专科毕业论文PVC穿线槽模具设计分析.doc

郑州轻院轻工职业学院专科毕业设计（论文）题 目 pvc穿线槽模具设计分析 PVC穿线槽的现状和发展摘要随着新材料、新工艺、新技术的不断发展，越来越多的塑料产品应用于工业、农业、国防、家电等各行业。特别是塑料材料已成为继金属材料、纤维材料、硅酸盐材料之后的第四大材料。PVC穿线槽作为合成材料之一的塑料产品自问世以来得到了迅猛发展。因此可以预测，在 21 世纪里，塑料将是人类活动的最主要的原料之一。PVC穿线槽的成型属于挤出成型，由于挤出成型是塑料加工的最主要的形式，因此发展塑料挤出成型技术与设备具有重要意义。国际上用于高分子材料共混改性的新型混炼设备主要有三大类：同向平行双螺杆挤出机、往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机。其中小型同向平行双螺杆挤出机国内已能生产，但挤出机技术与万吨级大型混炼挤压造粒机组全部要依靠进口。同时。往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机是制备高填充、高附加值高聚物合金的必要装置，目前国内对他们的研制刚刚处于样机阶段，规格不多，品种不全，具有广阔的发展前景。关键词：穿线槽机头口模目 录1 PVC穿线槽的结构设计分析11.1 PVC穿线槽的定义、所用原材料介绍和作用11.1.1 PVC穿线槽的定义11.1.2 穿线槽所用原材料介绍11.1.3 PVC穿线槽的作用11.2 PVC穿线槽常见截面形状22 PVC穿线槽挤出模具结构设计分析22.1 PVC穿线槽的挤出模头22.1.1 PVC穿线槽挤出模头的定义22.1.2 PVC穿线槽挤出模头的作用22.1.3 穿线槽挤出机头的组成及各部分作用32.2 穿线槽挤出机头设计原则42.2.1挤出机头的设计原则42.2.2 穿线槽机头设计原则52.3 机头设计的主要结构参数72.3.1 挤出异型材机头主要参数的设计72.3.2 口模径向尺寸72.3.3塑料异型材挤出机头流道设计82.3.4设计基本原则102.3.5设计方法102.4 机头材料选择1125 机头与挤出机的关系112.6 挤塑模结构参数122.7 对机头加工装配要求122.7.1粗糙度要求122.7.2 尺寸要求132.7.3 形位公差要求132.7.4 挤出模总装要求132.7.5 挤出机头总装要求152.8挤出机头设计的意义152.9 挤出机头和成型模具之间的关系153 挤出机挤出过程分析163.1 PVC异型材挤出工艺路线163.2 成型过程出现的问题与机头关系的研究163.2.1 尺寸不稳定的原因和分析163.2.2 表面粗糙且有花纹的原因和分析163.2.3 表面有筋或槽的原因和分析173.2.4 型材内夹有气泡的原因和分析173.2.5 口模内有料分解，制品带有分解线的原因和分析173.2.6 表面有熔接痕的原因和分析173.2.7 进料不均的原因和分析183.2.8 弯曲变形的原因和分析183.2.9 端部有裂纹或锯齿形的原因和分析183.2.10 整体收缩太大的原因和分析183.2.11 型坯在定型模前堆料的原因和分析193.2.12 型坯在定型模中滑移不良的原因和分析193.2.13制品强度降低的原因和分析19致 谢20参考文献211 PVC穿线槽的结构设计分析1.1 PVC穿线槽的定义、所用原材料介绍和作用1.1.1 PVC穿线槽的定义PVC穿线槽，是由表箱后口连接盒、穿线槽座和穿线槽组成。可根据楼房设计高度设置连接套和出线口套。用于楼房建筑输电线路的配置。1.1.2 穿线槽所用原材料介绍聚氯乙烯(PVC)是世界上产量最大的塑料品种之一。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的助剂，使聚氯乙烯塑件呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯中加入适量的增塑剂，就可制成多种硬质、软质和透明制品。