1、3.4 压缩模设计压缩成型模具简称压缩模、压模，又称压制模，是塑料压缩成型所采用的模具，主要用于热固性塑料的成型。其基本成型过程是将塑料粉料或粒料直接加在敞开的模具加料室内，再将模具闭合，通过加热、加压使塑料呈流动状态并充满型腔，然后由于化学或物理变化使塑料固化（或硬化）定型。压缩成型的特点是塑料直接加入型腔内，压机压力通过凸模直接传递给塑料，模具是在塑料最终成型时才完成闭合。其优点是无需设置浇注系统，耗料少，使用的设备和模具都比较简单，适用于流动性差的塑料，宜成型大型塑件，塑料的收缩率小，变形小，各向异性比较均匀；其缺点是生产周期长，效率低，不易压制形状复杂、壁厚相差较大、尺寸精度高且带有精
2、细或易碎嵌件的塑件。3.4.1 压缩模的结构组成及分类1压缩模的结构组成压缩模的典型结构如图 3-96 所示。模具的上模和下模分别安装在压力机的上、下工作台上，上、下模通过导柱导套导向定位。上工作台下降，使上凸模 3 进入下模加料室 4 与装入的塑料接触并对其加热。当塑料成为熔融状态后，上工作台继续下降，熔料在受热受压的作用下充满型腔。塑件固化（或硬化）成型后，上工作台上升，模具分型，同时压机下面的辅助液压缸开始工作，脱模机构将塑件脱出。压缩模按各零部件的功能作用可分为以下几大部分。（1）成型零件 成型零件是直接成型塑件的零件，加料时与加料室一同起装料的作用，模具闭合时形成所要求的型腔。图 3
3、-96 中模具型腔由上凸模 3、凹模 4、型芯 8、下凸模 9等构成。（2）加料室 图 3-96 中凹模 4 的上半部，为凹模截面尺寸扩大的部分。由于塑料与塑件相比具有较大的比容，塑件成型前单靠型腔往往无法容纳全部原料，因此一般需要在型腔之上设有一段加料腔室。（3）导向机构 导向机构的作用是保证上模和下模两大部分或模具内部其他零部件之间准确对合。图 3-96 中，由布置在模具上周边的四根导柱 6 和导套 10 组成导向机构，为保证推出机构上下运动平稳，该模具在下模座板 15 上设有两根推板导柱，在推板上还设有推板导套。（4）侧向分型与抽芯机构 当压缩塑件带有侧孔或侧向凹凸时，模具必须设有各种侧
4、向分型与抽芯机构，塑件方能脱出。图 3-96 中的塑件有一侧孔，在推出塑件前用手动丝杠（侧型芯 19）抽出侧型芯。（5）脱模机构 压缩模中一般都需要设置脱模机构（推出机构），其作用是使塑件脱模。图 3-96 中的脱模机构由推板 16、推杆固定板 18、推杆 12 等零件组成。（6）加热系统 在压缩热固性塑件时，模具温度必须高于塑料的交联温度，因此模具必须加热。常见的加热方式是电加热。图 3-96 中加热板 5、11 中设计有加热孔 7，加热孔中插入加热元件（如电热棒）分别对上凸模、下凸模和凹模进行加热。2 书名（7）支承零部件 压缩模中的各种固定板 、支承板（加热板）以及上、下模座等均称为支承
5、零部件，主要作用是固定和支承模具中各种零部件，并且将压力机的压力传递给成型零部件和成型物料。如图 3-96 中的上模座板 1、加热板 5 和 11、垫块 14、下模座板15、型腔固定板 20、承压板 21 等。图 3-96 压缩模结构 1上模座板；2螺钉；3上凸模；4加料室（凹模）；5、11加热板；6导柱； 7加热孔；8型芯；9下凸模；10导套；12推杆；13支承钉；14垫块； 15下模座板； 16推板；17连接杆；18推杆固定板；19侧型芯；20型腔固定板；21承压板2压缩模的分类压缩模分类方法很多，可按模具在压力机上的固定方式分类，可按模具加料室的形式进行分类，也可按型腔数目的多少分类。这
6、里介绍两种常见的分类方法。（1）按模具在压机上的固定形式分类1）移动式压缩模 移动式压缩模如图 3-97 所示，模具不固定在压力机上。压缩成型前，打开模具把塑料加入型腔，然后将上下模合拢，送入压力机工作台上对塑料进行加热、加压固化成型。成型后将模具移出压力机，使用专门卸模工具开模脱出塑件。这种模具结构简单，制造周期短，但因加料、开模、取件等工序手工操作，劳动强度大、生产率低、易磨损，适用于压缩成型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。章名 3图 3-97 移动式压缩模1凸模；2凸模固定板；3凹模；4U 型支架2）半固定式压缩模 半固定式压缩模如 图 3-98 所
