挤出成型工艺及模具设计新.ppt

2020 3 26 1 第十七章挤出成型工艺及模具设计 2020 3 26 2 17 1 1挤出成型原理及其模具 17 1挤出成型原理及工艺 挤出过程是将塑料加热 使之呈黏流状态 在螺杆的推动下 通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体 然后通过冷却 使其成为具有一定几何形状和尺寸的塑料制品 2020 3 26 3 2020 3 26 4 2020 3 26 5 2020 3 26 6 2020 3 26 7 17 2挤出模具设计17 2 1挤出成型机头分类和功能1 机头的分类 2020 3 26 8 2020 3 26 9 2020 3 26 10 2020 3 26 11 2020 3 26 12 2020 3 26 13 2 机头的作用 2020 3 26 14 2020 3 26 15 17 2 2机头的基本组成 2020 3 26 16 图17 3管材挤出成型机头1 管道2 定径管3 口模4 芯棒5 调节螺钉6 分流器7 分流器支架8 机头体9 过滤板10 11 电加热图 加热器 2020 3 26 17 口模和芯模 口模3用以成型制品的外表面 芯棒4用来成型塑件的内表面的 所以口模和芯模决定了塑件的截面形状 过滤网和过滤板 过滤网9的作用是将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动 同时还能阻止未塑化的塑料和机械杂质进入机头 此外过滤板又称多孔板 它还能形成一定的机头压力 同时还起支承过滤网的作用 2020 3 26 18 调节螺钉 调节螺钉5用于调节口模与芯棒之间的间隙 保证制品壁厚均匀 分流器和分流器支架 分流器6分流器又称鱼雷头 塑料通过分流器变成薄环状 便于进一步加热和塑化 分流器支架7主要用来支承分流器及芯棒 同时也使料流分束以加强搅拌作用 但产生的熔接痕影响塑件强度 小型机头的分流器与其支架可设计成一个整体 2020 3 26 19 机头体 机头体8相当于模架 用来组装机头各零件及挤出机连接 机头体需与挤出机筒连接 连接处应密封以防塑料熔体泄漏 温度调节系统 为了保证塑料熔体在机头中正常流动及挤出成型质量 机头上一般设有可以加热的温度调节系统 如图17 3所示的电加热圈10 11 2020 3 26 20 定型模 离开成型区后的塑料熔体虽已具有给定的截面形状 但因其温度仍较高不能抵抗自重变形 为此需要用径套2对其进行冷却定型 以使塑件获得良好的表面质量 准确的尺寸和几何形状 2020 3 26 21 17 2 2机头的设计原则 2020 3 26 22 2020 3 26 23 2020 3 26 24 2020 3 26 25 2020 3 26 26 17 3管材挤出机头成型机头设计 图17 3管材挤出成型机头1 管道2 定径管3 口模4 芯棒5 调节螺钉6 分流器7 分流器支架8 机头体9 过滤板10 11 电加热图 加热器 2020 3 26 27 2020 3 26 28 17 3 1管机头的分类 2020 3 26 29 2020 3 26 30 2020 3 26 31 2020 3 26 32 2020 3 26 33 2020 3 26 34 2020 3 26 35 2020 3 26 36 2020 3 26 37 2020 3 26 38 17 3 2关机头尺寸及工艺参数的确定 主要确定口模 芯棒 分流器和分流器支架的形状和尺寸 在设计挤管机头时 需有已知的数据 包括挤出机型号 制品的内径 外径及制品所用的材料等 2020 3 26 39 2020 3 26 40 1 口模是用于成型管子外表面的成型零件 在设计管材模时 口模的主要尺寸为口模的内径和定型段的长度 1 口模的内径DD d k 17 1 式中D 口模的内径 mm d 管材的外径 mm k 补偿系数 查表 2020 3 26 41 补偿系数k值 2020 3 26 42 2 定型段长度L1口模的平直部分与芯棒的平直部分组成管材的成型部分称为定型段 口模定型段的长度对于管材挤出成型质量相当重要 塑料熔体从机头的压缩区进入成型区后 料流阻力增加 熔体密度提高 同时消除分流痕迹及残余的螺旋运动 其长度L1过长则会使阻力增加太大 过程又起不了定型作用 因此L1的取值应适当 可以用熔体流动理论近似推导出L1的计算公式 但设计实践中一般凭经验而定 2020 3 26 43 2020 3 26 44 按管材外径计算 L1 0 5 3 D 17 2 按管材壁厚计算 L1 8 15 t 17 3 通常当管子直径较大时定型长度取小值 因为此时管子的被定型面积较大 阻力较大 反之就取大值 同时考虑到塑料的性质 一般挤软管取大值 挤硬管取小值 2020 3 26 45 2 芯棒的外径芯棒的外径由管材的内径决定 但由于与口模结构设计同样的原因 即离模膨胀和冷却收缩效应 所以芯棒外径的尺寸不等于管材内径尺寸 根据生产经验 可按式 17 4 计算 d D 2e 17 4 式中d一芯棒的外径 mm D一口模的内径 mm e一口模与芯棒的单边间隙 mm e 0 83 0 94 tt一材壁厚 mm 2020 3 26 46 2 定型段 压缩段和收缩角芯棒的长度由定型段和压缩段L2两部分组成 定型段与口模中的相应定型段L1共同构成管材的定型区 通常芯棒的定型段的长度可与L1相等或稍长一些 塑料经过分流器支架后 先经过一定的收缩 为使多股料很好地会合 压缩段L2与口模口的相应的锥面部分构成塑料熔体的压缩区 使进入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消去 2020 3 26 47 1 芯棒定型段的长度与L1相等或稍长 2 L2可按下面经验公式计算 L2 1 5 2 5 D0 17 5 式中L2一芯棒的压缩段长度 mm D0一塑料熔体在过滤板出口处的流道直径 mm 3 芯模收缩角 低粘度塑料 45 60 高粘度塑料 30 50 2020 3 26 48 17 3 3管材定