《塑料成型工艺与模具结构》电子教案-项目八 挤出成型

塑料成型工艺与模具结构认识挤出成型与工艺知识点挤出成型工艺和挤出模具设计塑料管材、棒材、板材、薄膜、电线电缆和异型截面型材的成型等都是采用挤出成型的方法成型的。挤出成型工艺和挤出模具设计挤出成型是塑料制件的重要成型方法之一，在塑件的成型生产中占有重要的地位。挤出成型的应用范围很广，除了挤出型材外，还可以用挤出方法进行混合、塑化、造粒和着色等。挤出成型的特点是生产过程连续，可以挤出任意长度的塑料制件，连续的生产过程得到连续的型材，生产效率高。挤出成型工艺和挤出模具设计挤出成型工艺过程（4阶段）塑料原料的准备与塑化挤出成型冷却与定型塑件的牵引、切割或卷取挤出成型工艺和挤出模具设计1、塑料原料的准备与塑化挤出成型工艺和挤出模具设计2、挤出成型挤出成型工艺和挤出模具设计3、冷却、定型挤出成型工艺和挤出模具设计4、塑件的牵引、卷取或切割学习挤出工艺参数设置知识点挤出成型工艺和挤出模具设计挤出成型工艺参数温度压力挤出速度牵引速度挤出成型工艺和挤出模具设计1、温度挤出成型温度是挤出过程得以顺利进行的重要条件之一，塑料从加入料斗到最后成为塑料制件经历了一个极为复杂的温度变化过程。挤出成型工艺和挤出模具设计作用：高效率输送固体物料；预热物料；加段料的温度不宜过高，甚至还要冷却加料段。防止加料口附近产生“架桥”现象。“架桥”现象：温度太高，导致加料口底部物料熔融，熔体类似粘接剂一样将次表层的物料粘接成一个拱形，物料不易顺利下落，造成进料不均甚至中断。温度挤出成型工艺和挤出模具设计一般比粘流温度高15-20℃，以保证物料的有效熔融。作用：熔融塑化物料；压缩物料、排出空气；温度挤出成型工艺和挤出模具设计温度比压缩段温度略高，一般为粘流温度以上20-30℃。作用：熔融塑化物料；为机头提供稳定的熔体；温度挤出成型工艺和挤出模具设计机头温度必须控制在塑料热分解温度（θd）以下。口模处的温度比机头温度稍低一些，但应保证塑料熔体具有良好的流动性。口模温度挤出成型工艺和挤出模具设计挤出压力克服因螺杆槽深度的变化，过滤板、过滤网和口模等产生料流阻力。是塑料经历物理状态的变化，得以均匀密实并得到成型塑件的重要条件。挤出成型工艺和挤出模具设计挤出速度单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度，它表征着挤出机生产能力的高低。机头、螺杆和料筒的结构螺杆转速加热冷却系统结构塑料的性能挤出成型工艺和挤出模具设计牵引速度为了保证挤出成型生产过程连续进行，必须采用牵引装置，牵引连续的塑料制件。牵引速度与挤出速度的比值称牵引比，其值必须等于或大于1。从机头和口模中挤出的塑件，在牵引力作用下会发生拉伸取向。拉伸取向程度越高，塑件沿取向方位的拉伸强度也越大。挤出模构成挤出成型模具主要由机头和定型装置（定型套）两部分组成。把机头以及装于机头上的口模统称为机头。挤出模构成挤出的塑件形状和尺寸由机头、定型装置来保证。挤出可以成型各种塑料管材，棒材，板材，薄膜以及电线电缆等。挤出模构成各式挤出机头卷材挤出机头ABS箱包专用板材挤出机头及生产线机头作用将挤出机挤出的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动；产生必要的成型压力，保证塑件密实；熔体在机头内并进一步塑化；通过机头后获得所需要截面形状的塑料制件；一、挤出机头的分类1、按塑料制件形状分类管机头棒机头电线电缆机头异型材机头一、挤出机头的分类2、按塑件的出口方向分类直通机头特点是熔体在机头内的挤出流向与挤出机螺杆的轴线平行。角式机头特点是熔体在机头内的挤出流向与挤出机螺杆的轴线呈一定角度。一、挤出机头的分类3、按熔体受压不同分类低压机头熔体受压小于4MPa的机头称为低压机头。高压机头熔体受压大于10MPa的机头称为高压机头。二、挤出机头的介绍1、管材挤出机头在挤出成型中，管材挤出的应用最为广泛。管材挤出机头是成型管材的挤出模，管材机头适用于聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙、软硬聚氯乙烯、聚烯烃等塑料的挤出成型。二、挤出机头的介绍1、管材挤出机头直通式挤管机头直角式挤管机头口模芯棒过滤网和过滤板分流器和分流器支架机头体温度调节系统调节螺钉直通式挤管机头结构组成该机头的特点是结构比较简单，调整方便，机头内设置分流器，可以对心部的熔料进一步塑化。缺点是熔体经过分流器及分流器支架时易产生熔接痕迹，使管材的力学性能降低，机头的整体长度较大、结构笨重。直通式挤管机头口模管材机头成型零件主要由口模和芯棒两部分组成。口模是成型塑件的外表面的零件。口模口模设计。口模成型塑料管材的外部表面。口模的主要设计尺寸有口模的内径D和定型段的长度L1两部分。直通式挤管机头口模的内径可按以下公式计（1）口模的内径D算：D＝k