7、示，一般将上模固定在压机上，下模可沿导轨移动，移进时用定位块定位，合模时靠导向机构定位。在压力机外进行加料并在卸模架上脱出塑件。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，也可按需要采用下模固定的形式，工作时移出上模，用手工取件或卸模架取件。图 3-98 半固定式压缩模1凹模（加料室）；2导柱；3凸模（上模）；4型芯；5手柄3）固定式压缩模 固定式压缩模如 图 3-98 所示。上、下模分别固定在压机的上、下工作台上。开合模与塑件脱出均在压力机上靠操作压力机完成，因此生产率较高、操作简单、劳动强度小、模具振动小、模具寿命长，但缺点是模具结构复杂、成本高，且安放嵌件不方便，
8、适用于成型批量较大或形状较大的塑件。（2）根据模具加料室形式分类1）溢式压缩模 溢式压缩模如 图 3-99 所示。这类压缩模没有加料室，型腔总高度 h 基本上就是塑件高度。由于凸模与凹模无配合部分，完全靠导柱定位，故塑件的径向尺寸精度不高。环形挤压面 B 的宽度较窄，可减小塑件的飞边。溢式压缩模结构简单，造价低廉，耐用，塑件易取出，对加料量的精度要求不高，加料量一般仅大于塑件重量的 5%左右，常用预压型坯进行压缩成型，它适用于精度不高且尺寸小的浅型腔塑件。4 书名图 3-99 溢式压缩模 图 3-100 不溢式压缩模2）不溢式压缩模 不溢式压缩模如图 3-100 所示。这种模具的加料室为型腔上
9、部延续，其截面形状和尺寸与型腔完全相同，无挤压面。塑件径向壁厚尺寸精度较高。由于配合段单面间隙为 0.0250.075mm 左右，故压缩时仅有少量的塑料流出，使塑件在垂直方向上形成很薄的轴向飞边，去除比较容易。模具在闭合压缩时，压力几乎完全作用在塑件上，因此塑件密度高，强度高。不溢式压缩模适用于成型形状复杂、精度高、壁薄、流程长的深腔塑件，也可成型流动性差、比容大的塑件。但由于塑料溢出量极少，加料量多少直接影响着塑件的高度尺寸，要求加料量必须准确；另外凸模与加料室内壁有摩擦，可能会划伤内壁；不溢式压缩模还需要设置推出装置，否则塑件很难取出。3) 半溢式压缩模 半溢式压缩模如图 3-101 所示
10、。这种压缩模在型腔上设有加料室，其截面尺寸大于型腔截面尺寸，两者分界处有一环形挤压面，其宽度为 35mm。凸模与加料室呈间隙配合，凸模下压时受到挤压面的限制，故易于保证塑件高度尺寸精度。凸模在四周开有溢流槽，过剩的塑料通过配合间隙或溢流槽排出。因此，此种压缩模操作方便，加料时加料量不必严格控制，只需简单地按体积计量即可。图 3-101 半溢式压缩模半溢式压缩模兼有溢式和不溢式压缩模的优点，塑件径向壁厚尺寸和高度尺寸的精度均较好，密度较高，模具寿命较长，塑件脱模容易，塑件外表不会被加料室划伤，因此在生产中被广泛采用。半溢式压缩模适用于压缩流动性较好的塑料以及形状较复杂的塑件，章名 5由于有挤压边
11、缘，不适用于压制以布片或长纤维作填料的塑件。3.4.2 压缩模与压力机的关系1国产压力机的简介压力机的种类较多，按传动方式分为机械式压力机和液压机，其中机械式压力机常见的形式有螺旋式压力机，双曲柄杠杆式等。由于机械式压力机的压力不准确，运动噪声大，容易磨损，特别是人力驱动的手板压力机，劳动强度很大，故机械式压力机工厂很少采用。液压式最为常用，其分类为：按机架结构分为框式结构和柱式结构；按施压方向分为上压式和下压式，压制大型层压板可采用下压式压力机，压制塑件一般采用上压式压力机；按工作流体种类可分为油驱动的油压机和油水乳液驱动的水压机。目前大量使用的是带有单独油泵的液压机，此种压力机的油压可以调
12、节，其最高工作油压多采用 30MPa，此外还有16 MPa、32 MPa、50 MPa 等。液压机多数具有半自动或全自动操作系统，对成型时间等可以进行自动控制。2压力机有关工艺参数校核压力机的成型总压力、开模力、脱模力、合模高度和开模行程等技术参数与压缩模设计有直接关系，同时压板和工作台等装配部分尺寸在设计模具时也必须考虑，所以在设计压缩模时应首先对压力机作以下几方面的校核。（1）成型总压力的校核成型总压力是指塑料压缩成型时所需的压力，它与塑料的几何形状、水平投影面积、成型工艺等因素有关，成型总压力必须满足下式： （3-32）mpFnAK式中 F m 成型塑件所需的总压力（N）；K 修正系数，
