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高分子材料加工工艺学
第四章
模压成型
第1页
目 录
模压成型设备
模压成型工艺过程
模压成型的特点
产品实例
模压成型是高分子材料成型加工技术中历史最悠久,也是最为重要的一种工艺。模压成型的主要设备-压机,可分为上压式和下压式。模具可分为溢式、不溢式以及半溢式。模塑料加工性能参数主要有流动性、固化速率、成型收缩率和压缩率等。模压成型的工艺流程通常由成型前的准备、成型、后处理三个阶段组成。成型前的准备包括预热和预压;热固性塑料模压成型过程包括加料、合模、排气、固化和脱模等几个阶段;而后处理包括模具清理、产物后烘和修边。
模压成型
模压成型设备
01
压机
上压式液压机下压式液压机
02
模具
溢式压缩模
不溢式压缩模
半溢式压缩模
模压成型的主要设备是压机,压机是通过模具对塑料施加压力,在某些场合下压机还可开启模具或顶出制品。压机有机械式和液压式,目前常用的是液压机。
液压机是应用帕斯卡定律进行工作的压力机械,由小柱塞泵、工作油缸、上压板和管路构成的一个密闭系统。小柱塞油泵给油施力F1,油液产生压力P,根据帕斯卡定律,P将等值地传递到活塞上,由于活塞面积比小柱塞面积大得多,故所产生的力F2很大,利用F2给加热模具加压而成型制品。
压 机
图1 液压机的工作原理
1.小柱塞 2.活塞 3.上压板 4.模具 5.工作台
典型的液压机主要由机身(包括上、下横梁
及立柱)、活动横梁、顶出机构、工作油缸、
液压传动及电气控制系统等组成。
液压机的结构形式也很多,主要可分为上压
式液压机和下压式液压机。
如图2所示,压机的工作油缸置于压机的上方,油缸活塞由上向下移动,下模板是固定的。模具的阳模和阴模可以分别固定在上、下模板上,靠上模板的升降来实现对模具的启闭。由于油缸置于压机的上方,工作台是固定的,装料可在工作台上进行,操作方便,容易实现快速下行。上压式液压机应用较为广泛,我国生产塑料液压机基本是这种类型的。
上压式液压机
1.主油缸
2.主油缸活塞 3.上梁
4.立柱
5.活动板
6.上模板
7.阳模
8.阴模
9.下模板
10.机台
11.顶出
12.顶出油缸 13.机座
如图3所示,压机的工作油缸置于压机的下方,油缸活塞推动活动横梁上升,实现对模具的加压。下压式液压机的重心较低,稳定性好,油缸置于机身下部,制品可避免漏油的污染。层压塑料一般采用下压式液压机。
下压式液压机
1.固定垫板
2.绝热层
3.上模板
4.拉杆
5.活塞
6.压筒
7.行程调节套 8.下模板
9.活动横梁 10.机座
11.液压管线
压机的主要参数是公称压力、柱塞直径、压板尺寸和工作行程。液压机的公称压力是表示压机压制能力的主要参数,一般用来表示压机的规格。公称压力p可按下式计算:
式中D-油压柱塞直径,cm;
PL-压机能承受的最高压力,MPa。
模压制品的面积大小取决于压机的压板尺寸,安放的模具高度取决于压机的工作行程,这也决定了模压制品的最大厚度。
半溢式模具
溢式模具
不溢式模具
模 具
溢式压缩模,又称为敞开式压缩模,结构如图4所示,是由阴模和阳模两部分组成。导合钉可以保证阴、阳模的准确闭合,推顶杆用来使制品脱模。但小型的溢式压缩模不一定有导合钉和推顶杆。在压制过程中,多余的塑料很容易顺着挤压边溢出,极易出现制品的水平飞边且很难去除。溢式压缩模结构简单,使用寿命长,操作容易,制造成本低,适合压制扁平盘状或碟状制品。此类模具适应性较好,一般可用于压制各种形状简单,厚度不大,对尺寸及强度方面要求不高的普通制品。对于薄壁或壁厚的均匀性有严格要求的、带片状或纤维填料的塑料制品不适合采用这类模具。因阴模较浅,也不宜压制收缩率很大的塑料。
溢式压缩模
溢式压缩模
1-上模板;
2-组合式阳模;
3-导合钉;
4-阴模;
5-气口;
6-下模板;
7-推顶杆;
8-制品;
9-溢料缝
图4 溢式压缩模示意图
使用溢式压缩模压制产品,每次加料量不必十分准确,但必须稍稍过量。多余的物料在模具闭合时,可从溢料缝溢出。溢料缝中积留的物料与模具内部的物料仍有连接,脱模后附在制品上成为毛边,后期必须去除。为避免溢料过多造成浪费,过量的物料不要超过制品重量的5 %。由于溢料关系,压制时闭模不能太慢,否则溢料多而形成较厚的毛边,去除毛边增加生产成本,制品外观也会受影响。闭模也不能太快,否则溅出的物料较多,模压压力部分损失在模具的支撑面上,制品密度下降,性能受损。再者,每次加料量可能存在差别,成批生产时,制品的厚度和强度很难保证完全一致。
溢式压缩模
半溢式压缩模,又称为
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