第八章挤出模—定稿4.20

1、第八章 挤出模 本章基本内容本章基本内容l挤出模的组成及结构、工作原理挤出模的组成及结构、工作原理、挤出模与挤挤出模与挤出机的关系出机的关系l管材挤出机头管材挤出机头、吹塑薄膜挤出机头、板材与片、吹塑薄膜挤出机头、板材与片材挤出机头材挤出机头应用范围应用范围0505年塑料管材产量：年塑料管材产量：200200万吨万吨复合管复合管应用范围应用范围05年塑料型材产年塑料型材产量：量：250万吨万吨应用范围应用范围塑料管材、型材销量塑料管材、型材销量每年增幅每年增幅13%15%8.1 挤出机头概述一、挤出成型原理及工艺一、挤出成型原理及工艺二、挤塑模具二、挤塑模具三、机头的分类三、机头的分类四、挤出

2、机头设计原则四、挤出机头设计原则五、机头与挤出机的关系五、机头与挤出机的关系8.1 挤出机头概述1 1、挤出成型原理、挤出成型原理 将熔融的塑料将熔融的塑料自模具内以挤压的自模具内以挤压的方式往外推出，而方式往外推出，而得到与得到与模口模口相同几相同几何形状的流体，冷何形状的流体，冷却固化后，得到所却固化后，得到所要的零件。要的零件。一、挤出成型原理及工艺一、挤出成型原理及工艺2 2、挤出成型工艺过程、挤出成型工艺过程挤出成型挤出成型冷却定型冷却定型塑化塑化塑件的牵引、塑件的牵引、卷取、切割卷取、切割8.1 8.1 挤出机头概述挤出机头概述3 3、挤塑生产线、挤塑生产线8.1 挤出机头概述控制

3、系统控制系统挤出挤出机组机组成成 挤出系统、传动系统、加热冷却系统、挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身机身、定型装置、冷却装置、牵引装置、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置切割装置、卷取装置辅机辅机：挤出机挤出机：8.1 挤出机头概述温度温度 口模的温度比机头温度稍低一些，但要口模的温度比机头温度稍低一些，但要保证塑料有良好的流动性。保证塑料有良好的流动性。 机头的温度控制在塑料热分解温度以下机头的温度控制在塑料热分解温度以下 加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些。的温度可高一些。4 4、挤出成型工艺参数、挤出成型工艺参数8.

4、1 挤出机头概述挤出速度挤出速度 单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化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。它表示挤出能力的高好的物料量或塑件长度。它表示挤出能力的高低。低。压力压力 合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，以减小压力波动。以减小压力波动。8.1 挤出机头概述 牵引速度与挤出速度的比值，其值等于或牵引速度与挤出速度的比值，其值等于或大于大于1 1。牵引速度牵引速度牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。速度。牵引比牵引比8.1 挤出机头概述8.1 挤出机头概述 挤塑模具是塑料挤出成

5、型模具的总称，由挤塑模具是塑料挤出成型模具的总称，由挤出机挤出机头头和和定型模定型模两部分组成。两部分组成。二、二、挤塑模具挤塑模具1 1）挤出机头的作用）挤出机头的作用 主要部件，产生必要的成型主要部件，产生必要的成型压力。压力。 1 1、挤出机头、挤出机头（1 1）使物料由）使物料由螺旋运动螺旋运动变为变为直线运动直线运动；（2 2）产生必要的）产生必要的成型压成型压力力，保证制品密实；，保证制品密实；（3 3）使物料通过机头得）使物料通过机头得到进一步到进一步塑化塑化；（4 4）通过机头成型所需）通过机头成型所需要的要的断面形状断面形状。 产生必产生必要的成要的成型压力型压力2） 挤出机

6、头外形挤出机头外形 是挤出是挤出塑料制塑料制件成型件成型的主要的主要部件部件8.1 挤出机头概述1 1、挤出机头、挤出机头8.1 挤出机头概述图图8.1 8.1 挤出机头结构挤出机头结构1-1-管材管材 2-2-定型模定型模 3-3-口模口模 4-4-芯棒芯棒 5-5-调节螺钉调节螺钉 6-6-分流器分流器 7-7-分流器支架分流器支架 8-8-机头体机头体 9-9-过滤网过滤网 10-10-电加热圈电加热圈1 1、挤出机头、挤出机头8.1 挤出机头概述l口模口模(3)(3)：口模用以成型制品的外表面。：口模用以成型制品的外表面。l芯棒芯棒(4)(4)：芯棒用以成型制品的内表面。：芯棒用以成型