13、按压机的新旧程度取 0.750.90；Fp 压力机的额定压力（N ）。n 型腔数目；A 单个型腔在工作台上的水平投影面积（mm 2），对于溢式或不溢式模具水平投影面积等于塑件最大轮廓的水平投影面积；对于半溢式模具等于加料室的水平投影面积；p 压缩塑件需要的单位成型压力（MPa）；当压机的大小确定后，也可以按下式确定多塑腔模具的塑腔数目：（取整数)） （3-33 ）/pnKFA（2）开模力的校核开模力的大小与成型压力成正比，可按下式计算： （3-34）km式中 F k 开模力（N ）；k 系数，配合长度不大时可取 0.1，配合长度较大时可取 0.15，塑件形状复杂且凸凹模配合较大时可取 0.2。
14、若要保证压缩模可靠开模，必须使开模力小于压力机液压缸的回程力。6 书名（3）脱模力的校核压力机的顶出力是保证压缩推出机构脱出塑件的动力，压缩所需的脱模力可按下式计算： （3-35）tcfFAP式中 F t 塑件从模具中脱出所需要的力（ N）；Ac 塑件侧面积之和（ mm2）；Pf 塑件与金属表面的单位摩擦力，塑件以木纤维和矿物质作填料取 0.49 MPa，塑料以玻璃纤维增强时取 1.47 MPa。若要保证可靠脱模，则必须使压力机的顶出力大于脱模力。（3）合模高度与开模行程的校核为了使模具正常工作，必须使模具的闭合高度和开模行程与压力机上下工作台之间的最大和最小开距以及压力机的工作行程相适应，即
15、（3-36）min12hh式中 h min 压力机上下模板之间的最小距离；h 模具合模高度；h1 凹模的高度（见图 3-102）；h2 凸模台肩的高度（见图 3-102）。如果 h hmin，上下模不能闭合，模具无法工作，这时在模具与工作台之间必须加垫板，要求 hmin 小于 h 和垫板厚度之和。为保证锁紧模具，其尺寸一般应小于 1015mm。为保证顺利脱模，还要求（3-37 ）max12(103)stLhm式中 L 模具最小开模距离；hs 塑件的高度（mm）；ht 凸模高度（mm）；hmax 压力机上下模板之间的最大距离。 103hstL254图 3-102 模具高度和开模行程1、5上、下工
16、作台；2凸模；3塑件；4凹模章名 7（4）压力机顶出机构的校核 固定式压缩模一般均利用压力机工作台面下的顶出机构（机械式或液压式）驱动模具脱模机构进行工作，因此压力机的顶出机构与模具的脱模机构的尺寸要相适应，即模具所需的脱模行程必须小于压力机顶出机构的最大工作行程，模具需要的脱模行程 Ld 一般应保证塑件脱模时高出凹模型腔 1015mm，以便将塑件取出，即有（3-38）3(105)ds pLhmL式中 L d 压缩模需要的脱模行程（mm）；hs 塑件的最大高度（mm）；h3 加料室的高度（mm）；Lp 压力机推顶机构的最大工作行程（mm）。（5）压力机工作台有关尺寸的校核 压缩模设计时应根据压
17、力机工作台面规格和结构来确定模具的相应尺寸。模具的宽度尺寸应小于压力机立柱（四柱式压机）或框架（框架式压机）之间的净距离，使压缩模能顺利装在压力机的工作台上，模具的最大外型尺寸不应超过压力机工作台面尺寸，同时还要注意上下工作台面上的 T 形槽的位置。模具可以直接用螺钉分别固定在上下工作台上，但模具上的固定螺钉孔（或长槽，缺口）应与工作台的上下 T 形槽位置相符合，模具也可用螺钉和压板压紧固定，这时上下模底板设有宽度为 1530mm 的凸台阶。3.4.3 压缩模成型零部件设计在设计压缩模时，首先应确定加料室的总体结构，凹模和凸模之间的配合形式以及成型零部件的结构，然后再根据塑件尺寸确定型腔成型尺
18、寸，根据塑件重量和塑料品种确定加料室尺寸。1塑件在模具内加压方向的确定加压方向是指凸模作用方向。加压方向对塑件的质量、模具结构和脱模的难易程度都较大影响，因此在决定加压方向时应考虑下述因素。（1）便于加料 图 3-103 所示为同一塑件的两种加压方法。图 3-103a 加料室直径小而深，不利于加料；图 3-103b 加料室直径大而浅，便于加料。（a） （b）图 3-103 便于加料的加压方向（2）有利于压力传递 在加压过程中，尽量缩短压力传递距离，以减少压力损失。圆筒形塑件一般情况下应顺着其轴向施压，如图 3-104a 所示。但对于轴线长的杠类、管类等8 书名塑件，由于塑件过长，成型压力不易均
