复合材料成型工艺与设备之模压设备(PPT 36页)

5 模压成型模具与液压机
5.1 概述
5.1.1 模具的作用 要求
模压成型的主要工艺设备，使能 制造出一定形状、尺寸、外观及各 种性能均满足设计要求的制品。
(1) 能承受20一80MPa的高压； (2) 能耐成型时模塑料对模具的摩擦；
(3) 在175—200℃温度时，其硬度应无显著下降； (4) 能耐模塑料及脱模剂的化学腐蚀； (5) 表面光滑； (6) 尺寸符合制品要求； (7) 在结构上要有利于模压料的流动及制品的取出，并能 满足工艺操作上的要求。
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30、如果你相信自己，你可以做任何事 。
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31、天空黑暗到一定程度，星辰就会熠 熠生辉 。
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32、时间顺流而下，生活逆水行舟。
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33、生活充满了选择，而生活的态度就 是一切 。
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34、人各有志，自己的路自己走。
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35、别人的话只能作为一种参考，是不 能左右 自己的 。
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36、成功来自使我们成功的信念。
一个水平分型面敞 开式压模
两个水平分型面闭 合式压模
为减少溢料量，密合面应光滑平整。为了减薄毛边 厚度，密合面面积不宜太大，可设计成紧围在制品周边 的环形。
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不溢式压模配合形式：凸凹 模之间不存在挤压面，凸凹模之 间需要留有一定的间隙(0.025～ 0.075mm)，便于气体排出和溢 料，并有利于开模。
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使用液压系统的另外一个好处就是能使力量成倍的增加。在液压系 统中只需要改变一个活塞和液压缸的尺寸。
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分类
A 以控制方式分类
(1) 手控式
采用手动方法控制液压系统中的阀及启 闭各种电器装置来实现操作。
(2)半自动式
除了加料及取出制品外，其 余有关压力操作加压、保压、泄 压，制品顶出及温度、压力、时 间的控制都自动进行。
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25、对于每一个不利条件，都会存在与 之相对 应的有 利条件 。
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26、一个人的快乐，不是因为他拥有的 多，而 是他计 较的少 。
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27、世间成事，不求其绝对圆满，留一 份不足 ，可得 无限美 好。
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28记住：你是你生命的船长；走自己的 路，何 必在乎 其它。
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29、你要做多大的事情，就该承受多大 的压力 。
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缺点
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， 进而影响制品外观质量； 模具必须设置推出机构，否则很难脱模； 一般为单型腔，生产效率低。
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半溢式压模 (半密闭式压模) 在型腔上另有一断面尺寸大于制件断面
尺寸的加料室，凸模与加料室动态配合，加 料室与型腔分界处有一环形挤压面。
如果在此厚度范围内不能满足制品的力学性能要求， 可考虑增设加强筋，或改变形状增加刚度。
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（3）圆角和边缘修饰
在转角处采用圆弧过渡，有利于充模，脱模；有利 于模具加工和模具强度。同时还有利于制品的外观修饰。
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5.2 压模结构与分类 5.2.1 压模结构
装于压机上压板的上模
装于压机下压板的下模
上下模闭合使装于加料室 和型腔中的模压料受热受压， 变为熔融态充满整个型腔。当 制品固化成型后，上、下模打 开利用顶出装置顶出制件。
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1、用爱心来做事，用感恩的心做人。
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2、人永远在追求快乐，永远在逃避痛苦 。
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3、有多大的思想，才有多大的能量。
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4、人的能量=思想+行动速度的平方。
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5、励志是给人快乐，激励是给人痛苦。
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6、成功者绝不给自己软弱的借口。
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7、你只有一定要，才一定会得到。
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8、决心是成功的开始。
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9、当你没有借口的那一刻，就是你成功 的开始 。
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5.3.1.1 施压方向的选定 应注意因素：
(1) 有利于压力传递，应避免在加压过程中压力传递距离 太长，造成压力损失太大
有利于传递压力的施压方向
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(2) 便于加料
便于加料的施压方向
加料室直径大而 浅，便于加料。
