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。
图6－5半溢式压缩模 图6—6不溢式压缩模
（3）不溢式压缩模具
不溢式压缩模具如图6－6所示。这种模具型腔较深，加料腔为型腔上部截面的延续，无挤压面。凸模与加料腔有较高精度的间隙配合，故塑件径向壁厚尺寸精度较高。理论上液压机所施的压力将全部作用到塑件上，塑件的密度高；塑料的溢出量很少，使塑件在垂直方向上形成很薄的飞边，这些飞边容易被去除。配合高度不宜过大，不配合部分可以如图6-6所示将凸模上部截面减小，也可将凹模对应部分尺寸逐渐增大而形成15－20的锥面。
不溢式压缩模具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，所以塑件高度尺寸精度不宜保证，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具。另外，凸模与加料腔侧壁摩檫，不可避免地会擦伤加料腔侧壁，同时加料腔的尺寸与型腔截面相同，在顶出时带有伤痕的加料腔会损伤塑件外表面。模具必须设置推出装置，否则塑件很难取出。不溢式压缩模具一般不设计成多型腔模具，因为加料不均衡就会造成各型腔压力不等，而引起一些制件欠压。
不溢式压缩模具的最大特点是塑件承受压力大，故密实性好，强度大，因此适用于成型形状复杂、壁薄和深形塑件，也适于成型流动性特别小、单位比压高、比容大的塑料（如酚醛布基填料的塑料）。
第二节 压缩模具结构形式的确定
一、塑料制品形状与模具结构形式的关系
1．加压方向的选择
加压方向即凸模作用方向，也就是模具的轴线方向。加压方向对塑件的质量、模具的结构和脱模的难易都有重要的影响，在决定加压方向时要考虑下列因素：
（1）便于加料
如图6—7所示为同一制品的两种加压方法。a图所示的加料腔较窄，不利于加料；b图所示的加料腔大而浅，便于加料。
（a） (b)
图6—7是否便于加料的比较
（2）便于压力传递
为使塑料便于流动，加压时应使料流方向和压力方向一致。尽量避免在加压过程中压力传递距离太长，以致压力损失过大，造成制品组织疏松、密度不均匀。对于细长杆、管类制品，一般顺着轴线加压；为防止出现局部疏松现象，可将制品横放加压，但在此时制品外圆上会产生两条飞边，影响制品外观。如图6-8a所示的圆筒形塑件，沿着轴线加压，则成型压力不易均匀地作用在全长范围内，若上端加压，则塑件底部压力小，使底部质地疏松密度小；若采用上下凸模同时加压则塑件中部出现疏松现象。为此可将塑件横放，采用图b的横向加压形式即可克服上述缺陷，但在塑件外圆上将会产生两条飞边，影响塑件外观。
( a) (b)
如图6—8是否便于压力传递的比较
（3）便于安放和固定嵌件
当塑料制品上有嵌件时，应优先考虑将嵌件安放在下模上。如果嵌件安放在上模，如图6—9a所示则既费事，又会使嵌件不慎落下压坏模具。如图b所示将嵌件改装在下模，成为所谓的倒装式压缩模具，不但操作方便，而且可利用嵌件顶出制品。
(a) （b）
如图6－9是否便于安放和固定嵌件的比较
（4）保证凸模的强度
实验表明无论从正面或从反面加压，上凸模受力较大，所以上凸模形状越简单越好。图6—10b所示的结构比图6－10a所示的结构更为合理。
(a) (b）
如图6—10保证凸模的强度的结构比较
（5）保证重要尺寸的精度
精度要求较高制品尺寸不宜设在加压方向上，因为沿加压方向的尺寸会因溢边厚度和加料量不同而发生变化。
（6）长型芯位于施压方向
当塑件多个方向需侧向抽芯，而且利用开模力作侧向机动分型抽芯时，宜将抽芯距离长的型芯设在加压方向（即开模方向），而将抽芯距较短的型芯设在侧面做侧向分型抽芯。