19、匀地作用在全长范围内，若从上端加压，则塑件底部压力小，会使底部产生疏松或角落填充不足的现象；若采用上下凸模同时加压，则塑件中部会出现疏松现象，为此可将塑件横放，采用图 3-104b 所示的横向加压形式，这种形式有利于压力传递，可克服上述缺陷，但在塑件外圆上将产生两条飞边而影响外观质量。（a ） （b）图 3-104 有利于压力传递的加压方向（3）便于安装和固定嵌件 当塑件上有嵌件时，应优先考虑将嵌件安装在下模。若将嵌件安装在上模，如图 3-105a 所示，既不方便又可能使嵌件不慎落下压坏模具；如 图 3-105b 所示，将嵌件改装在下模，不但操作方便，而且还可利用嵌件推出塑件而不留下推出痕迹。
20、（a ） （b）图 3-105 便于安放嵌件的加压方向（4）便于塑料流动 加压方向与塑料流动方向一致时，有利于塑料流动。如 图 3-106a所示，型腔设在上模，凸模位于下模，加压时，塑料逆着加压方向流动，同时由于在分型面上需要切断产生的飞边，故需要增大压力；而图 3-106b 中，型腔设在下模，凸模位于上模，加压方向与塑料流动方向一致，有利于塑料充满整个型腔。章名 9（a） （b）图 3-106 便于塑件流动的加压方向（5）保证凸模强度 对于从正反面都可以加压成型的塑件，选择加压方向时应使上凸模形状尽量简单，保证凸模强度。图 3-107b 所示的结构比 图 3-107a 所示结构的凸模强度高。
21、（a ） （b）图 3-107 有利于凸模强度的加压方向（6）保证重要尺寸的精度 沿加压方向的塑件高度尺寸会因飞边厚度不同和加料量不同而变化（特别是不溢式压缩模），故精度要求高的尺寸不宜设计在加压方向上。（7）便于抽拔长型芯 当利用开模力作侧向机动分型抽芯时，应注意将抽拔距较大的型芯与加压方向保持一致，而将抽拔距较小的型芯放在侧向作侧向分型抽芯。2凸模与凹模的配合形式（1） 凹、凸模各组成部分及其作用 以半溢式压缩模为例，凹模、凸模一般由引导环、配合环、挤压环、储料槽、排气溢料槽、承压面、加料室等部分组成，如图 3-108 所示。它们的作用及参数如下：10 书名 R1235L21HZB80图
22、3-108 压缩模的凸凹模各组成部分1）引导环 L1 引导环是引导凸模进入凹模的部分。除加料室极浅（高度小于 10mm）的凹模外，一般在加料腔上部设有一段长为 L1 的引导环。引导环都有一段 角的斜度，并设有圆角 R，以使凸模顺利进入凹模，减少凸、凹模之间的摩擦，避免在推出塑件时擦伤表面，增加模具使用寿命，减少开模阻力，并可以进行排气。移动式压缩模 取20130，固定式压缩模 取 201。有时上、下凸模为了加工方便， 取 45。圆角 R 通常取 12mm，引导环长度 L1 取 510mm，当加料腔高度 H30mm 时，L 1 取1020mm。2）配合环 L2 配合环是凸模与凹模的配合部位，其作
23、用是保证凸模与凹模定位准确，阻止溢料，通畅地排气。凸、凹模的配合间隙以不发生溢料和双方侧壁互不擦伤为原则。通常移动式模具，凸、凹模可采用 H8/f7 配合，形状复杂的可采用 H8/f8 配合，或取单边间隙 t=0.0250.075mm。配合环长度 L2 应根据凸、凹模的间隙而定，间隙小则长度取短些。一般移动式压缩模 L2 取 46mm；固定式模具，若加料腔高度 H30mm 时，L 2 取810mm.。3）挤压环 B 挤压环的作用是限制凸模下行位置并保证最薄的水平飞边，挤压环主要用于半溢式和溢式压缩模。半溢式压缩模的挤压环的形式如图 3-109 所示，挤压环的宽度B 值按塑件大小及模具用钢而定。
24、一般中小型模具 B 取 24mm，大型模具 B 取 35mm。R0.53.1242（a ） （b）图 3-109 挤压环的形式章名 111凸模；2凹模4）储料槽 储料槽的作用是储存排出的余料。Z 过大，易发生制品缺料或不致密，过小则影响塑件精度及飞边增厚。半溢式压缩模的储料槽形式如图 3-108 所示的小空间 Z，通常储料槽深度 Z 取 0.51.5mm；不溢式压缩模的储料槽设计在凸模上，如 图 3-110 所示。02（a ） （b）图 3-110 不溢式压缩模储料槽1凸模；2储料槽5）排气溢料槽 压缩成型时为了减少飞边，保证塑件精度和质量，必须将产生的气体和余料排出，一般可通过在压制过程中进
