1、第12章 压缩模设计,压缩模的动作原理 （模拟动画） 压缩模成型工艺过程：材料预处理（预压、预热）把物料加入加料腔合模排气加热固化脱模清理模具制品后处理。,压缩模成型号的特点,压缩模成型号的特点：（1）成型设备、模具简单，且工艺易控制（2）压力大，制品密实，成型收缩小，变形小（3）能成型流动性差的塑料（4）易成型大中型塑件。 但（1）生产周期长、效率低，难以实现自动化（2）劳动强度高、劳动条件差（3）不能成型精度高、带有深孔、形状复杂和带有精细嵌件的塑件（4）对模具材料的要求高。,12.1 压缩模结构组成及分类,12.1.1 压缩模结构组成 1、成型零件 包括上凸模、凹模、型芯、下凸模等组成。
2、 2、加料室 凹模的上半部。 3、导向机构 导柱、导套。 4、侧向分型与抽芯机构 5、脱模机构 6、加热系统 7、支承零部件,12.1 压缩模结构组成及分类,12.1.2 压缩模的分类 一、按模具在压机上的固定形式分 1、移动式压缩模 模具不固定在压力机上，成形后将模具移出压力机，先抽出侧型芯，再取出塑件。在清理加料腔后，将模具重新组合好，然后放入压力机内再进行下一个循环的压缩成形。 其结构简单，制造周期短。但因加料、开模、取件等工序均为手工操作，模具易磨损，劳动强度大，模具重量一般不宜过大（20）。这种压缩模目前只供试验及新产品试制时制造样品用，正式生产中已经淘汰。,12.1.2 压缩模的分
3、类,2、半固定式压缩模 开合模在机内进行，一般将上模固定在压力机上，下模可沿导轨移动，用定位块定位，合模时靠导向机构定位。也可按需要采用下模固定的形式，工作时则移出上模，用手工取件或卸模架取件。 该结构便于放嵌件和加料，适用于小批量生产，可减小劳动强度。 3、固定式压缩模 上下模都固定在压力机上，开模、合模、脱模等工序均在压力机内进行。 生产效率高，操作简单，劳动强度小，开模振动小，模具寿命长，但结构复杂，成本高，且安放嵌件不方便。适用于成形批量较大或形状较大的塑件。,12.1.2 压缩模的分类,二、按模具加料室形式分 1、溢式压缩模 这种模具无加料室，型腔即可加料，型腔的高度 基本上就是塑件
4、的高度。型腔闭合面形成水平方向的环形挤压边，以减薄塑件飞边。压塑时多余的塑料极易沿着挤压边溢出，使塑料具有水平方向的毛边。模具的凸模与凹模无配合部分，完全靠导柱定位，仅在最后凸模与凹模才完全闭合。压缩时压力机的压力不能全部传给塑料。 模具闭合较快，会造成溢料量的增加，既造成原料的浪费，又降低了塑件密度，强度不高。溢式模具结构简单，造价低廉、耐用（凸凹模间无摩擦），塑件易取出，通常可用压缩空气吹出塑件。对加料量的精度要求不高，加料量一般稍大于塑件重量，常用预压型坯进行压缩成形，适用于压缩成形厚度不大、尺寸小和形状简单的塑件。,12.1.2 压缩模的分类,2、不溢式压缩模 这种模具有加料室，其截面
5、形状与型腔完全相同，加料室是型腔上部的延续。没有挤压边，但凸模与凹模有高度不大的间隙配合，一般每边间隙值约左右，压制时多余的塑料沿着配合间隙溢出，使塑件形成垂直方向的毛边。模具闭合后，凸模与凹模即形成完全密闭的型腔，压制时压力机的压力几乎能完全传给塑料。 塑件承受压力大，故密实性好，强度高。由于塑料的溢出量极少，因此加料量的多少直接影响着塑件的高度尺寸，每模加料都必须准确称量，所以塑件高度尺寸不易保证，因此流动性好容易按体积计量的塑料一般不采用不溢式压缩模。,12.1.2 压缩模的分类,3、半溢式压缩模 这种模具具有加料室，但其断面尺寸大于型腔尺寸。凸模与加料室呈间隙配合，加料室与型腔的分界处
6、有一环形挤压边(挤压边可限制凸模的下压行程，并保证塑件的水平方向毛边很薄) 。 模具使用寿命较长。因加料室的断面尺寸比型腔大，故在顶出时塑件表面不受损伤。塑料的加料量不必严格控制，因为多余的塑料可通过配合间隙或在凸模上开设的溢料槽排出。塑件的密度和强度较高，塑件径向尺寸和高度尺寸的精度也容易保证。,12.2 压缩模与压机的关系,12.2.1 国产压机的主要技术规范 机械式压机（不常用） 液压机,12.2.2 压机的有关工艺参数的校核,1、成型总压力的校核 2、开模力和脱模力的校核 3、合模高度与开模行程的校核 4、压机工作台有关尺寸的校核 5、压机顶出机构的校核,12.3 压缩模脱模机构的设计