纯聚氯乙烯的密度为1.4g/cm，加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.152.00g/cm范围内。硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用做结构材料。软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，它的柔软性、断裂伸长率、耐寒性增加，但脆性、硬度、抗拉强度降低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用做低频绝缘材料。其化学稳定性也较好。但聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体，使聚氯乙烯变色。其应用温度范围较窄，一般在-1555之间。1.1.3 PVC穿线槽的作用由于穿线槽为方体结构(或有规则截面形状的管状和圆形管状或不规则截面形状的异形管状，形状不同，所应用之处不同)，与砖块的直边相吻合，因此砌砖时方便、快捷，解决了现用的圆柱形管材料在砌筑时的麻烦。而砌成的墙体没有缝隙，提高了墙体质量。1.2 PVC穿线槽常见截面形状PVC穿线槽常见截面形状： 图一 PVC穿线槽常见截面形状当然PVC穿线槽的截面形状还有规则的圆形管状和不规则的异形管状等，示意图略。2 PVC穿线槽挤出模具结构设计分析2.1 PVC穿线槽的挤出模头2.1.1 PVC穿线槽挤出模头的定义 挤出模头又称为机头，机头是挤出塑料制件成型的主要部件。挤出成型PVC穿线槽是利用挤出机筒内的螺杆旋转加压的方式，连接地将塑化好的、呈熔融态的成型PVC从挤出机筒中挤出，并通过特定形状的口模成型，然后借助于牵引装置，将挤出后的PVC穿线槽均匀拉出，并同时进行冷却定型处理。一个设计优良的机头应当允许颜色和相容物料的突然变化而不产生大量的次品。它能分配机头流道中的熔体，使熔体以均一的黏度和均一的密度（横向和纵向）挤出。2.1.2 PVC穿线槽挤出模头的作用模头是挤出机上与挤出机机筒连接的模具，它决定了挤出制品的形状，其作用如下：它使来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动，并进一步塑化，产生必要的成型压力，保证塑件密实，从而获得截面形状相似的型坯。2.1.3 穿线槽挤出机头的组成及各部分作用挤出机头根据所成型制品成型制品形状的不同而有所差异，但基本上主要包括机头体、分流器（也称分流梭或鱼雷体）、支架板、加热器、过滤网和过滤板、口模和型芯、口模（也称模唇、口型）调节螺丝等。机头体 机头体相当于模架，用来组装并支撑机头的各部分零件。机头体需与挤出机筒连接，连接处应密封，以防塑料熔体泄露。分流器 其作用在于使塑料熔体料层变薄，便于其均匀地受热，使塑料进一步塑化。支架板 支架板主要用于支撑分流器和型芯，同时也能对分流后的塑料熔体加强剪切混合作用。加热器 为了保证塑料熔体在机头中正常流动，机头上设有加热装置。过滤网和过滤板 过滤网和过滤板的作用是将塑料熔体由螺旋运动变为直线运动并形成一定的压力。过滤板又称多孔板，同时还起到支撑过滤网的作用。用回收料挤出成型时，过滤网和过滤板还能起到过滤杂质的作用。口模和型芯 口模型腔用来成型塑件的外表面，型芯用来成型塑件的内表面，口模和型芯的配合基本决定了塑件的截面形状和尺寸。例如：直通式机头，如图二：图二 直通式机头1-多空板 2-衬套 3-分流器 4-分流器支架 5-机头体 6-芯模 7-口模连接体 8-口模 d-口模内直径 D1-芯模直径 h-出料口环形间隙 L1-定向段长度 L2-压缩段长度 L3-分流锥长度 L4-进料分流段长度 L5-支架厚度 K-空腔间距 R-锥尖圆半径 a-扩张角 b-收缩角 D0-料桶内经2.2 穿线槽挤出机头设计原则 2.2.1挤出机头的设计原则塑料挤出成型机头的设计主要包括以下三方面的内容：根据制品尺寸按照塑料流动特性和挤出机的特性决定机头的内尺寸，即流动通道的形状和尺寸。