1、復(fù)合材料工藝與設(shè)備復(fù)合材料工藝與設(shè)備主講人：王曉鈞主講人：王曉鈞材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院目錄目錄2.2 手糊成型模具與脫模劑手糊成型模具與脫模劑模具是手糊成型工藝中唯一的重要模具是手糊成型工藝中唯一的重要設(shè)備，合理設(shè)計(jì)和制造模具是保證設(shè)備，合理設(shè)計(jì)和制造模具是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低本錢的關(guān)鍵。產(chǎn)品質(zhì)量和降低本錢的關(guān)鍵。2.2.1 模具結(jié)構(gòu)與材料模具結(jié)構(gòu)與材料2.2.1.1 模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)手糊成型模具分單模和對模兩類。單模又分手糊成型模具分單模和對模兩類。單模又分陽模和陰模兩種，如圖陽模和陰模兩種，如圖2-2所示。所示。陽模陽模 使用陽模成型的制品內(nèi)外表光滑且尺寸使用陽模成型的制品內(nèi)外

2、表光滑且尺寸準(zhǔn)確，制品成型時(shí)操作方便，質(zhì)量易控制，準(zhǔn)確，制品成型時(shí)操作方便，質(zhì)量易控制，便于通風(fēng)。便于通風(fēng)。陰模陰模 制品外外表光滑且尺寸準(zhǔn)確，但過于凹制品外外表光滑且尺寸準(zhǔn)確，但過于凹深的陰模成型時(shí)操作不便，通風(fēng)困難，勞衛(wèi)深的陰模成型時(shí)操作不便，通風(fēng)困難，勞衛(wèi)條件差，質(zhì)量不易控制。條件差，質(zhì)量不易控制。對模對模 由陰、陽模兩局部組成。制品內(nèi)外外表由陰、陽模兩局部組成。制品內(nèi)外外表質(zhì)量都高，厚度精確。不適于大型制品生產(chǎn)。質(zhì)量都高，厚度精確。不適于大型制品生產(chǎn)。2.2.1.2 模具材料模具材料目前應(yīng)用最普遍的模具材料是玻璃鋼。目前應(yīng)用最普遍的模具材料是玻璃鋼。可供選用的其他材料有：可供選用的其他

3、材料有：1木材木材2石石膏膏-砂砂3石蠟石蠟4可溶性鹽可溶性鹽5低低熔點(diǎn)熔點(diǎn)金屬金屬6金屬金屬手糊成型模具設(shè)計(jì)要那么手糊成型模具設(shè)計(jì)要那么2.2.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1根據(jù)制品的數(shù)量、形狀尺寸、根據(jù)制品的數(shù)量、形狀尺寸、精度要求、脫模難易、成型工藝精度要求、脫模難易、成型工藝條件固化溫度、壓力等確定條件固化溫度、壓力等確定模具材料與結(jié)構(gòu)形式。模具材料與結(jié)構(gòu)形式。2模具應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠承模具應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠承受脫模時(shí)的沖擊，確保加工和使用過程受脫模時(shí)的沖擊，確保加工和使用過程中不變形。中不變形。3模具型面光潔度應(yīng)比制品外表光潔度模具型面光潔度應(yīng)比制品外表光潔度高出二級以上

4、高出二級以上4模具拐角處的曲率應(yīng)盡量加大。制品模具拐角處的曲率應(yīng)盡量加大。制品內(nèi)側(cè)拐角曲率半徑應(yīng)大于內(nèi)側(cè)拐角曲率半徑應(yīng)大于2mm。防止由于。防止由于玻璃纖維的回彈，在拐角周圍形成氣泡空玻璃纖維的回彈，在拐角周圍形成氣泡空洞。洞。5對于整體式模具，為了成型后易于脫對于整體式模具，為了成型后易于脫模，可在成型面設(shè)計(jì)有氣孔采用壓縮空氣模，可在成型面設(shè)計(jì)有氣孔采用壓縮空氣脫模。陽模深度較大時(shí)，應(yīng)有拔模斜度，脫模。陽模深度較大時(shí)，應(yīng)有拔模斜度，一般以一般以2為宜。為宜。6拼裝?；蚪M合模，分模面的開設(shè)除滿足拼裝?；蚪M合模，分模面的開設(shè)除滿足容易脫模外，注意不能開設(shè)在外表質(zhì)量要求高容易脫模外，注意不能開設(shè)在

5、外表質(zhì)量要求高或受力大的部位?；蚴芰Υ蟮牟课弧?有一定耐熱性，熱處理變形小。有一定耐熱性，熱處理變形小。8質(zhì)量輕，材料易得，造價(jià)廉價(jià)。質(zhì)量輕，材料易得，造價(jià)廉價(jià)。2.2.3 玻璃鋼高級模具玻璃鋼高級模具目前手糊成型模具許多都是采用目前手糊成型模具許多都是采用玻璃鋼材玻璃鋼材料制作。由于高光潔度外表的玻料制作。由于高光潔度外表的玻璃鋼制品璃鋼制品需求量越來越大，玻璃鋼高級模需求量越來越大，玻璃鋼高級模具可獲得具可獲得“鏡面效果的，高光澤度、高平鏡面效果的，高光澤度、高平整度手糊制品的模具。整度手糊制品的模具。高級高級模具模具要求要求1玻璃鋼高級模具應(yīng)玻璃鋼高級模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。有足夠的強(qiáng)

6、度和剛度。2模具外表膠衣要有一定硬模具外表膠衣要有一定硬 巴柯爾硬度在巴柯爾硬度在40以上和耐以上和耐 熱性，能夠承受樹脂固化時(shí)的熱性，能夠承受樹脂固化時(shí)的 放熱、收縮等作用。放熱、收縮等作用。3模具工作面外型尺寸準(zhǔn)確、外表平模具工作面外型尺寸準(zhǔn)確、外表平順，無潛藏氣泡和針孔等弊病。順，無潛藏氣泡和針孔等弊病。4模具外表光澤度為模具外表光澤度為8090光澤單位，光澤單位，或目測或目測5應(yīng)有清晰的鏡面反光。經(jīng)拋光后的模應(yīng)有清晰的鏡面反光。經(jīng)拋光后的模具外表殘留劃痕度具外表殘留劃痕度0.1m。國內(nèi)通用型國內(nèi)通用型33#、793#、102#膠衣樹脂用于膠衣樹脂用于制作一般制作一般GFRP模具根本符合

7、要求，但其模具根本符合要求，但其耐磨性及硬度等性能比不上專用模具膠衣耐磨性及硬度等性能比不上專用模具膠衣樹脂，用其制作鏡面樹脂，用其制作鏡面GFRP模具外表層不模具外表層不甚適宜。甚適宜。2.2.3.3 制造工藝制造工藝1過渡模母模制造過渡模母模制造高質(zhì)量的高質(zhì)量的GFRP模具是通過過渡模模具是通過過渡模母母模翻制出來的。模翻制出來的。2GFRP模具翻制模具翻制3模具外表處理模具外表處理外表處理技術(shù)是制造高表觀質(zhì)量模具外表處理技術(shù)是制造高表觀質(zhì)量模具的關(guān)鍵。包括四道工序：粗磨、精的關(guān)鍵。包括四道工序：粗磨、精磨、研磨拋光。磨、研磨拋光。4模具外表質(zhì)量檢測模具外表質(zhì)量檢測光澤度的測量可用光澤度的

8、測量可用SS-82型光電光澤計(jì)型光電光澤計(jì)測量。測量。 “成型不變形成型不變形脫模劑脫模劑脫模劑應(yīng)具備以下條件：脫模劑應(yīng)具備以下條件：不腐蝕模具，不影響樹脂固化，不腐蝕模具，不影響樹脂固化，對樹脂粘附力??；對樹脂粘附力??；成模時(shí)間短，成模均勻、光滑；成模時(shí)間短，成模均勻、光滑；操作簡單，使用平安，價(jià)格廉價(jià)；操作簡單，使用平安，價(jià)格廉價(jià)；選用脫模劑時(shí)應(yīng)注意，脫模劑的選用脫模劑時(shí)應(yīng)注意，脫模劑的使用溫度應(yīng)高于固化溫度。使用溫度應(yīng)高于固化溫度。噴射成型設(shè)備噴射成型設(shè)備2.4.4.1 玻璃纖維切割噴射器玻璃纖維切割噴射器噴射成型機(jī)的主要組成局部。它將由噴射成型機(jī)的主要組成局部。它將由紗團(tuán)引出的連續(xù)紗團(tuán)