加料室直径小， 深度大，不便
于加料。
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(3) 便于安装固定嵌件 当制件上有嵌件时，应首
优点：
不必严格控制加料量，加料 量稍有过量，过剩的原料通 过配合间隙或在凸模上开设 专门溢料槽排出。
不会伤及凸模侧壁
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带加料板压模 介于溢式模具和半溢式模具之间 组成：凹模、凸模、加
料板。加料板与凹模合在 一起构成加料室。
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5.3 压模结构设计 5.3.1 型腔总体设计
施压方向的选定 分型面位置和形状的选定 凸、凹模配合结构的选定
制品密度较低，力学性能不高； 凸、凹模配合精度较低； 合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢 时，由于物料在挤压面迅速固化，易造成制品毛边增 厚；
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不溢式压模(密闭式) 模具的加料室为型腔上部 的延续，无挤压面。 优点
压机所施压力几乎全部作用 在模压件上，制品承受压力 大，密实性好，机械强度高
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44、你要求的次数愈多，你就越容易得 到你要 的东西 ，而且 连带地 也会得 到更多 乐趣。
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45、把气愤的心境转化为柔和，把柔和 的心境 转化为 爱，如 此，这 个世间 将更加 完美。
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46、一份耕耘，一份收获，付出就有回 报永不 遭遇过 失败， 因我所 碰到的 都是暂 时的挫 折。
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47、心如镜，虽外景不断变化，镜面却 不会转 动，这 就是一 颗平常 心，能 够景转 而心不 转。
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液压机选型
(1) 最大使用压力(ps)
ps pc f
大于模压制品所需要 的总成型压力
pc f 101Fq
pc—液压机的公称压力，kN；f—液压机效率； F—模压制品投影总面积，cm2；q—制品单位成型压力，MPa
其值取决于压模构造，制品的形状和 尺寸，模压料种类以及预热情况
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(2) 工作台面尺寸
在生产制品固定不变的压机上，可采 用各种方式(如液压推进制品、加料装置、 (3) 自动式 机械手等)来实现加料及取出制品自动化， 以达到实现所有操作全自动化。
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B 以液压传动形式分类
(1)集中传动式
采用集中的液压泵并将高压油液储 存在蓄压器中供一组液压机使用，每台 液压机上没有动力机构只有控制机构和 执行机构。
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37、相互了解是朋友，相互理解是知己 。
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38、没有所谓失败，除非你不再尝试。
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39、有时可能别人不在乎你，但你不能 不在乎 自己。
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40、你必须成功，因为你不能失败。
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41、羡慕别人得到的，不如珍惜自己拥 有的。
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42、喜欢一个人，就该让他（她）快乐 。
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43、别把生活当作游戏，谁游戏人生， 生活就 惩罚谁 ，这不 是劝诫 ，而是- -规则 ！
先考虑将嵌件安装在下模上。
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(4) 保证凸模的强度，因加压的上凸模受力较大， 其形状愈简单愈好。
有利于加强阳模的施压方向 (5) 一般长型芯位于施压方向上。 (6) 保证重要尺寸精度。沿施压方向的制件高度尺寸 会因溢边厚度不同和加料量不同而变化，精度要求高 的尺寸不宜在施压方向上。
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5.3.1.2 分型面位置和形状的选定
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设计模具时应考虑因素：
（1）制品的物理机械性能; （2）模压料的成型工艺性能; （3）制品成型后的收缩率; （4）制品及模具形状应有利于物料流动和排气； （5）有利于稳定快速加热; （6）结构尽量简单，降低成本。
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5.1.2 制品结构与模具的关系
（1）出模斜度
制品的内外表面沿脱模 方向与模具之间的夹角
(2)单独传动式
高要求的制品。每台液压机上都有单 独的液压泵动力机构及完整的液压传 动系统能满足较多工艺要求，适宜于 生产较高要求的制品
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C 以油缸传动方式分类
(1)上压式
油缸在压机的上部，动横梁在压 机的上部运动，下横梁一般固定不动 (用作工作台)。
(2)下压式
油缸在压机的下部，上横梁一般固 定不动，而下横梁则上下移动(没有动 横梁)。这类压机往往采用往塞式油缸， 依靠自重回程，结构简单，造价较低。
模具宽度应小于压机立柱或框架之间 距离，使压模能顺利进入压机模板，压模 的最大外形尺寸不宜超过模板(工作台面) 尺寸，以便于压模安装固定。
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(3) 上、下模板间距 压机上、下模板之间最小距离H最小(mm)须满足： H最小≤h h—压模总高度(闭模厚度)，mm，h=h上+h下-h凸
(4) 活塞缸最大行程(mm) 当模压时能对模具施压；启模时能从模具中取出制品
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10、命运是可以改变的。