7、制品的内表面。l分流器和支架分流器和支架(6(6、7)7)：熔料通过分流器形成：熔料通过分流器形成管状制品管状制品胚形，胚形，但会产生熔接痕但会产生熔接痕。l机头体机头体（8 8）：组装支撑机头各零件）：组装支撑机头各零件l过滤网和过滤板过滤网和过滤板（9 9）：将熔体螺旋运动变为直线运动）：将熔体螺旋运动变为直线运动l温度调节系统温度调节系统（1010）：保证熔体正常流动及挤出成形质量。保证熔体正常流动及挤出成形质量。l调节螺钉调节螺钉（5 5）：控制口模与芯棒的环隙及同轴度。）：控制口模与芯棒的环隙及同轴度。3）挤出机头的组成）挤出机头的组成（以（以管材机头管材机头为例）为例）1 1、挤出

8、机头、挤出机头口模实物图片口模实物图片返回返回8.1 挤出机头概述芯芯棒棒实实物物图图片片返回8.1 挤出机头概述外外径径定定径径套套实实物物图图片片返回8.1 挤出机头概述正正在在挤挤出出塑塑料料管管材材8.1 挤出机头概述塑塑料料管管坯坯进进入入定定径径装装置置8.1 挤出机头概述拆拆出出的的口口模模状状况况8.1 挤出机头概述拆拆开开口口模模后后露露出出芯芯棒棒的的状状况况8.1 挤出机头概述塑塑料料从从模模具具中中挤挤出出状状况况8.1 挤出机头概述2、定型模、定型模 用冷却、加压或抽真空的方法，让从模口中挤用冷却、加压或抽真空的方法，让从模口中挤出的塑料管坯的出的塑料管坯的既定形状既

9、定形状稳定下来，使塑件获得满稳定下来，使塑件获得满足要求的正确尺寸、几何形状及表面质量。并作进足要求的正确尺寸、几何形状及表面质量。并作进一步校正。一步校正。8.1 挤出机头概述 由由定径套定径套和和真空快速冷却装置真空快速冷却装置组成。通过真组成。通过真空负压定径的方式来实现管材的空负压定径的方式来实现管材的定型定型；并采用喷；并采用喷淋和浸浴式快速淋和浸浴式快速冷却冷却。真空定径装置（续）真空定径装置（续）8.1 挤出机头概述2、定型模、定型模真空定径装置（续）真空定径装置（续）定径装置与多个冷却槽的组合应用定径装置与多个冷却槽的组合应用8.1 挤出机头概述2、定型模、定型模 真空定径冷置

10、（续）真空定径冷置（续）塑塑料料管管坯坯进进入入管管定定径径装装置置8.1 挤出机头概述2、定型模、定型模 真空定径装置（续）真空定径装置（续）定定径径冷冷却却装装置置的的工工作作状状态态8.1 挤出机头概述2、定型模、定型模8.1 挤出机头概述l 按挤出成型的塑件分类按挤出成型的塑件分类：管机头、棒机头管机头、棒机头等等 l 按制品出口方向分类按制品出口方向分类：直向机头、横向机头直向机头、横向机头 l 按机头内压力大小分类按机头内压力大小分类：低压机头、中压机头、高低压机头、中压机头、高压机头压机头 三、机头的分类三、机头的分类料流方向与螺杆轴向一致料流方向与螺杆轴向成某一角度设设计计原原

11、则则内腔呈流线内腔呈流线型型足够的压缩比足够的压缩比正确的截面形状正确的截面形状及尺寸及尺寸结构紧凑结构紧凑不应该有使熔料滞留的死角不应该有使熔料滞留的死角，避免熔料过热而分解，避免熔料过热而分解使塑件结构密实使塑件结构密实，消除，消除熔熔料接合缝料接合缝 口模的形状及尺寸和塑口模的形状及尺寸和塑件的形状及尺寸件的形状及尺寸不一致不一致便于加工和拆卸便于加工和拆卸合理选择材料合理选择材料机头零件要有足够的强度机头零件要有足够的强度， 与熔体接触的零件有足够的耐与熔体接触的零件有足够的耐磨性和耐腐蚀性磨性和耐腐蚀性四、挤出机头的设计原则四、挤出机头的设计原则8.1 挤出机头概述8.1 挤出机头概