2.模具分型面的选择
加压方向选定后，应确定分型面的位置，分型面位置的确定原则与注射模具基本相似。例如：分型面应设在制品断面轮廓最大的地方；尽可能避免采用瓣合模和侧抽芯；分型面的溢料痕迹应设在制品比较隐蔽和易于修整的地方；将要求同轴度的尺寸设在压模的同一侧上，而不宜分置于上、下模两边。
无论是上压式液压机还是下压式液压机，其主要顶出机构均位于液压机的下方，故选择分型面尽可能使制品在开模时留在下模。为了方便制造，压缩模具的挤压边缘（溢式和半溢式）和分型面多为水平面，较少采用曲面和弯折面。由于受到制品形状的限制，有时不可能同时兼顾到加压方向和分型面的要求，这种情况下要以能顺利脱模为第一条件。
二、塑料性能与模具结构形式的关系
1.塑料的密度和比容 应根据塑料的密度、比容与制品体积的关系来确定加料室的结构形式及体积大小。
2.收缩率 根据收缩率与制品尺寸的关系来确定成型零件的尺寸，同时根据收缩程度及收缩特点来考虑脱模形式。
3.流动性 根据塑料流动性确定模具型腔的闭合形式，一般流动性好的塑料可选择半溢式型腔，流动性差的塑料可选择不溢式型腔。成型零件表面光洁，塑料易流动，故流动性好的塑料，其成型零件表面粗糙度宜取Ra0.1-0.2μm；流动性较差的塑料，其成型零件表面粗糙度宜取Ra0.025-0.1μm。
4.单位压力 制品成型时的单位压力与塑料种类有关。根据单位压力可以计算成型压力和选择液压机、计算模具强度、分析制品或成型零件受力情况、选择加压方向、确定模具结构及体积大小等。
第三节 压缩模具的设计
一、压缩模成型零部件设计
与塑料直接接触用以成型塑件的零件叫成型零件，压缩模具的成型零件包括上凸模、下凸模、凹模、型芯、嵌件、瓣合模及模套等。成型零件组成压缩模的型腔，由于压缩模加料腔与型腔凹模连成一体，因此，加料腔结构和尺寸计算也将在本节讨论。在设计压缩模时，首先应确定型腔的总体结构、凹模和凸模之间的配合形式以及成型零件的结构。在型腔结构确定后还应根据塑体尺寸确定型腔成型尺寸。根据塑体重量和塑体品种确定加料腔尺寸。根据型腔结构和尺寸、压缩成型压力大小确定型腔壁厚等。 1.凹凸模各组成部分的作用及有关尺寸
以半溢式压缩模为例，凹凸模一般有引导环、配合环、挤压环、储料槽、排气溢料槽、承压面、加料腔等部分组成，如图6－11所示，它们的作用如下： （1）引导环（L1）
引导环为导正凸模进入凹模的部分，除加，
分料腔极浅（高度在10mm以内）的凹模外 一
般在加料腔上部设有一段长为L1的引导环，引导环有一a角的斜度，并设有圆角R。引导环的作用是减少凹凸模之间的摩擦，避免塑件底出时擦伤表面，并延长模具寿命，减少开模阻力；对凸模进入凹模导向，尤其是不溢式的结构，因为凸模端面是尖角，对凹模侧壁有剪切作用，很容易损坏模具；便于排气。有下凸模的型腔也可同样处理。推荐尺寸如下：
移动式压缩模：a=20/－1030/；R=2－3mm。 图6—11 压缩模的凸凹模各组成部 固定式压缩模：a=20/－10，下凸模a=30－40；R=1.5－2mm; L1=5－10mm;H>30mm时，L1=10－20mm。有上下凸模时，为加工方便，a取40－50。
总之，引导环的高度必须保证当塑料粉达到融化时，凸模必须已进入配合环。
（2）配合环（L2）
配合环是凸模与凹模加料腔的配合部分，它的作用是保证凸模与凹模定位准确，阻止塑料溢出，通畅地排出气体。凹凸模配合间隙应按照塑料的流动性及塑件尺寸大小而定。对于移动式模具，凹凸模经热处理的可采用H8/f7的配合，形状复杂的可采用H8/f8的配合，更正确的办法是用热固性塑料的溢料值作为决定间隙的标准，一般取其单边间隙t=0.025－0.075mm。配合环的长度L2应按凹凸模的配合间隙而定。移动式模具取L2=4－6mm；固定式模具，若加料室高度H≥30mm时，取L2=8－10mm。
