塑料擠出成型機

1、4.2.1 概述概述 擠出成型擠出成型是使用擠出設(shè)備生產(chǎn)具有與口模是使用擠出設(shè)備生產(chǎn)具有與口模相同截面形狀而長度任意相同截面形狀而長度任意的塑的塑料制品的成型加工方法。料制品的成型加工方法。 擠出成型是塑料加工的重要成型方法之一，在塑料成型加工中占有重要擠出成型是塑料加工的重要成型方法之一，在塑料成型加工中占有重要的地位?，F(xiàn)有的大部分熱塑性塑料和少量熱固性塑料都可以用擠出成型方的地位。現(xiàn)有的大部分熱塑性塑料和少量熱固性塑料都可以用擠出成型方法加工。法加工。 據(jù)統(tǒng)計，在塑料制品成型加工中，擠出成型制品的產(chǎn)量居首位。據(jù)統(tǒng)計，在塑料制品成型加工中，擠出成型制品的產(chǎn)量居首位。4.2 塑料擠出成型機塑料

2、擠出成型機1 塑料擠出成型過程 將塑料從料斗加入料筒中，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動將其向前輸送，塑料在向前將塑料從料斗加入料筒中，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動將其向前輸送，塑料在向前移動的過程中，受到料筒的加熱、螺桿的剪切作用和壓縮作用，使塑料由粉移動的過程中，受到料筒的加熱、螺桿的剪切作用和壓縮作用，使塑料由粉狀或粒狀逐漸熔融塑化為粘流態(tài)，塑化后的熔料在壓力的作用下，通過分流狀或粒狀逐漸熔融塑化為粘流態(tài)，塑化后的熔料在壓力的作用下，通過分流板和一定形狀的口模，成為截面與板和一定形狀的口模，成為截面與口模口模形狀相仿的高溫連續(xù)體，最后冷卻定形狀相仿的高溫連續(xù)體，最后冷卻定型為玻璃態(tài)，得到所需的具有一定強度、剛度、幾何形

3、狀和尺寸精度的等截型為玻璃態(tài)，得到所需的具有一定強度、剛度、幾何形狀和尺寸精度的等截面制品。面制品。 塑料（粒狀或粉狀）=加熱熔融=擠出模具=擠出型坯=冷卻定型=擠出制品擠出成型工作原理擠出成型工作原理2塑料擠出成型特點和應(yīng)用 生產(chǎn)過程是連續(xù)的，因而其產(chǎn)品一般也是連續(xù)的；生產(chǎn)過程是連續(xù)的，因而其產(chǎn)品一般也是連續(xù)的； 生產(chǎn)效率高，應(yīng)用范圍廣，能生產(chǎn)管材、棒材、板材、薄膜、單絲、電生產(chǎn)效率高，應(yīng)用范圍廣，能生產(chǎn)管材、棒材、板材、薄膜、單絲、電線、電纜、異型材以及中空制品等；線、電纜、異型材以及中空制品等； 投資少，見效快。擠出機除了用于擠出制品外，還可以用于塑料混合、投資少，見效快。擠出機除了用于

4、擠出制品外，還可以用于塑料混合、 造粒、塑化等。造粒、塑化等。n應(yīng)用應(yīng)用 擠出成型生產(chǎn)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、石油化工業(yè)、機械制造擠出成型生產(chǎn)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、石油化工業(yè)、機械制造業(yè)、國防工業(yè)以及日常生活。業(yè)、國防工業(yè)以及日常生活。 擠出成型是在擠出機上進行的。擠出機是塑料成型加工的重要設(shè)備之一擠出成型是在擠出機上進行的。擠出機是塑料成型加工的重要設(shè)備之一。n擠出機及其成型特點擠出機及其成型特點4.2.2擠出成型設(shè)備的組成擠出成型設(shè)備的組成 n擠出機主要由擠出機主要由擠擠壓壓系統(tǒng)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)和和加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng)和和機身機身等組成。等組成。1擠出機（主機） 擠

