擠出機(jī)機(jī)頭加工工藝參數(shù)課件

1、第三小組Member：何弘揚(yáng) 汪恒 陳劉武 陳麗 陳健靈 陳桂賢擠出機(jī)機(jī)頭加工工藝參數(shù)v一，管材擠出機(jī)機(jī)頭的結(jié)構(gòu)組成v二，二， 壓縮比v三，拉伸比v四，離模膨脹管材擠出機(jī)頭 管材擠出機(jī)機(jī)頭的結(jié)構(gòu)組成管材擠出機(jī)機(jī)頭的結(jié)構(gòu)組成 (1)口模和芯模。 口模用于成型制品的外表面。 芯模用于成型制 品的內(nèi)表面。 因此，口模和芯模的定型部分決定了制品的橫截面形狀 和尺寸。 (2)分流器和分流器支架。 分流器又稱(chēng)魚(yú)雷頭。塑料通過(guò)分流器 變成薄環(huán)狀，并且平穩(wěn)地進(jìn)入成型區(qū)，同時(shí)進(jìn)一步對(duì)熔體進(jìn)行加熱和塑 化。大型擠出機(jī)的分流器內(nèi)部還裝有加熱裝置。 分流器支架分流器支架主要用來(lái)支撐分流器和芯棒主要用來(lái)支撐分流器和芯棒

2、,同時(shí)也能對(duì)分流同時(shí)也能對(duì)分流后的塑后的塑 料熔體進(jìn)一步進(jìn)行剪切和混合作用（有時(shí)會(huì)產(chǎn)生熔料熔體進(jìn)一步進(jìn)行剪切和混合作用（有時(shí)會(huì)產(chǎn)生熔接痕而影響塑件強(qiáng)接痕而影響塑件強(qiáng) 度和外觀）。小型機(jī)頭的分流器支架可度和外觀）。小型機(jī)頭的分流器支架可與分流器設(shè)計(jì)成一個(gè)整體。與分流器設(shè)計(jì)成一個(gè)整體。 (2)過(guò)濾板(多孔板、柵板）。過(guò)濾板的作用是將塑料熔體由在料 筒內(nèi)的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且過(guò)濾雜質(zhì)和尚未塑化的塑料原 料。此外，過(guò)濾板還能形成一定的機(jī)頭壓力，使塑料制品更加密 實(shí)。 (4)機(jī)頭體。機(jī)頭體相當(dāng)于模架，用來(lái)安裝固定機(jī)頭的各零部件。 機(jī)頭體需與擠出機(jī)料筒緊密連接，連接處應(yīng)密封以防塑料熔體泄漏。(5)

3、調(diào)節(jié)螺釘。調(diào)節(jié)螺釘用來(lái)調(diào)節(jié)控制口模與芯模之間的環(huán)隙大 小和同軸度,以保證擠出制品壁厚均勻。通常調(diào)節(jié)螺釘?shù)臄?shù)量為4 8 個(gè),視?？诘某叽缍?。 (6)定徑套。 離開(kāi)口模后的塑料熔體雖以具有給定的載面形狀，但因其仍處于粘流狀態(tài)而抵抗自重，會(huì)變形，為此需要用定經(jīng)套對(duì)其進(jìn)行冷卻定型，以使制品固化，并獲得良好的質(zhì)量、準(zhǔn)確的尺寸和幾何形狀。 (7)橡皮塞。橡皮塞的作用是防止壓縮空氣泄漏，保證管內(nèi)具有 一定的壓力。 1 口模是成型管材外部輪廓的機(jī)頭零件，其結(jié)構(gòu)如圖1，其主要尺寸有口模內(nèi)徑D、定型長(zhǎng)度L1、壓縮段長(zhǎng)度L2和壓縮區(qū)錐角。尺寸的設(shè)計(jì)主要靠經(jīng)驗(yàn)公式，查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式如下： 1）、口模內(nèi)徑