7、,与注射模具推出机构相似。,第13章 压注模设计,压注模的动作原理 （模拟动画） 压注成型的特点： 1、成型周期短、生产效率高； 2、塑件的尺寸精度高、表面质量好； 3、可成型带细小嵌件、较深侧孔及较复杂的塑件； 但，浪费原料多、成型收缩率大、结构复杂，制造成本高。,13.1 压注模分类及结构组成,13.1.1 压注模的分类压注模按其固定方式分为：移动式压注模和固定式压注模 ，移动式压注模在小型塑件生产中有着广泛的应用；压注模按其加料腔的特征又可分为罐式压注模和柱塞式压注模（，罐式压注模用普通压机即可成形，柱塞式压注模需用专用压机成形。,13.1.2 压注模的结构组成,1、成型零件 2、加料装
8、置 3、浇注系统 4、导向机构 5、推出机构 6、加热系统 7、侧向分型与抽芯机构,13. 2 压注模与压机的关系,1、普通压机： 校核压机的总压力（公式13.1，P306） 2、专用压机： 校核辅助液压的额定压力（与压注成型所需压力校核，见公式13.2，P307）和压机的主液压缸的额定压力（与锁模力校核，见公式13.3，P307）。,13. 3 压注模与零部件设计,13.3.1 加料室的结构 13.3.2 压柱的结构 13.3.3 加料室与压柱的配合13.3.3 加料室尺寸计算,第14章 挤出模设计,动作原理模拟动画 挤出模亦称机头，为塑料三大成型之一。是用电加热或其它方法使塑料成为流动状态
9、，然后在一定压力作用下使它通过机头口模而制得连续的型材。它广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包层及其它异型材的成型。 特点：挤出成型具有生产效率高，制造简便，可以连续化生产等特点，它在塑料成型加工工业中占有很重要的地位。,14.1 挤出模的结构组成及分类,14.1.1 机头的结构组成 分为两部分：机头和定型装置（定型套） 一、机头 机头的作用：使来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动； 对机筒内的塑料熔体产生一定的压力，保证挤出的塑件密实； 使塑料通过机头时进一步塑化； 通过机头口模以获得所需的断面形状相同的连续的塑件。 机头的组成： 口模 成型塑件的外表面,14.1.1 挤出
10、模的结构组成,芯棒 成型制品的内表面 过滤网和多孔板 过滤网的作用是将熔融塑料由螺旋运动变为直线运动，过滤杂质，并造成一定的压力；过滤板起支承过滤网的作用。 分流器（鱼雷头）和分流器支架 分流器使通过它的塑料变成薄环状，便于进一步地加热与塑化。分流器支架主要用来支承分流器和芯棒，同时也有搅拌熔料的作用，小型机头的分流器与分流器支架可设计成一体。 机头体 用来组装机头各零件并与挤出机相连接。 温度调节系统 调节螺钉 调节挤出塑件的壁厚的均匀性 二、定型装置 使塑件通过它后获得良好的表面质量、正确的尺寸及几何形状。,14.1.2 挤出模的分类,1、按挤出塑件形状分类：可分为管材机头、棒材机头、板材
11、机头、吹膜机头、电缆机头等。 2、按挤出方向分类：可分为直向机头、横向机头（角机头）。前者机头内塑料流动方向与挤出机挤出螺杆轴向一致；后者机头内的塑料流动方向与挤出机螺杆轴向成某一角度（多为直角），如电缆机头。 3、按机头内压力大小分类：分为低压机头（料流压力小于4MPa）、中压机头（料流压力为4MPa 10MPa ）和高压机头（料流压力在10MPa 以上）。,14.1.3 挤出机头的设计原则,1、内腔呈光滑流线型：为了让熔融塑料充满机头的流道并均匀地被挤出，机头的内腔应呈光滑流线型，以减少阻力。流道截面积变化不能急剧扩大或缩小，更不能有死角和停滞区，以免发生过热分解。流道应加工得十分光滑，表
