確定型腔側(cè)壁的厚度課件

1、 課件5.1 概述第五章 模壓模具與液壓機(jī)5 模壓成型模具與液壓機(jī)5.1 概述5.1.1 模具的作用 模具的作用是使能制造出一定形狀、尺寸、外觀及各種性能均滿足設(shè)計(jì)要求的制品。 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮如下因素：（1）制品的物理機(jī)械性能;（2）模壓料的成型工藝性能;（3）制品成型后的收縮率;（4）有利于物料流動(dòng)和排氣;（5）有利于穩(wěn)定快速加熱;（6）結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，降低成本 。 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.1.2 制品結(jié)構(gòu)與模具的關(guān)系（1）出模斜度為了脫模方便,需要一定的出模斜度,一般為11.5。5.1 概述圖5-1 脫模斜度 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)（3）園角和邊緣修飾 在轉(zhuǎn)角處采用圓弧過(guò)渡，

2、有利于充模，脫模；有利于模具加工和模具強(qiáng)度。同時(shí)還有利于制品的外觀修飾。（4）孔和金屬嵌件（自學(xué)）（2）壁厚與加強(qiáng)筋 模壓制品的壁厚不宜設(shè)計(jì)太大，否則不易傳熱，導(dǎo)致內(nèi)部固化不完全，冷卻慢，并造成材料浪費(fèi)。熱固性模壓制品控制在 16mm 熱塑性模壓制品控制在 24mm 如果在此厚度范圍內(nèi)不能滿足制品的力學(xué)性能要求，可考慮增設(shè)加強(qiáng)筋，或改變形狀增加剛度。 P108 圖52，53，54，55。5.1 概述 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.2 壓模結(jié)構(gòu)與分類5.2.1 壓模結(jié)構(gòu) 由型腔、加料室、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)等組成。典型的壓模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖510 P1115.2.2 壓模分類 5.2

3、.2.1 按模具的固定方式分：移動(dòng)式模具： 裝料、脫模等都在機(jī)外進(jìn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大,適合于試制產(chǎn)品或小批量生產(chǎn)。 固定式模具： 適于大批量生產(chǎn)，大型制品。 半固定式模具： 適于大批量生產(chǎn)小型制品。 5.2.1 壓模結(jié)構(gòu) 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.2.2.2 按分型面特征分： 水平分型面： 圖511；512（兩個(gè)水平分型面） 垂直分型面： 圖513 復(fù)合分型面： 5.2.2.3 按上下模的配合結(jié)構(gòu)特征分： 溢式壓模 圖514，優(yōu)缺點(diǎn)P113;不溢式壓模 圖515,優(yōu)缺點(diǎn)P113;半溢式壓模 圖516; 帶加料板壓模 圖517; 5.2.2 壓模分類 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.3 壓模結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)5.3.1 型腔總體設(shè)計(jì)5.3.1.1 施壓方向的選定應(yīng)注意如下的因素： （1）有利于壓力傳遞,圖5-18 a、b，軸線太長(zhǎng)時(shí)用b式。（2）便于加料,圖5-19a、b，用a式比較合理。（3）便于安裝固定嵌件，圖5-20a、b，用b式比較合理。（4）保證凸模的強(qiáng)度,其形狀愈簡(jiǎn)單愈好,圖5-21，a式。（5）一般長(zhǎng)型芯位于施壓方向上。（6）保證重要尺寸精度（重要尺寸不在施壓方向上）。5.3 壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.3.1.2 分型面位置和形狀的選定 一般選在制件斷面最大的地方；多采用水平分型面；避免側(cè)抽模。5.3.1.3 凸、凹模配合結(jié)構(gòu)的選定 由模壓料的特點(diǎn)和制品形狀

5、確定： 溢 式壓模： 適合于高度小，物料流動(dòng)性好的情況。 半溢式壓模： （屆于兩者之間） 不溢式壓模： 適合于高度大，物料流動(dòng)性差的情況。 5.3 壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.3.2 型腔配合形式 溢式壓模配合形式：凸凹模在分型面水平上接觸，見(jiàn) 圖5-24 a、b。 不溢式壓模配合形式：凸凹模之間不存在擠壓面，圖5-25，凸凹模之間需要留有一定的間隙（0.0250.075mm），便于氣體排出和溢料，并有利于開(kāi)模。5.3.3 壓模設(shè)計(jì)自學(xué)一、二、三一、凹模設(shè)計(jì)二、凸模設(shè)計(jì)三、型芯設(shè)計(jì) 5.3 壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.3.4 加料室設(shè)計(jì)溢式壓模無(wú)加料室，模壓

6、料放在型腔中部。 不溢式壓模具有加料室，加料室是盛放模壓料并使之加熱塑化進(jìn)入型腔前的一個(gè)腔體（實(shí)際上是型腔開(kāi)口的延續(xù)部分），其體積設(shè)計(jì)是很重要的。 模壓料體積計(jì)算：VGV件 V所需模壓料的體積，m3； G模壓料質(zhì)量， kg；模壓料比容， m3/kg；V件模壓件體積， m3；模壓件密度 kg/m3。5.3 壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)(1)不溢式壓模加料室高度計(jì)算 圖5-37 H10-2 （m）（2）半溢式壓模加料室高度計(jì)算 圖5-38 H10-2 （m） H-加料室高度m； V-模壓料體積m3；V1-下凸模凸出部分體積m3； F-加料室斷面積m2。 V0-擠壓邊以下體積m3。（3

