压制成型工艺与模具设计.ppt

第第15章章  压制成型工艺与模具设计压制成型工艺与模具设计 教学目的、要求教学目的、要求：：   了解了解压制成型原理压制成型原理；；   掌握掌握压制成型工艺过程及工艺参数压制成型工艺过程及工艺参数；；   熟悉熟悉压制模的结构类型压制模的结构类型 重点重点：：压制成型工艺过程及压制模的类型压制成型工艺过程及压制模的类型8/16/20241§15-1§15-1 压制成形原理及工艺压制成形原理及工艺      历历史史最最久久，，最最重重要要的的方方法法之之一一，，主主要要用于用于热固性塑料热固性塑料的成形 材料的材料的性状性状和加工工艺的和加工工艺的特征特征，，可分为：可分为：模压成形模压成形 层压成形层压成形 8/16/20242模压成形模压成形————又称又称压缩模塑压缩模塑          将将模模塑塑料料放放入入加加热热的的模模具具中中加加压压，，使使物物料料熔熔融融流流动动，，充充满满模模腔腔，，在在加加热热和和加加压压的的条条件件下下，，使使其其发发生生化化学学交交联联反反应应而而变变成成具具有有三三维维体体结结构构的的热热固固性性塑料制品塑料制品。

 8/16/20243 主要用于主要用于热固性塑料制品热固性塑料制品的生产 主主要要有有酚酚醛醛塑塑料料、、氨氨基基塑塑料料、、环环氧氧树树脂脂、、有有机机硅硅、、硬硬聚聚氯氯乙乙烯烯、、氯氯乙乙烯烯、、聚酰亚胺聚酰亚胺等8/16/20244一、模压成形的工艺过程一、模压成形的工艺过程 主主要要设设备备是是压压机机，，有有机机械械式式和和液液压压式式，，目目前前常用常用的是的是液压机液压机，多数是，多数是油压机油压机液压机主要有：液压机主要有：上压式上压式——下压式下压式——8/16/20245上压式上压式——压机的工作油缸设在压机的工作油缸设在                     压机的上方（压机的上方（见图见图）） 8/16/20246下压式下压式——（（下图下图），压机的工作油缸设），压机的工作油缸设在压机下方，柱塞由下向上压在压机下方，柱塞由下向上压8/16/20247工艺过程：工艺过程：成形物料的准备成形物料的准备、、成形成形和和制品的处理制品的处理 8/16/202481 1．计量．计量重量法重量法——按重量计量，较准确，但较麻烦按重量计量，较准确，但较麻烦（模压尺寸较准确制品）（模压尺寸较准确制品）容容量量法法——按按体体积积计计量量，，不不如如重重量量法法准准确确，，但但操操作方便。

作方便2 2．．预预压压——在在室室温温下下将将松松散散的的粉粉状状或或纤纤维维状状的的热热固固性性塑塑料料压压成成重重量量一一定定、、形形状状规规则则的的型型坯坯的的工序预压的作用和优点：预压的作用和优点：预压的预压的主要设备主要设备——预压机预压机和和压模压模8/16/202493 3．预热．预热——预压前对塑料进行加热，具有预压前对塑料进行加热，具有预热预热和和干燥干燥两个作用两个作用预热预热——提高料温，便于成形提高料温，便于成形干燥干燥——去除水分和其他挥发物去除水分和其他挥发物预热的优点：预热的优点：预热温度预热温度过高过高或或时间过长时间过长，会降低，会降低流动性流动性（（见下图）见下图）8/16/202410预热时间须控制在预热时间须控制在t tmaxmax范围以内，范围以内，预热方法预热方法：：电热板加热电热板加热、、烘箱加热烘箱加热、、红外线加热红外线加热、、高频电热高频电热8/16/2024114 4．嵌件安放．嵌件安放——加料前放入模具加料前放入模具5 5．加料．加料——准确均匀准确均匀6 6．闭模．闭模——先快后慢先快后慢7 7．．排排气气——缩缩短短硬硬化化时时间间，，避避免免制制品品内内部部出出现现分分层和气泡现象层和气泡现象8．．保保压压固固化化————模模压压温温度度下下保保持持一一段段时时间间，，缩缩聚聚反反应应达达到到要要求求的的交交联联程程度度，，制制品品具具有有所所要要求求的的物物理理机机械械性性能能，，模模内内固固化化时时间间通通常常为为保保温温保保压压时时间间，，一般一般3030秒秒→→数分钟数分钟不等，不超过不等，不超过3030分钟。