型腔下面的推杆或活动下凸模与对应孔之间的配合也可以取与上述性质类似的配合，配合长度不宜过长，否则活动不灵或卡死，一般取配合长度为5－10mm左右。孔下段不配合的部分可以加大孔径，或将该段作成40－50斜孔。 （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，不溢式压缩模没有挤压环。挤压环的形式如图6－12所示，挤压环的宽度B值按塑件大小及模具用钢而定。一般中小型模具，钢材较好时取B=2－4mm，大型模具取B=3－5mm。 （4）储料槽
储料槽的作用是供排出余料用，因此凹凸模配合后应留有小空间Z（Z=0.5－1.5mm）作储料槽。为避免填充不足，压缩模的加料必须比实际用料多，而此多余的料会造成合模方向上的尺寸误差，所以必须使多余料有储存的空间。半溢式压缩模的储料槽形式如图6－11所示，不溢式压缩模的储料槽设计在凸模上，如图6-13所示，这种储料槽不能设计成连续的环形槽，否则余料会牢固地包在凸模上难以清理。 （5）排气溢料槽
为了减少飞边，保证塑件的精度及质量，成型时必须将产生的气体及余料排出模外。一
B10.5-1.5R0.5R0.210.03-0.050.1-0.42-42R0.52B
( a) (b)
图6－12 挤压环的形式
1－凸模 2－凹模
120°1122
(a) (b)
图6－13不溢式压缩模储料槽 1—凸模 2—储料槽
般可通过压缩过程中的“放气”操作或利用凹凸模配合间隙来实现排气。但当成型状复杂的塑件及流动性较差的纤维填料的塑料时，或在压缩时不能排出气体时，则应在凸模上选择适当位置开设排气溢料槽。
图6－14所示为半溢式压缩模排气溢料槽的形式。图a为圆形凸模上开设出四条0.2－0.3mm的凹槽，凹槽与凹模内圆面间形成溢料槽；图b为在圆形凸模上磨出深0.2－0.3mm的平面进行排气溢料；图c和图d是矩形截面凸模上开设排气溢料槽的形成。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。 （6）承压面
承压面的作用是减少轻挤压环的载荷，延长模具的使用寿命。若无承压面，则凸模压力
0.2-0.30.02-.30.2-0.35-60.2-0.34-8(a) (b) (c) (d)
图6-14不溢式固定式压缩模排气溢料槽
直接全部加于制品上，当压强过大时，容易破坏型腔精度。承压面的结构形式如图6－15所示，图a的结构形式是以挤压环作为承压面，模具容易变形或压坏，但飞边较薄；图b
的形式凹凸模之间留有0.03－0.05mm的间隙，由凸模固定板与凹模上端面作承压面，可防止挤压边变形损坏，延长模具寿命，但飞边较厚，主要用于移动式压缩模。对于固定式压缩模，最好采用如图c所示承压块的形式，通过调节承压块的厚度来控制凸模进入凹模的深度或与挤压边缘之间的间隙，减少飞边厚度，承受液压机余压，有时还可调节塑件高度。
10.5~112120.03~0.054333 ( a) (b) (c)
图6-15 压缩模承压面的结构形式 1—凸模 2—承压面 3—凹模 4—承压块
承压块的形式如图6-16所示，矩形模具用长条形的，如图a所示; 圆形模具用弯月形的，
如图b所示；小型模具可用圆形的（如图c所示）或圆柱形的（如图d所示）. 它们的厚度－般为8－10mm. 。安装形式有单面安装和双面安装。承压块材料可用T7、T8或45钢, 硬度为35－40HRC。
(a) (b)
(c) (d)
