塑料成型工艺与模具设计-图文课件第五章

第五章第五章 传递模设计传递模设计1.普通液压机用传递模1）移动式传递模移动式传递模的上、下模两部分均不与液压机滑块和工作台面固定连接，它可在任何形式的普通液压机上使用，加料、合模、开模、脱取塑件等操作均可在液压机工作空间之外用手动操作。这种模具适于制造批量不大的传递成型塑件。如图51所示，模具上面设有可与模具分离的加料腔4。模具闭合后安装加料腔4，将一定量的塑料加入加料腔内，利用液压机的压力，通过压料柱塞3将塑化的物料高速挤入型腔，待硬化定型后，先取下加料腔，然后利用卸模架开启模具取出塑件。5.1传递模的类型及特点5.1.1传递模的类型2）固定式传递模固定式传递模的上、下模两部分分别与液压机的滑块和工作台面固定连接，压料柱塞固定在上模部分，生产操作均在液压机工作空间进行。塑件脱模由模内的推出机构保证，劳动强度较低，生产效率较高，主要适用于生产批量较大的塑件。如图52所示的模具上设有加热装置，压料柱塞2随上模座1固定于液压机的上工作台，下模座10固定于液压机的下工作台。开模时，液压机上工作台带动上模座板上升，压料柱塞离开加料腔3，AA分型面分型，以便在该处取出主流道凝料。当上模上升到一定高度时，拉杆12上的螺母迫使拉钩14转动使之与下模部分脱开，接着定距杆17起作用，使BB分型面分型，以便脱模机构将塑件从该分型面处脱出。合模时，复位杆使脱模机构复位，拉钩14依靠自重将下模部分锁住。5.1传递模的类型及特点5.1.1传递模的类型2.专用液压机用传递模供传递成型专用的液压机实际上是具有两个液压缸的双压式液压机，一个液压缸供合模时使用，称为主缸；另一个液压缸供传递成型时使用，称为辅助缸。通常，主缸压力设计的比辅助缸压力大，这样可以防止因合模力不足而引起的溢料现象。传递成型专用液压机可分为上、下双压式和上、侧双压式。如图53所示为在上、下双压式液压机上使用的柱塞式传递模。在这类模具中，主流道与加料腔合为一体，当加入加料腔的塑料受热成熔融状态时，液压机辅助液压缸工作，柱塞将熔融物料挤入型腔。与普通液压机所用的传递模相比，这种传递模少了一个分型面，且成型压力也不再起合模力作用，因此合模比较可靠，能减少溢料飞边。5.1传递模的类型及特点5.1.1传递模的类型1.传递模的组成传递模由成型零部件、加料装置、浇注系统和加热系统等部分组成。1）成型零部件成型塑件的部分，由凹模、凸模、型芯等组成，分型面的形式及选择与注射模、压缩模类似。2）加料装置加料装置由加料腔和压料柱塞构成。3）浇注系统多型腔传递模的浇注系统与注射模相似，同样可分为主流道、分流道和浇口，单型腔传递模一般只有主流道。与注射模不同的是，加料腔底部可开设几个流道同时进入型腔。4）加热系统由于固定式传递模可分为柱塞、加料腔和上模、下模三部分，应分别对这三部分加热。移动式传递模是利用液压机上的上、下加热板加热，加热方式与压缩模相同。此外，传递模也有与注射模、压缩模相类似的导向机构、侧分型与抽芯机构、脱模机构等。5.1传递模的类型及特点5.1.2传递模的结构组成及特点2.传递模的特点1）传递成型的优点传递成型与压缩成型比较有以下优点：（1）传递成型时塑料以高速挤入型腔，经分流道和浇口时，由于摩擦作用塑料能快速均匀地热透和硬化，因此塑件质量好，硬化时间较短，生产效率高。（2）塑件高度方向的尺寸精度较高，分型面处飞边很薄，便于去除。（3）适于成型带嵌件、精度要求较高、形状复杂的塑件。5.1传递模的类型及特点5.1.2传递模的结构组成及特点2）传递成型的缺点传递成型有以下缺点：（1）由于浇注系统的存在而浪费了原料，小型塑件更突出。（2）模具结构较压缩模复杂，成型压力高，操作较麻烦。