dsD——口模的内径，/mm；ds——塑料管材的外径，/mm；k——补偿系数，由于管材从机头中挤出时，处于被压缩和被拉伸的弹性恢复阶段，发生了离模膨胀和冷却收缩现象，k值是经验数据，用以补偿管材外径的变化。直通式挤管机头（2）定型段长度L1

定型段长度L1一般按经验公式计算，即L1＝（0.5

～3.0）dsL1

——口模定型段长度，/mm；ds一一管材的外径，/mm；直通式挤管机头芯棒芯棒是成型塑件的内表面的零件。口模与芯棒决定了塑件截面形状。芯棒的主要设计尺寸有芯棒外径d、压缩段长度L2和压缩角β。芯棒（1）芯棒的外径d 是芯棒定型段的直径。采用外定径时：d＝

D－2δd一一芯棒的外径，/mm；D——口模的内径，/mm；δ——口模与芯棒的单边间隙，通常取（0.83～0.94）×管材壁厚，/mm。采用内径定径时：d

＝DsDs——管材的内径（ｍｍ）。直通式挤管机头（2）压缩段长度L2

芯棒的长度分为定型段长度和压缩段长度两部分。定型段长度与口模定型段长度L1取值相同，压缩段长度L2

与口模中相对应的锥面部分构成压缩区域的长度，用以消除塑料熔体流经分流器时产生的分流痕迹。

L2值可按下列经验公式计算：L2＝（1.5

～2.5）D0式中

L2一一芯棒压缩段长度，/mm；D0——过滤板出口处直径，/mm。直通式挤管机头压缩角压缩区的锥角β称为压缩角，一般在30°～60°范围内选取。压缩角过大会使管材表面粗糙，失去光泽。对于粘度低的塑料，β取较大值，一般为45°～60°；对于高粘度的塑料，β取较小值，一般为30°～50°。拉伸比I 拉伸比是指口模和芯棒在成型区的环隙截面积与管材截面积之比。它反映了在牵引力的作用下，管材从高温型坯到冷却定型后的截面变形情况及纵向取向程度和拉伸强度。直通式挤管机头过滤网和过滤板作用是改变料流的运动方向和速度，将塑料熔体的螺旋运动转变为直线运动，过滤杂质，造成一定的压力。过滤板又称多孔板，起支承过滤网的作用。过滤网和过滤板分流器俗称鱼雷头。分流器的作用是使通过它的塑料熔体分流变成薄环状以平稳地进入成型区，同时进一步加热和塑化。分流器分流器支架分流器支架主要用来支承分流器及芯棒，同时也能对分流后的塑料熔体起加强剪切混合作用。分流器支架机头体机头体相当于模架。用来组装并支承机头的各零部件，并且与挤出机筒联接。机头体调节螺钉用来调节口模与芯棒间的环隙及同轴度，以保证挤出的塑件壁厚均匀。调节螺钉定型装置冷却定型一般通常采用：冷却、加压抽真空等方法定径套的设计定径法有内径定径和外径定径两种方法，我国塑料管材标准常用外径定型法。外径定径法可分为内压法（压缩空气）外径定径和真空吸附法外径定径。直通式挤管机头内压法外径定径。工作时，在塑料管内部通入压缩空气，形成一定的内压，使热的塑料管在压缩空气的作用下贴紧定径套的内壁而定型。为防止压缩空气泄漏，可用堵塞防止漏气。直通式挤管机头真空定径箱了解挤出机头典型结构知识点了解挤出机头典型结构电线挤出机头电线是在单股或多股金属芯线外面包覆一层塑料作为绝缘层的挤出制品。了解挤出机头典型结构电线通过挤出成型的方法在挤出机头上成型出来。挤出机头了解挤出机头典型结构电线挤出机头了解挤出机头典型结构1―芯线；