9、引出的連續(xù)纖維切短為噴射成型所需的長度并連纖維切短為噴射成型所需的長度并連續(xù)地噴撒在成型續(xù)地噴撒在成型模具上。模具上。其結(jié)構(gòu)簡圖。主要由氣動馬達(dá)其結(jié)構(gòu)簡圖。主要由氣動馬達(dá)3、切、切割輥割輥6、墊輥、墊輥4、牽引輥牽引輥5、氣缸活塞、氣缸活塞2、機(jī)殼、機(jī)殼1、及蓋、及蓋板板7、等零部件組、等零部件組成。成。一般調(diào)節(jié)壓力在一般調(diào)節(jié)壓力在0.2MPa0.3 MPa。目前所。目前所用墊輥通常是在金屬輥外面包敷一層具有優(yōu)用墊輥通常是在金屬輥外面包敷一層具有優(yōu)良機(jī)械性能和適合硬度的橡膠。切割輥的旋良機(jī)械性能和適合硬度的橡膠。切割輥的旋轉(zhuǎn)由氣動馬達(dá)驅(qū)動，而墊輥那么靠它與切割轉(zhuǎn)由氣動馬達(dá)驅(qū)動，而墊輥那么靠它與

10、切割輥輥接觸產(chǎn)生的摩擦力來帶動。為防止進(jìn)入切割接觸產(chǎn)生的摩擦力來帶動。為防止進(jìn)入切割輥的連續(xù)纖維在切割過程中發(fā)生掉落現(xiàn)象，輥的連續(xù)纖維在切割過程中發(fā)生掉落現(xiàn)象，還設(shè)置一牽引輥。還設(shè)置一牽引輥。樹脂膠液噴槍樹脂膠液噴槍噴射成型機(jī)的重要組成局部，用于噴射成型機(jī)的重要組成局部，用于噴射樹脂和噴射樹脂和輔助劑。膠液噴槍有多種類型。按輔助劑。膠液噴槍有多種類型。按噴前噴嘴噴前噴嘴數(shù)目，可分為單噴嘴、雙噴嘴和多數(shù)目，可分為單噴嘴、雙噴嘴和多噴嘴噴槍；噴嘴噴槍；按噴槍噴嘴開啟控制方法，可分為按噴槍噴嘴開啟控制方法，可分為氣動控制和氣動控制和手動控制；按噴槍膠液霧化動力，手動控制；按噴槍膠液霧化動力，可分為氣

11、壓可分為氣壓霧化和液壓霧化無空氣；按樹霧化和液壓霧化無空氣；按樹脂與引發(fā)劑脂與引發(fā)劑的混合空間，分為槍內(nèi)混合和槍外的混合空間，分為槍內(nèi)混合和槍外混合?；旌?。雙壓罐供膠式噴射成型機(jī)所用膠液噴槍結(jié)構(gòu)雙壓罐供膠式噴射成型機(jī)所用膠液噴槍結(jié)構(gòu)圖，是一種氣控式并帶有霧化氣體的液體噴圖，是一種氣控式并帶有霧化氣體的液體噴槍?；钊叶说臍飧左w中還裝有一壓縮彈簧。槍?；钊叶说臍飧左w中還裝有一壓縮彈簧。當(dāng)氣源未向氣缸供氣時(shí)，氣缸活塞在彈簧力作當(dāng)氣源未向氣缸供氣時(shí)，氣缸活塞在彈簧力作用下帶動針筏桿向左移動，噴槍噴嘴就關(guān)閉用下帶動針筏桿向左移動，噴槍噴嘴就關(guān)閉了。噴嘴開啟的大小取決于輸入噴槍氣缸中氣了。噴嘴開啟的大

12、小取決于輸入噴槍氣缸中氣體的壓力。體的壓力。壓力越大，噴嘴開啟越大，膠液噴射量也壓力越大，噴嘴開啟越大，膠液噴射量也就越大，調(diào)節(jié)輸入噴槍氣缸的氣體壓力可就越大，調(diào)節(jié)輸入噴槍氣缸的氣體壓力可很方便地調(diào)控噴槍的噴膠量。很方便地調(diào)控噴槍的噴膠量。靜態(tài)混合器靜態(tài)混合器靜態(tài)混合器是一種連續(xù)混合液流的新型而靜態(tài)混合器是一種連續(xù)混合液流的新型而又簡單的裝置。在泵供膠式噴射成型機(jī)中又簡單的裝置。在泵供膠式噴射成型機(jī)中用于樹脂膠液和輔助劑的用于樹脂膠液和輔助劑的混合混合，也可用于，也可用于需要在機(jī)內(nèi)混合膠液的任何種類的噴射成需要在機(jī)內(nèi)混合膠液的任何種類的噴射成型機(jī)。型機(jī)。靜態(tài)混合器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可體積靜態(tài)混

13、合器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可體積小、能耗少、效率高，并能實(shí)現(xiàn)連續(xù)混合小、能耗少、效率高，并能實(shí)現(xiàn)連續(xù)混合等特點(diǎn)。它可以直接安裝在連續(xù)生產(chǎn)線等特點(diǎn)。它可以直接安裝在連續(xù)生產(chǎn)線上，流動阻力小，其能量消耗除極少局部上，流動阻力小，其能量消耗除極少局部用于克服流動阻力外，大局部都消耗在介用于克服流動阻力外，大局部都消耗在介質(zhì)的混合上。質(zhì)的混合上。靜態(tài)混合器的種類很多，但工作原理根本靜態(tài)混合器的種類很多，但工作原理根本相同。都是以流體力學(xué)的剪切應(yīng)力場為基相同。都是以流體力學(xué)的剪切應(yīng)力場為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)幾種介質(zhì)相互混合的。礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)幾種介質(zhì)相互混合的。螺旋式靜態(tài)混合器螺旋式靜態(tài)混合器 由單個(gè)混合元件組成。由單個(gè)混合元件

14、組成。這種混合元件是由金屬或塑料矩形板扭轉(zhuǎn)這種混合元件是由金屬或塑料矩形板扭轉(zhuǎn)變形而成。也可用澆鑄法制造。變形而成。也可用澆鑄法制造。流道式流道式靜態(tài)混合器靜態(tài)混合器 如圖如圖2-21所示，它是所示，它是由單個(gè)混合元件組成的。由單個(gè)混合元件組成的。流道式靜態(tài)混合器的工作原理：料流細(xì)流道式靜態(tài)混合器的工作原理：料流細(xì)分徑向混合作用分徑向混合作用 料流旋混作用料流旋混作用 流速突流速突變混合作用變混合作用2.5熱壓釜熱壓釜概述概述功用與要求功用與要求熱壓釜是能夠?qū)?fù)合材料手糊制品或膠接熱壓釜是能夠?qū)?fù)合材料手糊制品或膠接結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行加熱和加壓的專用設(shè)備。結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行加熱和加壓的專用設(shè)備。熱壓釜具有

15、熱壓釜具有如下特點(diǎn)如下特點(diǎn)及特殊要求及特殊要求熱壓釜為熱壓釜為壓力容器壓力容器熱壓釜為熱壓釜為加熱設(shè)備加熱設(shè)備對于容積對于容積較大的熱壓釜較大的熱壓釜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分三大局部：機(jī)械局部包括斧體、分三大局部：機(jī)械局部包括斧體、底板與小底板與小車、氣流控制裝置、密封裝置、車、氣流控制裝置、密封裝置、平安裝置平安裝置等；功能局部包括加熱、加壓抽等；功能局部包括加熱、加壓抽真空及冷卻真空及冷卻等系統(tǒng)；控制局部包括溫度、壓等系統(tǒng)；控制局部包括溫度、壓力的手動和力的手動和自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)。釜體釜體 加熱裝置加熱裝置 冷卻裝置冷卻裝置 平安裝置平安裝置壓力控制壓力控制釜內(nèi)壓力的氣源為空氣壓縮機(jī)釜內(nèi)壓力的

