塑料擠出成型模具設(shè)計.doc

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1、第6章塑料擠出成型模具設(shè)計重點：管材擠出成型模具結(jié)構(gòu)典型，應(yīng)用廣泛，是擠出成型的基礎(chǔ)，必須掌握其擠出工藝過程、結(jié)構(gòu)要求、結(jié)構(gòu)組成與作用以及各部分設(shè)計要點。內(nèi)容：介紹塑料管材擠出成型模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計，簡要介紹薄膜、棒材、板材、電線電纜覆層、異形截面型材擠出模具的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計要點。目的：使學(xué)生了解擠出成型模具的基本結(jié)構(gòu)，初步掌握擠出成型模具的設(shè)計方法。作業(yè)：P240頁6-4、6-56.1概述一、擠出成型過程塑料擠出成型------在擠出機上用加熱或其它方法使塑料成為熔融狀態(tài)，在一定壓力下通過擠出機頭、經(jīng)定型獲得連續(xù)型材的成型方法。擠出成型過程大致分為三個階段。（1）塑化通

2、過擠出機加熱器的加熱和螺桿、料筒對塑料的混合、剪切作用所產(chǎn)生的摩擦熱使固態(tài)塑料變成均勻的粘流態(tài)塑料。（2）成型粘流態(tài)塑料在螺桿的推動下，以一定的壓力和速度連續(xù)地通過成型機頭，從而獲得一定截面形狀的連續(xù)形體。（3）定型通過冷卻等方法使已成型的形狀固定下來，成為所需要的塑料制品。擠出成型用途：可用于塑料管材、薄膜、棒材、板材、電線電纜覆層、單絲以及異形截面型材等的加工。擠出成型還可用于塑料的混合、塑化、脫水、造粒和喂料等準備工序或中空制品型坯等半成品加工。擠出成型幾乎能加工所以的熱塑性塑料和部分熱固性塑料。二、擠出成型機頭的作用擠出的主要設(shè)備是擠出機。常用的是臥式單螺桿擠出

3、機。它由三部分組成，即：傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和擠出系統(tǒng)。擠出系統(tǒng)包括螺桿、機頭和口模。通常把機頭以及裝于機頭上的口模合并起來，統(tǒng)稱為機頭。螺桿的作用是把原料從粉狀或粒狀經(jīng)過料筒外的加熱和螺桿轉(zhuǎn)動時的摩擦生熱把原料熔化并通過螺桿的壓縮和推進使熔體在壓力下流入機頭。機頭是擠出模的主要部件，有如下四個方面的作用：18（1）熔體由螺旋運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動；（2）產(chǎn)生必要的成型壓力，保證擠出制品密實；（3）熔體在機頭內(nèi)進一步塑化。（4）熔體通過口模成型，獲得所需截面形狀的制品。三、擠出成型機頭的典型結(jié)構(gòu)管材擠出成型直向機頭的典型結(jié)構(gòu)形狀如圖6-1。由口模、芯棒、分流器、分流器支架

4、、柵板等組成。分流區(qū)的作用是使從螺桿推出的熔體經(jīng)過柵板，使螺旋狀流動的熔體轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€流動。柵板還可以起過濾作用，把末完全熔化的料擋在柵板外，使之繼續(xù)熔化，防止它進入機頭引起阻塞。通過柵板后的熔體，經(jīng)分流錐使之初步形成中空的管狀流而后進入壓縮區(qū)。壓縮區(qū)主要是通過截面的變化使熔體受剪切作用，進一步塑化。壓縮區(qū)入口截面積大于其出口的截面積。此兩截面積之比即為壓縮區(qū)的壓縮比。壓縮比小即剪切力小，熔體塑化不均勻，容易招致融合不良；而壓縮比過大則殘留應(yīng)力大，易產(chǎn)生渦流和表面粗糙的缺陷。成形區(qū)即口模，其作用是把熔體形成所需要的形狀和尺寸，使通過分流器支架及分流錐的不平穩(wěn)的流動使之漸趨

5、平穩(wěn)并通過一定長度的通道成形為所需要的形狀。但由于熔體在受壓下流經(jīng)口模，出口后必然要膨脹（有的部位也可能收縮），因此口模的尺寸和形狀與成品不同。圖6-1管材擠出機頭1—氣塞2—定徑套3—口模4—芯棒5—調(diào)節(jié)螺釘6—分流器7—分流器支架8—機頭體9—柵板10－空氣進口接頭18四、擠出成型機頭的分類機頭的種類很多，大致可按以下三種特征來分類。1．按擠出制品出口方向分可分為直向機頭（直通機頭）和橫向機頭（直角機頭）。在直向機頭內(nèi)，料流方向與擠出機螺桿軸向一致，如聚氯乙烯硬管擠出機頭。在橫向機頭內(nèi)，料流方向與擠出機螺桿軸向垂直或成某一角度，如電線包覆機頭。2．按機頭內(nèi)壓力大小分

6、可分為低壓機頭（料流壓力為4MPa）、中壓機頭（料流壓力為4～10MPa）和高壓機頭（料流壓力在10MPa以上）。3．按擠出制品的形狀分可分管材、棒材、板材、薄膜、線與纜敷層等擠出成型機頭。五、擠出成型機頭的設(shè)計原則（1）內(nèi)腔呈流線型內(nèi)腔不能急劇地擴大和縮小，更不能有死角和停滯區(qū)，流道應(yīng)加工得十分光滑，表面粗糙度Ra值小于0.4μm，以便熔體能沿著機頭的流道充滿并均勻地擠出成型，避免塑料過熱分解。（2）機頭應(yīng)有足夠的壓縮比壓縮比是指分流器支架出口處的截面積與口模、芯棒之間的環(huán)隙面積之比。壓縮比過小時，制品不密實，而且物料通過分流器支架后形成的熔合線不易消除；壓縮比過大時

7、，會造成機頭結(jié)構(gòu)龐大，物料流動阻力增加，影響制品的產(chǎn)量和質(zhì)量。一般壓縮比取3～6為宜。（3）設(shè)計正確的斷面形狀由于塑料的物理性能以及溫度、壓力等因素的影響，機頭成型部分的斷面形狀并不就是擠出制品實際的斷面形狀，在設(shè)計時還應(yīng)考慮留有試模后修整的余地。（4）設(shè)計調(diào)節(jié)機構(gòu)擠出時對擠出力、擠出速度，擠出量等參數(shù)要能進行調(diào)節(jié)，尤其是擠出異型材。機頭中最好設(shè)置調(diào)節(jié)流量、調(diào)節(jié)口模與芯棒各向間隙以及能正確控制和調(diào)節(jié)溫度等結(jié)構(gòu)，保證制品的形狀、尺寸和質(zhì)量。（5）結(jié)構(gòu)緊湊在滿足強度和剛度的條件下，機頭結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，機頭與機筒連接處要嚴密，易于裝卸。其形狀應(yīng)盡量