25、行卸压排气操作或利用凸、凹模配合间隙来排气，但压缩形状复杂塑件及流动性较差的纤维填料的塑料时，应设排气溢料槽，成型压力大的深型腔塑件也应开设排气溢料槽。图 3-111 所示为固定半溢式压缩模排气溢料槽的不同形式。排气溢料槽应开到凸模的上端，使合模后高出加料腔上平面，以便使余料排出模外。 0.23580.2356（a） （b）图 3-111 半溢式固定式压缩模的溢料槽6）承压面 承压面的作用是减轻挤压环的载荷，延长模具的使用寿命。承压面的结构形式如图 3-112。图 3-112a 是以挤压环为承压面，承压部位容易变形甚至压坏，但飞边较薄；图 3-112b 表示凸模与凹模之间留有 0.030.05
26、mm 的间隙，以凸模固定板与凹模上端面12 书名作为支承面，可防止挤压环的变形损坏，延长模具使用寿命，但飞边较厚，主要用于移动式压缩模；图 3-112c 是用承压块作挤压面，通过调节承压块的厚度来控制凸模进入凹模的深度或控制凸模与挤压边缘的间隙，减少飞边厚度，主要用于固定式压缩模。 0.350.51 12332321（a） （b） （c ） 图 3-112 压缩模承压面的 结构形式1凸模；2承压面；3凹模（2）凸、凹模配合的结构形式压缩模凸模与凹模配合的结构形式及尺寸是压缩模设计的关键，其形式和尺寸依压缩模类型不同而不同。1）溢式压缩模凸模与凹模的配合形式 图 3-113 所示为溢式压缩模的常
27、用配合形式，没有加料室，更无引导环和配合环，凸模和凹模在分型面水平接触。为了减少溢料量，接触面要光滑平整，且接触面积不宜太大，以便将飞边减至最薄，一般将接触面设计成单边宽度为 35mm 的环形面（溢料面），如图 3-113a 所示。为了提高承压面积，在环形面（挤压面）外开设溢料槽，槽以内为溢料面，溢料槽外为承压面，如图 3-113b 所示。3535（a） （b） 图 3-113 溢式压缩模的配合形式2）不溢式压缩模凸模与凹模的配合形式 不溢式压缩模典型的配合形式如 图 3-114 所示，其加料室的截面尺寸与型腔截面尺寸相同，没有挤压环。其配合间隙不宜过小，否则压制时型腔内气体无法通畅地排出，且
28、凸、凹模极易擦伤、咬死；但配合间隙也不宜过大，否则溢料严重，飞边难以去除，配合环常用配合精度为 H8/f7 或单边 0.0250.075mm。章名 131234图 3-114 不溢式压缩模的配合形式1排气溢料槽；2凸模；3承压面；4凹模上述配合形式的最大缺点是凸模与加料室侧壁摩擦会使加料室逐渐损伤，造成塑件脱模困难，而且塑件外表面也很易擦伤。 为克服这些缺点，可采用如图 3-115 所示的改进形式。图 3-115a 是将凹模型腔向上延长 0.8mm 左右，每边向外扩大 0.30.5mm 左右，减少塑料推出时的摩擦，同时凸模与凹模间形成空间，供排除余料用；图 3-115b 用于带斜边的塑件，将型
29、腔上端按塑件侧壁相同的斜度适当扩大，高度增加 2mm 左右。210.210.58（a） （b） 图 3-115 不溢式压缩模的改进形式1凸模；2凹模3）半溢式压缩模的配合形式 半溢料压缩模的配合形式如 图 3-108 所示。这种形式的最大特点是具有水平挤压面，同时还具有不溢料式压缩模凸模与加料室之间的配合环和引导环。配合环的配合精度可取 H8/f7 或单边留 0.0250.075mm 间隙。3加料室尺寸的计算压缩模凹模的加料室是供装塑料原料用的。其容积要足够大，以防在压制时原料溢出模外。（1）塑件所需原料体积计算塑件所需原料体积计算公式如下：14 书名（3-39）1ssVK式中 V sl塑件所
30、需原材料的体积（ mm3）；K 塑料的压缩比，见表 3-9；Vs 塑件的体积（mm 3）。若已知塑件质量求塑件所需原料体积，则可用下式计算：（3-40）1ssmvV式中 m 塑件质量（g）；v 塑料的比容，见表 3-9。表 3-9 常 见 热 固 性 塑 料 的 比 容 、 压 缩 比塑料名称 比容 v/cm3g -1 压缩比 K酚醛塑料（粉状） 1.82.8 1.52.7氨基塑料（粉状） 2.53.0 2.23.0碎布塑料（片状） 3.06.0 5.010.0（2）加料室高度的计算在进行加料室高度的计算之前，应确定加料室高度的起始点。一般情况，不溢式加料室高度以塑件的下底面开始计算，而半溢式