16、氣源為空氣壓縮機(jī)氣壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)溫度控制溫度控制熱壓釜熱壓釜溫度控制溫度控制手控手控自控自控停止加熱停止加熱設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算熱壓釜罐體強(qiáng)度計(jì)算熱壓釜罐體強(qiáng)度計(jì)算筒體壁厚按下式計(jì)算：筒體壁厚按下式計(jì)算：)( 2mmCppSDBp設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)壓力，Mpa。P=1.051.1p工作；工作；DB熱壓釜鋼制筒體內(nèi)徑，熱壓釜鋼制筒體內(nèi)徑，mm；筒體材料許用應(yīng)力，筒體材料許用應(yīng)力，Mpa。3號鋼號鋼=114Mpa；焊縫系數(shù)，焊縫系數(shù)，=0.85；C設(shè)計(jì)裕度，設(shè)計(jì)裕度，mm。C=C1+C2+C3。C1為鋼板負(fù)公差附加量，為鋼板負(fù)公差附加量，C1=0.8；C2為腐蝕裕為腐蝕裕度，度，C2=1；

17、C3為封頭沖壓減薄量，為封頭沖壓減薄量，C3=0。封頭壁厚按下式計(jì)算：封頭壁厚按下式計(jì)算：式中：式中：C=C1+C2+C3=0.8+1.0+0.8=2.6mm)(5 . 0 2mmCppSDB2.5.4.2 熱壓釜加熱裝置功率計(jì)算熱壓釜加熱裝置功率計(jì)算有效功率有效功率P1蓄熱損失所需損失所需功率蓄熱損失所需損失所需功率P2外表散熱損失所需功率外表散熱損失所需功率P3熱壓釜所需總功率熱壓釜所需總功率P2.6.1.1 RTM成型用設(shè)備成型用設(shè)備RTM成型用設(shè)備通?？煞譃槿尚陀迷O(shè)備通?？煞譃槿蟛看蟛糠郑杭瓤刂茦渲植炕蚍Q分：既控制樹脂局部或稱RTM成型成型機(jī)、壓機(jī)和模具。機(jī)、壓機(jī)和模具。1RTM

18、成型機(jī)成型機(jī)RTM成型機(jī)是成型機(jī)是RTM工藝中的關(guān)鍵工藝工藝中的關(guān)鍵工藝設(shè)備。按其結(jié)構(gòu)不同可分為儲蓄加壓設(shè)備。按其結(jié)構(gòu)不同可分為儲蓄加壓式式和唧筒壓送式兩類，設(shè)備原理示意圖和唧筒壓送式兩類，設(shè)備原理示意圖如如圖圖2-30所示。所示。一般采用一般采用c式較多，這種設(shè)備具有式較多，這種設(shè)備具有工序管理和質(zhì)量控制容易，樹脂適用工序管理和質(zhì)量控制容易，樹脂適用周期長，產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點(diǎn)。周期長，產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點(diǎn)。RTM成型機(jī)價(jià)格一般在成型機(jī)價(jià)格一般在400015000美美元之間元之間 2壓機(jī)壓機(jī)3模具模具RTM模具是模具是RTM成型技術(shù)的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)成型技術(shù)的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)一套好的一套好的RTM模具，在性

19、能上應(yīng)滿足：模具，在性能上應(yīng)滿足：有良好的保溫性；在注入壓力下不變形；有良好的保溫性；在注入壓力下不變形；樹脂流失小；修正容易；價(jià)格低廉；使樹脂流失??；修正容易；價(jià)格低廉；使用壽命長；合模、起模容易等。用壽命長；合模、起模容易等。1RTM模具用材料模具用材料常用材料有聚酯、環(huán)氧玻璃鋼和電鍍金常用材料有聚酯、環(huán)氧玻璃鋼和電鍍金屬屬鋁或鋼等。鋁或鋼等。聚酯玻璃鋼模具制造容易，價(jià)格低廉，聚酯玻璃鋼模具制造容易，價(jià)格低廉，使用使用壽命在壽命在2000才左右。環(huán)氧玻璃鋼模具比才左右。環(huán)氧玻璃鋼模具比聚酯聚酯玻璃鋼模具收縮小，適合光潔度要求較玻璃鋼模具收縮小，適合光潔度要求較高的高的產(chǎn)品，模具使用壽命在產(chǎn)

20、品，模具使用壽命在4000次左右。次左右。假設(shè)在玻璃鋼模具上噴鍍鉍、錫合金，假設(shè)在玻璃鋼模具上噴鍍鉍、錫合金，可使模塑材料外表有光澤或半光澤，可使模塑材料外表有光澤或半光澤，模具壽命可達(dá)模具壽命可達(dá)5000次左右，假設(shè)噴鍍次左右，假設(shè)噴鍍鋅鋅鋁合金，那么使用壽命可長達(dá)鋁合金，那么使用壽命可長達(dá)10000次次左左右。右。玻璃鋼模具因其本錢低、質(zhì)量輕、制造及維修玻璃鋼模具因其本錢低、質(zhì)量輕、制造及維修容易，而且裝備加熱或冷卻設(shè)備十分方便，因容易，而且裝備加熱或冷卻設(shè)備十分方便，因此應(yīng)用最廣；噴鍍金屬的玻璃鋼模具可以提高此應(yīng)用最廣；噴鍍金屬的玻璃鋼模具可以提高使用壽命。為了模具具有足夠的剛度，可在玻

21、使用壽命。為了模具具有足夠的剛度，可在玻璃鋼層的里面成型一層樹脂混凝土層，既能增璃鋼層的里面成型一層樹脂混凝土層，既能增加模具的剛度，確保制品尺寸的精確，又可提加模具的剛度，確保制品尺寸的精確，又可提高模具的保溫性。高模具的保溫性。模具的耐壓設(shè)計(jì)以最大注入壓力為基準(zhǔn)，但模具的耐壓設(shè)計(jì)以最大注入壓力為基準(zhǔn)，但不必將整個(gè)模具設(shè)計(jì)成具有相同的剛度，只不必將整個(gè)模具設(shè)計(jì)成具有相同的剛度，只要注入孔的邊緣剛度到達(dá)最大即可。要注入孔的邊緣剛度到達(dá)最大即可。RIM與與RRIM成型用設(shè)備成型用設(shè)備RIM的根本原理的根本原理RIM的根本原理如下圖。的根本原理如下圖。RIM要求精確的控制物料質(zhì)量、配料的速要求精確

22、的控制物料質(zhì)量、配料的速率、各組分混合率以及注射壓力。率、各組分混合率以及注射壓力。RIM成型設(shè)備的根本組成成型設(shè)備的根本組成模具模具運(yùn)模器運(yùn)模器混合頭混合頭注射系統(tǒng)注射系統(tǒng)供料系統(tǒng)供料系統(tǒng)RIM機(jī)組機(jī)組供料系統(tǒng)供料系統(tǒng)注射系統(tǒng)注射系統(tǒng)混合頭混合頭混合頭內(nèi)有小的、通常呈圓柱體的混合室，如圖混合頭內(nèi)有小的、通常呈圓柱體的混合室，如圖233，注射時(shí)物料通過精確的料孔流入混合室，物，注射時(shí)物料通過精確的料孔流入混合室，物料由于高壓沖擊，在混合室徹底混合。每次注射完料由于高壓沖擊，在混合室徹底混合。每次注射完畢時(shí)，利用柱塞將混合室清洗干凈。有的混合頭直畢時(shí)，利用柱塞將混合室清洗干凈。有的混合頭直接安裝

23、在模具上。接安裝在模具上。RIM、RRIM模具。模具。3.2.3 鋒窩夾芯材料的生產(chǎn)設(shè)備鋒窩夾芯材料的生產(chǎn)設(shè)備機(jī)械法生產(chǎn)蜂窩夾芯根據(jù)涂膠方式，所機(jī)械法生產(chǎn)蜂窩夾芯根據(jù)涂膠方式，所用設(shè)備可分為漏膠式涂膠機(jī)、印膠式涂用設(shè)備可分為漏膠式涂膠機(jī)、印膠式涂膠機(jī)和擦膠式涂膠機(jī)等多種。印膠式涂膠機(jī)和擦膠式涂膠機(jī)等多種。印膠式涂膠機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理。膠機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理。印膠機(jī)的工作原理印膠機(jī)的工作原理在蜂窩涂膠機(jī)上放置兩個(gè)玻璃布輥在蜂窩涂膠機(jī)上放置兩個(gè)玻璃布輥1、18，玻璃布玻璃布1通過涂通過涂膠輥膠輥8和和13進(jìn)行正、反面上膠，玻璃布正、進(jìn)行正、反面上膠，玻璃布正、反面的膠條均勻反面的膠條均勻錯(cuò)移半個(gè)間距，而