图6-16承压块的形式
（7）加料腔
加料腔是供容纳塑料粉用的空间，其结构形式及有关计算将在后面讨论。 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该处的尺寸是模具设计的关键所在，结构形式如设计恰当，就能使压缩工作顺利进行，生产的塑件精度高，质量好。其形式和尺寸依压缩模类型的不同而不同，现分述如下。各类压缩模具的凸模和加料腔（凹模）的配合结构各不相同，因此应从塑料特点、塑件形状、塑件密度、脱模难易、模具结构等方面加以合理选择。 （1）溢式压缩模的配合形式
溢式压缩模没有加料腔，仅利用凹模型腔装料，凸模与凹模没有引导环和配合环，只是在分型面水平接触。为了减少溢料量，接触面要光滑平整，为了使毛边变薄，接触面积不宜太大，一般设计成宽度为3-5mm的环形面，因此该接触面称溢料面或挤压面，如图6－17a所示。由于溢料面积小，为防止此面受液压机余压作用而导致挤压面过早压塌、变形或磨损，使取件困难，为此可在溢料面处另外再增加承压面，或在型腔周围距边缘3－5mm处开设溢料槽，如图6－17b所示。
(a) (b)
图6－17溢式压缩模的配合形式
(2)不溢式压缩模的配合形式
不溢式压缩模的加料腔是型腔的延续部分，两者截面形状相同，基本上没有挤压边，但有引导环、配合环和排气溢料槽，配合环的配合精度为H8/f7或单边0.025－0.075mm。图6-18所示为不溢式压缩模常用的配合形式，图6－18a为加料腔较浅、无导向环的结构；图6－18b为有导向环的结构。它适于成型粉状和纤维状的塑料。因其流动性较差，应在凸模表面开设排气槽。
21314423
(a) (b) 图6－18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腔侧壁的摩擦，使加料腔逐渐损伤，造成塑件脱
模困难，而且塑件外表面很易擦伤，为此可采用图6－19所示的改进形式。图a是将凹模型腔延长0.8mm后，每边向外扩大0.3－0.5mm,减少塑件顶出时的摩檫，同时凸模与凹模间形成空间，供排除余料用；图b是将加料腔扩大，然后再倾斜45°的形式；图c适于带斜边的塑件，当成型流动性差的塑料时，在凸模上仍需开设溢料槽。 (3)半溢式压缩模的配合形式
半溢式压缩模的配合形式如图6—11所示，这种形式的最大特点是带有水平的挤压环，同时凸模与加料腔间的配合间隙或溢料槽可以排气溢料。凸模的前端制成半径为0.5－0.8mm的圆角或45°的倒角。加料腔的圆角半径则取0.3－0.5mm，这样可增加模具强度，便于清理废料。对于加料腔深的凹模，也需设置引导环，加料腔深度小于10mm的凹模可直接制出配合环，引导环与配合环的结构与不溢式压缩模类似。半溢式压缩模凸模与加料腔的配合为H8/f7或单边0.025－0.075mm。
图6－19 不溢式压缩模的改进形式
1－凸模 2－凹模
3.凸凹模的结构设计 （1）凸模的结构设计
凸模的作用是将液压机的压力传递到制品上，并压制制品的内表面及端面。压缩模具的凸模与注射模具没有本质区别，只是不溢式和半溢式凸模是由两部分组成；上端与加料腔的配合环部分配合，防止熔体溢出并有导向作用；下端为成型部分并设有脱模斜度。同时不溢式和半溢式上凸模周围还有排气溢料槽。凸模结构与注射模具类似，有整体式和组合式等形式。压缩模具的凸模受力很大，设计时要保证其结构的坚固性，其成型部分没有必要时不宜做成组合式。
（2）凹模的结构设计
凹模一般设在下模，形状相对比较复杂，是填充粉料的部位。凹模的结构同样有整体式和组合式之分。对于不溢式压缩模具，凹模深度等于制品高度；对不不溢式压缩模具，凹模则包括型腔和加料腔。 整体式凹模的特点是结构坚固，适于外形简单、容易加工的型腔。当型腔复杂时，为便于加工，可将加料腔和型腔或型腔本身做成组合式的。