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11、成功者绝不放弃。
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12、成功永远属于马上行动的人。
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13、下定决心一定要，才是成功的关键 。
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14、成功等于目标，其他都是这句话的 注解。
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15、成功是一个过程，并不是一个结果 。
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16、成功者学习别人的经验，一般人学 习自己 的经验 。
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17、只有第一名可以教你如何成为第一 名。
不溢式模型腔配合形式
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5.6 液压机
作用
提供模压工艺成型所需要的压力以 及开模脱出制品的脱模力。
工作原理
p2
p1
d
2 2
d
2 1Biblioteka 只要两活塞的直径比足够大，就可 在小活塞上作用很小的力，而在大活塞 上得到很大压力。
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帕斯卡定律 法国科学家帕斯卡提出来的。这个定律指
出：由于液体的流动性，加在密闭液体上的 压强，能够按照原来的大小由液体向各个方 向传递。
典型压模结构
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直接成型制 品的部位
模压带有侧孔和侧 凹的制品的脱模
由型腔、加料室、导向机构、抽芯机构、脱模机 构、加热系统等组成。
用以保证上、下 模合模的对中性。
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5.2.2 压模分类
5.2.2.1 按模具的固定方式分类：
移动式模具
分模、装料、闭合、脱模等都在机外进行。 结构简单，制造周期短， 模具本身不带加热装置且不固装在机台上。 造价低，但劳动强度大，
一般选在制件断面最大的地方；多采用水平分型面； 避免侧抽模。
5.3.1.3 凸、凹模配合结构的选定
由模压料的特点和制品形状确定： 溢 式压模： 适合于高度小，物料流动性好的情况。 半溢式压模： （届于两者之间） 不溢式压模： 适合于高度大，物料流动性差的情况。
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5.3.2 型腔配合形式
溢式压模配合形式：凸凹模在分型面水平上接触
为了脱模方便，需要一定的出模斜度，一般为1～1.5°.
α
α α
脱模斜度
3
（2）壁厚与加强筋
模压制品的壁厚不宜设计太大，否则不易传热， 导致内部固化不完全，冷却慢，并造成材料浪费。
壁厚过小，成型时流动阻力大，大型复杂制品 物料难以充满模腔。
在不增加整个制品厚度的条件下， 热增固强性制模品压的制强品度控和制刚在度，1～并6可m避m免由于 热模塑压性料模固压化制收品缩控产制生在的变2～形4翘m曲m。
生产效率低，适合于试制
产品或小批量生产。
固定式模具
使用方便，生产效率高，劳动强度小，模具使用寿命长， 适于大批量生产，大型制品。 但模具结构复杂，造价 半固定式模具 高，且安装嵌件不方便。
阴模可移动，阳模固定在压机上，适于大批量生产 小型制品。
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5.2.2.2 按分型面特征分类
为了将已成型好的模压件从模具型腔 内取出或为满足安放嵌件及排气等成 型的需要，将模具分成若干部分的接 触面。
水平分型面： 分型面平行于压机的工作面 垂直分型面： 分型面垂直于压机的工作面
复合分型面： 分型面既有平行于压机工作面的，又有 垂直于压机工作面的
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水平分型面： 分型面平行于压机的工作面
一个水平分型 面敞开式压模
两个水平分型 面闭合式压模
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垂直分型面： 分型面垂直于压机的工作面
压模由两块或数 块组成的外形为锲形 或截面形阴模，装在 模套中。
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两个活塞(红色)装在充满油(蓝色)的玻璃圆桶中，之间由一 个充满油的导管连接，如果施一个向下的力给其中一个活塞那 么这个力可以通过管道内的液压油传送到第二个活塞。
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液压传力系统最大的好处就是可以以任何长度，或者 曲折成各种形状绕过其他部件来连接两个圆桶型的液压缸。 还有一个好处就是液压管可以分支，这样一个主缸可以被 分成多个副缸。
垂直分型面半闭合式压模
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5.2.2.3 按上下模的配合结构特征分类
溢式压模(敞开式) 结构特点： 无加料腔 凸模与凹模无配合部分 有环形挤压面b
优点： 结构简单，成本低 制品易取出，易排气 安放嵌件方便 加料量无严格要求 模具寿命长
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溢式压模(敞开式) 缺点：
由于凸模与凹模无配合部分，压制时过剩的模压 料极易溢出，造成原料浪费；
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18、学习需要有计划。
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19、完全照成功者的方法来执行。
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20、九十九次的理论不如一次的行动来 得实际 。
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21、一个胜利者不会放弃，而一个放弃 者永远 不会胜 利。
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22、信心、毅力、勇气三者具备，则天 下没有 做不成 的事。
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23、如果你想得到，你就会得到，你 所需要 付出的 只是行 动。
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24、一个缺口的杯子，如果换一个角度 看它， 它仍然 是圆的 。