设计加热系统，使机头能获得均匀恒定的温度，并且容易调节。机头的机构设计应使机头便于安装、便于调节、便于清理，同时具有足够的强度和刚度，在挤出的高压下不致引起过大的变形。在解决上面三方面问题时都应考虑制造成本，以取得最佳的经济效果。为此，进行常规挤出机头设计时应遵循以下原则。机头应具有可调节性 机头作用之一是将熔料均布于流道中，使物料匀速从模头内挤出。实际物料的分布取决于聚合物的流动性能、流道的几何形状、通过模头的流率以及口模中温度分布。假设加工某类塑料在某种条件下流道几何形状可能最好，但由于温度或者流率的微小变化就可能使该几何条件的流道并非最佳。所以，很难设计出适合于对多种塑料在多种操作条件下的最佳流道。因此，机头的合理设计应是可调的，即通过调整调节排气阀及限流栓、阀来调节流道几何形状，或通过改变温度对温度进行调节。建立适当的背压 设计机头时，一方面要使在机筒中受螺杆作用呈螺旋运动的塑料熔体进入机头后转变为直线运动；另一方面又要保证能对熔体产生适当的流动阻力，以便螺杆能对熔体施加适当的压力。在机筒和机头的连接处设置的过滤板和过滤网，既能将熔体的旋转运动转换成直线运动，也是增大熔体流动阻力或螺杆挤压力的主要零件。机头流道内不应有任何形式的滞料区 为了让塑料熔体能沿着机头中的流道均匀平稳流动而顺利挤出，机头的内腔应呈光滑的流线型，表面粗糙度Ra值应小于1.63.2m。长期滞留的塑料熔体会发生过热分解，产生糊料和粘模，因此流道内不能有阻滞塑料熔体的部位。机头成型区应有正确的截面形状 设计机头成型区时，应尽量减小离模膨胀效应和收缩效应的影响，保证塑件正确的界面形状。由于塑件的物理性能、压力、温度等因素引起的离模膨胀效应将导致塑件长度收缩和界面形状尺寸发生变化，使得机头的成型区界面形状和尺寸并非塑件所要求的界面形状和尺寸，两者有一定的差异。设计机头时，一方面要对口模进行适当形状和尺寸补偿，另一方面要合理地确定流道尺寸，控制口模成型长度，从而保证塑件正确的截面形状和尺寸。应有足够的压缩比 压缩比是指单位时间内通过分流截面和口模截面的熔体的体积比值，它反映的是制品的密实程度。由于截面复杂的型材其流道相应也比较复杂，难于建立比较精确的流动模型，因此，设计过程中用流道行腔内最大料流截面积的比值进行近似计算，称为面积压缩比。为了使制品密实，根据塑料种类、制品要求不同，应设计足够的压缩比，通常，压缩比在610的范围内。结构要合理 机头需要经常清洗更换，其结构既要紧凑又应装拆维修方便，容易加工、制造。因材设计或选用 跟据不同的加工对象，对机头有所不同的要求。例如管材机头主要保证壁厚均匀；对于异型材机头，在保证壁厚均匀的基础上，还要特别考虑使制品断面不发生畸变，旋转机头（编织网机头）必须保证密封问题等。机头流道的纵截面设计要避免壁太厚太大。2.2.2 穿线槽机头设计原则穿线槽的挤出模具主要由以下三段组成：第一段，模头成型部分的流道，为圆锥形、圆柱形或其它不规则的形状；第二段用于熔体的分布与成型，梭锥式地改变流动的横截面，形状逐渐接近穿线槽的形状；第三段，模头的平行段，流道内控制物料流动的内表面是平行的，各流道实现均匀稳定地流动。由以上塑料挤出可以将其归纳为如下五项设计原则。穿线槽断面很难达到高精密度。在满足使用要求的前提下，可以选用国家标准GB/T 14486-93中的MT5或MT6级别，最低为MT7级。穿线槽表面粗糙度主要取决于模具流道和定型模的粗糙度，其次与塑料品种即模温控制精密度有关。一般取0.8m为宜。对于异型机头的流道设计应遵循以下几个原则。a.为避免熔体滞留在流道内时间过长，流道截面设计不能出现死角或极度拐角，但加工制造要容易，一般选择回转面或平面。b.厚壁部位要比薄壁部位流道长些，以控制流速均衡，防止中间变形。在口模横断面的全宽上也要使物料流速一致。c.流道纵向要有足够的压缩比及定性长度，以保证制品的密度并消除“熔接缝”。d.口模设计要预留制作件的变形量，以消除制品的畸变。穿线槽断面形状力求简单，呈对称布置，且壁厚力求均匀一致，以利于挤塑成型和冷却定型。穿线槽壁厚以处处均匀为佳，这是挤塑模具设计取得成功的关键。