5.1传递模的类型及特点5.1.2传递模的结构组成及特点1.普通液压机的选择在选择普通液压机时，应根据所用塑料的单位压力和加料腔截面积求出传递成型所需的总压力，即F总=pA （51）式中，F总为传递成型所需的总压力（N）；p为传递成型所需的单位压力（MPa），其值见表51；A为加料腔的横截面积（mm2）。表51传递成型的单位压力单位：MPa塑料名称填料类型传递单位压力p塑料名称传递单位压力p酚醛塑料木粉58.8468.65环氧塑料3.929.81玻璃纤维78.45117.68硅酮塑料3.929.81布屑68.6578.45脲甲醛塑料68.65三聚氰胺甲醛塑料矿物68.6578.45DAP塑料49.0358.84石棉纤维78.4598.07传递成型所需的总压力F总必须小于或等于液压机的有效压力，即F总KF公（52）式中，K为压力损失系数，一般取K=0.750.90；F公为液压机的公称压力（N）。将式（52）代入式（51）即可求得公称压力F公，最后选择液压机的型号。F公pAK（53）5.2传递模液压机有关工艺参数的校核2.专用液压机的选择1）辅助缸压力的校核在选择专用液压机时，传递成型所需的总压力应小于或等于液压机辅助缸的有效压力，即pAKF辅故F辅pAK（54）式中，F辅为液压机辅助缸的公称压力（N）；p为传递成型所需的单位压力（MPa），其值见表51；A为加料腔的横截面积（mm2）；K为压力损失系数，一般取K=0.750.90。2）主缸压力的校核为了使型腔内熔融塑料的压力不至于顶开分型面，所需的合模力应小于或等于液压机主缸的有效压力，即pA型KF主故F主pA型K（55）式中，F主为液压机主缸的公称压力（N）；p为传递成型所需的单位压力（MPa），其值见表51；A型为型腔与浇注系统在水平分型面上投影面积之和（mm2）；K为压力损失系数，一般取K=0.750.9。5.2传递模液压机有关工艺参数的校核1.普通液压机用传递模加料腔如图54所示为移动式传递模加料腔结构，它与模具本体之间可以分离脱开。加料腔底部为一带4045角的台阶，当压料柱塞向加料腔内的塑料加压时，压力也作用在台阶上，使加料腔紧紧地压在模具的模板上，避免了塑料从加料腔底部溢出。固定式传递模的加料腔与上模连成一体，当加料腔和上模分别加工在两块板上时，应加设浇口套。5.3传递模的设计5.3.1加料腔设计2.专用液压机用传递模的加料腔这类加料腔的特点是浇注系统与加料腔合为一体。由于加料腔截面尺寸与锁模无关，故其直径较小，截面为圆形，高度较大。3.加料腔尺寸计算1）确定加料腔的截面面积计算加料腔截面面积时，要从传热和锁模两方面考虑。从传热方面考虑时，加料腔对物料的传热面积取决于加料量。根据经验，每克未经预热的热固性塑料约需140 mm2的传热面积。加料腔的传热面积通常等于两倍的截面面积再加上装料部分的侧壁面积。计算时可将侧壁面积略去不计，则计算加料腔横截面积的经验公式为A=12140m=70m（56）式中，A为加料腔横截面积（mm2）;m为每次压注的加料量(g)，即塑件和溢料的总质量。根据经验，对于普通液压机所用的传递模，加料腔截面积必须比塑件型腔与浇注系统在合模方向上的投影面积之和大1020，即A=(1.11.2)A（57）式中，A为塑件型腔和浇注系统在合模方向上的投影面积之和（mm2）。对于专用液压机所用的传递模，加料腔横截面积为A=Fp（58）式中，A为加料腔横截面积（mm2）；F为辅助液压缸总压力（N）；p为单位成型压力（MPa）。5.3传递模的设计5.3.1加料腔设计2）确定加料腔中塑料的体积加料腔中塑料所占有的体积可按下式计算Vsl=Vs（59）式中，Vsl为粉状塑料的体积（mm3）；为压缩比；Vs为塑件体积（mm3）。