12、面粗糙度一般在0.1 以下。 2、足够的压缩比：所谓压缩比是指分流器支架出口处流道的断面积与机头出料口模和芯棒之间形成环隙面积之比。为了使塑件紧实和消除分流器支架造成的熔料合缝，根据塑料和制品的种类不同，应设计足够的压缩比。 3、正确的断声形状：由于塑料的物理性能和压力、温度等因素的影响，机头的成型部分断面形状并非就是制品要求的断面形状，两者有一定差异，设计时应考虑这因素，使成型部分有合理的断面形状。因断面形状的变化与成型时间有关，所以控制口模长度（成型长度）是保证塑件获得正确形状的有效方法。,14.1.3 挤出机头的设计原则,4、结构紧凑：在满足强度条件下，机头结构应紧凑，以便加工与易于装卸
13、。其形状尽量做到对称，使加热均匀。 5、选材合理：由于机头磨损较大，而且有的塑料有较强的腐蚀性，所以机头材料应选耐磨、硬度较高的钢材和合金钢制造，有的甚至要镀铬。 6、机内要有调节装置，同时结构紧凑。便于操作，调整维修方便。,14.1.4 机头材料的选择,见表14.1 （P319）机头常用材料表 挤出机头的材料选择，一般根据：加工塑料的品种与改性情况、加工制品的结构与批量、挤出机的性能、材料热处理的条件等。,14.2 挤出模与挤出机,挤出机的类型： 单螺杆式、双螺杆式、多螺杆式。 部分国产注射机的技术参数. 机头与挤出机的连接形式。,14.3 管材挤出成型机头,14.3.1 管材机头的分类 1
14、、直通式机头特点：塑料熔体在机头内的流动方向与挤出方向一致，机头结构简单，加工制造方便。但熔体通过分流器及分流器支架时产生熔接痕，且熔接痕不易消除，管材的力学性能较差，机头的长度较大，结构笨重。 应用：小型PVC、PE、PA、PC等管材。,14.3.1 管材机头的分类,2、直角式机头 机头轴线与挤出机螺杆成直角，从挤出机向机头侧向供料。 特点：成型时有一条熔接痕，熔体的流动阻力小，成型质量高。但机头结构复杂、制造困难。 应用：主要用于成型PE、PP等管材。 3、旁侧式挤管机头 机头轴线与挤出机螺杆成直角，从挤出机向机头侧向供料。,14.3.1 管材机头的分类,特点：成型时有一条熔接痕，熔体的流
15、动阻力小，成型质量高。但机头结构复杂、制造困难。 应用：主要用于成型PE、PP等管材。 4、微孔流道挤管机头 从挤出机挤出的塑料熔体，流向鱼雷体的同时，通过筛孔流向外侧，在芯棒与模套的环形间隙中进入定型区。 特点：这种机头在筛孔框后的部分可以更换，故一副管材模可生产多规格、多型号的管材。筛孔供料机头熔体压力损失小、结构紧凑，易于装卸和清理。 应用：适用于成型大口径、流动性和热稳定性好的聚烯烃类管材成型。,14.3.2 管材机头的结构设计,1、口模 2、芯棒 3、分流器及分流器支架 4、机头体,14.3.3 定径套的设计,管材定型的目的是使管材获得较细的表面粗糙度、准确的尺寸和正确的断面形状。
16、1、压缩空气外定径 在管材内通入压缩空气（表压为0.020.28MPa），使管坯紧贴于定径套内壁。为防止压缩空气泄露，在管内设置浮塞密封。压缩空气外定径结构简单，定径效果好，适用于直径较大的管材。2、真空外定径 借助于真空产生的吸附力，将管材外壁紧贴在定径套的内壁冷却定型。真空外定径法结构较简单，管口不必堵塞。所得到的管材有较细的表面粗糙度、较高的尺寸精度，壁厚均匀且内应力小。常用于小管的生产。,14.3.3 定径套的设计,3、内定径 定径棒内通入循环冷却水，管材与定径棒直接接触而冷却定型。此方法的特点是能保证管材内孔的尺寸精度和表面粗糙度，管材内部应力分布均匀。内定径主要适用于内径公差较高的
17、PE、PP、PA等塑料管材的成型。,14.4 棒材挤出成型机头,棒材是泛指截面为圆形、矩形、正多边形、正三角形和椭圆形等具有规则形状的实芯塑料棒。棒材直径可由几毫米到500毫米，扁平棒材的截面尺寸可达250mm100mm。常用于成型棒材的材料有PA、POM、PC、ABS、PSU、PPO以及PS、PE、PVC等，棒材模是塑料挤出机头中结构最简单的一类。,14.5 异型材挤出成型机头,除圆形、圆棒、片材、薄膜等挤出制品外，具有其它截面的塑料挤出制品。,14.6 板、片材挤出成型机头,14.7 薄膜挤出吹塑成型机头,吹塑薄膜挤出机头简称吹膜机头，可加工PVC、PE、PP、PS和PA等多种塑料薄膜，薄