31、压缩模的加料室高度以挤压边开始计算。1）图 3-116a 所示的不溢料式压缩模，其加料室高度按下式计算：（3-41）(510)slXVHmA式中 V sl塑料原料的体积（ mm3）；VX 下凸模凸出部分的体积（mm 3）；A 加料室的截面积（mm 2）。2）图 3-116b 所示的不溢料式压缩模，其加料室高度按下式计算：（3-42）(510)sljHm式中 V j加料室底部以下型腔的体积（ mm3）。3）图 3-116c 所示为不溢料式压缩模，可压制壁薄而高的塑件，由于型腔体积大，塑料原料体积较小，塑料装入后尚不能达到塑件高度，这时加料室高度只需在塑件高度基础上再增加 1020mm，即（3-4
32、3 ）(102)h式中 h 塑件的高度（mm）。4）图 3-116d 所示的半溢式压缩模，其加料室高度按下式计算：（3-44）(510)sljXVHmA章名 15VjXVjXV HHHH 102（a） （b） （c ） （d）图 3-116 压缩模加料室的高度3.4.4 压缩模脱模机构设计1固定式压缩模的脱模机构固定式压缩模的脱模机构按推出方式可分为推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构等，与注射模相似。固定式压缩模脱模机构按动力来源可分为气动式、手动式、机动式三种。气动式如图 3-117 所示，即利用压缩空气直接将塑件吹出模具。当采用溢式压缩模或少数半溢式压缩模时，如果塑件为薄壁壳形、对
33、型腔的粘附力不大，则可采用气吹脱模。当薄壁壳形塑件对凸模包紧力很小或凸模斜度较大时，开模后塑件会留在凹模中，这时将压缩空气吹入塑件与模壁之间因收缩而产生的间隙里，使塑件脱模，如图 3-117a 所示。图3-117b 为一矩形塑件，其中心有一孔，成型后压缩空气吹破孔内的溢边，压缩空气便会钻入塑件与模壁之间，使塑件脱出。（a） （b）图 3-117 气吹脱模16 书名手动式可利用人工通过手柄，用齿轮齿条传动机构或卸模架等将塑件取出。图 3-118所示即为手动式的形式，摇动压力机下方是带齿轮的手柄，齿轮带动齿条上升进行脱模。 54321图 3-118 压力机中的手动推顶装置1推杆；2压力机下工作台；
34、3手柄；4齿轮；5齿条机动式如图 3-119 所示。图 3-119a 是利用压力机下工作台下方的顶出装置推出脱模；图 3-119b 利用上横梁中的拉杆 1 随上横梁（上工作台）上升带动托板 4 向上移动而驱动推杆 6 推出脱模。 46215（a） （b）图 3-119 压力机推顶装置1拉杆；2压力机下工作台；3活塞杆（顶杆）；4托板；5液压缸；6推杆2半固定式压缩模的脱模机构（1）带活动上模的压缩模脱模机构 这类压缩模可将凸模或模板制成沿导滑槽抽出的形式，如图 3-120 所示，开模后塑件留在活动上模 2 上，用手柄 1 沿导滑板 3 把活动上模拉出模外取出塑件，然后再把活动上模送回模内。章名
35、 174321图 3-120 抽屉式压缩模1手柄；2活动上模；3导滑板；4凹模（2）带活动下模的压缩模脱模机构 如图 3-121 所示为一典型的模外脱模机构。该脱模机构工作台 3 与压力机工作台等高，工作台支承在四根立柱 8 上。在工作台 3 上装有宽度可调节的导滑槽 2，以适应不同模具宽度。在脱模工作台中间装有推出板、推杆和推杆导向板，推杆与模具上的推出孔相对应，当更换模具时则应调换这几个零件。工作台下方设有液压推出缸 9，在液压缸活塞杆上接有调节推出高度的丝杠 6，为了使脱模机构 上下运动平稳而设有滑动板 5，该板上的导套在导柱 7 上滑动。为了将模具固定在正确的位置上，设有定位板 1 和
36、可调节的定位螺钉。开模后将活动下模的凸肩滑入导滑槽 2 内，并推到与定位板相接触的位置。开动推出液压缸，推出塑件，待清理和安装嵌件后，将下模重新推入压力机的固定槽中进行压缩。当下模重量较大时，可以在工作台上沿模具拖动路径设滚柱或滚珠，使下模拖动轻便。18 书名 10123456879图 3-121 模外液压推顶脱模机构1定位板；2导滑槽；3工作台；4推出板；5滑动板；6丝杆；7导柱；8立柱；9液压缸；10推杆导向板3移动式压缩模脱模机构简单的移动式压缩模可以采用撞击的方法脱模，即在特定的支架上将模具顺序撞开，然后用手工或简易工具取出塑件。采用这种方法脱模，其模具结构简单，成本低，但劳动强度大，