24、后進(jìn)入烘箱錯(cuò)移半個(gè)間距，而后進(jìn)入烘箱15烘干，去除烘干，去除局部揮發(fā)分。局部揮發(fā)分。不涂膠的玻璃布不涂膠的玻璃布18由放布架放出，經(jīng)導(dǎo)向輥由放布架放出，經(jīng)導(dǎo)向輥17、16與從烘與從烘箱出來的印膠布疊合，一起到收布架箱出來的印膠布疊合，一起到收布架20，在，在一定的張力下一定的張力下進(jìn)行卷疊，膠液經(jīng)固化后，便成型為蜂窩塊。進(jìn)行卷疊，膠液經(jīng)固化后，便成型為蜂窩塊。根據(jù)膠條用根據(jù)膠條用膠粘劑配方不同，可常溫長壓固化，也可熱膠粘劑配方不同，可常溫長壓固化，也可熱壓固化。固化壓固化。固化后按要求切割成一定高度，拉伸后即為正六后按要求切割成一定高度，拉伸后即為正六邊形的蜂窩夾邊形的蜂窩夾芯材料。芯材料。印

25、膠機(jī)結(jié)構(gòu)組成及各局部結(jié)構(gòu)的作用印膠機(jī)結(jié)構(gòu)組成及各局部結(jié)構(gòu)的作用各類蜂窩涂膠機(jī)構(gòu)造都分為上膠裝置、枯燥各類蜂窩涂膠機(jī)構(gòu)造都分為上膠裝置、枯燥裝置、裝置、收料及傳動裝置等幾局部。收料及傳動裝置等幾局部。涂膠時(shí)，當(dāng)膠輥轉(zhuǎn)向和玻璃布的運(yùn)動方向一涂膠時(shí)，當(dāng)膠輥轉(zhuǎn)向和玻璃布的運(yùn)動方向一致時(shí)，致時(shí)，稱為印膠法。如果膠輥轉(zhuǎn)向和玻璃布的運(yùn)動稱為印膠法。如果膠輥轉(zhuǎn)向和玻璃布的運(yùn)動方向相方向相反，稱為擦膠法。反，稱為擦膠法。第三章第三章 模壓成型設(shè)備模壓成型設(shè)備3.1 概述概述1. 總體分類與開展趨勢總體分類與開展趨勢模壓原料處理類設(shè)備模壓原料處理類設(shè)備纖維切割機(jī)、捏合機(jī)、撕松機(jī)、纖維切割機(jī)、捏合機(jī)、撕松機(jī)、SMC

26、成型機(jī)。成型機(jī)。模壓成型類設(shè)備模壓成型類設(shè)備模具、液壓機(jī)模具、液壓機(jī)雙柱式、四柱式，液壓雙柱式、四柱式，液壓指針式、單片液晶式、微機(jī)編程式，專用指針式、單片液晶式、微機(jī)編程式，專用液壓機(jī)。液壓機(jī)。國產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備比較。國產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備比較。日本的捏合機(jī)，美國的日本的捏合機(jī)，美國的SMC成型機(jī)，國產(chǎn)成型機(jī)，國產(chǎn)SMC成型機(jī)的弱點(diǎn)。成型機(jī)的弱點(diǎn)。3.2 捏合機(jī)捏合機(jī)機(jī)械預(yù)混法所用設(shè)備主要有纖維切割機(jī)械預(yù)混法所用設(shè)備主要有纖維切割機(jī)、捏合機(jī)和撕松機(jī)。常用纖維切割機(jī)、捏合機(jī)和撕松機(jī)。常用纖維切割機(jī)為三輥式切割器。機(jī)為三輥式切割器。捏合機(jī)的作用是將樹脂與纖維混合均勻，捏合機(jī)的作用是將樹脂與纖維混合均

27、勻，其結(jié)構(gòu)見第三節(jié)圖其結(jié)構(gòu)見第三節(jié)圖4-21。將樹脂與纖維混。將樹脂與纖維混合均勻，其結(jié)構(gòu)如圖合均勻，其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，主要有可翻所示，主要有可翻轉(zhuǎn)出料的捏合鍋，雙轉(zhuǎn)出料的捏合鍋，雙Z漿式捏合槳和動力漿式捏合槳和動力傳動裝置等。捏合過程主要控制捏合時(shí)間傳動裝置等。捏合過程主要控制捏合時(shí)間和樹脂粘度。捏合時(shí)間愈長，纖維強(qiáng)度損和樹脂粘度。捏合時(shí)間愈長，纖維強(qiáng)度損失愈大。時(shí)間過短，樹脂與纖維混合不均失愈大。時(shí)間過短，樹脂與纖維混合不均勻。勻。工作參數(shù)：樹脂粘度控制不當(dāng)，既影響工作參數(shù)：樹脂粘度控制不當(dāng)，既影響樹脂對纖維的均勻浸潤和浸透速度，也樹脂對纖維的均勻浸潤和浸透速度，也會對纖維強(qiáng)度帶來影響

28、。此外加料量也會對纖維強(qiáng)度帶來影響。此外加料量也要適當(dāng)，最大加料量約為捏合鍋內(nèi)容積要適當(dāng)，最大加料量約為捏合鍋內(nèi)容積的的60%70%，過多和過少都不能有效，過多和過少都不能有效捏合。捏合。3.3 撕松機(jī)撕松機(jī)撕松機(jī)的作用是將捏合成團(tuán)的物料進(jìn)行蓬撕松機(jī)的作用是將捏合成團(tuán)的物料進(jìn)行蓬松。結(jié)構(gòu)原理見圖松。結(jié)構(gòu)原理見圖4-2，主要由進(jìn)料輥和一，主要由進(jìn)料輥和一對撕料輥組成。通過兩個(gè)不同直徑的撕料對撕料輥組成。通過兩個(gè)不同直徑的撕料輥按相同方向旋轉(zhuǎn)，物料在兩個(gè)撕松輥間輥按相同方向旋轉(zhuǎn)，物料在兩個(gè)撕松輥間受撕松而松散。撕散和蓬松的物料便于晾受撕松而松散。撕散和蓬松的物料便于晾干和烘烤。干和烘烤。3.4 S

29、MC成型機(jī)成型機(jī)連續(xù)混料裝置：靜態(tài)混合器?；旌线B續(xù)混料裝置：靜態(tài)混合器?；旌暇鶆蚝筮B續(xù)喂入到均勻后連續(xù)喂入到SMC成型機(jī)的上成型機(jī)的上糊區(qū)，如圖糊區(qū)，如圖4-20所示。所示。(1)玻璃纖維由切割器切斷。切割器為三輥式結(jié)玻璃纖維由切割器切斷。切割器為三輥式結(jié)構(gòu)，連續(xù)玻璃纖維從紗架引出，經(jīng)紗線橫動杠構(gòu)，連續(xù)玻璃纖維從紗架引出，經(jīng)紗線橫動杠2進(jìn)進(jìn)入壓輥入壓輥5與橡膠包覆的支撐輥與橡膠包覆的支撐輥3之間后，由于兩輥之間后，由于兩輥的牽引，纖維被導(dǎo)入轉(zhuǎn)動支撐輥和切割輥的牽引，纖維被導(dǎo)入轉(zhuǎn)動支撐輥和切割輥8之間，之間，被切成短切玻璃纖維。切割輥外外表沿軸向裝置被切成短切玻璃纖維。切割輥外外表沿軸向裝置刀片

30、，刀片用壓塊固定于刀套中，在整個(gè)軸向上刀片，刀片用壓塊固定于刀套中，在整個(gè)軸向上有假設(shè)干節(jié)刀套，每節(jié)刀套徑向固定在刀片刃口有假設(shè)干節(jié)刀套，每節(jié)刀套徑向固定在刀片刃口要要相互錯(cuò)開一個(gè)角度，以減輕切割時(shí)的振動。切割相互錯(cuò)開一個(gè)角度，以減輕切割時(shí)的振動。切割輥與墊輥直徑應(yīng)不相同，以保證墊輥橡膠套不致輥與墊輥直徑應(yīng)不相同，以保證墊輥橡膠套不致因切割過程的刀口重疊而很快損壞。因切割過程的刀口重疊而很快損壞。(2)連續(xù)玻璃纖維經(jīng)切割器切成短切玻璃纖維，依連續(xù)玻璃纖維經(jīng)切割器切成短切玻璃纖維，依其自重，在沉降室中自然沉降。為使沉降均勻，其自重，在沉降室中自然沉降。為使沉降均勻，在切割器下可設(shè)置打紗器或吹入空

