塑料基础及成型模具 4

塑料成型工艺及模具设计

“十一五”国家级规划教材

7.1挤出成型工艺7.2挤出机头概述7.3管材挤出机头的设计7.4挤出模设计实例第7章塑料挤出模具设计7.1挤出成型工艺可挤出成型的各种型材、管材和棒材的横截面

挤出成型工艺7.1.1挤出成型原理及特点挤出成型：将塑料在挤出机中加热塑化，通过口模连续成型为固定截面型材的工艺。特点：连续生产、效率高、成本低、组织均匀、尺寸稳定。。应用：管材、棒材、板材、薄膜等。7.1挤出成型工艺7.1.2挤出成型工艺过程（1）原料准备（干燥、去杂）（2）塑化（干法/湿法）（3）成型（通过口模）（4）定径（冷却定型）（5）牵引与切割7.1挤出成型工艺7.2挤出机头概述机头作用：1）使来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动。2）产生必要的成型压力，以保证塑件外形完整，内部密实。3）使塑料通过机头时进一步塑化。4）通过机头口模以获得横截面形状相同的、连续的塑件。主要组成：口模和芯棒、过滤部分、机头体、连接部分、分流器与分流器支架、定径套等。7.2.1挤出机头概述7.3管材挤出机头设计典型结构：直通式、直角式、旁侧式直通式机头组成：1、口模与芯棒（成型零件）2、过滤板与网（改变流向、过滤杂质）3、分流器与支架（分流与支承）4、定径套（冷却定型）7.3.1典型结构7.3管材挤出机头设计口模：成型管件外表面口模内径≠管件外径（巴鲁斯效应）确定方法：（1）经验公式：D=d/K（K为补偿系数）（2）拉伸比法：I=(D²-d²)/(D₁²-d₁²)7.3.2直通式挤管机头工艺参数的确定表7-1

补偿系数K值

塑料种类定管件内径定管件外径聚氯乙烯（PVC）－0.95~1.05聚酰胺（PA）1.05~1.10－聚烯烃1.20~1.300.9~1.057.3管材挤出机头设计定型段长度L₁：按管径：L₁=(0.5~3)D按壁厚：L₁=nt（n为系数）芯棒：成型管件内表面芯棒外径：d=D-2δ（δ为单边间隙）口模设计（二）与芯棒设计（一）表7-2

常用塑料挤管允许拉伸比塑料种类LDPEABSPAPPHDPEPVC允许拉伸比1.2~1.51.0~1.11.4~3.01.0~1.21.1~1.21.0~1.4表7-3系数n的值塑料品种硬聚氯乙烯（HPVC）软聚氯乙烯（SPVC）聚酰胺（PA）聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）系数18~3315~2512~2314~2214~227.3管材挤出机头设计芯棒尺寸：成型段长度L₁′≈L₁压缩段长度L₂=(1.5~2.5)D₀压缩角β：低粘度30°~50°，高粘度30°~60°分流器作用：使料流变薄，均匀加热塑化。分流器角α：小于β，低粘度30°~80°，高粘度30°~60°芯棒设计（二）与分流器设计分流器支架：支承分流器与芯棒，设分流肋（流线型，3~8根）。关键工艺参数：拉伸比I（定义见前）压缩比ε=A_max/A_环隙低粘度ε=4~10，高粘度ε=2.5~6.0分流器支架与工艺参数7.3管材挤出机头设计设计任务：Φ250mm硬PVC管机头（壁厚10mm）已知：管径、壁厚、材料计算步骤：1、选挤出机（SJ-120）2、口模内径D=d/K=250/0.95≈263mm3、芯棒外径d=D-2δ（δ=t/1.11=9mm）→d=263-2×9=245mm7.4.1设计实例（一）——已知与计算7.4挤出模设计实例续计算：4.、定过滤板出口直径D₀=120mm5、取压缩比ε=4，求分流器支架通道面积6、确定其他尺寸：L₀,L₁,L₂等结构选择：组合式机头，内压法外定径7.4.2设计实例（二）——详