5、出設(shè)備一般由主機、輔機和控制系統(tǒng)組成，統(tǒng)稱為擠出設(shè)備一般由主機、輔機和控制系統(tǒng)組成，統(tǒng)稱為擠出機組擠出機組擠壓系統(tǒng)擠壓系統(tǒng): :它主要由螺桿它主要由螺桿1 1和料筒和料筒2 2組成，是擠出機的關(guān)鍵部分。塑料在擠組成，是擠出機的關(guān)鍵部分。塑料在擠壓系統(tǒng)中被塑化成均勻的熔體，被螺桿連續(xù)壓系統(tǒng)中被塑化成均勻的熔體，被螺桿連續(xù)定壓、定溫、定量定壓、定溫、定量地從機頭擠出地從機頭擠出。傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng): :其作用是驅(qū)動螺桿，保證螺桿在工作過程中獲得所需要的轉(zhuǎn)矩其作用是驅(qū)動螺桿，保證螺桿在工作過程中獲得所需要的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。和轉(zhuǎn)速。加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng): :通通過對料筒和螺桿進行過對料筒和螺桿進行加熱和

6、冷卻，保證塑加熱和冷卻，保證塑料在擠壓過程中的溫料在擠壓過程中的溫度控制要求。度控制要求。擠出機主機工作過程 輔機的作用是將從機頭連續(xù)擠出并已獲得初步形狀和尺寸的高溫熔體冷卻輔機的作用是將從機頭連續(xù)擠出并已獲得初步形狀和尺寸的高溫熔體冷卻，在一定的裝置中定型，再通過進一步冷卻，使之由高彈態(tài)最后轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝叵?，在一定的裝置中定型，再通過進一步冷卻，使之由高彈態(tài)最后轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝叵碌牟ＡB(tài)，達到一定的表面質(zhì)量，成為符合要求的制品或半成品。的玻璃態(tài)，達到一定的表面質(zhì)量，成為符合要求的制品或半成品。 它主要由機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、卷取裝置和切割裝置組它主要由機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、

7、卷取裝置和切割裝置組成。成。2 輔機擠出成型工藝流程原理圖擠出成型工藝流程原理圖a)擠硬管擠硬管 b)擠軟管擠軟管 c)擠板擠板 1-機頭機頭 2-定型定型 3-冷卻冷卻 4-牽引牽引 5-切割切割 6-卷取卷取( (或堆放或堆放) )n擠管輔機管材擠出過程管材擠出過程機頭（口模、芯模等）：機頭（口模、芯模等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通過它是制品成型的主要部件，熔融塑料通過它獲得一定的幾何截面和尺寸。它獲得一定的幾何截面和尺寸。 冷卻定型裝置：冷卻定型裝置：管坯離開口模的溫度相當(dāng)高，可視為一種軟性管狀管坯離開口模的溫度相當(dāng)高，可視為一種軟性管狀物，沒有足夠的強度和剛度來支承自重。物，

8、沒有足夠的強度和剛度來支承自重。它的作用是將從機頭中擠它的作用是將從機頭中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來并對其進行精整，從而得到更為精出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來并對其進行精整，從而得到更為精確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和加壓的方法達通常采用冷卻和加壓的方法達到這一目的。到這一目的。冷卻裝置：冷卻裝置：管子由定型裝置出來，并沒有完全冷卻到室溫管子由定型裝置出來，并沒有完全冷卻到室溫。不繼續(xù)冷卻不繼續(xù)冷卻，管壁徑向的溫度梯度會使原來已冷卻的表層升溫，引起變形。，管壁徑向的溫度梯度會使原來已冷卻的表層升溫，引起變形。由定型由定型裝置出來的塑料在此得到充分

9、的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸。裝置出來的塑料在此得到充分的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸。 牽引裝置：牽引裝置：其作用為均勻地牽引制品。并對制品的截面尺寸進行控制其作用為均勻地牽引制品。并對制品的截面尺寸進行控制（牽引力牽引力和和牽引速度牽引速度），使擠出過程穩(wěn)定地進行。），使擠出過程穩(wěn)定地進行。 切割裝置切割裝置：當(dāng)管子擠到一定長度時要切斷，且要求切斷尺寸準(zhǔn)確，切：當(dāng)管子擠到一定長度時要切斷，且要求切斷尺寸準(zhǔn)確，切 口均勻整齊?？诰鶆蛘R。n擠出機的控制系統(tǒng)主要由電氣元件、儀表和執(zhí)行機構(gòu)組成，其主要作用有：擠出機的控制系統(tǒng)主要由電氣元件、儀表和執(zhí)行機構(gòu)組成，其主要作用有： 控制擠出主、輔機的動力