31、氣。整個(gè)切割在切割器下可設(shè)置打紗器或吹入空氣。整個(gè)切割器的長度應(yīng)大雨片材的幅寬，每臺機(jī)組上可使用器的長度應(yīng)大雨片材的幅寬，每臺機(jī)組上可使用1 4 臺 切 割 器 。 粗 紗 切 割 速 度 一 般 以臺 切 割 器 。 粗 紗 切 割 速 度 一 般 以80m/min130m/min為宜。速度過慢粗紗分散不為宜。速度過慢粗紗分散不好，過快易產(chǎn)生靜電。靜電效應(yīng)將嚴(yán)重影響纖維好，過快易產(chǎn)生靜電。靜電效應(yīng)將嚴(yán)重影響纖維的均勻分布。防止靜電措施為：嚴(yán)格控制切割區(qū)的均勻分布。防止靜電措施為：嚴(yán)格控制切割區(qū)溫度和濕度相對濕度溫度和濕度相對濕度50%60%以上；粗紗以上；粗紗浸潤劑中參加抗靜電劑；設(shè)備上安裝

32、粗紗靜電消浸潤劑中參加抗靜電劑；設(shè)備上安裝粗紗靜電消除器。除器。(3)浸漬和壓實(shí)浸漬和壓實(shí)在成型機(jī)中，浸漬、脫泡、壓實(shí)主要靠各種輥及在成型機(jī)中，浸漬、脫泡、壓實(shí)主要靠各種輥及片材自身所產(chǎn)生的彎曲、延伸、壓縮和揉捏等作片材自身所產(chǎn)生的彎曲、延伸、壓縮和揉捏等作用實(shí)現(xiàn)的。為使纖維被樹脂浸透、驅(qū)趕氣泡和使用實(shí)現(xiàn)的。為使纖維被樹脂浸透、驅(qū)趕氣泡和使用片狀模塑料壓實(shí)成均勻的厚度，機(jī)組中有兩種用片狀模塑料壓實(shí)成均勻的厚度，機(jī)組中有兩種浸漬壓實(shí)結(jié)構(gòu)。即多輥筒的環(huán)槽壓輥式與輸送帶浸漬壓實(shí)結(jié)構(gòu)。即多輥筒的環(huán)槽壓輥式與輸送帶的彎曲雙帶式，。環(huán)槽壓輥式浸漬壓實(shí)機(jī)構(gòu)由一的彎曲雙帶式，。環(huán)槽壓輥式浸漬壓實(shí)機(jī)構(gòu)由一系列上

33、、下交替排列的成對輥筒組成。系列上、下交替排列的成對輥筒組成。 纖維增強(qiáng)熱固性或熱塑性模壓料裝于加熱的纖維增強(qiáng)熱固性或熱塑性模壓料裝于加熱的模具型腔或加料室中，模具在液壓機(jī)上閉合模具型腔或加料室中，模具在液壓機(jī)上閉合并加壓，型腔內(nèi)模壓料在溫度和壓力作用下并加壓，型腔內(nèi)模壓料在溫度和壓力作用下熔融并充滿模具型腔，進(jìn)而發(fā)生聚合反響使熔融并充滿模具型腔，進(jìn)而發(fā)生聚合反響使之固化定型，變成所需的模壓制品，此類模之固化定型，變成所需的模壓制品，此類模具成為模壓成型模具，簡稱壓模。具成為模壓成型模具，簡稱壓模。對對模具模具的主要要求是：能制造出形的主要要求是：能制造出形狀、尺寸精度、表觀物理與機(jī)械性狀、尺

34、寸精度、表觀物理與機(jī)械性能等均能滿足使用要求的模壓制品能等均能滿足使用要求的模壓制品。此外，要求模具結(jié)構(gòu)合理，制造。此外，要求模具結(jié)構(gòu)合理，制造容易，操作方便，造價(jià)低廉。容易，操作方便，造價(jià)低廉。模具與模壓工藝制度是影響模壓制品質(zhì)量模具與模壓工藝制度是影響模壓制品質(zhì)量的兩個(gè)重要因素。首先，模具形腔的形的兩個(gè)重要因素。首先，模具形腔的形狀、尺寸、外表光潔度、分型面及脫膜方狀、尺寸、外表光潔度、分型面及脫膜方式等對制品的尺寸與形狀精度、理化及機(jī)式等對制品的尺寸與形狀精度、理化及機(jī)械性能、表觀質(zhì)量等有十分重要的影響械性能、表觀質(zhì)量等有十分重要的影響采用自動開合模和自動頂出機(jī)構(gòu)。采用自動開合模和自動頂

35、出機(jī)構(gòu)。此外，模具對制品本錢有相當(dāng)影響。因?yàn)榇送?，模具對制品本錢有相當(dāng)影響。因?yàn)槟＞哔M(fèi)非常昂貴，模具費(fèi)非常昂貴，設(shè)計(jì)模具時(shí)必須充分考慮模壓制品的物理機(jī)械性設(shè)計(jì)模具時(shí)必須充分考慮模壓制品的物理機(jī)械性能與工藝特性，注意如下因素：能與工藝特性，注意如下因素：1復(fù)合材料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度、剛復(fù)合材料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、導(dǎo)熱性、吸水性等。度、韌性、彈性、導(dǎo)熱性、吸水性等。2模壓料的成型工藝性。如流動性、壓縮性模壓料的成型工藝性。如流動性、壓縮性等。等。3制品在成型后的收縮率及各向收縮率差制品在成型后的收縮率及各向收縮率差異。異。4制品及模具形狀應(yīng)有利于物料充分流制品及模具形狀應(yīng)

36、有利于物料充分流動、排氣。動、排氣。5模具的結(jié)構(gòu)及加熱裝置有利于對模壓模具的結(jié)構(gòu)及加熱裝置有利于對模壓料進(jìn)行快速、高效、均勻、穩(wěn)定的加熱。料進(jìn)行快速、高效、均勻、穩(wěn)定的加熱。6在滿足使用要求前提下應(yīng)盡量簡化模在滿足使用要求前提下應(yīng)盡量簡化模具結(jié)構(gòu)及制造工藝。具結(jié)構(gòu)及制造工藝。5.1.2 模壓料工藝性與模壓料工藝性與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系模具設(shè)計(jì)的關(guān)系成型收縮和流動性成型收縮和流動性是各種模壓料的固是各種模壓料的固有特性。有特性。出模斜度出模斜度模壓件成型冷卻后產(chǎn)生收縮，將使其緊密模壓件成型冷卻后產(chǎn)生收縮，將使其緊密地包住模具型芯或型腔中凸出的局部，造地包住模具型芯或型腔中凸出的局部，造成脫模困難。因此

37、，制品的內(nèi)外外表沿脫成脫模困難。因此，制品的內(nèi)外外表沿脫模方向都應(yīng)有傾斜角度，即出模斜度。模方向都應(yīng)有傾斜角度，即出模斜度?？傊?，在滿足制作尺寸公差要總之，在滿足制作尺寸公差要求和使用前提下，出模斜度可求和使用前提下，出模斜度可取大一些，以利于脫模取大一些，以利于脫模 。壁厚壁厚模壓件壁厚對其質(zhì)量影響很大。壁厚模壓件壁厚對其質(zhì)量影響很大。壁厚過小，成型時(shí)流動阻力大，大型復(fù)過小，成型時(shí)流動阻力大，大型復(fù)雜制品物料就難以充滿模腔。雜制品物料就難以充滿模腔。5.1.3.3 加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋的作用是在不增加整個(gè)制品厚度的條件加強(qiáng)筋的作用是在不增加整個(gè)制品厚度的條件下，增強(qiáng)制品的剛度和強(qiáng)度，并可防止由