37、振动大，而且由于不断撞击，易使模具过早地变形磨损，因此这种脱模方式已逐渐被淘汰。移动式压缩模普遍采用特殊的卸模架，利用压力机提供的压力卸模，虽然生产率低，但开模动作平稳，劳动强度低，可提高模具使用寿命。对开模力不太大的模具，可采用单向卸模架，一般是用下卸模架，如图 3-122 所示；对开模力大的模具，要采用上下卸模架，如图 3-123 所示。章名 19（a） （b） （c ） （d）图 3-122 单向卸模架的形式（a ） （b）图 3-123 上下卸模架的形式卸模架脱模常见的两种结构形式：（1）单分型面压缩模卸模架脱模 采用上下卸模架脱模时，其结构如 图 3-124 所示。卸模时，先将上卸模
38、架 1、下卸模架 6 的推杆插入模具相应的孔内。当压力机的活动横架即上工作台压到上卸模架时，压力机的压力通过上下卸模架传递给模具，使得凸模 2 和凹模4 分开，同时，下卸模架推动推杆 3 推出塑件，最后由人工将塑件取出。20 书名图 3-124 单分型面压缩模卸模架1上卸模架；2凸模；3推杆；4凹模；5下模座板；6下卸模架（2）双分型面压缩模卸模架卸模 双分型面压缩模采用上下卸模架脱模时，其结构如图 3-125 所示。卸模时，同样先将上卸模架 1、下卸模架 5 的推杆插入模具相应的孔内。当压力机的活动横架压到上卸模架或下卸模架时，上下卸模架上的长推杆使得上凸模 2、下凸模 4 和凹模 3 分开
39、，凹模 3 留在上下卸模架的短推杆之间，最后在凹模中取出塑件。图 3-125 双分型面卸模架卸模1上卸模架；2上凸模；3凹模；4下凸模；5下卸模架4压缩模脱模机构与压力机的 连接方式设计固定式压缩模的脱模机构时，必须了解压力机顶出系统与压缩模脱模机构的连接方式。多数压力机都带有顶出系统，也有的不带顶出系统，不带顶出系统的压力机适用于移动式压缩模。当压力机带有液压顶出系统时，液压缸的活塞即为压力机的顶杆，一般顶杆上升的极限位置是其端部与工作台表面相平齐的位置。压力机的顶杆与压缩模脱模机构的连接方式有两种。（1）间接连接 即压力机的顶杆与压缩模的脱模机构不直接连接，如图 3-126 所示。章名 2
40、1如果压力机顶杆能伸出工作台面且伸出高度足够时，将模具装好后直接调节顶杆顶出距离，便可进行操作；当压力机顶杆端部上升的极限位置只能与工作台面平齐时，必须在顶杆端部旋入一适当长度的尾轴，尾轴的长度等于塑件推出高度加上压缩模座板厚度挡销厚度。尾轴的另一端与压缩模脱模机构无固定连接，如图 3-126a 所示。尾轴也可以反过来利用螺纹与压缩模的推板相连，如图 3-126b 所示。这两种形式都要设计复位杆等复位机构。234561 123456（a） （b）图 3-126 与尾轴间接连接的脱模机构1压力机顶杆；2下模座板；3挡销；4尾轴；5推板；6压力机下工作台（2）直接连接 即压力机的顶杆与压缩模的脱模
41、机构直接连接。如图 3-127 所示，压力机的顶出机构与压缩模脱模机构通过尾轴固定连接在一起。这种方式在压力机下降过程中能带动脱模机构复位，不需再设复位机构。（a ） （b）图 3-127 与尾轴直接连接的脱模机构3.4.5 压缩模设计实例1设计任务书设计如图 3-128 所示的压环的压缩模。制品材料为 UF，小批量生产，端面要求平整光洁，表面粗糙度 Ra 为 1.6m。22 书名图 3-128 压环塑件图2收集、分析原始资料（1）收集原始资料UF 性能及成型参数见表 3-10。表 3-10 UF 塑 料 性 能 及 成 型 参 数 表密度 /（g/cm 3） 1.471.52 比容/（cm
42、3 /g） 2.03.0收缩率/（ %） 0.61.4 压缩比 2.03.0吸水性/（mgcm -3） 0.50热变形温度/ 126140拉西格流动性 / mm 140200保持时间 /（ minmm-1） 1.0模具温度/ 130190线膨胀系数/（10 -5 -1） 2.23.6成型压力 /MPa 80120液压机参数见表 3-10。表 3-10 Y32-50 液 压 机 参 数 表公称压力/ kN 500 顶出杆最大行程(手动)/mm 150回程压力/ kN 105 工作台最大开距 /mm 600工作液最大压力 /MPa 20 工作台最小开距 /mm 200顶出杆最大顶出力/ kN 7.