10、源（電動機），為擠出工藝提供所需的轉(zhuǎn)速和控制擠出主、輔機的動力源（電動機），為擠出工藝提供所需的轉(zhuǎn)速和功率。功率。 對主、輔機的工藝參數(shù)（如溫度、壓力、擠出速率等）進行控制，保證對主、輔機的工藝參數(shù)（如溫度、壓力、擠出速率等）進行控制，保證制品質(zhì)量。制品質(zhì)量。 實現(xiàn)整個擠出機組的自動控制，保證主、輔機協(xié)調(diào)地運行。實現(xiàn)整個擠出機組的自動控制，保證主、輔機協(xié)調(diào)地運行。 通常將擠出主機、輔機和控制系統(tǒng)三部分統(tǒng)稱為通常將擠出主機、輔機和控制系統(tǒng)三部分統(tǒng)稱為擠出機組擠出機組。通常主機在擠。通常主機在擠出機組中是最主要的部分，而主機中擠出系統(tǒng)又是最關(guān)鍵的部分；在輔機中出機組中是最主要的部分，而主機中擠出系

11、統(tǒng)又是最關(guān)鍵的部分；在輔機中機頭是最關(guān)鍵的部分。機頭是最關(guān)鍵的部分。 3控制系統(tǒng)n按擠出螺桿的數(shù)量可分為按擠出螺桿的數(shù)量可分為無螺桿擠出機無螺桿擠出機（如柱塞式擠出機）、（如柱塞式擠出機）、單螺桿單螺桿擠出機擠出機、雙螺桿雙螺桿和和多螺桿擠出機多螺桿擠出機。n按螺桿在空間位置的不同可分為按螺桿在空間位置的不同可分為臥式臥式擠出機擠出機和和立式立式擠出機。擠出機。n按螺桿轉(zhuǎn)速可分為按螺桿轉(zhuǎn)速可分為普通普通擠出機、擠出機、高速高速和和超高速超高速擠出機。擠出機。n按擠出系統(tǒng)可否排氣分為按擠出系統(tǒng)可否排氣分為排氣式排氣式擠出機和擠出機和非排氣式非排氣式擠出機。擠出機。n按設(shè)備主要部件的裝配結(jié)構(gòu)可分為

12、按設(shè)備主要部件的裝配結(jié)構(gòu)可分為整體式整體式擠出機和擠出機和組合式組合式擠出機（即擠出機（即傳動系統(tǒng)與擠出系統(tǒng)分開安裝）。傳動系統(tǒng)與擠出系統(tǒng)分開安裝）。 目前，實際生產(chǎn)中較為常用的是臥式單螺桿非排氣整體式擠出機。目前，實際生產(chǎn)中較為常用的是臥式單螺桿非排氣整體式擠出機。4.2.3 擠出機的分類擠出機的分類 隨著塑料擠出成型工藝的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，塑料擠出機的類型日益隨著塑料擠出成型工藝的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，塑料擠出機的類型日益增多，分類方法也不盡相同。增多，分類方法也不盡相同。 體現(xiàn)擠出機工作性能的主要技術(shù)參數(shù)有：螺桿直徑體現(xiàn)擠出機工作性能的主要技術(shù)參數(shù)有：螺桿直徑D、螺桿的長徑、螺桿的長徑比比L/D

13、、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿轉(zhuǎn)速n(n(或轉(zhuǎn)速范圍）、主螺桿的電動機功率或轉(zhuǎn)速范圍）、主螺桿的電動機功率P P、擠出機生擠出機生產(chǎn)率產(chǎn)率Q、中心高、中心高H、加熱段數(shù)、機筒加熱功率等。單螺桿塑料擠出機的、加熱段數(shù)、機筒加熱功率等。單螺桿塑料擠出機的基本參數(shù)參見我國頒布的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。基本參數(shù)參見我國頒布的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 (1) (1)螺桿直徑螺桿直徑 指擠出螺桿的大徑，用指擠出螺桿的大徑，用D表示，單位為表示，單位為mm。表征。表征擠出機擠出機擠出量大小擠出量大小的一個參數(shù)。螺桿的直徑系列有：的一個參數(shù)。螺桿的直徑系列有：20、30、45、65、90、120、200、250、300等。等。 (2) (2)螺桿長徑