18、膜厚度一般为0.010.03mm。吹塑法生产的特点是设备工艺简单、操作方便、成本低、废料少，薄膜经吹胀和牵伸后强度有所提高，但生产效率低，薄膜厚度不均匀。 吹膜机头类型： 根据挤出和牵伸方向的不同，吹塑薄膜成型可分为平挤上吹法、平挤下吹法和平挤平吹法，其中平挤上吹法和下吹法须使用直角机头，平挤平吹法使用水平机头。,14.7.1 吹膜机头的结构形式,1、芯棒式机头 芯棒式机头结构简单、制造方便，机头内流道空间小，存料少，熔体不易过热分解，适用于加工热敏性塑料（如PVC等），薄膜只有一条熔接线。但芯棒轴受侧向压力影响，会产生“偏中”现象，导致管坯厚薄不均，影响薄膜质量；另外靠近机身一侧的熔体流程小
19、，流速快，易导致薄膜出现“鼓肚”现象。在芯棒尖处易出现滞流区，导致熔体热降解。,14.7.1 吹膜机头的结构形式,2、十字形机头 又称中心进料机头，料流通过十字形分流支架后，形成多条明显的熔接线。因此，在芯模上开设缓冲槽，提高熔体熔接牢度。 十字形机头的特点是出料均匀，膜厚易控制。芯模不受单向侧压力，从根本上消除了“偏中”现象，但薄膜上有多条熔接线，机头内部空间大、存料多，不适合热敏性塑料的吹膜成型。,14.7.1 吹膜机头的结构形式,3、螺旋式机头 螺旋机头的特点是出料均匀，膜厚易控制，无熔接线。但机头内部存料空间大，熔体流程长，流动阻力大，故只适用于PE、PP、PS、PA等粘度较小、热稳定
20、性好的塑料吹膜成型。 4、其它： 共挤出机头、莲花瓣流道机头 、旋转式机头 等。,14.8 电线电缆挤出成型机头,在裸金属单丝或多股金属芯线上包覆有塑料绝缘层的线材称之为电线。在一束彼此绝缘的导线上或不规则芯线上包覆有塑料绝缘层的线材称之为电缆。用于生产电线电缆、并赋予其一定几何形状与尺寸的挤出成型模具，通称为线缆包覆挤出机头。 结构类型：挤压式包覆机头、套管式包覆机头,第15章 气动成型模具,气动成型模具是指借助于压缩空气或抽真空的方法，成型如瓶类、盒类等塑料制件。 主要包括：中空吹塑成型、真空成型和压缩空气成型。 特点：成型设备简单，模具的结构比较简单，模具的设计加工成本低，生产的费用低，
21、生产的效率高，模具寿命长，能得到尺寸较大的塑料制品。但产品的精度差。,15.1 中空吹塑成型模具,塑料的中空成形是指用压缩空气吹成中空容器和用真空吸成壳体容器而言。吹塑中空容器主要用于制造薄壁塑料瓶、桶以及玩具类塑件。吸塑中空容器主要用于制造薄壁塑料包装用品、杯、碗等一次性使用的容器。 分类： 中空吹塑成形是把熔融状态的塑料型坯置于模具内，压缩空气注入型坯中将其吹涨，使吹涨后制品的形状与模具内腔的形状相同，冷却定形后得到需要的产品。根据成形方法的不同，可分为以下五种形式：,15.1.1 中空吹塑成型的分类,1、挤出吹塑成形 2、注射吹塑成形 3、挤出拉伸吹塑成形 4、注射拉伸吹塑成形 5、多层
22、吹塑成形,15.2 真空成型模具,真空成形是把热塑性塑料板、片材固定在模具上，用辐射加热器加热至软化温度，然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉，使型坯按模具的轮廓成形。冷却后借助压缩空气使塑件从模具中脱出。 所加工的材料为薄片状的聚氯乙烯、聚莱乙烯、聚乙烯等。 真空成形方法主要有凹模真空成形、凸模真空成形、凹凸模先后抽真空成形、吹泡真空成形、辅助凸模真空成形和带有气体缓冲装置的真空成形等方法。,15.3 压缩空气成型模具,压缩空气成形的方法与真空成形的原理相同，都是使加热软化的板材紧贴模具加以成形。所不同的是对板材所施加的成形外力由压缩空气代替抽真空。在真空成形时，很难达到对板材施加较大的成形压力。而用压缩空气时，可对板材施加1个大气压 以上的成形压力。由于成形压力很高，因而用压缩空气时可以获得完满模具形状的塑件及深腔的塑件。,谢谢大家!,
