挤出管材的模具设计及加工工艺PPT学习教案

1、会计学1挤出管材的模具设计及加工工艺挤出管材的模具设计及加工工艺管机头分类管机头分类 按结构分：按结构分：直通式、侧式、篮式、螺旋芯棒式直通式、侧式、篮式、螺旋芯棒式 等等 按用途分：按用途分：硬管、软管、波纹管、复合管等硬管、软管、波纹管、复合管等 管材管材 燃气管、压力管、上下水管、排水管、排燃气管、压力管、上下水管、排水管、排灌管、穿线管、硅芯管、软管、医用软管、发灌管、穿线管、硅芯管、软管、医用软管、发泡管、单壁、双壁波纹管、多层复合管材等泡管、单壁、双壁波纹管、多层复合管材等 原原料料 UPVC、PE、PP、PPR、ABS 、PU、PA等等 、第1页/共105页塑料挤出成型设备塑料挤

2、出成型设备第2页/共105页第3页/共105页第4页/共105页第5页/共105页第6页/共105页4. 结构简单、收效快（一）管材生产线组成（一）管材生产线组成 第7页/共105页管材生产是挤出成型最重管材生产是挤出成型最重要的方法之一要的方法之一 。挤出模具是管材成型的关挤出模具是管材成型的关键部件！键部件！第8页/共105页第9页/共105页第10页/共105页 管材机头设计管材机头设计第11页/共105页第12页/共105页挤出管材成型机头示意图挤出管材成型机头示意图 组成组成定型部分导流部分分流部分入流部分 四个功能部分四个功能部分：第13页/共105页1.1.入流部分入流部分 功能

3、功能使来自挤塑机的塑料熔体，由使来自挤塑机的塑料熔体，由螺旋运动逐渐螺旋运动逐渐变为直线运动变为直线运动2.2.分流部分分流部分 功能功能将熔体按所需制品形状进行分流，由柱状分将熔体按所需制品形状进行分流，由柱状分流成为环状。流成为环状。3.3.导流部分导流部分 功能功能通过模腔内流道几何形状与尺寸的变化，产通过模腔内流道几何形状与尺寸的变化，产生必要的成型压力生必要的成型压力将分流部分流出物料进行导流并压实将分流部分流出物料进行导流并压实4.4.定型部分定型部分 功能功能通过机头成型段及模唇的调节作用，获得所通过机头成型段及模唇的调节作用，获得所需断面形状的连续制品需断面形状的连续制品熔体坯

4、熔体坯。四个功能部分：四个功能部分：定型部分导流部分分流部分入流部分第14页/共105页作用作用 1. 使熔融物料的螺旋螺旋运动 直线直线运动。2. 将物料压实压实。3. 使物料进一步塑化均匀进一步塑化均匀。4. 成型成型制品。定型部分导流部分分流部分入流部分第15页/共105页1 1正确选择结构形式正确选择结构形式（1 1）成型制品种类）成型制品种类（2 2）原材料种类和要求）原材料种类和要求（3 3）成型工艺特点）成型工艺特点2 2流道结构流道结构（1 1）流道呈流线型）流道呈流线型（2 2）无突变）无突变（3 3）各连接处应保证密封）各连接处应保证密封（4 4）表面粗糙度）表面粗糙度（5

5、 5）应具有一定压缩比）应具有一定压缩比（6 6）保证口模出口处各点料流速度一致）保证口模出口处各点料流速度一致 管材机头设计原则管材机头设计原则 第16页/共105页3 3机头选材机头选材 （1 1）合理选材）合理选材（2 2）耐磨、耐腐蚀）耐磨、耐腐蚀（3 3）足够的强度和刚度，进行热处理）足够的强度和刚度，进行热处理（4 4）容易电镀）容易电镀（5 5）在高温下不变形）在高温下不变形4 4机头结构机头结构（1 1）结构紧凑，易于加工制造和装拆维修）结构紧凑，易于加工制造和装拆维修（2 2）形状尽可能规则和对称）形状尽可能规则和对称（3 3）成型部分应能保证熔体挤出后具有所要求的截）成型部

6、分应能保证熔体挤出后具有所要求的截面面 形状和尺寸形状和尺寸 第17页/共105页第18页/共105页1、栅板、栅板 2、机头法兰、机头法兰 3、铰链螺钉、铰链螺钉 4、机筒法兰、机筒法兰 5、机、机筒筒第19页/共105页1、机头法兰、机头法兰 2、铰链螺钉、铰链螺钉 3、机筒法兰、机筒法兰 4、栅板、栅板5、螺杆、螺杆 6、机筒、机筒 7、内六角螺钉、内六角螺钉 8、定位销、定位销第20页/共105页第21页/共105页 栅扳的结构如图所示，除具有分流、混合、促进熔体塑化均匀外，还承担着支承滤网的作用。栅板上流道孔眼直径，通常为栅扳的结构如图所示，除具有分流、混合、促进熔体塑化均匀外，还承