7、）其他情況加料室高度計(jì)算 公式（5-5），（5-6），（5-7）5.3 壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 壓模必須具備足夠的剛度和強(qiáng)度，才能保證在壓制過(guò)程中不至于產(chǎn)生過(guò)大的變形或破裂。 型腔壁厚按“最大壓力”設(shè)計(jì)。 對(duì)小尺寸型腔，在發(fā)生大的彈性變形之前，其應(yīng)力往往超出了允許應(yīng)力，因此，對(duì)小尺寸型腔按強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算壁厚（按拉伸、彎曲允許應(yīng)力）。 對(duì)大尺寸型腔，往往變形是主要的，因此，按剛度進(jìn)行計(jì)算壁厚。 最大不溢料間隙0.0250.08mm； 最大允許彈性變形量0.0250.05mm。 5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.4.1 凸模不發(fā)生失穩(wěn)的最大

8、壓力 P 其中 Jd4/64 E彈性模量n安全系數(shù) 一般不需進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的情況進(jìn)行失穩(wěn)校驗(yàn)，P122。Lmax (m) P-壓力，N； E-材料的彈性模量，MPa；J-凸模最小截面處的慣性矩，m4；L-凸模長(zhǎng)度，m。5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.4.2 整體式圓形凹模型腔側(cè)壁和底板厚度計(jì)算 對(duì)于整體式圓形凹模，在工作壓力下，模具內(nèi)表面承受的應(yīng)力最大。其承受的切向應(yīng)力T，徑向應(yīng)力r，軸向應(yīng)力s，分別由下式表示：（5-12）（5-13）（5-14）式。 maxrmaxq 5.4.2.1 強(qiáng)度計(jì)算s 5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī) 由第二強(qiáng)度理論

9、，等效應(yīng)力vmax允許應(yīng)力（515）。則： vmax Tm（rs）m泊松比，鋼材m0.3。 將5-12、5-13、5-14代入5-15式并整理得：a 其中：q凹模內(nèi)壁經(jīng)向工作壓力，MPa；a凹模型腔外徑比內(nèi)徑，ad2/dI=r2/r1。5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)又，型腔壁厚 Sar1r1（a1）r1即：Sr1（a1）= r1 根據(jù)5-12 、5-16式作圖，max/q及vmax/q 與a的關(guān)系曲線（即切應(yīng)力、等效應(yīng)力與工作壓力q的關(guān)系）如圖5-42，P123。 由圖5-42看出，a4以后，再增加a值，應(yīng)力值降低趨于平緩，即再增加壁厚對(duì)改善強(qiáng)度已意義不大，所以一般取a46

10、 。此即圓形凹模厚度計(jì)算公式（518）。5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.4.2.2 剛度計(jì)算 P124，圖5-43 根據(jù)制品尺寸允許變形值（即制品精度），確定型腔側(cè)壁的厚度。 lc 受約束的臨界高度, mm. 1lc4/l14 l1處膨脹徑向伸長(zhǎng)值,mm. 自由膨脹徑向伸長(zhǎng)值,mm.（522） 根據(jù)制品尺寸精度確定允許形變值，由允許變形值及公式5-22 可計(jì)算出側(cè)壁厚度。 然后與強(qiáng)度計(jì)算比較，取最大值。5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.4.2.3 底板計(jì)算 整體式圓形型腔的底板,最大變形量發(fā)生在園板中心處；最大應(yīng)力點(diǎn)發(fā)生在底板周邊。 剛度條件計(jì)算（52

11、4）： 底板厚為 h 強(qiáng)度條件計(jì)算（525）：底板厚為 h 計(jì)算完成后取較大的h值，為底板厚度。5.4 壓模強(qiáng)度計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)5.5 電加熱裝置及其功率計(jì)算 模壓過(guò)程中廣泛采用電加熱。 5.5.1 電加熱裝置5.5.1.1 電熱元件 電阻絲、電熱棒（硅碳棒、硅鉬棒）等。將電阻絲密封起來(lái)，不易氧化，使用壽命長(zhǎng)，安全 。5.5.1.2 電熱板與電熱套 電熱板固定在壓機(jī)上，板上有一排孔，用以裝電熱棒、電阻絲，圖5-45、5-46 。電熱套： 由電熱片組成，在特殊部位，用以補(bǔ)足電熱板加熱的不足，圖5-47 。5.5.1.3 控制系統(tǒng)5.5 電加熱裝置及其功率計(jì)算 課件第五章 模壓模

12、具與液壓機(jī)5.5.2 壓模電功率計(jì)算5.5.2.1 模具裝置的蓄熱和散熱量計(jì)算 P127（1）、蓄熱需功率（由室溫到所需溫度的功率） 模 具： Q1CmGm（T2T1）/t (w)模壓料：Q2CpGp（T2T1）/t (w)Cm 、CP模具與模壓料的比熱，J/Kg；Gm 、GP模具與模壓料的質(zhì)量，Kg；T1 、 T2分別為室溫和最高成型溫度，； t 模具由室溫到成型溫度需要的時(shí)間，s。5.5 電加熱裝置及其功率計(jì)算 課件第五章 模壓模具與液壓機(jī)（2）散熱需功率模具散熱量 Q3(cR)（TwT1）F （w） （3）理論總功率（單位時(shí)間內(nèi)需要的總熱量）QQ1Q2Q3 c 對(duì)流放熱系數(shù)，W/m2；R 輻射放熱系數(shù)，W/m2；TW 模具外