第十七章 挤出成型工艺及模具设计

第十七章挤出成型工艺及模具设计6/13/2024117.1.1挤出成型原理及其模具17.1挤出成型原理及工艺挤出过程是将塑料加热，使之呈黏流状态，在螺杆的推动下，通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其成为具有一定几何形状和尺寸的塑料制品。6/13/202426/13/202436/13/202446/13/202456/13/2024617.2挤出模具设计17.2.1挤出成型机头分类和功能1.机头的分类6/13/202476/13/202486/13/202496/13/2024106/13/2024116/13/2024122.机头的作用6/13/2024136/13/20241417.2.2机头的基本组成6/13/202415图17.3管材挤出成型机头1-管道2-定径管3-口模4-芯棒5-调节螺钉6-分流器7-分流器支架8-机头体9-过滤板10、11-电加热图（加热器）6/13/202416口模和芯模口模3用以成型制品的外表面。芯棒4用来成型塑件的内表面的，所以口模和芯模决定了塑件的截面形状。过滤网和过滤板过滤网9的作用是将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动，同时还能阻止未塑化的塑料和机械杂质进入机头.此外过滤板又称多孔板，它还能形成一定的机头压力,同时还起支承过滤网的作用。6/13/202417调节螺钉调节螺钉5用于调节口模与芯棒之间的间隙,保证制品壁厚均匀.分流器和分流器支架

分流器6分流器又称鱼雷头.塑料通过分流器变成薄环状,便于进一步加热和塑化.分流器支架7主要用来支承分流器及芯棒，同时也使料流分束以加强搅拌作用，但产生的熔接痕影响塑件强度。小型机头的分流器与其支架可设计成一个整体。6/13/202418机头体机头体8相当于模架，用来组装机头各零件及挤出机连接。机头体需与挤出机筒连接，连接处应密封以防塑料熔体泄漏。温度调节系统

为了保证塑料熔体在机头中正常流动及挤出成型质量，机头上一般设有可以加热的温度调节系统，如图17.3所示的电加热圈10、11。6/13/202419定型模离开成型区后的塑料熔体虽已具有给定的截面形状，但因其温度仍较高不能抵抗自重变形，为此需要用径套2对其进行冷却定型，以使塑件获得良好的表面质量、准确的尺寸和几何形状。6/13/20242017.2.2机头的设计原则6/13/2024216/13/2024226/13/2024236/13/2024246/13/20242517.3管材挤出机头成型机头设计图17.3管材挤出成型机头1-管道2-定径管3-口模4-芯棒5-调节螺钉6-分流器7-分流器支架8-机头体9-过滤板10、11-电加热图（加热器）6/13/20242617.3.1管机头尺寸及工艺参数的确定主要确定口模、芯棒、分流器和分流器支架的形状和尺寸,在设计管机头时，需有已知的数据，包括挤出机型号、制品的内径、外径及制品所用的材料等.6/13/2024276/13/2024281.口模

是用于成型管子外表面的成型零件。在设计管材模时，口模的主要尺寸为口模的内径和定型段的长度。（1）口模的内径DD=d/k

（17-1）式中D—口模的内径(mm)d-管材的外径（mm）k-补偿系数，查表6/13/202429补偿系数k值6/13/202430（2）定型段长度L1

口模的平直部分与芯棒的平直部分组成管材的成型部分称为定型段。口模定型段的长度对于管材挤出成型质量相当重要,塑料熔体从机头的压缩区进入成型区后,料流阻力增加,熔体密度提高,同时消除分流痕迹及残余的螺旋运动,其长度L1过长则会使阻力增加太大,过程又起不了定型作用,因此L1的取值应适当.可以用熔体流动理论近似推导出L1的计算公式,但设计实践中一般凭经验而定。6/13/2024316/13/202432①按管材外径计算:L1=（0.5~3）D（17-2）

②按管材壁厚计算：L1=（8~15）t（17-3）通常当管子直径较大时定型长度取小值，因为此时管子的被定型面积较大，阻力较大，反之就取大值。同时考虑到塑料的性质，一般挤软管取大值，挤硬管取小值。6/13/2024332.芯棒的外径芯棒的外径由管材的内径决定，但由于与口模结构设计同样的原因，即离模膨胀和冷却收缩效应，所以芯棒外径的尺寸不等于管材内径尺寸。根据生产经验，可按式(17-4)计算：

d=D-2e（17-4）式中d一芯棒的外径(mm)；

D一口模的内径(mm)；

e一口模与芯棒的单边间隙(mm)，e=(0.83～0.94)tt一材壁厚(mm)。6/13/2024342.定型段、压缩段和收缩角

芯棒的长度由定型段和压缩段L2两部分组成,定型段与口模中的相应定型段L1共同构成管材的定型区,通常芯棒的定型段的长度可与L1相等或稍长一些.塑料经过分流器支架后，先经过一定的收缩。为使多股料很好地会合，压缩段L2与口模口的相应的锥面部分构成塑料熔体的压缩区，使进入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消去。6/13/2024351)芯棒定型段的长度与L1相等或稍长。2)L2可按下面经验公式计算：

L2=（1.5~2.5