常用PVC异型材的最小壁厚为0.5mm,最大为20mm，但具有商品价值得壁厚应为1.24.0mm.穿线槽断面转角处必须圆弧过渡。外侧转角圆弧至少为0.4mm或壁厚的1/2.同一部位的内外侧转角圆弧以同心圆弧过渡为好。在条件允许时，以尽可能取大圆弧过渡为佳。不规则的异形管状内外转角部分的半径要求如下图所示：图三 不规则的异形管状内外转角部分的半径2.3 机头设计的主要结构参数2.3.1 挤出异型材机头主要参数的设计在设计异型材的挤塑成型模具时，最重要的是口模形状与尺寸的确定。口模是成型异型材表面的零件。塑料通过口模后不能得到符合塑件的最终要求的异型材。异型材离开口模后，由于压力降低，塑料出现弹性回复而膨胀的现象，异型材截面积将增大；但又由于牵引和冷却收缩的关系，异型材截面积还会有缩小的趋势。这种膨胀和收缩的大小与塑料性质、口模温度和压力、定径套的结构形式等都有直接关系。塑料型材挤出成型过程工艺比较复杂，各点的流动速度难以控制，厚薄不易掌握。异型材机头设计最困难的是异型材口模的设计。由于料流速度存在差异，挤出的制品形状往往与口模的形状不一致，这样在制造口模时需要把形状加以修整后才能获得理想的断面修整尺寸。机头的口模设计最基本的原则有三个：第一，应该使挤出物料以相同的流速通过口模截面的各个部位。第二，应使基础物料的内应力在口模内得到基本缓和，不能使剪切速率超过极限值，造成流速不稳，导致熔体破裂。第三，流道间隙的截面形状要近似所需的型材，其具体尺寸确定，要按照物料的膨胀、定径收缩、模芯的强度以及牵引拉伸等因素做相应的修正。2.3.2 口模径向尺寸 确定口模径向尺寸是较困难的。熔体从口模挤出时压力降低，速率因弹性恢复而膨胀，异型材截面积将增大；但同时又由于成型牵引和冷却收缩的关系，异型材截面积还会有缩小的趋势。在这种出模膨胀、成型牵引及工艺条件波动等因素的影响下，口模间隙H不可能等于异型材壁厚h，中空异型材高度g、宽度b与其相应的口模径向尺寸G和B亦均有差别。由于理论计算难度大，在工程实际中多凭经验确定。以下是几种典型的口模断面形状：图四 典型的口模断面形状2.3.3塑料异型材挤出机头流道设计 近些年来，随着异型材制品应用范围的扩大，相应的异型材挤出机头的需求量也在增加。挤出机头是挤出成型的关键设备，其主要作用是将塑料熔体分布于流道中，以使物料以均匀的速度从机头中挤出，形成所需要的端面形状和尺寸的制品。流道设计是挤出机头设计的关键，其结构的合理性直接影响到挤出制品的质量和生产效率。为满足市场需求，进一步提高型材制品的质量，有必要对异型材挤出机头内流道设计进行全面深入的研究。异型材挤出机头流道的典型结构如图五：图五 异型材挤出机头流道的典型结构异型材模具一般采用此结构，整个流道采用流线型，无任何死角，避免造成物料的滞留分解。按照物料流动过程可分为4个区域：（1）发散段将螺杆挤出的熔体由旋转流动变为稳定的平衡流动，并且通过分流锥，熔体截面形状由挤出机出口处的圆形向制品形状逐渐转变。（2）分流段此段中的分流支架将流动分为几个特征一致的简单单元流道，使熔体流动行为更加稳定，从而保证制品的均匀性。（3）压缩段使物料产生一定的压缩比，以保证有足够的挤压力，消除由于支撑筋而产生的熔接痕，从而使制品塑化均匀，密实度良好，内应力小。压缩角不能过大，否则容易引起内应力加大，造成挤出不稳定，使制品表面粗糙，降低外观质量。（4）定型段口模定型段除了赋予制品规定的形状外，还提供适当的机头压力，使制品具有足够的密度，并进一步消除由支承筋产生的熔接痕及由于分流变截面等原因而产生的内应力。2.3.4设计基本原则在进行流道设计时，应遵循以下几点基本原则：（1） 型材重心轴线应位于螺杆的轴线上。（2） 流道应渐变，不应急剧扩大或缩小，不得有“死点”和台阶，并遵守物料流动行为。（3） 应有足够的压缩比，消除结合缝。（4） 保证物料从机头等速挤出。（5） 熔体进入机头直至从模唇挤出时，必须尽可能恒定加速，直至在成型区之前达到所要求的出口速度。