组合式凹模同样有整体嵌入式、局部镶拼式、底部镶拼式、侧壁镶拼式和四壁拼合式等
形式。压缩模具在施压时塑料尚未充分塑化，型腔内各向受力很不匀衡，因此要特别注意镶拼结构的牢固性。具体结构可以参照注射模具的凹模结构。 4.加料腔尺寸的计算
压缩模具凹模的加料腔是供装塑料原料用的。其容积要足够大，以防止在压制时原料溢出模外。设计压缩模加料腔时，必须进行高度尺寸计算，以单型腔磨具为例，其计算步骤如下：
（1）计算塑件的体积
简单几何形状的塑件，可以用一般几何计算法计算；复杂的几何形状，可分成若干个规则的几何形状分别计算，然后求其总和。 (2)计算塑件所需原料的体积
Vsl=（1+K）kVs （6—1）
式中 Vsl—塑件所需原料的体积；
K—飞边溢料的重量系数，根据塑件分型面大小选取，通常取塑件净重的5%—10%；
K—塑料的压缩比（见表6-3） Vs—塑件的体积。
表6—3 常用热固性塑料的比容、压缩比
塑料名称 酚醛塑料（粉状） 氨基塑料（粉状） 碎布塑料（片状） 比容v（cm/g） 1.8-2.8 2.5-3.0 3.0-6.0 3压缩比k 1.5-2.7 2.2-3.0 5.0-10.0 还可以根据塑件的重量求得其塑料原料的体积（塑件的重量可直接用天平称量出）：
Vsl=（1+K）mv （6—2）
式中 m—塑件的重量； v—塑料的比容 (3)计算加料腔的高度
加料腔断面尺寸根据模具类型确定，不溢式压缩模的加料腔截面尺寸与型腔截面尺寸相等；半溢式压缩模的加料腔由于有挤压面，所以加料腔截面尺寸应等于型腔截面尺寸加上挤压面的尺寸，挤压面单边的宽度3－5mm；溢式压缩模凹模型腔即为加料腔，故无需计算。
当算出加料腔截面面积厚后，就可以根据不同的情况对加料腔高度进行计算，其高度为： H?Vsl?Vj??VdA?5~10mm
（6—3）
式中 H—加料室高度（mm）；
Vj—挤压边以下型腔体积（mm3）；
?Vd—下凸模（下型芯）成型部分的体积之和(mm)，当下凸模（下型芯）的高度高出挤压边时，即它占用了加料室的体积，这时取正值；反之取负值；当其高度较小时，可
3
忽略不计；
A—A加料室截面积（mm2）。
例：有一塑件如图6－20所示，物料密度为1.4g/cm3,压缩比为3，飞边重量按塑件净重的10％计算，求半溢式压缩模加料室的高度。
4H 图6-20加料室的高度计算解（1）计算塑件的体积Vs
2V?(D222?D3)s??D14h1?4(h2?h1)
=222[??804?20??(40?20)4?(80?20)]mm3
=157?103mm3 （2）塑件所需原料的体积图7-5 分型面对制品飞边的影响 Vsl?(1?K)kVS
=（1+10％）×3×157×103mm3 =518.3×103mm3
(3) 加料室截面积A A??(D1?4?2)24
8)2???(80?mm24
=60.8×102mm2 (4) 挤压边下面型腔体积
V?D2j?24(h2?h1)
=
??4024?(80?20)]mm3
=75.4?103mm3
（5）凸模及型芯占用的体积?Vd
?Vd?2?(D2?D32)4(h2?h1)
22?(40?20) =
4?(80?20)]mm3
=56.5?103mm3 次处
?Vd在加料室下方应取负值。
(6) 加料室高度H
H?Vsl?Vj??Vd?5~10mm
A323 ?[518.3?10?75.4?10?56.5?10?(5~10)]mm
260.8?10 =[75.9+(5－10)]mm 故加料室高度取H=80mm。