7、担着支承滤网的作用。栅板上流道孔眼直径，通常为36mm入口端应有入口端应有30一一45的锥角。流道孔总面积须占栅板有效面积的的锥角。流道孔总面积须占栅板有效面积的40一一70为宜，孔的排列应紧凑合理；栅板应有足够机械强度和刚度，但其厚度也不宜过厚，以免造成过大阻力或滞料分解。为宜，孔的排列应紧凑合理；栅板应有足够机械强度和刚度，但其厚度也不宜过厚，以免造成过大阻力或滞料分解。(1)非等径孔同心圆排列非等径孔同心圆排列(2)等径孔同心圆排列等径孔同心圆排列(3)等孔径弧形面栅板等孔径弧形面栅板(4)等孔径六边形排列等孔径六边形排列第22页/共105页1、平板、平板 2、滤网、滤网 3、4、滤网座

8、、滤网座 5、螺栓、螺栓 6、壳体、壳体 7、氟塑料环、氟塑料环8、鱼雷体、鱼雷体 9、分流支架套、分流支架套 10、热电偶、热电偶 11、螺栓、螺栓 12、限位板、限位板13、加热器、加热器 14、多孔板、多孔板 15、支承环、支承环 16、推力杆、推力杆第23页/共105页第24页/共105页一、基本结构和工作原理一、基本结构和工作原理 口模、芯棒、分流器、分流器支架、口模、芯棒、分流器、分流器支架、机头体、调节螺钉、连接螺钉等机头体、调节螺钉、连接螺钉等 1.1.基本结构基本结构 2.2.工作原理工作原理 直通式管机头直通式管机头第25页/共105页第26页/共105页第27页/共105

9、页第28页/共105页1、橡皮片堵、橡皮片堵头头2、定径套、定径套3、口模、口模4、芯棒、芯棒5、调节螺栓、调节螺栓6、分流锥、分流锥7、芯棒支架、芯棒支架8、模体模体9、过滤过滤板板第29页/共105页二、设计要点二、设计要点 1. 1. 压缩比压缩比 压缩比压缩比分流器支架出口处截面积与芯棒口模间的分流器支架出口处截面积与芯棒口模间的 截面积之比截面积之比 =3=31010 低粘度物料低粘度物料：410 高粘度物料高粘度物料：36 另一种方法：取分流器支架直径与口模直径之比另一种方法：取分流器支架直径与口模直径之比 UPVC： PE：2 大管取小值；小管取大值大管取小值；小管取大值 第30

10、页/共105页分流锥长度分流锥长度L L4 4 L4=（1）D D分流锥最大直径分流锥最大直径 锥尖半径锥尖半径r r 2 mm热稳定性好的物料热稳定性好的物料： max90热稳定性差的物料热稳定性差的物料： 60 2.2.分流锥分流锥扩张角扩张角 作用作用 使熔料逐渐变成环形使熔料逐渐变成环形 第31页/共105页3.3.分流器支架分流器支架 分流筋形状分流筋形状 要要求求 流线型、不得有大的拐角、有利于熔接线的消流线型、不得有大的拐角、有利于熔接线的消除除支撑分流器及芯棒支撑分流器及芯棒 作用作用 收缩角扩张角收缩角扩张角第32页/共105页分流筋宽度分流筋宽度b b b912 mm 分流

11、筋长度分流筋长度l l l3080 mm 分流筋高度分流筋高度s s s1025 mm 分流筋数量分流筋数量n n n=48 扩张角：扩张角：60 收缩角：收缩角：30 UPVC：10 第33页/共105页4.4.口模口模 作用作用 成型管材外表面成型管材外表面 定型长度定型长度L1 经验公式：经验公式： L13D D 管材外径管材外径 国外资料国外资料： L1=（1030）h h 管材壁厚管材壁厚 国内资料国内资料： L1=（3040）hUPVC：（：（1833）h PPVC：（：（1525）hPE： （1422）h PP： （1422）h PA： （1323）h 第34页/共105页口模直

12、径口模直径D 影响口模直径的因素：影响口模直径的因素： 挤出胀挤出胀大大 牵引拉牵引拉伸伸 冷却收缩冷却收缩 定径方定径方式式管材截面管材截面变大变大 管材截面管材截面变小变小管材截面管材截面变小变小 外定径时外定径时的真空度、定径套内径与口模的真空度、定径套内径与口模 直径有关直径有关 第35页/共105页考虑胀大和定径收缩考虑胀大和定径收缩 口模直径：口模直径： 管外DCD式中：式中： C系数系数 PVC： ； PO： 拉伸比拉伸比环形截面积与管材截面积之比环形截面积与管材截面积之比 2222管内管外DDdDI式中：式中：D口模直径口模直径 d芯棒直径芯棒直径 D管外管外管材外径管材外径

