【大學】塑料擠出成型工藝及模具設計

1、第七章 塑料擠出成型工藝及模具設計擠出成型工藝 主要用于生產(chǎn)具有恒定截面形狀的管材、棒材、板材、片材、線材和薄膜等。 此外，也可用于塑料的著色造粒、共混、中空塑件型坯的生產(chǎn)。7.1.1 擠出成型原理及特點 擠出成型優(yōu)點： 連續(xù)成型、生產(chǎn)量大、生產(chǎn)效率高、設備簡單成本低、操作方便7.1.2 擠出成型工藝過程n 原材料的準備階段原材料的準備階段n 塑化階段塑化階段n 成型階段成型階段n 定徑階段定徑階段n 塑件的牽引、卷曲和切割階段塑件的牽引、卷曲和切割階段n 溫度溫度n 壓力壓力n 擠出速度擠出速度n 牽引速度牽引速度7.1.3 擠出成型工藝參數(shù)7.2 擠出成型機頭概述擠出成型的模具成為擠出成型

2、機頭7.2.1 擠出機頭的作用及分類n 是塑料熔體由螺旋運動變成直線運動是塑料熔體由螺旋運動變成直線運動n 產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品密實產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品密實n 使物料通過機頭得到進一步塑化使物料通過機頭得到進一步塑化n 通過機頭成型所需要的斷面形狀通過機頭成型所需要的斷面形狀1 擠出機頭作用7.2.1 擠出機頭的作用及分類2 擠出機頭的分類n 圓環(huán)機頭圓環(huán)機頭n 平板狀機頭平板狀機頭n 水平直通式水平直通式n 直角式直角式按機頭幾何形狀分按機頭進料與出料方向分按機頭用途分; 吹膜機頭、管材機頭、板材機頭、 棒材機頭、異型機頭。7.2.2 擠出機頭的結構組成、口?？谀?口模用以成

3、型制品的外表面7.2.2 擠出機頭的結構組成2、芯棒芯棒 芯模用以成型制品的內表面3、過濾部分過濾部分 過濾板和過濾網(wǎng)組成。作用是使物料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動，且沿螺桿方向建立起一定壓力，增加塑料塑化程度，黨組雜質或未塑化好的物料4、機頭體機頭體 相當于模架，用來組裝并支撐機頭的各零件7.2.2 擠出機頭的結構組成5、連接部分連接部分 機頭與擠出機用螺釘及法蘭連接6、分流器分流器 使塑料熔體分流變成薄環(huán)狀以平穩(wěn)地進入成型區(qū)，同時進一步塑化7、分流器支架分流器支架 支撐分流器及芯棒8、定徑套 通過冷卻，使從機頭口模擠出的塑件橫截面穩(wěn)定下來，并進行精整，從而獲得精度更高的橫截面形狀和尺寸 、機頭流

4、道呈光滑流線型，以減少流動阻力，使物料沿著機頭流、機頭流道呈光滑流線型，以減少流動阻力，使物料沿著機頭流道充滿并均勻地擠出，同時避免物料發(fā)生過熱分解道充滿并均勻地擠出，同時避免物料發(fā)生過熱分解 、為使制品密實和消除因分流器支架造成的分流痕跡，物料應有、為使制品密實和消除因分流器支架造成的分流痕跡，物料應有足夠的壓縮比足夠的壓縮比 、要考慮塑料各物理性能和生產(chǎn)工藝性能對制品斷面形狀和尺寸、要考慮塑料各物理性能和生產(chǎn)工藝性能對制品斷面形狀和尺寸的影響，設計正確合理的機頭斷面形狀和尺寸的影響，設計正確合理的機頭斷面形狀和尺寸7.2.3 擠出機頭的設計原則4 4 、設置適當?shù)恼{節(jié)控制裝置，例如熔體流量

5、調節(jié)、設置適當?shù)恼{節(jié)控制裝置，例如熔體流量調節(jié)、成型溫度調節(jié)、口模與型棒間的間隙調節(jié)成型溫度調節(jié)、口模與型棒間的間隙調節(jié)5 5 、在在滿足強度條件下，機頭結構應緊湊并便于、在在滿足強度條件下，機頭結構應緊湊并便于裝配和拆卸，連接處應嚴密，防止漏料，其形狀裝配和拆卸，連接處應嚴密，防止漏料，其形狀盡量對稱，使傳熱均勻盡量對稱，使傳熱均勻6 6 、由于機頭磨損大，應合理選用材料，常選用硬、由于機頭磨損大，應合理選用材料，常選用硬度教高，耐磨，耐腐蝕，高溫不變形的鋼材及合度教高，耐磨，耐腐蝕，高溫不變形的鋼材及合金鋼，有的甚至需要鍍鉻來提高其耐磨性和抗腐金鋼，有的甚至需要鍍鉻來提高其耐磨性和抗腐蝕能