分钟  8/16/2024129．脱模冷却．脱模冷却     脱模脱模——通常靠通常靠顶出杆顶出杆来完成 对形状对形状较复杂较复杂的或的或薄壁件薄壁件应放在与模型相仿应放在与模型相仿的型面上的加压冷却，以防翘曲的型面上的加压冷却，以防翘曲1010．制品后处理．制品后处理   提高制品的提高制品的外观外观及及内在质量内在质量→修整修整，，热处理热处理 修整修整————去掉溢料产生的毛边去掉溢料产生的毛边 热处理热处理————固化固化更趋完全更趋完全，，减少、消除内应力减少、消除内应力，，减少减少水分及挥发物水分及挥发物等等 8/16/202413二、模压成形的工艺特性和影响因素二、模压成形的工艺特性和影响因素      从从模模具具外外部部加加热热和和加加压压的的结结果果→模模具具内内则则同同时时进进行行复复杂杂的的物物理理、、化化学学变变化化，，模模具具内内物物料料的的压压力力、、温温度度和和体积体积也随之也随之变化变化8/16/202414（下图）（下图）为无支承面（无凸肩）和有支承面（有凸肩）为无支承面（无凸肩）和有支承面（有凸肩）模具中模具中压力压力——体积体积——温度温度的相互关系。

的相互关系实线实线——无支承面无支承面虚线虚线——有支承面有支承面（与实线稍有不同）（与实线稍有不同）8/16/202415影响模压成形过程的影响模压成形过程的主要因素主要因素有：有：                       压力、温度、时间压力、温度、时间 1．模压压力．模压压力 成形时压机对塑料的施加压力成形时压机对塑料的施加压力可用下式计算：可用下式计算：Pm——模压压力模压压力Pg——压机实际使用的液压（压力表）压机实际使用的液压（压力表）D­——压机主油缸活塞直径，压机主油缸活塞直径，cmAm——塑料制件在受压方向的投影面积（塑料制件在受压方向的投影面积（cm2））      8/16/202416压力的作用压力的作用：： ①①加速塑料加速塑料流动流动②②增加塑料的增加塑料的密度密度③③克克服服低低分分子子物物及及塑塑料料中中其其它它挥挥发发成成分分所所产产生生的的压力压力，避免出现，避免出现肿胀肿胀、、脱层脱层等缺陷等缺陷④④使使模模具具闭闭合合紧紧密密，，从从而而使使制制品品具具有有固固定定的的尺尺寸、形状和最小毛边寸、形状和最小毛边⑤⑤防止防止制品在冷却时发生制品在冷却时发生变形变形8/16/202417模压压力模压压力→取决于塑料取决于塑料工艺性能工艺性能和成和成形形工艺条件工艺条件塑塑料料的的流流动动性性愈愈小小，，固固化化速速率率愈愈大大，，压压缩缩率率愈愈大大，，模模温温愈愈高高→压压制制深深度度大大、、形形状状复复杂杂或薄壁和面积大制品或薄壁和面积大制品→模压压力大模压压力大压压力力↑→成成形形及及制制品品性性能能有有利利，，但但压压力力过过大大→模具寿命模具寿命↓，制品内应力，制品内应力↑（见下左图）（见下左图）8/16/202418预热可提高流动性预热可提高流动性，降低压力；但，降低压力；但预热温度过高预热温度过高或或时时间过长间过长→部分固化部分固化→更高压力更高压力充型（下右图）充型（下右图）8/16/2024193. 模压温度模压温度————成形时所规定的成形时所规定的模具温度模具温度 对塑料对塑料熔融熔融、、流动流动和树脂的和树脂的交联反应速度交联反应速度→→决决定性定性影响影响 8/16/2024204.   模压时间模压时间——塑料从塑料从充模加压充模加压到到完全固化完全固化为止。

为止  主要与塑料主要与塑料固化速度固化速度有关固化速度固化速度→塑料种类塑料种类此此外外，，与与制制品品形形状状、、厚厚度度、、模模压压温温度度和和压压力力以以及是否预热、预压等有关及是否预热、预压等有关8/16/2024218/16/202422§15-2 §15-2 压制模设计基础压制模设计基础一、压制模的结构组成一、压制模的结构组成二、压制模的类型二、压制模的类型8/16/202423§15-3 §15-3 压制模成型零部件设计压制模成型零部件设计一、型腔总体设计一、型腔总体设计二、成型零件设计二、成型零件设计三、凸模与凹模配合形式及尺寸三、凸模与凹模配合形式及尺寸8/16/202424。