2.3.5设计方法（1）定型段口模流道口模间隙：型材壁厚不单单取决于口模间隙，还取决于挤出机对物料的塑化性能、挤出压力、挤出温度、物料性能、熔体离模膨胀和牵引收缩等，这些条件任何一个发生变化，都会影响壁厚的变化，很难用理论来计算。对于异型材制品中经常使用的HPVC材料，制品壁厚与口模间隙的关系为：hs/hm=1.11.2 1 式中：hs制品壁厚；hm口模间隙。挤出速度较高时取小值，反之取大值。（2）口模流道的外围尺寸与制品外围尺寸。对于HPVC材料：As /Am =0.80.93s m 2HsHm=0.90.97 3式中：As制品宽度；Hs口模流道外围宽度；H。制品高度；Hm口模流道外围高度。（3）型芯尺寸：根据口模型腔外围尺寸及口模间隙，可得到型芯各部分的尺寸。（4）定型段流道长度：异型材挤出口模定型段主要由宽度、高度不同的矩形狭缝流道组成，可以按照所示经验公式计算：主流道：L1=(30-40) 4内筋流道：L2 = L1（12）n+1 5式中：L1主间隙定型段长度；L2内筋定型段长度；1主间隙；2内筋间隙；n非牛顿指数。2.4 机头材料选择机头的材料要求，首先应满足在耐压条件下，具有足够的强度及刚度；其次，要保证耐腐蚀、耐磨及耐热，要有足够的表面硬度，并容易进行抛光处理。所以，设计应容易进行电镀及提高硬度的热处理加工，并在高温下不变形。比如成型聚氯乙烯穿线槽，机头最好镀铬，以保证其使用寿命。对于批量生产的模头都应给与调资处理，硬度不能低于26HRC，对于易磨损的零件硬度应在32HRC以上。25 机头与挤出机的关系对于模具设计者来说，主要是设计机头的结构。那么首先要了解挤出机的技术参数以及机头与挤出机的连接形式，以及所设计的机头适应挤出机的要求。由于挤出机的型号不同，则连接形式亦不相同。2.6 挤塑模结构参数扩张角a 当异型材截面高度小于料筒内径，而宽度大于料筒内径时，机头过滤体内腔的扩张角应控制在70以下。扩张角太大易造成挤出不稳定和制品外表面粗糙。对于热敏性塑料应控制在60左右。压缩比 将分流锥支架出口处截面积与异型材口模流道截面积之比定义为压缩比。压缩比的合理设计有利于使异型材致密并使其具有较高机械性能。图六 分流器、分流器支架与芯棒压缩比的大小主要取决于塑料原料特性、状态及异型材壁厚，一般在312范围内取值。收敛角 熔料离开分流锥支架后，应能很好的熔合形成异型材管坯。因此，应有一定收敛角（亦称压缩角），通常取2550。分流角a和收敛角 型芯分流锥的分流角一般小于80。对于固定芯体的支撑，也存在确定分流角和收敛角的问题，支撑筋进口的分流角应小于80，而出料汇合处的的收敛角要在2040范围内。2.7 对机头加工装配要求2.7.1粗糙度要求机头主要零件的表面粗糙度直接影响机头的精度，是考核机头的主要参数之一。机头制造的型材制品的表面滞留主要取决于机头流道表面粗糙度。机头主要零件的表面粗糙度要求应考虑零件所处的工作环境，熔融物料接触表面的粗糙度不低于Ra0.2m。机头流道需要光滑过渡，接触面应紧密贴合，不得出现泄露及滞料，因此，所有与熔融物料接触的分型面和贴合面的粗糙度应保持在Ra0.81.2m，不可降低，否则在机头压力较高的情况下，将出现滞料和溢料等现象。机头零件间的配合面和粗糙度主要根据设计要求适当选择。不可忽视的一点就是机头在200C左右环境下工作，并且要经常拆卸，因此，应尽量提高配合面的粗糙度。2.7.2 尺寸要求塑料异型材机头尺寸公差的要求取决于型材制品的要求，而型材制品尺寸精密度取决于成型过程和所使用的材料。决定因素包括制品形状、物料特性、模具结构设计因素。、工艺因素和使用要求。一般轻快下机头的径向尺寸偏差不应低于GB/T1800-1998极限与配合基础中的H9和H8.异型材定型模型腔径向尺寸偏差应根据型材制品的要求而定。定型模的型腔径向尺寸偏差应比制品高一级。但是，一般情况下定型模型腔径向尺寸偏差不低于GB/T1800-1998极限与配合基础中的H11.2.7.3 形位公差要求 异型材挤出模的模头和芯模定性部分的平行度、垂直度、对称度应补低于GB1182-80形状和位置公差中的9级精度。