，迫使塑化好的塑料通过具有一定形状的挤出模具(机头)口模，成为形状与口教学过程及时间分配6。6。3冷却水出口冷却水入口21-挤出机料筒2-机头3-定径装置4-冷却装置5-牵引装置6-塑料管7-切割装置如图13(a)所示为挤出管材的挤出工艺过程示意图，如图13(b)所示为挤出片材和板材的挤出工艺过程示意图。教学过程及时间分配2.注射吹塑要使用一侧为注射成形另一侧为吹塑成形的专用设备，在注射成有底瓶坯后，再加热转入吹塑模内用压缩空气吹塑成形。3.拉伸吹塑是把挤出或注射出的坯料，拉长后进行吹塑成形。挤出吹塑成形法制造塑料薄膜是最常见的塑料制件之一。用挤出吹塑法生产出的薄膜厚度在0.01～0.25mm之间，展开宽度可达20m。能够采用吹塑法生产薄膜的塑料品种有PE,PP,PVC,PS,PA等，其中以前三类薄膜最为常见。4.10真空成形工艺及其模具真空成形也称真空吸塑成形，是