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1、第7章塑料擠出成型工藝及模具設(shè)計(jì)一、擠出成型工藝擠出成型是熱塑性塑料重要的加工方法之一,主要用于生產(chǎn)管材、棒材、板材、片材、線材和薄膜等連續(xù)塑料型材。1、擠出成型原理將顆粒狀或粉狀塑料加入擠出機(jī)料筒內(nèi),在旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)螺桿的作用下,塑料沿螺桿的螺槽向前方輸送。在此過(guò)程中,不斷地接受外加熱和摩擦熱,逐漸熔融成粘流態(tài),然后在擠壓系統(tǒng)的作用下,塑料熔體經(jīng)過(guò)濾板后通過(guò)具有一定形狀的擠出模具(機(jī)頭)口模以及一系列的輔助裝置,從而獲得等橫截面的各種型材??刂葡到y(tǒng)擠出系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、機(jī)身機(jī)頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置、卷取裝置
2、輔機(jī):擠出機(jī):2.擠出成型工藝過(guò)程擠出成型冷卻定型塑化塑件的牽引、卷曲、切割原材料準(zhǔn)備擠塑生產(chǎn)線溫度口模的溫度比機(jī)頭溫度可稍低一些,但要保證塑料有良好的流動(dòng)性。?機(jī)頭的溫度控制在塑料熱分解溫度以下?加料段的溫度不宜過(guò)高,壓縮段和均化段的溫度可高一些3.擠出成型工藝參數(shù)壓力合理控制螺桿轉(zhuǎn)速,保證溫控系統(tǒng)的精度,以減小壓力波動(dòng)。擠出速度單位時(shí)間內(nèi)由擠出機(jī)口模中擠出的塑化好的物料量(kg/h)或塑件長(zhǎng)度(m/min)。它表示擠出能力的高低。牽引速度牽引速度與擠出速度相當(dāng),可略大于擠出速度。即牽引比(牽引速度與擠出速度的比值)等于或大于1。二、擠
3、出成型機(jī)頭概述1.擠出機(jī)頭的作用使熔融塑料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng);產(chǎn)生必要的成型壓力,保證制品密實(shí);使塑料通過(guò)機(jī)頭得到進(jìn)一步塑化;通過(guò)機(jī)頭口模以獲得截面形狀相同、連續(xù)的塑料制品。按機(jī)頭的幾何形狀分類圓環(huán)機(jī)頭:管材機(jī)頭、棒材機(jī)頭、造粒機(jī)頭等平板狀機(jī)頭:平模機(jī)頭、板材機(jī)頭、異型材機(jī)頭等按機(jī)頭進(jìn)出料方向分類水平直通式機(jī)頭直角式機(jī)頭按機(jī)頭的用途分類吹膜機(jī)頭、管材機(jī)頭、板材機(jī)頭、棒材機(jī)頭、異型材機(jī)頭等。2.機(jī)頭的分類口模芯棒分流器和分流器支架機(jī)頭體過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾板連接部分定徑套3.擠出機(jī)頭的組成(以直通式管材機(jī)頭為例)口模和芯棒擠出模的主要成型零件,
4、口模用來(lái)成型塑件的外表面,芯棒用來(lái)成型塑件的內(nèi)表面。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘5,可調(diào)節(jié)口模和芯棒之間的間隙,從而控制塑件的壁厚。口模實(shí)物圖片返回芯棒實(shí)物圖片返回過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾板使從擠出機(jī)出來(lái)的塑料熔體由旋轉(zhuǎn)流動(dòng)變?yōu)槠街绷鲃?dòng),且沿螺桿方向形成擠出壓力,增加塑料的塑化均勻度。機(jī)頭體機(jī)頭的主體,相當(dāng)于模架,用來(lái)組裝并支撐機(jī)頭的各零件。連接部分:機(jī)頭與擠出機(jī)用螺釘及法蘭連接分流器和分流器支架熔料通過(guò)分流器分流形成管狀制品的胚形,并進(jìn)一步加熱塑化。分流器支架用于支撐分流器和芯棒,同時(shí)對(duì)分流后的塑料熔體加強(qiáng)剪切混合作用。定徑套通過(guò)冷卻定型,使從機(jī)頭口模擠出的高溫塑
5、件已形成的橫截面形狀穩(wěn)定下來(lái),并進(jìn)行修正。定徑套實(shí)物圖片返回正在擠出塑料管材塑料管坯進(jìn)入定徑裝置拆出的口模狀況拆開(kāi)口模后露出芯棒的狀況圖8.1擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)1-管材2-定型模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(jī)頭體9-過(guò)濾網(wǎng)10-電加熱圈①內(nèi)腔呈流線型各連接處不應(yīng)該有使熔料滯留的死角,避免熔料過(guò)熱而分解。②足夠的壓縮比為了使塑件結(jié)構(gòu)密實(shí)和消除分流器支架造成的熔料接合縫,機(jī)頭應(yīng)該有一定的壓縮比的壓縮區(qū)域。低粘度塑料壓縮比取4~10,高粘度塑料在2.5~6為宜。③正確的成型區(qū)截面形狀及尺寸口模的形狀及尺寸和塑件的形狀及尺寸
6、并不是一致的。熔體膨脹和牽引力引起的收縮變形,會(huì)使塑件的尺寸與口模尺寸產(chǎn)生一定的偏差。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這一因素。3.擠出機(jī)頭的設(shè)計(jì)原則④機(jī)頭內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)熔體流量、口模和芯棒側(cè)隙、擠出壓力、成型溫度、擠出速度等。⑤合理選擇材料機(jī)頭的零件要承受熔體的壓力作用,所以要有足夠的強(qiáng)度。必要時(shí)對(duì)連接零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。與熔體接觸的零件要有足夠的耐磨性和耐腐蝕性,必要時(shí)表面要鍍鉻處理。主要零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,硬度45~50HRC。擠出成型設(shè)備——擠出機(jī)4.機(jī)頭與擠出機(jī)的關(guān)系機(jī)頭安裝在擠出機(jī)的頭部直通式擠管機(jī)頭1-芯棒2-口模3-調(diào)節(jié)螺釘4-分流器支
7、架5-分流器6-加熱器7-機(jī)頭體三、管材擠出機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì)常用的擠管機(jī)頭有:直通式、直角式和旁側(cè)式擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)1-管材2-定型模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(jī)頭體9-過(guò)濾網(wǎng)10-電加熱圈①口模內(nèi)徑D?經(jīng)驗(yàn)公式:D=d/Kd——管材外徑K——補(bǔ)償系數(shù)?按拉伸比確定②定型段長(zhǎng)度L?按管材外徑:L=(0.5~3)d?按管材壁厚:L=nt直通式擠管機(jī)頭工藝參數(shù)的確定(1)口模芯棒與分流器之間通過(guò)螺紋連接,其中心孔用來(lái)通入壓縮空氣,以便對(duì)管材產(chǎn)生內(nèi)壓,實(shí)現(xiàn)外徑定徑。(2)芯捧(芯模)①芯棒外徑dd=D-2δδ-口模與芯棒的
8、單邊間隙,δ=(0.83~0.94)t。②定型長(zhǎng)度段L1與口模定型長(zhǎng)度L相當(dāng)或稍長(zhǎng)。壓縮段長(zhǎng)度L2壓縮段(也稱錐面段)主要作用是使進(jìn)入定型區(qū)之前的塑料熔體的分流痕跡被熔合消除。L2=(1.5~