13、D管内管内管材内径管材内径 I拉伸比拉伸比 UPVC：；：； SPVC： 1.35 LDPE： ； HDPE：1.20 ABS： ； PA： 第36页/共105页5.5.芯棒芯棒 作作用用 导流、成型管材导流、成型管材内表面内表面 收缩角收缩角 =2030 定型长定型长度度 与与口模口模定型长度定型长度相等相等 应小于分流锥的扩张角应小于分流锥的扩张角UPVC： 24； PO可稍大可稍大 第37页/共105页 壁厚调节壁厚调节 目的：管材壁厚均匀目的：管材壁厚均匀 调节螺钉数量调节螺钉数量： S=48 经验公式经验公式： 222管内管外DDIDd芯棒直径芯棒直径d d 第38页/共105页三、

14、特点三、特点 1.1.优点优点 结构简单，成本低；结构简单，成本低； 中心进料，易于物料均匀分配；中心进料，易于物料均匀分配； 应用广泛。应用广泛。2.2.缺点缺点 体积大，重量大；体积大，重量大；分流筋多，熔接线多。分流筋多，熔接线多。 第39页/共105页第40页/共105页第41页/共105页中心供料中心供料筛孔式机头筛孔式机头侧向供料机头侧向供料机头螺旋式机头螺旋式机头1、芯模、芯模2、芯模支架、芯模支架3、栅板、栅板4、螺旋式芯模、螺旋式芯模5、支架支柱、支架支柱第42页/共105页2.2.措施措施 安装绕机头轴线安装绕机头轴线旋转旋转的部件的部件 分流筋表面分流筋表面喷涂喷涂不粘材

15、料不粘材料 将流道将流道加长加长 加热加热分流筋分流筋 使流过分流筋的物料迅速得到使流过分流筋的物料迅速得到压缩压缩 芯棒上带多头芯棒上带多头螺旋沟槽螺旋沟槽 采用采用阻尼筋或多孔板阻尼筋或多孔板 熔接线的影响熔接线的影响只能减小，不可能消除只能减小，不可能消除 1.1.形成原因形成原因 四、减小熔接线影响的措施四、减小熔接线影响的措施 第43页/共105页第44页/共105页第45页/共105页第46页/共105页蓝式管机头蓝式管机头 1.1.结构结构 2.2.工作原理工作原理 第47页/共105页第48页/共105页第49页/共105页 直通式机头的特殊形式；直通式机头的特殊形式； 总压力

16、损失小总压力损失小； 产量高，能耗低；产量高，能耗低； 机头中热耗散少机头中热耗散少； 重量轻；重量轻； 便于操作。便于操作。 3.3.特点特点第50页/共105页 筛孔套筛孔套 要求要求 足够强度、足够强度、小孔利于物料流动小孔利于物料流动 孔径孔径d d 口模直径口模直径D D D/DD/DT T1.4 D1.4 DT T筛孔套直径筛孔套直径 4.4.设计要点设计要点d=1d=1 5.5.应用应用聚烯烃类耐压管材聚烯烃类耐压管材 第51页/共105页螺旋芯棒式管机头螺旋芯棒式管机头 2.2.工作原理工作原理 1.1.结构结构第52页/共105页第53页/共105页第54页/共105页 出料

17、均匀；出料均匀； 总压力损失小总压力损失小； 产量高，能耗低；产量高，能耗低； 机头中热耗散少机头中热耗散少； 无熔接线。无熔接线。 3.3.特点特点4.4.应用应用直径直径400mm400mm的聚烯烃类管材的聚烯烃类管材 第55页/共105页第56页/共105页第57页/共105页第58页/共105页第59页/共105页第60页/共105页第61页/共105页多口模管机头多口模管机头 1.1.结构结构 2.2.工作原理工作原理 第62页/共105页第63页/共105页第64页/共105页 充分发挥挤出机的生产能力；充分发挥挤出机的生产能力； 节省占地面积节省占地面积； 熔体流速慢；熔体流速慢

18、； 结构较复杂结构较复杂。3.3.特点特点5.5.应用应用小直径薄壁管材小直径薄壁管材 4.4.设计要点设计要点带流量调节的分配流道设计带流量调节的分配流道设计 第65页/共105页波纹管机头波纹管机头 1.1.结构结构 结构形式与一般机头基本相同，只是口模部分很长结构形式与一般机头基本相同，只是口模部分很长。 用用吹胀法吹胀法成型波纹成型波纹 2.2.成型原理成型原理 第66页/共105页用用真空吸附法真空吸附法成型波成型波纹纹 第67页/共105页第68页/共105页第69页/共105页第70页/共105页第71页/共105页多层挤出模具用于成型多种塑料或多种颜色的复合管材或复合膜，通常用多台挤出机挤出成型。第72页/共105页第73页/共105页第74页/共105页第75页/共105页第76页/共105页第77页/共105页第78页/共105页第79页/共105页第80页/共105页1.管材；管材；2.定径芯棒；定径