2―导向棒；

3―机头体；

4―电加热器；

5―调节螺钉；6―口模；

7―包覆塑件 8―过滤板；

9―挤出机螺杆由于芯线通过芯线导向棒2连续地运动，使电线包覆生产能连续进行，得到连续的电线产品。典型的挤压式包覆机头结构机头呈直角式，又称十字机头熔融塑料通过挤出机过滤板8进入机头体，转向90°，沿着芯线导向棒2流动，汇合成一封闭料环后，经口模6成型段包覆在金属芯线上。了解挤出机头典型结构知识点了解挤出机头典型结构异形材挤出机头除了圆管、圆棒、片材、薄膜等形状外具有其它截面形状的塑料型材称为异型材。了解挤出机头典型结构异形材挤出机头不同类型的异形材了解挤出机头典型结构异形材挤出机头不同类型的异形材了解挤出机头典型结构异形材挤出机头塑钢型材简称塑钢，主要化学成分是PVC，因此也叫PVC型材。因为单纯用PVC型材加工的门窗强度不够，通常在型腔内添加钢材以增强门窗的牢固性，因此型材内部添加钢材制作的塑料门窗通常被称为塑钢门窗。了解挤出机头典型结构异形材挤出机头异型管材中空异型材空腔异型材开放式异型材实心异型材了解挤出机头典型结构异形材挤出机头流线型挤出机头结构由多块钢板组成，截面逐步由圆环形渐变成所要求的形状，直至成型区达到恒截面，如图中a-a，b-b……f-f所示。截面流道光滑地过渡，整个流道无任何“死点”，熔体无滞留点，且流速恒定增加。为避免机头内的流道截面的急剧变化，将机头内腔加工成光滑地过渡的曲面。了解挤出机头典型结构异形材挤出机头了解挤出机头典型结构知识点了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头比如PET挤出片材广泛应用于：真空吸塑成型领域：餐饮食品包装、玩具盒、文具盒、礼品盒及工具、水果五金类等包装。抗静电领域应用：电子零件包装，永久性导电片、永久性抗静电片、永久性半导电片等包装。日常生活领域应用：吸塑、包装、印刷、制卡等行业。了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头片材挤出生产设备了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头片材挤出生产设备了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头片材挤出生产设备了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头片材挤出生产设备电动机料斗挤出机机筒三辊压光机机头卷取装置牵引装置了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头三辊压光机牵引装置卷取装置了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头1-滴料形状支管腔、2-阻塞棒调节螺钉、3-模唇调节器4-可调模唇、5-固定模唇、6-模体、7-电加热器、8-阻塞棒挤出机头了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头工作原理熔体从模唇挤出后，观察板坯厚度是否均匀。调节模唇调节器、阻塞棒调节螺钉及阻塞棒，以及调整三辊压光机辊筒间距，使沿板材宽度方向上挤出速度相同，板坯厚度均匀。了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头工作原理板坯经过三辊压光机压光后，引入冷却导辊和牵引辊后，最后按要求尺寸进行卷取或切割。牵引装置卷取装置了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头了解挤出机头典型结构片材与板材挤出机头挤出成型模具（塑料造粒用机头）知识点了解挤出机头典型结构塑料造粒用机头几乎所有热塑性塑料都要经过造粒这一过程。生产中染色、填充、增强、废料回收也需要重新造粒。传统造粒有热切粒和冷切粒2种形式。热切粒在机头上即可完成切粒全过程。冷切粒需要通过机头将塑料拉出细丝，冷却后上专门的切粒机切粒。热切粒适用于在较高温度下粒子之间不易粘接的PVC类塑料，挤出时挤出温度不宜太高，通过风冷进行冷却。对于PS、PA、ABS一类的塑料若采用热切粒，粒子会粘结在一起，必须采用冷切粒。了解挤出机头典型结构01水（风）冷拉条造粒机组02水环模面热切造粒机组03风冷模面热切造粒机组04水下造粒机组塑料造粒用机头塑料造粒用挤出机组了解挤出机头典型结构01水（风）冷拉条造切粒机组02水环模面热切造粒机组03风冷模面热切造粒机组04水下造粒机组塑料造粒用机头塑料造粒用挤出机组了解挤出机头典型结构塑料造粒用机头01水（风）冷拉条造切粒机工作原理水（风）冷拉条切粒机组是通过螺杆挤出机组挤出拉条，通过切粒机中的牵引装置提供向前运动的动力，沿程经过冷却水槽（或直接风冷）将其冷却后通过吹干机吹干，最后进入切粒机进行切粒。了解挤出机头典型结构02水环模面热切造粒机组工作原理塑料造粒用机头水环切粒机中的用于冷却和运输的介质-水，是不会和模板接触的。旋转的切刀将熔融的料条切下，并把热的熔融的粒子在离心力的作用下甩到循环水中。水流带着粒子流出切粒罩。1-混料机；2-加料机；3-侧向辅助加料机；4-双螺杆主机；5-水环热切机；6-离心脱水机；7-振动筛；8-成品料仓；了解挤出机头典型结构03风冷模面热切造粒机组工作原