二、导向机构的设计
1．导向机构的类型
导向机构是保证上模与下模合模时正确定位和导向的重要零件，导向机构主要有导销及导柱、导套两种形式。导销主要用于移动式小型压缩模具及垂直分型的瓣合式压缩模具。与注射模具相同，压缩模最常用的导向零件是在上模设导柱，在下模设导向孔。导向孔又可分为带导套的和不带导套的两类，其结构和固定方式可参考注射模一章。 2.导向零件的尺寸
导向零件主要包括导柱、导套和导销等，它们是标准化的通用零件。 3.导向机构的特点
与注射模具相比，压缩模导向装置具有下述特点：
（1）除溢式压缩模的导向单靠导柱完成外，半溢式和不溢式压缩模的凸模和加料腔的配合段还能起导向和定位作用，一般加料腔上段设有10mm的锥形部分导向环，因此后者比溢式压缩模有更好的对中性。
（2）压制中央带有大通孔的壳体塑件时，为提高压缩成型质量，可在孔中安置导柱，导柱四周留出挤压边的宽度（2－5mm），由于导柱部分不需施加成型压力，故所需要的成型总压力比不设中心导柱时可降低一些，孔四周的毛边也薄了，如下图6-21a所示。中央导
柱装在下模，其头部应高于加料腔5－8mm，中央导柱主要是为了提高塑件成型质量，上模四周还应设2－4根导向柱，中央导柱的形状一般比较复杂，操作过程中要与塑料接触，故导柱本身除要求淬火镀铬外，其配合亦需较高的精度，否则塑料挤入配合间隙会出现咬死拉毛的现象。中心导柱截面可以与塑件孔的形状相似，但为制造方便，提高配合精度，对于带矩形孔或其他异形孔的壳件可以仍然采用中心圆导柱，如图6－21b所示，塑件的矩形孔内可设计两根圆形导柱。
(a) (b)
图6－21带中心导柱的压缩模
（3）由于压缩模在高温下工作，因此一般不采用带加油槽的加油导柱。
三、压缩模的脱模机构设计
压缩模的脱模机构的作用是推出留在凹模内或凸模上的塑件，与注射模具的脱模机构相似，常见的有推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构等，此外还有二级脱模机构和上下模均带有脱模装置的双脱模机构。设计时应根据塑件的形状和所选用的液压机等条件，选择采用不同的脱模机构。
1.脱模机构与液压机顶杆的连接方式
为了设计固定压缩模的脱模机构，必须先了解液压机顶出系统与压缩模脱模机构（推出机构）的连接方式。不带任何脱模装置的压机适用于移动式压缩模，当必须采用固定式压缩模和机械顶出时，可利用开模动作在模具上另加推出机构（卸模装置）。
多数液压机都带有顶出装置，液压机的最大顶出行程都是有限的，当液压机带有液压顶出装置时，液压缸的活塞杆即是压机的顶出杆，顶杆上升的极限位置时其头部与工作台表面相平齐。压缩模的脱模机构和液压机的顶杆（活塞杆）有下述两种连接方式：
(1)压机顶杆与压缩模脱模机构不直接连接
如果压机顶杆能伸出工作台面而且有足够的高度时，将模具装好后直接调节顶杆顶出距离就可以进行操作。当液压机顶杆端部上升的极限位置与工作台面相平齐时（一般液压机均如此），必须在顶杆端部旋入一适当长度的尾轴。如图6－22a所示，尾轴的长度等于塑件推出高度加下模底板厚度和挡销高度。尾轴也可反过来利用螺纹直接与压缩模推板相连，如图
6－22b所示。以上两种结构复位都需要用复位杆。
a)b)
图6－22 与压机顶杠不相连的推出机构 1-下模底板 2-挡销 3-尾轴 4-压机顶杆
图6-29 与压机顶杠不相连得推出机构1-下模底板 2-挡销 3-尾轴 4-压机顶杠（2）液压机顶杆与压缩模脱机构直接连接
压机的顶杆不仅能顶出塑件，而且能使模具推出机构复位。如图6－23所示，这种液压机具有差动活塞的液压顶出缸。
（a） (b)
（c） (d)