3）确定加料腔高度加料腔高度可按下式计算Hj=VslA+(815)（510）式中，Hj为加料腔的高度（mm）；A为加料腔横截面积（mm2）；Vsl为粉状塑料的体积（mm3）。5.3传递模的设计5.3.1加料腔设计如图55所示为典型压料柱塞结构。图55（a）为简单的圆柱形不带凸缘的压料柱塞，加工容易，主要用于移动式传递模；图55（b）既可用于移动式传递模，也可用于固定式传递模，其特点是顶端增加凸缘后承压面积大，工作较平稳；图55（c）为组合式结构，适用于固定式传递模；图55（d）是在压料柱塞上开了环形槽，在压注时环形槽被溢出的塑料充满并且固化在其中，可起活塞环的作用，从而能阻止塑料从间隙中溢出。5.3传递模的设计5.3.2压料柱塞设计如图56（a）所示为辅助柱塞式传递模中的压料柱塞结构，柱塞顶端带有螺纹，以便与辅助缸活塞杆连接；如图56（b）所示为在柱塞上加工出环形凹面，可以使料流集中，减少向侧面溢料。5.3传递模的设计5.3.2压料柱塞设计1.主流道传递模常用的主流道有正圆锥形、分流锥形和倒圆锥形三类，如图57所示。图57（a）为正圆锥形主流道，应用比较广泛，主要用于多型腔模具。当塑件较大且型腔分布距模具中心较远或分流道过长时，可采用带有分流锥形的主流道形式，见图57（b）。通过分流锥的塑化作用保证物料流动性能。分流锥的形状和尺寸要按塑件尺寸和型腔分布而定。型腔沿圆周分布时，分流锥可采用圆锥形；当型腔按两排并列时，分流锥可做成矩形截面锥形。图57（c）为倒圆锥形主流道，这种结构多数用于普通压力机上的固定式传递模，它既可用于单型腔模，也可用于多型腔模，或用于一个型腔而设有多个主流道的传递模。开模时，主流道凝料可被压料柱塞底面的拉料沟槽带出。当正圆锥形或倒圆锥形主流道要同时穿过两块以上模板时，要使用主流道衬套，以便脱模。5.3传递模的设计5.3.3浇注系统设计2.分流道传递模的分流道多设计成梯形或半圆形截面。由于热固性塑料流动性差，分流道一般都设计得浅而宽，但一般不浅于2 mm，小型塑件取24 mm，大型塑件取46 mm，宽为深度的1.52倍，常见为410 mm；分流道长度一般不小于10 mm。分流道应尽量避免转弯，宜采用平衡式布置。3.浇口传递模浇口与注射模浇口相似，对塑件成型具有重要影响。浇口开设位置应遵循以下原则：（1）应开设在塑件壁厚最大的地方，以利于流动和补料。（2）对尺寸较大的塑件，最好开设多个浇口来减少流动距离比，浇口间距应为120140 mm。（3）热固性塑料在流动中会产生填料的定向作用，当浇口位置开设不当时会使塑件翘曲变形、内应力增大，因此要注意浇口位置。例如，对长条形的塑件，特别是大平面塑件，当浇口开设在长条形塑件中点时会引起长条弯曲或平面翘曲，如改在端部进料则效果更好；又如圆筒形塑件单边进料易引起塑件变形，改为环形浇口效果更好。5.3传递模的设计5.3.3浇注系统设计1.溢料槽的设计压注成型时为防止产生熔接痕或使多余塑料溢出，避免嵌件与模具配合孔中渗入更多塑料，有时需要在产生熔接痕的地方及其他适当位置开设溢料槽。溢料槽的尺寸应适当，过大则溢料过多，使塑件组织疏松或缺料；过小则溢料不足，最好的情况是塑料经保压一段时间后才开始溢出，一般溢料槽的尺寸可取宽34 mm，深0.10.2 mm。溢料槽多数情况下开设在分型面上，一般试模后才确定开设与否，开设时应先取浅，边试模边修正。5.3传递模的设计5.3.4溢料槽与排气槽设计2.排气槽的设计传递成型时，需要及时排出型腔内原有的空气和塑料受热后挥发的气体以及塑料缩聚反应产生的气体，因此，不能仅依靠分型面和推杆的间隙排气，还需开设排气槽。