CPP_PLLA复合材料成型模具结构设计.pdf

2008年3月
天水师范学院学报
Mar.2008
第28卷第2期
Journal of Tianshui Normal University
Vol 28 No. 2
CPP/PLLA复合材料成型模具结构设计
杨红平,梁俊虎2,石宗利3
天水师范学院T学院,甘肃天水741001
2.天水华荣铸造机械有限公司,甘献天水7410003.湖南人学材料学院,长沙湖南410000
要:成用 Autoca1)软件设计了(CPIA生物复合材料成型模具,该模具结构简单、互換性好、成可
、使用方便,利用该模具解决了生物材料在真空、高温下难成型的问题,实际应用良好。
关键词:模具;结构;设计
中图分类号:100505文献标识码:A
文章编号:1671-1351Q008)02-0095-02
图2为上:、下模结构图,模具人寸为:60mX
前
120m40m,凹槽刑腔为试样成型结构,凹槽
隔为4m.为了解决试样精度和脱模困难,先将上、
CPP/PLLA复合材料属于纳米生物复合材料
下模加工成一体,然后采用先进的激光切割的方法
在临床使H前期需要对其做大量力学性能、降解性加工出不同百径的园柱通孔,接着将通孔沿直径方
能方面的测试与分析,因此,实验试样成型模只结向切开,再进行模刑腔的修正和精加工。模共利
构的设计就品得十分重要
胫粗糙度为0.8,四問粗糙度为1.6,済火硬度为
该纳米复合材料是在真空、高温下进行,制备
HRC50-60,并且对其表面进行渗氮热处埋,型腔
实验试样的模共在设计、加工、成利、可靠性等技上部倒角为R=02-0.25m,如果倒角太人,成型试
术上要求较両,同时,不同尺」的试样模共需要互样截面为椭圆形,大大影响了试样的人寸精度要
换使用,这使待模具加に成本大大降低。图1为实求:如果倒角太小,成型试样较难脱模。除了形状
验试样结构图,试样直伶有3mm、6mm、8mm、10mm
公差要求以外,位公差要求相当高,平面度、平
12m五种,长度为60m
行度、垂直度应控制在0.1mm以内,以保证模只成
1试样成型方法
型过程中试样受力均匀,模具受到的压应力为均布
面载荷,以延长模其的使用寿命
将一定量的 PP/PLLA纳米复合材料半成品料
置于模具的上下模中,经高温熔融软化后复合材料
流入模具型腔内,然后慢速降温,达到一定温度后
对上下模具加压成型,接着对成梨环境保混、保
压,保温时间控制在.34小时,然后继续降温,直
图1试样结构图
图2:、下模结构图
到温度降至室温后保
模具在成型过程中温度变化较人,同时施压时
模具下方采用凸缘结构,八小」大小为:150mm
承受的歴力很人,因此,対模具在结构设计、承受60m2X0m,日的在于使模共能顺利与上下模板
载荷、抵抗热收缩变形、抵抗应力应変等能力上要联接,使」合模与脱模
求很高,模具体材料选择优质的模其钢
2.,2上:、下模板结构设计
图3为下模板结构图,外形尺小为:210m
2成型模具结构设计2-4
120mX5mm,内部尺」与上下模凸缘相配合,上
下模的凸缘柑惔到下模板的槽中,为了保证模具
2.1上:、下模具设计
受压后成型试样的精度以及受力均匀,上、下模与
收稿日期:2008-11-0
作者简介:杨红平1974-),男,秦交人,天水师范学院工学院讲师,上
基金项目:国家白然科学基金重点项月39830100)组织工程法人透明软骨制条、并体移植及相关研究”阶段性成果
模板之回间隙量控制在0.2mm以内,加工粗糙度
为1.6,表面硬度为HBS40-50,同吋,下模板的
侧血作为模共运动的导向面。上、下模共的凸缘与
下模板采用隙量为2m的间隙配合,这样人人方
便了模具的装配与更换。
图5上、ド模板结构图图6中模具结构图
图4为上模板结构图,外形尺」与下模板相同,
考虑到模具加后上模板承受所有载荷,因此,上
模板的厚度设计为20m,上模板与下模板釆用4×
M的内六角圆柱头螺连接,沉孔深度为14m,
沉孔下部加工09的通孔。
图7模具组装图
3成型模具的特点
图3下模板结构图
图4上模板结构图
为了降低加工成木,上、下模板可采用价格比
3.1该成型模只具有结构简单、体积小、成型
较使宜的普通合金例,?为在注成型中起到文撑可靠、模兵互换性好、使用方使等特点。
和支架的作用,此,加工精度要求较低,加工表
3.2成型原料的量要准确,否则因余料太多,
面粗糙度为3.2已经满足装要求,但是其位置公影响模具的寿命和成型试样的尺す。
羌如平行度、直度、平面度有特殊的要求
3.3解决了CPP/PLLA生:物复合材料在真空、高
图5为出上模板、下模板、上下模纽成的模板温下成型困难的问題
结构图。上模板、下模板、上模用4个M8的内六角
3.4采用渗氮等热处理后,保证压注模只使用
圆柱头蠓钉连接而成的维合体
寿命,人大降低了生产成本。
2.3中间模具设计
图6为中模共结构图,外形尺」为:210m×4成型模具的保养
120m>50mm,模腔尺寸为:120mm×0mm50m,内
腔表粗糙度为0.8,表而进行滲氮热处职工艺
4.1清除模具表面上的粘料时不能使用硬质刀
表面硬度HRC50-60.模其体是?个封的环形
具,以免划伤模县。
构,在试样成型中起到主要的作用,内模表面对模
4.2使川结束后应对所有零部件涂上润滑油,外
块起到导向、定位的作用,上下平血间的平行度
露空的部分用蜡纸粘贴,以免使得模具发生锈蚀
平面度、垂直度要求吏加严格。如果枚腔表面与上
半雨问的垂直度较人,当上:下模块沿模腔运动以参考文献:
后,:ド模结合面之向存在较大的误差,结果会导I!有宗利 CPP/ PLLAL软悄组织T程义架复合材料初步研究
致成型试样为沿直径方问错开的炳半园。如果模腔
卟复合材料学报,200.19(98
相対表画不半行,模具将在模腔中ド死,拉伤中自121下孝培实用冲乐技术于期M北京机械エ业出版社,200
53]徐濒.机械零件设计手册北京:机械T业出版社,1989
模具。中?模具与模块之间采用间隙为0.3m的间
4濮良贵.机械设计い7版,北京:高等教育出版社,2005
隙配合,?方雨解決了模具受热以后变形,另
方面解了余料归口
责任编艾小刚)
图7为模具纽装结构图