6、力蝕能力7.2.3 擠出機頭的設計原則7.3 管材擠出機頭的設計7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定n 口模口模n 型棒型棒n 分流器分流器n 分流器支架分流器支架n 擠出機型號擠出機型號n 制品內徑制品內徑n 制品外徑制品外徑n 制品所用材料制品所用材料機頭工藝參數(shù)需要的數(shù)據(jù)7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定1 口模確定口模內徑和定型段長度7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定1 口模（1） 口模的內徑D巴魯斯效應和冷卻收縮等原因使塑件外徑不等于口模內徑確定口模的內徑D方法1：D=d/K確定口模的內徑D方法2：2222ssddDID7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定1 口模

7、（2） 定型段長度L1口模與型棒的平直部分的長度成為定型段定型段長度過長會使料流阻力過大，過短起不到定型作用A 按管材外徑確定L1L1） 按管材外徑確定L1L1=7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定 芯棒確定芯棒外徑、型棒成型段長度、壓縮段長度，壓縮角7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定 芯棒（） 芯棒的外徑d2(0.83 0.94)Dt（） 芯棒成型段長度（） 芯棒壓縮段段長度（.）（） 壓縮角低粘度塑料，高粘度塑料，7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定 分流器和分流器支架確定分流器上的角度，分流錐長度、分流器頭部圓角半徑、分流器表面粗糙度、過濾版與分流器頂間隔7.3.1 直通式

8、擠出機頭工藝參數(shù)的確定 分流器和分流器支架（） 分流器角度低粘度塑料，高粘度塑料，（） 分流錐的長度（.）（） 分流器頭部圓角半徑 .（） 過濾板與分流器頂間隔7.3.1 直通式擠出機頭工藝參數(shù)的確定 拉伸比與壓縮比壓縮比：機頭和多孔板相接處最大進料截面積與口模和芯棒的環(huán)隙橫截面積之比，反映塑料熔體的壓實程度.低粘度塑料高粘度塑料7.3. 管材的定徑和冷卻管材的定型方法主要有兩種：管材的定型方法主要有兩種：內徑定型法和和外徑定型法。內徑定型：即定型套控制管材的內徑尺寸及圓度，即定型套控制管材的內徑尺寸及圓度，使仍呈半熔體的塑料管坯包緊定型套控制管材使仍呈半熔體的塑料管坯包緊定型套控制管材的內冷

9、卻硬化。的內冷卻硬化。外徑定型：即定型套控制管材的外徑尺寸及圓度，即定型套控制管材的外徑尺寸及圓度，借助壓縮空氣作用使半熔體的管坯緊貼于定型借助壓縮空氣作用使半熔體的管坯緊貼于定型套的內徑冷卻硬化。套的內徑冷卻硬化。7.3. 管材的定徑和冷卻 外徑定徑外徑定徑適用于對管材外徑尺寸精度要求高、外表面粗糙度低的情況。按照壓力產(chǎn)生方式不同，外徑定徑又分為內壓法和真空法。7.3. 管材的定徑和冷卻 外徑定徑（） 內壓法外定徑） 當管材直徑，定徑套長度，定徑套內徑（.）定型套內徑徑向尺寸應考慮管材定型后收縮因素、膨脹效應及牽引等對管材尺寸的影響。定型長度仍應依據(jù)管材壁厚、牽引速度而定。2） 當管材直徑10，定徑套長度=(35)Ds，定徑套內徑尺寸不小于口模內徑擠出材料擠出材料定型套內徑定型套內徑定型套長度定型套長度聚烯烴聚烯烴(1.02-0.04)DS10DS聚氯乙烯聚氯乙烯(1.00-1.02)DS10DS7.3. 管材的定徑和冷卻 外徑定徑（2） 真空法外定徑 真空定型套與機頭口模不能聯(lián)接在一起，應有真空定型套與機頭口模不能聯(lián)接在一起，應有2020100100距離。距離。） 定徑套內的真空度一般要求5366kPa,真空孔徑在.mm范圍內,與塑料熔體粘度和管壁厚有關,粘度大或管壁厚度大時,孔徑取大值,反之取小值2） 真空定徑套內徑見表