4、D： D= d1/k 3-1 式中： D口模內(nèi)徑（mm） d1塑料管材外徑（mm） 系數(shù)（見(jiàn)表）2）、口模定型段長(zhǎng)度L1： L1=（0.33.0）d1 3-2 或 L1 =ct 3-3 式中： L1口模定型段長(zhǎng)度（mm） d1塑料管材外徑（mm） c系數(shù)（見(jiàn)表2） t塑料管材壁厚（mm）3）、壓縮區(qū)錐角：壓縮區(qū)的錐角一般在1060范圍內(nèi)選取，當(dāng)過(guò)大時(shí)，擠出的管材表面會(huì)較粗糙，對(duì)于低粘度材料可選取較大值，反之取較小值。4)、口模壓縮段長(zhǎng)度L2： L2=（1.52.5）D0 3-4 式中： L2口模壓縮段長(zhǎng)度（mm） D0塑料熔體在過(guò)濾板出口處的流道直徑（mm）2、芯棒的設(shè)計(jì)計(jì)算芯棒是成型管材內(nèi)部

5、輪廓的機(jī)頭零件，其結(jié)構(gòu)如圖2，通過(guò)用螺紋與分流器聯(lián)接，其主要尺寸有芯棒外徑d、芯棒定型段長(zhǎng)度L3、芯棒壓縮段長(zhǎng)度L4。各尺寸的設(shè)計(jì)主要靠經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定。查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式如下：1）、芯棒外徑d： d=D -2 3-5 式中：d芯棒外徑（mm） D口模內(nèi)徑（mm） 口模與芯棒的單邊間隙，通常?。?.830.94）塑料管材壁厚（mm）2）、芯棒定型段長(zhǎng)度L3 = L1 ，3)、芯棒壓縮段長(zhǎng)度L4 = L2=（1.52.5） 圖2：芯棒結(jié)構(gòu)圖 3、過(guò)濾板出口處直徑D0的確定： 該直徑應(yīng)與擠出機(jī)機(jī)筒出口處直徑一致。 3、分流器和分流器支架的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）分流器參數(shù)設(shè)計(jì) 分流器與分流器支架結(jié)構(gòu)

6、如圖3。 對(duì)于小型擠出機(jī)分流器和分流器支架可設(shè)計(jì)成一體形式。分流器主要參數(shù)有：擴(kuò)展角、分流錐面長(zhǎng)度L3、分流器頭部圓角R、分流器表面粗糙度R。各參數(shù)的確定原則如表5。圖 8-8 分 流 器 及 其 支 架A-AAA aL3拉伸比和壓縮比 拉伸比和壓縮比是塑料擠出成型工藝參數(shù)，兩者都與口模和芯棒尺寸有關(guān)。各種塑料的拉伸比和壓縮比都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的。管材擠出機(jī)頭 拉伸比：是指口模與芯棒在成型區(qū)的環(huán)形間隙截面積與所擠出的管材的截面積之比。擠出時(shí)，管材離開(kāi)口模后，由于壓力降低，塑料制品出現(xiàn)因彈性回復(fù)而膨脹的現(xiàn)象，管材截面積將增大。另一方面，又由于牽引和冷卻收縮的關(guān)系，管材截面積也有縮小的趨勢(shì)。這種膨脹

7、與縮小的大小于塑料性質(zhì)、口模溫度與壓力、定徑套的結(jié)構(gòu)形式等因素有直接關(guān)系。目前，由于理論計(jì)算尚不成熟，通常根據(jù)拉伸比來(lái)確定口模與芯棒間環(huán)形空隙的截面積與擠出管材的截面積之比。即： 較大拉伸比的好處有： （1）、在生產(chǎn)過(guò)程中，變更管材規(guī)格時(shí)，一般不需拆裝口模和芯棒，可以通過(guò)改變拉伸比來(lái)實(shí)現(xiàn)； （2）、在加工某些容易產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象的塑料時(shí)，用較大尺寸的口模和芯棒，可以生產(chǎn)較小規(guī)格的管材，這樣既可以避免產(chǎn)生熔體破裂，又可提高產(chǎn)量。 2）根據(jù)硬質(zhì)PVC為高粘度材料，故確定壓縮比=5。管材擠出機(jī)頭 壓縮比：是指過(guò)濾板出口處最大進(jìn)料截面積與口模和芯棒在成型區(qū)的環(huán)形間隙截面積之比。它反映擠出成型過(guò)程中塑料