其定型模型腔内表面的平行度、垂直度、对称度不应低于GB1182-80形状和位置公差中的10级精度。2.7.4 挤出模总装要求1分段式流线型机头的设计：图七 分段式流线型机头 分段式流线型机头用于闭合轮廓型材挤出，其特征为从管状的流道逐渐变为异型的流道。在图中各个截面A-AE-E是逐渐变化的，一般用整体制成或多层拼合组成。2整体式流线型机头的设计图八 整体式流线型机头整体式流线型异型材机头如上图所示，整个流道无任何死点，截面持续逐渐减少直至成型达到恒定截面，这样的机头流道熔体无滞留点，且流速恒定增加，能获得最佳型材质量，但流道加工难度大，需经过特殊加工，整体制成。2.7.5 挤出机头总装要求(1)机头总装配后应保证整个流道过渡圆滑。(2)分型面与拼合面应紧密贴合，不得有台肩和死区。(3)经常拆卸的配合部位，应保证合理的过盈量和合理的间隙值。(4)机头型腔与芯体之间的间隙要均匀。(5)机头总装配合跟模块外形应一致，保证机头上安装加热器的表面应于加热器保持良好接触。(6)机头的加热功率应足够，预热时间不应长于主机加热时间。(7)异型材定型模装配后，应保证水路和真空回路畅通，不得相互穿通。(8)内墙表面的各分型面应紧密贴合，密封良好，不得相互穿通。(9)定型模开启应灵活自如。(10)定型模入口特别是第一节定型模入口应倒圆、抛光，不允许有阻滞型坯现象。(12)挤出模的装配重复精度要高，保持多次安装的尺寸一致性。(13)模具外形应整洁。 一般，机头的装配精度要达到23级。机头各零件间的配合选择要考虑到受热膨胀因素。2.8 挤出机头设计的意义挤出机是在螺杆作用下将熔融塑料通过固定形状的挤出口挤出，在牵引机作用下经水冷定型后切割。主要用于各种相同截面产品的大量持续生产，如管棒异型材等，也可用于塑料改性造粒。 2.9 挤出机头和成型模具之间的关系机头由合金钢内套和碳素钢外套构成，机头内装有成型模具。机头的作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的导入模套中，并赋予塑料以必要的成型压力。塑料在机筒内塑化压实，经多孔滤板沿一定的流道通过机头脖颈流入机头成型模具，模芯模套适当配合，形成截面不断减小的环形空隙，使塑料熔体在芯线的周围形成连续密实的管状包覆层。为保证机头内塑料流道合理，消除积存塑料的死角，往往安置有分流套筒，为消除塑料挤出时压力波动，也有设置均压环的。机头上还装有模具校正和调整的装置，便于调整和校正模芯和模套的同心度。 挤塑机按照机头料流方向和螺杆中心线的夹角，将机头分成斜角机头（夹角120）和直角机头。机头的外壳是用螺栓固定在机身上，机头内的模具有模芯座，并用螺帽固定在机头进线端口，模芯座的前面装有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通过芯线；在机头前部装有均压环，用于均衡压力；挤出成型部分由模套座和模套组成，模套的位置可由螺栓通过支撑来调节，以调整模套对模芯的相对位置，便于调节挤出层厚度的均匀性。机头外部装有加热装置和测温装置。3 挤出机挤出过程分析3.1 PVC异型材挤出工艺路线 图九 PVC异型材挤出工艺路线3.2 成型过程出现的问题与机头关系的研究3.2.1 尺寸不稳定的原因和分析 产生原因：牵引力不稳定；进料量波动；口模尺寸或定型尺寸设计不当或调整不当；电热圈加热不正常；物料混合不均匀。 解决办法： 修理牵引机；适当降低口模的牵引收缩率，提高冷却效果；检查修理电热圈；加强混合效果，改进混合工艺。 3.2.2 表面粗糙且有花纹的原因和分析长生原因：成型温度不当；原料配方不当；口模设计不合理；物料混合不均匀。解决办法：调整成型温度；改进配方；增大口模压力；加强混合效果，改进混合工艺。3.2.3 表面有筋或槽的原因和分析长生原因：模内黏附异物或焦料；口模有凹凸处；析出物黏附堆积。解决办法：清理口模或机头；修整模唇或更换部件；降低挤出温度或调整配方。3.2.4 型材内夹有气泡的原因和分析产生原因： 原料中水分含量高；原料中含易挥发分子；挤出温度过高；原料中夹带空气。 