12、述五五、机头与挤出机的关系、机头与挤出机的关系机头以螺纹连接在机头的法兰盘上，机头法兰以铰链螺钉与机筒法兰连接固定。松动铰链螺钉，打开机头法兰，清理干净，将过滤板装入机筒（或机头），将机头安装在机头法兰上，闭合机头法兰，紧固铰链螺钉。8.1 挤出机头概述五五、机头与挤出机的关系、机头与挤出机的关系8.1 挤出机头概述五五、机头与挤出机的关系、机头与挤出机的关系8.1 挤出机头概述五五、机头与挤出机的关系、机头与挤出机的关系8.2 8.2 管材挤出机头管材挤出机头一、挤出机头设计要点（挤管机头）一、挤出机头设计要点（挤管机头）二、管材挤出机头的典型机构二、管材挤出机头的典型机构8.2 管材挤出机

13、头 D = dD = d件件/ /k (8-1) k (8-1) 式中 d件管材外径 k 系数(定内径为1.11.3，定外径为0.951.05)一、挤出机头设计要点（挤管机头）一、挤出机头设计要点（挤管机头）1、口模、口模形成管材外轮廓零件形成管材外轮廓零件（1 1）口模内径）口模内径按管材按管材外径外径：L=L=（0.50.53)3)d d件件 (8-2)(8-2) 按管材按管材壁厚壁厚：L=L=（8 8 15) 15)t t (8-3) (8-3)口模和芯棒的平直部分长度口模和芯棒的平直部分长度（2 2）定型段长度）定型段长度8.2 管材挤出机头 芯棒是成型管材内表面形状的机头零件，与分流

14、器之间通芯棒是成型管材内表面形状的机头零件，与分流器之间通过螺纹连接，其中心孔用来通入压缩空气，以便对管材产生过螺纹连接，其中心孔用来通入压缩空气，以便对管材产生内压，实现外径定径。内压，实现外径定径。2 2、芯捧（芯模）、芯捧（芯模）（1 1）芯棒外径）芯棒外径 d=D-2 d=D-2 （8-48-4） 口模与芯棒的单边间隙，口模与芯棒的单边间隙， = =（0 0.83830 0.9494）t t 。 定型长度段定型长度段L L1 1与口模定型长度与口模定型长度 L L 相当。相当。2 2、芯捧（芯模）续、芯捧（芯模）续（2 2）压缩段长度）压缩段长度L L2 2 压缩段压缩段 ( (也称锥

15、面段也称锥面段) ) 主要作用是使进主要作用是使进入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。 L L2 2=(1=(1.5 52 2.5) D5) D0 0 （8-58-5） D0塑料熔体在过滤板出口处的流道直径。（3 3）压缩角）压缩角 一般取一般取 =30 =30 5050 粘度较高时取小值，粘度较小时取大值。粘度较高时取小值，粘度较小时取大值。8.2 管材挤出机头8.2 管材挤出机头扩张角，对于低扩张角，对于低粘度的塑料通常取粘度的塑料通常取4545 80 80, ,高粘度取高粘度取3030 60 60。 3 3、分流器和分流器支架、分流器和

16、分流器支架L3有效长度L3 =(1-1.5) D0分流器头部圆角分流器头部圆角r r取取0.50.52mm2mm。过小，塑料熔体均匀加热。过大时，过小，塑料熔体均匀加热。过大时，流动阻力增大，熔体易过热分解。流动阻力增大，熔体易过热分解。8.2 管材挤出机头支承分流器及芯棒，另外起搅拌物料的作用。支承分流器及芯棒，另外起搅拌物料的作用。小型机头，分流器和分流器支架可以做成一个整体。小型机头，分流器和分流器支架可以做成一个整体。为了消除塑料通过分流器后形成的接合线，分流器为了消除塑料通过分流器后形成的接合线，分流器支架上的分流筋应做成流线型（图支架上的分流筋应做成流线型（图8.168.16放大图