传递成型时从排气槽中不仅会逸出气体，还可能溢出少量前锋冷料，因此需要附加去除工序，但这样有利于提高排气槽附近熔接痕的强度。排气槽的截面尺寸与塑件体积和排气槽数量有关，对于中、小型塑件，分型面上排气槽的深度可取0.040.13 mm，宽度可取3.26.4 mm。其截面积可按下面经验公式计算A排=0.05Vsn（511）式中，A排为排气槽截面积（mm2）；Vs为塑件的体积（mm3）；n为排气槽个数。在传递模中选择排气槽位置时，应注意以下原则：（1）排气槽应设置在气体的最终聚集处，如熔体流动路线的末端。（2）塑料容易在嵌件附近或塑件壁厚最薄处形成熔接痕，若在这些部位开设排气槽，可利用排气槽溢出前锋冷料，以提高熔接痕强度。（3）排气槽应尽量开设在分型面上，这样可避免排气槽中的溢料影响塑件脱模，且使排气槽加工方便。最后指出，传递模采用排气槽排气时，每次成型之后均应清除排气槽中的废料，以保证下次传递成型时的排气畅通。5.3传递模的设计5.3.4溢料槽与排气槽设计如图58所示为邻苯二甲酸二丙烯酯线圈塑件及其传递模。此模具为柱塞式移动传递模，为一模两腔结构形式。加料腔2放在上压板4的凹槽内定位，上导柱13和浇口套3配合在上模板6的孔内，用上压板4压紧，两只型腔开在哈夫模块8上，并与模套9斜孔配合，型芯7配合在下模板10孔内，用下压板12托住，用下导柱14定位。压注成型后，将模具移出液压机外，首先取下压柱1及加料腔2，然后把上、下模板与模套分开，再把哈夫模块从模套内推出，分开哈夫模块取出塑件。5.4传递模应用实例5.4.1线圈传递模如图59所示为酚醛塑料仪表齿轮塑件及其传递模。此模具为移动式多浇口传递模，型腔由上凹模3、成型凹模5、下凹模6及型芯8组合而成。压注成型后，将模具移出液压机外，取下压柱1及加料腔2，再分别用手工将上凹模3和下凹模6撬开，最后采用专用工具从成型凹模5内取下塑件。5.4传递模应用实例5.4.2仪表齿轮传递模如图510所示为酚醛塑料导套塑件及其传递模。此模具为多腔组合锥形移动式传递模，为一模三腔结构形式。为了固定三个金属环形嵌件，采用组合式上、下锥模8、9。组合上、下锥模有备件轮换使用，以缩短成型周期。传递成型后，将模具移出压力机外，放置在卸模架上开模，圆锥形主流道凝料和塑件一起脱出。5.4传递模应用实例5.4.3导套传递模如图511所示为脲甲醛树脂轴衬传递模。此模具为固定式传递模，为一模六腔结构形式，采用分流锥浇道。模具固定于压力机工作台面上。开模时压力机顶杆推动底板6。底板通过连接板3、方键2与上模1相连，当底板上升时，即可抬起上模进行分型。底板继续上升时，与推板5接触，推动推板及推杆4上升，即可推出塑件。5.4传递模应用实例5.4.4轴衬传递模如图512所示为酚醛塑料圆支座固定式传递模。此模具为固定式传递模，该模具的压柱和加料腔设在上部，因此辅助缸应安装在液压机的上方，自上而下进行传递。主缸位于压力机下方，自下而上进行闭模动作。它的工作过程是先闭模，再加料。传递成型后，开模时，先把上凹模板3与凹模11分开；然后通过推出系统的推杆5从凹模11内推出塑件。5.4传递模应用实例5.4.5圆支座传递模传递成型是热固性塑料成型的一种常用方法。传递模的设计与压缩模和注射模有许多相似或相同之处，但也有其自身的特点。本章介绍了传递模的类型和结构组成、液压机的工艺参数校核及传递模的结构零部件设计的基本知识和内容，并精选了部分应用实例以供参考。本章的重点、难点部分是传递模的结构设计。学习本章内容时需要和第2章、第4章的内容进行比较、分析，以找出它们的相同点和不同点。本 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