38、于模壓下，增強(qiáng)制品的剛度和強(qiáng)度，并可防止由于模壓料固化收縮產(chǎn)生的變形翹曲。設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋時(shí)，須料固化收縮產(chǎn)生的變形翹曲。設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋時(shí)，須考慮加強(qiáng)筋的布置，以減小因壁厚不均而產(chǎn)生的考慮加強(qiáng)筋的布置，以減小因壁厚不均而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，或由于模壓料局部集中而產(chǎn)生縮孔、氣內(nèi)應(yīng)力，或由于模壓料局部集中而產(chǎn)生縮孔、氣泡。加強(qiáng)筋底部寬度應(yīng)比它所附著的壁厚小泡。加強(qiáng)筋底部寬度應(yīng)比它所附著的壁厚小除采用加強(qiáng)筋外，薄殼狀的模除采用加強(qiáng)筋外，薄殼狀的模壓件可作成球面或拱曲面，這壓件可作成球面或拱曲面，這樣可以有效地增加剛性，減小樣可以有效地增加剛性，減小變形變形5.1.3.4 圓角和邊緣修飾圓角和邊緣修飾模壓件的所有轉(zhuǎn)角

39、處包括邊緣都應(yīng)盡模壓件的所有轉(zhuǎn)角處包括邊緣都應(yīng)盡可能采用圓弧可能采用圓弧過渡，這樣可以大大改善模壓料的充模性，過渡，這樣可以大大改善模壓料的充模性，同時(shí)，可以同時(shí)，可以降低制件尖角處的應(yīng)力集中，防止在受力降低制件尖角處的應(yīng)力集中，防止在受力或受沖擊振動或受沖擊振動以及脫模過程由于內(nèi)應(yīng)力而發(fā)生破裂。當(dāng)以及脫模過程由于內(nèi)應(yīng)力而發(fā)生破裂。當(dāng)內(nèi)圓角半徑內(nèi)圓角半徑R小小于厚度于厚度A的的1/4時(shí)，應(yīng)力集中明顯，而當(dāng)大時(shí)，應(yīng)力集中明顯，而當(dāng)大于厚度于厚度3/4時(shí)，時(shí)，對減低應(yīng)力集中效果不明顯，因此，理想對減低應(yīng)力集中效果不明顯，因此，理想內(nèi)圓角半徑應(yīng)內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的為壁厚的1/4以上。以上?？卓啄杭?/p>

40、上通常有通孔、盲孔、形狀復(fù)雜的模壓件上通常有通孔、盲孔、形狀復(fù)雜的孔及螺紋孔等。這些孔均應(yīng)設(shè)置在不易削孔及螺紋孔等。這些孔均應(yīng)設(shè)置在不易削弱制品強(qiáng)度的地方。在孔之間以及孔與邊弱制品強(qiáng)度的地方。在孔之間以及孔與邊壁之間均應(yīng)留有足夠距離?？着c邊緣最小壁之間均應(yīng)留有足夠距離。孔與邊緣最小距離不應(yīng)小于孔直徑。距離不應(yīng)小于孔直徑。金屬嵌件金屬嵌件模塑在模壓件里的金屬件稱為金屬嵌件，模塑在模壓件里的金屬件稱為金屬嵌件，其目的其目的是：提高制品的強(qiáng)度、硬度、抗磨性、導(dǎo)是：提高制品的強(qiáng)度、硬度、抗磨性、導(dǎo)電性電性等，以滿足使用要求；彌補(bǔ)因模壓件結(jié)構(gòu)、等，以滿足使用要求；彌補(bǔ)因模壓件結(jié)構(gòu)、工藝工藝性的缺乏而帶來

41、的缺陷；此外，能提高制性的缺乏而帶來的缺陷；此外，能提高制品尺寸品尺寸的穩(wěn)定性和制造精度，降低材料消耗。但的穩(wěn)定性和制造精度，降低材料消耗。但是，采是，采用金屬嵌件，將使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并降低用金屬嵌件，將使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并降低制品生制品生產(chǎn)效率。產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問題：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問題：1金屬嵌件的邊棱應(yīng)倒成圓弧或倒角，金屬嵌件的邊棱應(yīng)倒成圓弧或倒角，防止嵌件損傷周圍塑料。防止嵌件損傷周圍塑料。2為防止金屬嵌件從模壓件中拔出或轉(zhuǎn)為防止金屬嵌件從模壓件中拔出或轉(zhuǎn)動，金屬嵌件外表可制成環(huán)形凹槽或滾花動，金屬嵌件外表可制成環(huán)形凹槽或滾花紋。紋。3包在金屬嵌件外面的塑料層應(yīng)有足夠的厚包在金屬

42、嵌件外面的塑料層應(yīng)有足夠的厚度，以防止制件開裂。度，以防止制件開裂。4這是由于金屬嵌件冷卻時(shí)尺寸變化與模壓料這是由于金屬嵌件冷卻時(shí)尺寸變化與模壓料的熱收縮值相差很大而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力造成的。塑的熱收縮值相差很大而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力造成的。塑料包層最小許可厚度見表料包層最小許可厚度見表5-2。5金屬嵌件應(yīng)有凸緣，其凸緣的凸出局部為金屬嵌件應(yīng)有凸緣，其凸緣的凸出局部為1.5mm2mm，用來定位，如圖，用來定位，如圖5-9所示。所示。壓模結(jié)構(gòu)壓模結(jié)構(gòu)典型的壓模結(jié)構(gòu)可分為裝于壓機(jī)典型的壓模結(jié)構(gòu)可分為裝于壓機(jī)上壓板的上模和上壓板的上模和裝于下壓板的下模兩大局部。當(dāng)裝于下壓板的下模兩大局部。當(dāng)制品固化成型制品固化成

43、型后，上、下模翻開利用頂出裝置后，上、下模翻開利用頂出裝置頂出制件。壓模頂出制件。壓?？蛇M(jìn)一步分為如下各部件?？蛇M(jìn)一步分為如下各部件。型腔型腔加料室加料室導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)壓模分類壓模分類按模具在壓機(jī)上固定方式分類按模具在壓機(jī)上固定方式分類1移動式模具機(jī)外裝卸模具移動式模具機(jī)外裝卸模具2固定式模具固定式模具3半固定式模具半固定式模具按分型面特征分類按分型面特征分類1水平分型面水平分型面2垂直分型面垂直分型面3復(fù)合分型面復(fù)合分型面按上、下模配合結(jié)構(gòu)特征分類按上、下模配合結(jié)構(gòu)特征分類1溢式壓模敞開式溢式壓模敞開式2不溢式壓模密閉式不溢式

44、壓模密閉式3半溢式壓模半密閉式壓模半溢式壓模半密閉式壓模5.3壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓模包括成型零件和結(jié)構(gòu)零件。這壓模包括成型零件和結(jié)構(gòu)零件。這里只介紹成型里只介紹成型零件。零件。壓模的成型零件包括凹模陰模、壓模的成型零件包括凹模陰模、凸模陽凸模陽模、瓣合模及模套、模芯等。設(shè)模、瓣合模及模套、模芯等。設(shè)計(jì)程序是：計(jì)程序是：首先應(yīng)確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，凹模和凸模首先應(yīng)確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，凹模和凸模之間的配合結(jié)構(gòu)以及成型零件的結(jié)構(gòu)。在之間的配合結(jié)構(gòu)以及成型零件的結(jié)構(gòu)。在型腔結(jié)構(gòu)確定后，還應(yīng)根據(jù)制件尺寸確定型腔結(jié)構(gòu)確定后，還應(yīng)根據(jù)制件尺寸確定型腔尺寸。根據(jù)制件質(zhì)量和模壓料密度確型腔尺寸。根據(jù)制件質(zhì)量

45、和模壓料密度確定加料室尺寸，再根據(jù)型腔結(jié)構(gòu)、尺寸和定加料室尺寸，再根據(jù)型腔結(jié)構(gòu)、尺寸和壓制壓力確定型腔壁厚等。壓制壓力確定型腔壁厚等。模壓件在模具內(nèi)施壓方向的選定模壓件在模具內(nèi)施壓方向的選定施壓方向即凸模作用方向；施壓方向即凸模作用方向；也就是模具的軸線方向也就是模具的軸線方向有利于壓力傳遞，應(yīng)防止在加壓過程有利于壓力傳遞，應(yīng)防止在加壓過程中壓力傳遞太長，造成壓力損失太中壓力傳遞太長，造成壓力損失太大。大。便于加料便于加料便于安裝和固定嵌件便于安裝和固定嵌件保證凸模的強(qiáng)度保證凸模的強(qiáng)度長型芯位于施壓方向長型芯位于施壓方向保證重要尺寸精度保證重要尺寸精度分型面位置和形狀的選定分型面位置和形狀的選