14、比螺桿長徑比 指螺桿工作部分長度指螺桿工作部分長度L與螺桿直徑與螺桿直徑D的比值，是擠的比值，是擠出機的重要參數(shù)之一，用出機的重要參數(shù)之一，用L/D表示。表示。4.2.4 單螺桿擠出機的技術(shù)參數(shù)及型號單螺桿擠出機的技術(shù)參數(shù)及型號 1單螺桿擠出機的技術(shù)參數(shù) (3)螺桿轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)速范圍）用螺桿轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)速范圍）用n n表示。指螺桿可獲得的穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，單位表示。指螺桿可獲得的穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，單位為為r/min。擠出機螺桿轉(zhuǎn)速一是要求能無級調(diào)節(jié)，二是有一定的調(diào)節(jié)范圍。擠出機螺桿轉(zhuǎn)速一是要求能無級調(diào)節(jié)，二是有一定的調(diào)節(jié)范圍。 (4)螺桿驅(qū)動電動機功率螺桿驅(qū)動電動機功率 用用P表示，單位為表示，單位為kW。

15、(5)擠出機生產(chǎn)率。用擠出機生產(chǎn)率。用Q表示，單位為表示，單位為kg/h。它指加工某種塑料（如高密。它指加工某種塑料（如高密度聚乙烯度聚乙烯HDPE) )時，每小時擠出的塑料量，是一個表征機器生產(chǎn)能力的參數(shù)時，每小時擠出的塑料量，是一個表征機器生產(chǎn)能力的參數(shù)。 (6)機器加熱段數(shù)。用機器加熱段數(shù)。用B表示表示。 (7)機筒加熱功率。用機筒加熱功率。用E表示。表示。 (8)機器中心高。指擠出機螺桿水平軸線到地面的高度，用機器中心高。指擠出機螺桿水平軸線到地面的高度，用H來表示來表示 nD3Q為經(jīng)驗出料系數(shù)，取為經(jīng)驗出料系數(shù)，取0.0030.007 按國家標(biāo)準(zhǔn)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 127832000

16、的規(guī)定，我國橡膠塑料機械產(chǎn)品的型號的規(guī)定，我國橡膠塑料機械產(chǎn)品的型號由由產(chǎn)品代號產(chǎn)品代號、規(guī)格參數(shù)規(guī)格參數(shù)（代號）及（代號）及設(shè)計代號設(shè)計代號三部分組成。三部分組成。 產(chǎn)品代號產(chǎn)品代號由基本代號和輔助代號組成，均用漢語拼音字母表示，基本由基本代號和輔助代號組成，均用漢語拼音字母表示，基本代號與輔助代號之間用短橫線代號與輔助代號之間用短橫線“-”“-”隔開。基本代號由類別代號、組別代隔開?；敬栍深悇e代號、組別代號、品種代號三個小節(jié)順序組成（參見表號、品種代號三個小節(jié)順序組成（參見表5-25-2規(guī)定），規(guī)定），基本品種不標(biāo)注品基本品種不標(biāo)注品種代號種代號，品種代號以三個以下的字母組成。，品種代

17、號以三個以下的字母組成。 塑料機械的塑料機械的輔助代號輔助代號（參見表（參見表5-35-3規(guī)定）用于表示輔機（代號為規(guī)定）用于表示輔機（代號為F)F)、機組（代號為機組（代號為Z)Z)、附機（代號為、附機（代號為U)U)，主機不標(biāo)注輔助代號。，主機不標(biāo)注輔助代號。 設(shè)計代號設(shè)計代號用于表示制造單位的代號或產(chǎn)品設(shè)計的順序代號，也可以是用于表示制造單位的代號或產(chǎn)品設(shè)計的順序代號，也可以是兩者的組合代號。使用設(shè)計代號時，在規(guī)格參數(shù)與設(shè)計代號之間加短橫兩者的組合代號。使用設(shè)計代號時，在規(guī)格參數(shù)與設(shè)計代號之間加短橫線線-隔開，設(shè)計代號一般不使用字母隔開，設(shè)計代號一般不使用字母I I和和0 0，以免與數(shù)字