解决办法： 对原料进行干燥；采用真空料斗；降低挤出温度；检查排气段是否正常工作。3.2.5 口模内有料分解，制品带有分解线的原因和分析产生原因： 原料的热稳定性差；挤出温度过高；机头表面有凹陷积料；口模结构不合理；机头内有死角；物料在机头内停留时间长。 解决办法：调整配方；适当降低挤出温度；检查清理机头；改进口模设计；改进机头设计；缩短物料的停留时间。3.2.6 表面有熔接痕的原因和分析产生原因：口模料流不均匀；机头压力不足；口模定型段长度不足；物料未充分汇流；进入机头的料偏少；配方中外润滑性过强；物料的流动性太差；分流器支架处熔体温度偏低；挤出速度太快。解决办法：使口模内聊流量均匀；增加机头压力；增加机头定型段的长度；在芯模支架后设置料池；增大机头入口处的料流量；调整配方；更换成流动性的物料；提高料筒温度，降低口模温度；降低挤出速度。3.2.7 进料不均的原因和分析产生原因： 配混料易架桥；塑料在进料段打滑；原料的流动性不好。 解决办法： 改变料的颗粒度料斗内安装搅拌器，降低加料段温度；改用适当粒度的料，改变配方，改用开槽的加料套筒或增加螺杆加料段的长度；使用流动性适当的干粉料。3.2.8 弯曲变形的原因和分析产生原因：口模出料不均；截面形状设计不合理；冷却方法不适当，真空冷却水不通；挤出、冷却定型、牵引的中心位置不正；挤出速度过快。 解决办法： 修正模具；型材的壁厚尽量均匀对称；冷却水应保持一定的温度；调整中心位置；减慢挤出速度。3.2.9 端部有裂纹或锯齿形的原因和分析产生原因：口模端部流速太慢；口模速度控制不当，塑化不良。解决办法：减小端部平直部分长度或增大端部缝隙；适当提高口模温度，降低料筒温度；在口模端部附近插入筒形加热器，提高局部温度；调整配方。3.2.10 整体收缩太大的原因和分析产生原因:牵引机速度过快；冷却不充分；机头温度过高。解决办法:减慢牵引机的速度；尽量使型材冷却充分；降低机头温度。3.2.11 型坯在定型模前堆料的原因和分析产生原因：定型模与口模不配套；真空度或加压压力太大；牵引力不足；定型模与模唇距离太大。解决办法：修正定型模或口模；调整压力；增大牵引力；缩短定型模与模唇的距离。3.2.12 型坯在定型模中滑移不良的原因和分析长生原因:模唇出料速度不稳；定型模冷却不良；熔料温度太高；解决办法：修正模口出料速度的均匀性或局部提高温度；降低冷却水温；降低料筒、螺杆温度。 3.2.13制品强度降低的原因和分析产生原因：原料制备工序不完善；配方中外润滑性过强；树脂未充分吸收助剂；挤出温度过高；机头压力过低；口模内熔体压力偏低；型材的冷却速度过快；定型模内阻力过大。解决办法:改进生产工序；调整配方；加强混合效果，改进混合工艺；适当降低挤出温度；增大机头压力；调整牵引速度；采用前端有压力的口模；定型时避免急冷；修理定型模。致 谢在隋丽慧老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着隋老师的心血和汗水，在三年的专科学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向隋老师表示深深的感谢和崇高的敬意。 不积跬步何以至千里，本论文能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在论文中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向轻化工程系的全体老师表示由衷的谢意。参考文献聚合物成型机械 唐志玉 国防工业出版社塑料挤出机头典型结构 120 例 王效岳 中国轻工业出版社 新型塑料挤出机头设计 贾润礼, 赵光星 国防工业出版社塑料挤出成型模具设计 马金骏 中国轻工业出版社塑料机械设计 北京化工学院和华南工学院合编 中国轻工业出版社实用挤塑成型及模具设计 洪禛章 机械工业出版社塑料成型工艺与模具设计 余冬蓉，陈胜文 科学出版社袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