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)