18、混淆。，以免與數(shù)字混淆。2塑料擠出機的型號擠出塑成型設(shè)備的型號表示l主機的的型號表示主機的的型號表示l輔機的的型號表示輔機的的型號表示l機組的的型號表機組的的型號表示示型號示例型號示例 SJ-6530表示螺桿直徑表示螺桿直徑65mm、長徑比為、長徑比為30:1的塑料擠出機。的塑料擠出機。思考題思考題1.塑料注射成型機的組成有哪些？塑料注射成型機的組成有哪些？2.塑料注射成型機的工作原理是什么？塑料注射成型機的工作原理是什么？3.簡述注射成型機的工藝過程簡述注射成型機的工藝過程4.注射成型機的分類有哪些？注射成型機的分類有哪些？5.注射成型機的主要參數(shù)有哪些？注射成型機的主要參數(shù)有哪些？6.什么

19、是塑料擠出成型，塑料擠出機組的主要用途及構(gòu)成什么是塑料擠出成型，塑料擠出機組的主要用途及構(gòu)成 擠出機的工作過程 如圖所示，塑料自料斗進入螺桿后，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，物料向前如圖所示，塑料自料斗進入螺桿后，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，物料向前輸送，在螺桿加料段，松散的固體物料（粒料或粉末）充滿螺槽，隨著輸送，在螺桿加料段，松散的固體物料（粒料或粉末）充滿螺槽，隨著物料的不斷向前輸送，開始被壓實。當(dāng)物料進入壓縮段后，由于螺桿螺物料的不斷向前輸送，開始被壓實。當(dāng)物料進入壓縮段后，由于螺桿螺槽深度逐漸變淺以及機頭的阻力作用，使塑料所受的壓力逐漸升高，并槽深度逐漸變淺以及機頭的阻力作用，使塑料所受的壓力逐漸升高，并

20、被進一步壓實。被進一步壓實。 與此同時，在料筒外加熱器的加熱和螺桿與料筒內(nèi)表面對物料的強烈與此同時，在料筒外加熱器的加熱和螺桿與料筒內(nèi)表面對物料的強烈攪拌、混合和剪切摩擦所產(chǎn)生的剪切熱的共同作用下，塑料溫度不斷升高攪拌、混合和剪切摩擦所產(chǎn)生的剪切熱的共同作用下，塑料溫度不斷升高，當(dāng)部分塑料的溫度到達熔點后，開始熔融。隨著物料的輸送，繼續(xù)加熱，當(dāng)部分塑料的溫度到達熔點后，開始熔融。隨著物料的輸送，繼續(xù)加熱，熔融的物料量逐漸增多，而未熔融物料量相應(yīng)減少，接近壓縮段的末端，熔融的物料量逐漸增多，而未熔融物料量相應(yīng)減少，接近壓縮段的末端時，全部物料都將轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，但此時各點溫度尚不均勻，經(jīng)過均化段時

21、，全部物料都將轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，但此時各點溫度尚不均勻，經(jīng)過均化段的均化作用后熔體溫度變得較均勻，最后由螺桿將熔融物料定量、定壓、的均化作用后熔體溫度變得較均勻，最后由螺桿將熔融物料定量、定壓、定溫地擠入到機頭。物料通過機頭后獲得一定的截面形狀和尺寸，再經(jīng)過定溫地擠入到機頭。物料通過機頭后獲得一定的截面形狀和尺寸，再經(jīng)過冷卻定型等工序，便可獲得所需的塑料擠出成型制品。冷卻定型等工序，便可獲得所需的塑料擠出成型制品。 1)螺桿的分段。對常規(guī)螺桿來說，一般分為三段：加料段螺桿的分段。對常規(guī)螺桿來說，一般分為三段：加料段L1，由料斗，由料斗加入的物料靠此段向前輸送，并開始被壓實；壓縮段加入的物料靠此段向前輸送，并開始被壓實；壓縮段L2, ,物料在該段繼續(xù)物料在該段繼續(xù)被壓實，且向熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)化；均化段被壓實，且向熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)化；均化段L3 ( (也稱計量段），物料在此段呈也稱計量段），物料在此段呈粘流態(tài)，并使熔料均勻化。粘流態(tài)，并使