压缩模具设计

第六章压缩模具设计

第一节压缩模的结构组成及类型

一、压塑模具的基本结构

典型的压缩模具结构如图6－1所示，它可分为固定于压力机上工作台的上模和下工作台的下模两大部分，两大部分靠导柱导向开合。其工作原理为加料前先将侧型芯复位，加料合模后，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型腔，固化成型后开模。开模时，上工作台上移，上凸模3脱离下模一段距离，侧型芯18用手工将其抽出，下液压缸工作，推板15推动推杆11将塑件1推出模外。侧型芯复位后加料，接着又开始下一个压缩成型循环。一般根据模具中各零件所起的作用，可将压缩模具细分为以下几个基本组成部分。

1.型腔

型腔是直接成型制品的部位，加料时与加料腔一同起装料作用。图6－1中的模具型腔由上凸模3、下凸模8、型芯7和凹模4等组成。

2.加料腔

图6—1中指凹模4的上半部，图中为凹模断面尺寸扩大的部分，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，因此在型腔之上设有一段加料腔。

3.导向机构

图6—1中由布置在模具上周边的四根导柱6和导套9组成。导向机构用来保证上下模合模的对中性。为了保证推出机构上下运动平稳，该模具在下模座板14上设有两根推板导柱，在推板上还设有推板导套。

4.侧向分型抽芯机构

在成型带有侧向凹凸或侧孔的塑件时，模具必须设有各种侧向分型抽芯机构，塑件方能脱出，图6—1中的塑件有一侧孔，在推出之前用手动丝杠抽出侧型芯18。

5.脱模机构

固定式压缩模在模具上必须有脱模机构，图6—1中的脱模机构由推板15、推杆固定板17、推杆11等零件组成。

6.加热系统

热固性塑料压塑成型需在较高的温度下进行，因此模具必须加热。图6－1中加热板5、10的圆孔中插入电加热棒分别对上凸模、下凸模和凹模加热。在压缩成型热塑性塑料时，在型腔周围开设温度控制通道，在塑化和定型阶段，分别通入蒸汽进行加热或通入冷水进行冷却。

图6—1 压缩模结构

1—上模座板;2—螺钉;3—上凸模;4—加料腔（凹模）;5、10—加热板;6—导柱;7—型芯;

8—下凸模;9—导套;11—推杆;12—支承钉;13—垫块;14—下模座板;15—推板;16—拉杆;

17—推杆固定板;18—侧型芯;19—型腔固定板;20—承压板

二、压缩模具类型

压缩模的分类方法很多，可按分型面特征分类，可按模具在液压机上的固定方式

分类，也可按模具加料室的形式进行分类。下面就其中的几种形式进行介绍。

1.按分型面特征分类

（1）水平分型面压缩模具

一个水平分型面的溢式压缩模具如图6－2（a）所示，两个水平分型面的不溢式压缩模具如图所示。

（2）垂直分型面的压缩模具

垂直分型面的半溢式压缩模具如图6－26－2（b）所示。

（a）(b) (c)

图6—2 按分型面特征分类

1—型芯 2—凸模 3—截锥形凹模（两半） 4—模套

2.按模具在液压机上的固定方式分类

（1）移动式压缩模具

移动式压缩模具如图6-3所示。模具的特点是：模具不固定在液压机上，成型后将模具移出液压机，用卸模专用工具（如卸模架）开模，先抽出侧型芯，再取出塑件。在清理加料室后，将模具重新组合好，然后放入液压机内再进行下一个循环的压缩成型。其模具结构简单，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，模具重量一般不宜超过20kg。它适合于压缩成型批量不大的中小型塑件，以及形状较复杂、嵌件较多、加料困难及带有螺纹的塑件。

图 6－3移动式压缩模图

1－凸模（上模）;2－导柱;3－凹模（加料室）;4—型芯;5—下凸模;6、7－侧型芯;8－凹模拼块

（2）半固定式压缩模

模具的特点是：开合模在机内进行，一般将上模固定在液压机上，下模可沿导轨（下模增设一组导轨，将工作台接长。装料时把下模沿导轨拉出，压缩时推进、定位）移动，用定位块定位。脱模时，可以在装料位置上用卸模架或其他卸模工具脱出制品。该结构便于安放嵌件和加料，可减小劳动强度。当移动式模具过重或嵌件较多时，为便于操作，可采用此类模具。

（3）固定式压缩模具

固定式压缩模具如图6—1所示。模具的特点是：上模连同加热器板固定在普通液压机的动梁上，下模固定在工作台上。脱模时，由液压机的下推杆通过推出机构将制品推出。由于开模、合模、脱模等工序均在液压机内进行，故生产率高、操作简单、劳动强度小、模具寿命长，但结构复杂、成本高，且安放嵌件不方便。此类模具适用于成型批量较大或尺寸较大的塑件。

3.按模具加料室的形式分类

（1）溢式压缩模具

溢式压缩模具如图6-4所示。这种模具没有单独的加料腔，型腔就是加料腔，型腔的高度h约等于塑件的高度。模具工作时，由于凸凹模之间无配合部分，完全靠导柱定位，故加压后多余的塑料会从分型面溢出成为飞边。环行面是挤压面，其宽度B比较窄，以减薄塑件的飞边。合模时原料受压缩，合模到终点时挤压面才完全密合。因此塑件密度往往较低，强度等力学性能不高。特别是如果模具闭合太快，会造成溢料量增加，既浪费原料，又降低了制品密度。

溢式压缩模具结构简单，造价低廉、耐用（凸凹模间无摩檫），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的5%~9%，常用预压型坯进行压缩成型，适用于压缩成型厚度不大、尺寸小和形状简单的塑件。

图6－4 溢式压缩模

（2）半溢式压缩模具

半溢式压缩模具如图6—5所示。模具在型腔上方设一截面尺寸大于塑件尺寸的加料腔，凸模与加料腔呈间隙配合，加料腔与型腔分界处有一环行挤压面，其宽度约4－5mm，凸模下压到挤压面接触为止，在每个循环压制中加料量稍有过量，过剩的原料可通过配合间隙或从凸模上专门开出的溢料槽中排出。溢料速度可通过间隙大小和溢料槽数目进行调节，其塑件的紧密程度比溢式压缩模具好。

半溢式压缩模具操作方便，加料时只需简单的按体积计量，而制品的高度尺寸由型腔高度h决定，可达到每模基本一致，它主要用于粉状塑料的压缩成型。此外，由于加料腔尺寸较塑件截面大，凸模不沿着模具型腔侧壁摩檫，不划伤型腔侧壁表面，因此塑件推出时不会损伤塑件外表面。用它成型带有小嵌件的塑件比用溢式压缩模具好，因为后者常需用预压物压缩成型，容易引起嵌件破碎。