图6－23 与压力机顶杆相连的推出机构
2.固定式压缩模脱模机构
固定式压缩模的脱模可分为气吹脱模和机动脱模，而通常采用的是机动脱模。当采用溢式压缩模或少数半溢式压缩模时，如对型腔的粘附力不大，可采用气吹脱模，如图6－24所示。气吹脱模适用于薄壁壳形塑件，当它对凸模包紧力很小或凸模脱模斜度较大时，开模
后塑件留在凹模中，这时压缩空气由喷嘴吹入塑件与模壁之间因收缩而产生的间隙里，使塑件升起，如图a所示。图b为一矩形塑件，其中心有一孔，成型后用压缩空气吹破孔内的溢边，使压缩空气钻入塑件与模壁之间，将塑件脱出。
（a） (b)
6－24吹气脱模
机动脱模一般应尽量让塑件在分型后留在液压机上有顶出装置的模具一边，然后采用与注射模相似的推出机构将塑件从模具内推出。有时当塑件在上下模内脱模阻力相差不多且不能准确地判断塑件是否会留在液压机带有顶出装置一边的模具内时，可采用双脱模机构，但双脱模机构增加了模具结构的复杂性，因此，让塑件准确地留在下模或上模上（凹模内或凸模上）是比较合理的，这时只需要在模具的某一边设计脱模机构，这就简化了模具的结构。为此，在满足使用要求的前提下可适当地改变塑件的结构特征。例如为使塑件留在凹模内，如图6-25a所示的薄壁压缩件可增加凸模的脱模斜度，减少凹模的脱模斜度，有时甚至将凹模制成轻微的反斜度（3?~5?）,如图b所示；或在凹模型腔内开设0.1－0.2mm的侧凹模，使塑件留于凹模，开模后塑件由凹模内被强制推出，如图c所示；为了使塑件留在凸模上，可以采取与上面类似作法的相反措施，例如在凸模上开环形浅凹槽，如图d所示，开模后用上顶杆强制将塑件顶落。
α35
（a） (b) (c) (d)
图6－25使塑件留模的方法
3.半固定式压缩模脱模机构
半固定式压缩模分型后，塑件随可动部分（上模或下模）移出模外，然后用手工或简单工具脱模。
（1）带活动上模的压缩模
这类模具可将凸模或模板作成可沿导滑槽抽出的形式，故又名抽屉式压缩模，其结构如图6-26所示，带内螺纹的塑件分型后留在上模螺纹型芯上，然后随上模一道抽出模外，再设法卸下。
123
图6－26抽屉式
压缩模
1－活动上模 2－导
轨 3－凹模
1231045678911 （2）带活动下模的压缩模
这类模具其上模是固定的，下模可移出。图6－27所示为一典型的模外脱模机构，与液压机工作台等高的钢制工作台支在四根立柱8上，在钢板工作台3上为了适应不同模具宽度，装有宽度可调节的滑槽2，在钢板工作台正中装有推出板4，推出杆和推杆导向板10，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。工作台下方设有推出液压缸9，在液压缸活
塞杆上段有调节推出高度的丝杠6，为了使脱模 图6—27模外脱模机构
机构上下运动平稳而设有滑动板5，该板的导套在导柱7上下滑动，为了将模具固定在正确位置上，有定位板1和可调节的定位螺钉11。开模后将可动下模的凸肩滑入导滑槽2内，并推到与定位螺钉相接触的位置，开动推出液压缸推出塑件，待清理和安放嵌件后，将下模重新推入液压
机的固定滑槽中进行下一模压缩，当下模重量较 1－定位板 2－滑槽 3－工作台 4－推出板 大时，可以在工作台上沿模具拖拉动路径设滚柱 5－滑动板 6－丝杠 7－导柱 8－立柱 或滚珠，使下模拖动轻便。 9－液压缸 10－推杆导向板 11－定位螺钉 4.移动式压缩模脱模机构
移动式压缩模脱模分为撞击架脱模和卸模架脱模两种形式。
图6-49手动抽芯压缩模 1-圆柱销 2-活动镶块 3-丝杠侧型芯图 6－37 手动抽芯压缩模 4-凹模 5-凸模1－圆柱销 2－活动镶块 3－丝杠侧型芯 4－凹模 5－凸模