43、5 滑块最大行程 /mm 400顶出杆最大回程力/ kN 3.75（2）对塑件进行分析1）塑件的原材料分析 塑料制件采用热固性塑料 UF（脲 甲醛）压塑粉。其价格便宜，着色性好，塑料制品外观好；有优良的电绝缘性和耐电弧性，表面硬度高，耐油、耐磨、耐弱碱和有机溶剂，吸水性较大。2）塑件的工艺分析章名 23该塑件外形结构相对较为简单，整体为圆形结构，最大直径为 51mm，总高度为26mm，大部分壁厚为 3mm 左右；所有尺寸均为无公差要求的自由尺寸；塑件表面粗糙度要求不高；材料为 UF（脲甲醛）压塑粉；生产批量小。综合上述因素，优先考虑采用压缩成型。3确定模具的结构方案结合对塑件的结构及工艺性分析
44、，可采用手动移动式压缩模。塑件在模具中的布置方式是将塑件料多的部分放在上侧，采用上压式液压机，要求模具中的凸模安装在上模，加料室要布置在下模。根据塑件的结构，选择把主型芯安置在下模中。根据塑件的结构特点及要求，采用了单型腔半溢式结构，并将塑件的回转轴线与模具的轴线布置在同一轴线上，结构简单，有利于压力的传递，并使之均匀。加压方向采用上压式。考虑塑件的外观质量，同时考虑塑件的结构，选择了两个水平分型面，如图 3-129 所示的、两个分型面。加料室采用了单型腔的加料室，以型腔的延伸部分及扩大部分作为加料室。脱模取件的方式是成型后移出模具，用卸模架分型后从凹模中取出制品。模具由装在机床上下工作台上的
45、加热板来加热；配合热固性塑料成型时的排气需要，在凹模上表面开设了 4 个排气槽。模具的成型零件主要由凸模、型芯和凹模构成，其中型腔是由凹模和嵌入下模固定板的镶件构成，型芯采用镶拼组合式。模架选用移动式通用模架。4压机的选取（1）成型压力查表选取 p=25MPa；模具为单型腔，n=1；压力系数取 K=1.2。按照式（3-32 ）可得，成型总压力：2213.1451.6.254(kN)4mFKAdp（2）开模力系数取 k=0.15，则由式（3-34）可得，开模力： 0.56.9.8(kN)m（3）脱模力塑件侧面积之和近似为 12345.4(548210.216)736)cAdhdhdh塑件与金属表
46、面的单位摩擦力取 Pf=0.49，由式（3-35）可得，开模力：0.936(N).(k)tcfF根据成型压力、开模力和脱模力的大小，查表可以选择型号为 Y32-50 的液压机，为上压式、下顶出、框架结构，公称压力为 500kN，回程压力为 105kN，最大顶出力为 7.5kN，24 书名工作台最大开距为 600mm，各项参数均满足压缩模的需要。5模具设计的有关计算（1）加料室尺寸的计算1）塑件所需原料体积计算加料室结构采用单型腔半溢式结构，挤压边宽度取 5mm，则加料室直径为d = 51+25 = 61（mm）根据塑件尺寸，近似算得塑件的体积 Vs= 78.371 cm3。由塑件体积求出塑件所需原料体积，查表取压缩比 K=2.5 ，按照式（3-39 ）可得塑件所需原料体积为 312.5783195.(cm)ssVK2）加料室高度的计算按照式（3-44）计算加料室的高度： 23230(.0)4195.378.1.91(.51)4.86.9026slrhHcdcmc 加料室高度可取为 H=46mm。（2）成型零件工作