17、），放大图），一般一般3838根。根。分流器支架设有进气孔和导线孔，用以通入压缩空分流器支架设有进气孔和导线孔，用以通入压缩空气和内装置电热器时导入导线，通入压缩空气的作气和内装置电热器时导入导线，通入压缩空气的作用是为了管材的定径和冷却。用是为了管材的定径和冷却。分流器支架主要作用分流器支架主要作用8.2 管材挤出机头定径方法定径方法：外径定型外径定型内径定型内径定型 4 4、定径套设计、定径套设计 流出口模的管坯温度较高，强度和刚度不够承受流出口模的管坯温度较高，强度和刚度不够承受自重变形，同时受离模膨胀和长度收缩影响，因此要自重变形，同时受离模膨胀和长度收缩影响，因此要采取冷却措施，保证

18、挤出管材准确的形状及尺寸。采取冷却措施，保证挤出管材准确的形状及尺寸。我国塑料管材标准大多我国塑料管材标准大多规定外径规定外径为基本尺寸，为基本尺寸，故国内较常用故国内较常用外径定型外径定型法。法。8.2 管材挤出机头两种定径方法：两种定径方法：内压法定径和真空吸附法定径。4 4、定径套设计（续）、定径套设计（续）（1 1）外径定型）外径定型u内压法定径：内压法定径：在管子内部通入压缩空气（最后经过预热，表压0.02 0.28MPa）。定径套直径：定径套直径：比管材大0.8% 1.2%。定径套长度定径套长度：管材直径的3 10倍。8.2 管材挤出机头真空吸附法定径真空吸附法定径：定径套内抽真空

19、度55 66kPa，真空孔径为0.61.2mm。4 4、定径套设计（续）、定径套设计（续）（1）外径定型（续）外径定型（续）定径套直径：定径套直径：比机头出口直径大2%4%，出口直径比进口直径略小。定径套长度：定径套长度：一般比其他类型定径套大。1进水口，2定径套，3塑料管，4定位部分，5口模，6芯棒，7出水口定径套与口模不能联接在一起，应有20 100mm的距离。4 4、定径套设计（续）、定径套设计（续）（2 2）内径定型）内径定型通过定径套内的循环水冷却定型挤出管材。1进水口，2定径套，3塑料管，4定位部分，5口模，6芯棒，7出水口优点：保证管材内孔圆度，操作方便；只适用直角式机头。适用：

20、内径公差要求严格的聚乙烯和聚丙烯管材。8.2 管材挤出机头4 4、定径套设计（续）、定径套设计（续）（2）内径定型（续）内径定型（续）定径芯长度与管材壁厚及牵引速度有关，一般取80300mm，牵引速度和壁厚大时，取大值。反之，取小值。定径芯直径一般比管材内径直径大2%4%，始端比终端直径大，锥度为0.6:1001.0:100。1进水口，2定径套，3塑料管，4定位部分，5口模，6芯棒，7出水口8.2 管材挤出机头8.2 8.2 管材挤出机头管材挤出机头二、典型结构二、典型结构直通式挤管机头直通式挤管机头1-1-芯棒芯棒 2-2-口模口模 3-3-调节螺钉调节螺钉 4-4-分流支架分流支架 5-5

21、-分流器分流器 6-6-加热器加热器 7-7-机头体机头体分流器和支架设计成一体，装拆方便，用于挤出小管。8.2 管材挤出机头用于内径定径。冷却水从3中穿过，成形时产生熔接痕，流动阻力小，成形质量高，但机头复杂，制造困难。8.2 管材挤出机头与直角式相似，但结构复杂，制造更困难。8.2 管材挤出机头 机头无芯棒，流动方向与螺杆轴线方向一致，适合成形直径大，流动性差的塑料。机头体积小，结构紧凑，而管材直径大，管壁厚易发生偏心，故口模与芯棒的间隙下面比上面小10-18%。8.2 管材挤出机头图图8.9 8.9 分流器和分流器支架结构分流器和分流器支架结构8.2 管材挤出机头分流器与过滤板的相对位置分流器与过滤板的相对位置1-1-分流器分流器 2-2-螺杆螺杆 3-3-过滤板过滤板8.2 管材挤出机头二、管材的定径和冷却二、管材的定径和冷却图图8.10(a) 8.10(a) 外径定径