46、定凸模和凹模配合結(jié)構(gòu)的選定凸模和凹模配合結(jié)構(gòu)的選定1考慮模壓料的特點(diǎn)考慮模壓料的特點(diǎn)2考慮制品形狀。高度大，形狀復(fù)雜的考慮制品形狀。高度大，形狀復(fù)雜的制件宜用不溢式壓模。壁薄、尺寸小、制件宜用不溢式壓模。壁薄、尺寸小、形狀簡單、高度小的制品可用溢式壓模。形狀簡單、高度小的制品可用溢式壓模。中等深度的制件多數(shù)宜用半溢式壓模中等深度的制件多數(shù)宜用半溢式壓模 。溢式壓模配合形式溢式壓模配合形式不溢式壓模配合形式不溢式壓模配合形式壓模設(shè)計(jì)壓模設(shè)計(jì)凹模陰模設(shè)計(jì)凹模陰模設(shè)計(jì)凸模設(shè)計(jì)凸模設(shè)計(jì)型芯設(shè)計(jì)型芯設(shè)計(jì)壓模的型芯受載荷不均勻，極易彎曲，特別是與壓模的型芯受載荷不均勻，極易彎曲，特別是與壓制方向垂直的型芯

47、。因此，型芯長度不宜太壓制方向垂直的型芯。因此，型芯長度不宜太長。當(dāng)型芯為單端支撐時(shí)，成型與壓制方向相重長。當(dāng)型芯為單端支撐時(shí)，成型與壓制方向相重合的孔的型芯，其長度不宜超過孔徑的合的孔的型芯，其長度不宜超過孔徑的2.53倍。對于與壓制方向相垂直的孔，型芯長度不宜倍。對于與壓制方向相垂直的孔，型芯長度不宜超過孔徑。直徑小于超過孔徑。直徑小于1.5mm的孔，型芯高度還應(yīng)的孔，型芯高度還應(yīng)短一些。短一些。當(dāng)模壓件孔較深時(shí)孔深當(dāng)模壓件孔較深時(shí)孔深68d，為保，為保證孔的精度和防止型芯彎曲，采用型芯伸證孔的精度和防止型芯彎曲，采用型芯伸入凸?？變?nèi)支撐的方法。入凸?？變?nèi)支撐的方法。當(dāng)模壓件孔徑當(dāng)模壓件孔

48、徑d15mm并在制件中心時(shí)，并在制件中心時(shí)，型芯還可兼作導(dǎo)向柱，那么型芯導(dǎo)柱型芯還可兼作導(dǎo)向柱，那么型芯導(dǎo)柱必必須高出加料室須高出加料室6mm8mm，如圖，如圖532所示所示成型深孔孔深大于成型深孔孔深大于2.5d時(shí)也可用兩時(shí)也可用兩端對接的成型桿。端對接的成型桿。在壓制件上成型內(nèi)螺紋和外螺紋的螺在壓制件上成型內(nèi)螺紋和外螺紋的螺紋型芯和螺紋型環(huán)，以及固定螺紋嵌紋型芯和螺紋型環(huán)，以及固定螺紋嵌件的螺紋型芯，可將螺紋型芯或螺紋件的螺紋型芯，可將螺紋型芯或螺紋環(huán)呈動配合插入壓模的凹模。環(huán)呈動配合插入壓模的凹模。壓模型腔內(nèi)外表光潔度直接影響制品壓模型腔內(nèi)外表光潔度直接影響制品的外表質(zhì)量。提高型腔內(nèi)壁外

49、表光的外表質(zhì)量。提高型腔內(nèi)壁外表光潔度。不但可使制件外表光潔美觀，潔度。不但可使制件外表光潔美觀，還能增加模壓料在模具內(nèi)的流動性，還能增加模壓料在模具內(nèi)的流動性，使充模更容易。使充模更容易。加料室設(shè)計(jì)加料室設(shè)計(jì)溢式壓模無加料室，模壓料堆放在型腔中溢式壓模無加料室，模壓料堆放在型腔中部。不溢式和半溢式壓模具有加料室。計(jì)部。不溢式和半溢式壓模具有加料室。計(jì)算前需要確定模壓件所需的模壓料體積。算前需要確定模壓件所需的模壓料體積。vVGvV塑料多型腔半溢式壓模加料室高度計(jì)算：多型腔半溢式壓模加料室高度計(jì)算：)0 . 15 . 0(0FnVVH5.4壓模的強(qiáng)度計(jì)算壓模的強(qiáng)度計(jì)算壓模型腔應(yīng)具有足夠的剛度和

50、強(qiáng)度，壓模型腔應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，在承受模壓料的高壓載荷時(shí)，不致在承受模壓料的高壓載荷時(shí)，不致產(chǎn)生過大的彈性變形、塑性變形及產(chǎn)生過大的彈性變形、塑性變形及破裂。破裂。型腔壁厚計(jì)算以最大壓力為準(zhǔn)。對于大尺型腔壁厚計(jì)算以最大壓力為準(zhǔn)。對于大尺寸的型腔，為防止變形應(yīng)按剛度計(jì)算。而寸的型腔，為防止變形應(yīng)按剛度計(jì)算。而小尺寸的型腔在發(fā)生大的彈性變形前，其小尺寸的型腔在發(fā)生大的彈性變形前，其應(yīng)力往往已超過許用應(yīng)力，因此應(yīng)按強(qiáng)度應(yīng)力往往已超過許用應(yīng)力，因此應(yīng)按強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是各種受載形進(jìn)行計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是各種受載形式下的許用應(yīng)力如拉伸許用應(yīng)力，彎曲式下的許用應(yīng)力如拉伸許用應(yīng)力，彎曲許

51、用應(yīng)力等。剛度計(jì)算的條件由于壓模許用應(yīng)力等。剛度計(jì)算的條件由于壓模的特殊性，的特殊性，為保證制品精度，模具型腔剛度必須為保證制品精度，模具型腔剛度必須滿足要求。即在模壓時(shí)不產(chǎn)生過大的滿足要求。即在模壓時(shí)不產(chǎn)生過大的彈性變形，最大彈性變形值可取制件彈性變形，最大彈性變形值可取制件允許公差的允許公差的1/5左右。左右。凸模凸模凸模一般不必進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。凸模一般不必進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。對不溢式壓模的凸模，相當(dāng)于一端固定另對不溢式壓模的凸模，相當(dāng)于一端固定另一端絞支的壓桿，不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓力一端絞支的壓桿，不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓力為：為：222nLEJp不發(fā)生失穩(wěn)的凸模最大長度為：不發(fā)生失穩(wěn)的凸模最大長度為：

52、式中：式中：p壓力，壓力，N；E凸模材料的彈性模量，一般模具鋼凸模材料的彈性模量，一般模具鋼為為2.2105Mpa；J凸模最小模截面的軸慣性矩。直徑為凸模最小模截面的軸慣性矩。直徑為d的圓的圓形凸模其形凸模其mm4n彎曲平安系數(shù)，對于淬火鋼彎曲平安系數(shù)，對于淬火鋼n=23；L凸模長度，凸模長度，mm。npEJL22max整體式圓形凹模可按照承內(nèi)壓厚壁圓筒進(jìn)行強(qiáng)度整體式圓形凹?？砂凑粘袃?nèi)壓厚壁圓筒進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以確定型腔壁厚、切向應(yīng)力、徑向應(yīng)力、計(jì)算，以確定型腔壁厚、切向應(yīng)力、徑向應(yīng)力、軸向應(yīng)力。最大應(yīng)力發(fā)生在凹模內(nèi)壁外表，其應(yīng)軸向應(yīng)力。最大應(yīng)力發(fā)生在凹模內(nèi)壁外表，其應(yīng)力為：力為：)1 (122