8、熔體的壓實(shí)程度。不同的物料其壓縮比不同：壓縮比一般為410，RPVC管壓縮比為310，隨管徑的增加而取小值：若壓縮比過(guò)小，則接縫線(xiàn)不易消失，管壁不密實(shí)，強(qiáng)度低：過(guò)大則導(dǎo)致機(jī)頭尺寸大，料流阻力大，易過(guò)熱分解。離模膨脹 概念：在擠出過(guò)程中，擠出物離開(kāi)模后，其橫截面尺寸因彈性回復(fù)而大于口模尺寸的現(xiàn)象，也稱(chēng)巴勒斯（Barus）效應(yīng) 。離模膨脹是什么原因？離模膨脹是什么原因？l一般在擠出過(guò)程中,處于熔體狀態(tài)的高分子鏈經(jīng)取向和拉伸作用,分子處于應(yīng)力狀態(tài).但是離開(kāi)口模后,分子應(yīng)力釋放,分子鏈徑向回縮,與流動(dòng)方向垂直的方向“變胖”,也就是所謂的離模膨脹 。 離模膨脹效應(yīng)（巴勒斯效應(yīng)）不僅發(fā)生在高分子態(tài)物質(zhì)上，

9、還會(huì)發(fā)生在低分子態(tài)物質(zhì)上。大家都見(jiàn)到過(guò)水管放水，如果水以較大的速度噴出水管，則噴出水管后的水柱的直徑必然比水管的直徑大。這是大家司空見(jiàn)慣的場(chǎng)景，如水龍頭放水，尿尿（男生）等等，其實(shí)這正是巴勒斯效應(yīng)。水在水管內(nèi)部受到水管壁的作用力，處于被壓縮狀態(tài)（有膨脹的趨勢(shì)），當(dāng)水離開(kāi)水管后，水管壁對(duì)水的壓縮作用消失，而水依然有一個(gè)反作用力（膨脹趨勢(shì)），于是，水就膨脹了。 口模膨脹率主要影響因素o1.剪切速率 當(dāng)其它的參數(shù)不變時(shí), 擠出膨脹率隨剪切速率的增加而增加, 并在發(fā)生熔體破裂的臨界剪切速率之前有一極大值 (見(jiàn)圖1) , 其原因是當(dāng)剪切速率高時(shí), 相應(yīng)縮短了熔體彈性能在口模中的松馳時(shí)間, 當(dāng)然當(dāng)剪切速率

10、增加時(shí), 溫度升高也是導(dǎo)致膨脹率升高的主要原因2.溫度 由于擠出膨脹率依賴(lài)于聚合物的粘彈性, 而粘度就是溫度的函數(shù), 所以膨脹率很大程度上依賴(lài)于溫度。一般來(lái)說(shuō), 在低剪切速率時(shí), 溫度低, 粘彈性就高, 膨脹率就大; 反之, 膨脹率就小。但最大膨脹隨溫度的升高而增加(如圖1) , 有些特殊的材料如PVC, 其口模膨脹乃隨溫度升高而增大, 然而當(dāng)剪切力比其臨界值低得多時(shí), 口模膨脹與溫度無(wú)關(guān)。3.松馳時(shí)間 口模膨脹隨熔體在口模內(nèi)停留時(shí)間呈指數(shù)地減小, 這主要由于在停留期間每個(gè)體積單元所引起的彈性變形得到逐步的恢復(fù), 使正應(yīng)力有效的減小的結(jié)果。4.入口壓力口模構(gòu)型 口模長(zhǎng)徑比L / D對(duì)于長(zhǎng)徑比有很多研究者做了實(shí)驗(yàn), 而且涉及有圓形、矩形等規(guī)則截面。一般認(rèn)為, 膨脹率隨著長(zhǎng)徑比的增大而減小, 然后逐漸趨于平緩 (見(jiàn)圖2)。當(dāng)長(zhǎng)徑比變小時(shí), 收斂入口處的彈性?xún)?chǔ)能增加, 則彈性恢復(fù)主要是由入口處的拉伸彈性形變引起的。 然而當(dāng)成型段足夠長(zhǎng)時(shí), 彈性