53、maxaaq)1(122aaqmas12aqs式中：式中：q凹模內(nèi)壁徑向工作壓力，亦即凹模內(nèi)壁徑向工作壓力，亦即壓制單位壓力，壓制單位壓力，Mpa；a凹模型腔直徑比，凹模型腔直徑比， ；d1、r1凹模的內(nèi)徑與半徑，凹模的內(nèi)徑與半徑，mm；d2、r2凹模的外徑與半徑，凹模的外徑與半徑，mm；1212rrdda當(dāng)當(dāng)a 4時(shí)，應(yīng)力的降低趨于平緩，并逐漸時(shí)，應(yīng)力的降低趨于平緩，并逐漸接近極限值。因此，當(dāng)凹模外徑大于其內(nèi)接近極限值。因此，當(dāng)凹模外徑大于其內(nèi)徑的徑的46倍時(shí)，增加壁厚對整體式圓形凹模倍時(shí)，增加壁厚對整體式圓形凹模強(qiáng)度的改善已無意義，所以一般取。強(qiáng)度的改善已無意義，所以一般取。剛度計(jì)算剛度計(jì)

54、算整體式圓形凹模型腔受載變形如圖整體式圓形凹模型腔受載變形如圖5-43所所示。在側(cè)壁下端的內(nèi)半徑因受底板約示。在側(cè)壁下端的內(nèi)半徑因受底板約束而束而不能自由膨脹，故其膨脹量比自由膨不能自由膨脹，故其膨脹量比自由膨脹時(shí)脹時(shí)小。為簡化計(jì)算，假定底板處膨脹量小。為簡化計(jì)算，假定底板處膨脹量為為零，但到一定高度如圖中以上，零，但到一定高度如圖中以上，那么基那么基本不受底板約束而為自由膨脹。采用本不受底板約束而為自由膨脹。采用以下以下公式用試差法求得。公式用試差法求得。底板計(jì)算底板計(jì)算整體式圓形型腔的底板可視為周圍固整體式圓形型腔的底板可視為周圍固定的定的圓板，其最大變形圓板，其最大變形mm發(fā)生在圓發(fā)生在

55、圓板中板中心。心。341175. 0Ehqr根據(jù)剛度條件，底板厚度為：根據(jù)剛度條件，底板厚度為：根據(jù)強(qiáng)度條件。最大應(yīng)力發(fā)生在周根據(jù)強(qiáng)度條件。最大應(yīng)力發(fā)生在周邊，那么：邊，那么：341175. 0Eqrh 4321qrh 組合式矩形凹模型腔壁厚計(jì)算組合式矩形凹模型腔壁厚計(jì)算矩形型腔的四壁和底部都是矩形平板，同矩形型腔的四壁和底部都是矩形平板，同樣可分為整體式和組合式。但最常見的是樣可分為整體式和組合式。但最常見的是側(cè)壁作為整體再和底板組合側(cè)壁作為整體再和底板組合按剛度條件計(jì)算，側(cè)壁在模塑料高壓作用按剛度條件計(jì)算，側(cè)壁在模塑料高壓作用下將發(fā)生彎曲變形，使側(cè)壁與底產(chǎn)生縱向下將發(fā)生彎曲變形，使側(cè)壁與底

56、產(chǎn)生縱向間隙。間隙。34132EAqalS 彎應(yīng)力彎應(yīng)力Mpa按固端梁計(jì)算，其最大值按固端梁計(jì)算，其最大值在梁的兩端：在梁的兩端：22121ASqal彎ASqal22拉總應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力總應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力222221ASqalASqal拉彎5.5電加熱裝置及其功率計(jì)算電加熱裝置及其功率計(jì)算模壓工藝中廣為采用的是電加熱，其模壓工藝中廣為采用的是電加熱，其特點(diǎn)特點(diǎn)是設(shè)備是設(shè)備簡單、緊湊、投資少，便于安裝維修使用，溫度簡單、緊湊、投資少，便于安裝維修使用，溫度易自動調(diào)控。缺點(diǎn)是升溫較慢，不能在壓模中輪易自動調(diào)控。缺點(diǎn)是升溫較慢，不能在壓模中輪換地加熱和冷卻。電加熱裝置包括電熱元件、電換地加熱和冷

57、卻。電加熱裝置包括電熱元件、電熱板、控制系統(tǒng)。熱板、控制系統(tǒng)。電加熱裝置電加熱裝置電熱元件電熱元件最簡單的是用電阻絲直接作加熱最簡單的是用電阻絲直接作加熱元件。將電阻穿元件。將電阻穿在特制陶瓷管或帶孔陶瓷元件內(nèi)，在特制陶瓷管或帶孔陶瓷元件內(nèi)，裝在加熱板或裝在加熱板或模壓孔中。采用這種方法雖本錢模壓孔中。采用這種方法雖本錢低廉，但電阻絲低廉，但電阻絲與空氣直接接觸易氧化損耗，使與空氣直接接觸易氧化損耗，使用壽命短，同時(shí)用壽命短，同時(shí)也不平安。也不平安。電熱棒：將電阻絲密封在金屬管里，并填電熱棒：將電阻絲密封在金屬管里，并填充絕緣填料，因此不易氧化，使用壽命充絕緣填料，因此不易氧化，使用壽命長，且

58、更換方便。長，且更換方便。電熱板一般都固定字壓機(jī)上，電熱板的結(jié)電熱板一般都固定字壓機(jī)上，電熱板的結(jié)構(gòu)形式有兩種：構(gòu)形式有兩種：a； b。a 整體式：在整塊鋼板上鉆一排孔，用以整體式：在整塊鋼板上鉆一排孔，用以裝電熱棒或電阻絲外需套絕緣陶瓷管裝電熱棒或電阻絲外需套絕緣陶瓷管。電熱板上的孔數(shù)、孔徑和長度應(yīng)根據(jù)壓。電熱板上的孔數(shù)、孔徑和長度應(yīng)根據(jù)壓模所需的總功率及模具的結(jié)構(gòu)尺寸等具體模所需的總功率及模具的結(jié)構(gòu)尺寸等具體情況來確定。電熱板要能承受在受熱條件情況來確定。電熱板要能承受在受熱條件下的成型壓力。下的成型壓力。b 電熱套可以補(bǔ)充壓模上、下加熱板加熱電熱套可以補(bǔ)充壓模上、下加熱板加熱量的缺乏，多

59、用于高度較高的固定式壓模量的缺乏，多用于高度較高的固定式壓模。電熱套應(yīng)與模具外形吻合，最常見有矩。電熱套應(yīng)與模具外形吻合，最常見有矩形和圓形。矩形電熱套是由四個(gè)電熱片構(gòu)形和圓形。矩形電熱套是由四個(gè)電熱片構(gòu)成，用螺釘連接。圓形電熱套也通過螺釘成，用螺釘連接。圓形電熱套也通過螺釘夾緊在模具上夾緊在模具上控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)電熱元件應(yīng)分為兩組，即主加熱組和副加熱組。主電熱元件應(yīng)分為兩組，即主加熱組和副加熱組。主加熱組的功率約為所需總功率的加熱組的功率約為所需總功率的2/3，主要補(bǔ)償模具，主要補(bǔ)償模具裝置的散熱損失，它處于連續(xù)加熱狀態(tài)。副加熱組裝置的散熱損失，它處于連續(xù)加熱狀態(tài)。副加熱組功率約占總功率的功

60、率約占總功率的1/3，主要用于保證模具裝置升溫，主要用于保證模具裝置升溫速度的蓄熱熱量，它處于受控間歇工作狀態(tài)。模具速度的蓄熱熱量，它處于受控間歇工作狀態(tài)。模具裝料后處于按一定升溫速度的升溫階段時(shí)，主、副裝料后處于按一定升溫速度的升溫階段時(shí)，主、副加熱組共同工作。當(dāng)模具處于保溫階段時(shí)，副加熱加熱組共同工作。當(dāng)模具處于保溫階段時(shí)，副加熱組停止工作。這一接通與斷開由自動控制系統(tǒng)完成組停止工作。這一接通與斷開由自動控制系統(tǒng)完成.壓模電功率計(jì)算壓模電功率計(jì)算整個(gè)模具裝置包括壓模，加熱整個(gè)模具裝置包括壓模，加熱板，電熱板，電熱元件在加熱過程中是處于不穩(wěn)元件在加熱過程中是處于不穩(wěn)定導(dǎo)熱過定導(dǎo)熱過程，即具有