塑料擠出成型模具設計

1、塑料擠出成型模具設計6 . 1 概述6 . 1 . 1 擠出成型過程塑料擠出成型是在擠出機上用加熱或其他方法使塑料成為熔融狀態(tài)，在一定壓力下通過擠出機頭、經(jīng)定型獲得連續(xù)型材。擠出成型過程大致分為以下三個階段。( l )塑化。通過擠出機加熱器的加熱和螺桿、料筒對塑料的混合、剪切作用所產(chǎn)生的摩擦熱使固態(tài)塑料變成均勻的翁流態(tài)塑料。( 2 )成型。貓流態(tài)塑料在螺桿的推動下，以一定的壓力和速度連續(xù)地通過成型機頭，從而獲得一定截面形狀的連續(xù)形體.( 3 )定型。通過冷卻等方法使已成型的形狀固定下來，成為所需要的塑料制品。擠出成型可用于塑料管材、薄膜、棒材、板材、電線電纜覆層和異形截面型材等的加工。擠出成型

2、還可用于塑料的混合、塑化、脫水、造粒和喂料等準備工序或中空制品型坯等半成品加工。擠出成型幾乎能加工所有的熱塑性塑料和部分熱固性塑料，如聚氛乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、ABS 、聚碳酸酷、聚諷、聚甲醛、氮化聚醚等熱塑性塑料以及酚醛、脈醛等不含石棉、礦物質、碎布等填料的熱固性塑料。因此，擠出成型效率高，應用廣，已成為最普通的塑料成型加工方法之一。6 . 1 . 2 擠出成型機頭的作用擠出的主要設備是擠出機。目前常用的是臥式單螺桿擠出機。它由三個部分組成，即傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和擠出系統(tǒng)。擠出系統(tǒng)包括螺桿、機頭和口模。通常把機頭以及裝于機頭上的口模合并起來，統(tǒng)稱為機頭。螺桿的作用是把原料從粉狀或粒

3、狀經(jīng)過料筒外的加熱和螺桿轉動時的摩擦生熱把原料熔化并通過螺桿的攪拌、壓縮和推進，使熔體在壓力下流人機頭。機頭是擠出成型模具的主要部件，具有如下四個方面的作用。( l )熔體由螺旋運動轉變?yōu)橹本€運動。( 2 )產(chǎn)生必要的成型壓力，保證擠出制品密實。( 3 )熔體在機頭內進一步塑化。( 4 )熔體通過口模成型，獲得所需截面形狀的制品。6 . 1 . 3 擠出成型機頭的典型結構管材擠出成型直向機頭的典型結構形狀如圖6 一1 所示，由口模、芯棒、分流器、分流器支架、柵板等組成。機頭分為分流區(qū)、壓縮區(qū)和成型區(qū)三個部分。分流區(qū)的作用是使從螺桿推出的熔體經(jīng)過柵板，使螺旋狀流動的熔體轉變?yōu)橹本€流動。柵板還可以

4、起過濾作用，把未完全熔化的料擋在柵板外，使之繼續(xù)熔化，防止它進人機頭引起阻塞。通過柵板后的熔體，經(jīng)分流錐使之初步形成中空的管狀流而后進入壓縮區(qū)。壓縮區(qū)主要是通過截面的變化使熔體受剪切作用，進一步塑化。如圖中的壓縮區(qū)入口截面積大于其出口的截面積。此兩截面積之比即為壓縮區(qū)的壓縮比。壓縮比小即剪切力小，熔體塑化不均勻，容易引起融合不良;而壓縮比過大則殘留應力大，易產(chǎn)生渦流和表面粗糙的缺陷。成型區(qū)即口模，其作用不僅是把熔體形成所需要的形狀和尺寸，而且使通過分流器支架及分流錐的不平穩(wěn)的流動使之漸趨平穩(wěn)，并通過一定長度的通道成型為所需要的形狀。但由于熔體在受壓下流經(jīng)口模，出口后必然要膨脹(有的部位也可能收

5、縮)，因此口模的尺寸和形狀與成品不同。6 . 1 . 4 擠出成型機頭的分類由于擠出制品的形狀和要求各不相同。因此要有相應的機頭來滿足，故機頭的種類很多，大致可按以下三種特征來分類。( l )按擠出制品出口方向分。可分為直向機頭(直通機頭)和橫向機頭(直角機頭)。( 2 )按機頭內壓力大小分?？煞譃榈蛪簷C頭(料流壓力為4 MPa )、中壓機頭(料流壓力為4 ? 10 MPa )和高壓機頭(料流壓力在10 MPa 以上)。( 3 )按擠出制品的形狀分?？煞止懿?、棒材、板材、薄膜、線與纜敷層等擠出成型機頭.6 . 1 . 5 擠出成型機頭的設計原則( l )內腔呈流線型。內腔不能急劇地擴大和縮小，

6、更不能有死角和停滯區(qū)，流道應加工得十分光滑，表面粗糙度R .值小于0 . 4 拜m ，以便熔體能沿著機頭的流道充滿并均勻地擠出成型，避免塑料過熱分解。( 2 )機頭應有足夠的壓縮比。根據(jù)制品種類的不同，在機頭內應有足夠的壓縮比。壓縮比是指分流器支架出口處的截面積與口模、芯棒之間的環(huán)隙面積之比。壓縮比過小時，制品不密實，而且物料通過分流器支架后形成的熔合線不易消除;壓縮比過大時，會造成機頭結構龐大，物料流動阻力增加，影響制品的產(chǎn)量和質量。一般壓縮比取3 ? 6 為宜。( 3 )設計正確的斷面形狀。由于塑料的物理性能以及溫度、壓力等因素的影響，機頭成型部分的斷面形狀并不就是擠出制品實際的斷面形狀，

7、在設計時還應考慮留有試模后修整的余地。( 4 )設計調節(jié)機構。擠出時對擠出力、擠出速度，擠出量等參數(shù)要能進行調節(jié)，尤其是擠出異型材。機頭中最好設置調節(jié)流量、調節(jié)口模與芯棒各向間隙以及能正確控制和調節(jié)溫度等結構，保證制品的形狀、尺寸和質量。( 5 )結構緊湊。在滿足強度和剛度的條件下，機頭結構應緊湊，機頭與機筒連接處要嚴密，易于裝卸。其形狀應盡量做得規(guī)則而且對稱，傳熱均勻。( 6 )選材合理。機頭材料應選擇耐磨性好、有足夠的韌性、熱處理變形小、抗腐蝕性好和加工與拋光性能好的鋼材。必要時還要進行表面鍍鉻，以提高其耐磨性與耐腐蝕性。6 . 2 管材擠出成型機頭設計管材擠出機頭在擠出機頭中具有代表性，

8、用途較廣，管材擠出機頭的設計方法與其他機頭可以通用。擠管成型模具包括擠管機頭和定徑套。能夠用于擠管的塑料品種很多，但目前國內應用比較廣泛的有聚抓乙烯、聚乙烯和聚丙烯等。6 . 2 . 1 管材擠出成型機頭典型結構形式常見的管材擠出成型機頭結構有以下三種形式。圖6 一2 所示為直通式擠管機頭，也稱為直管機頭。圖6 一3 所示為直角式擠管機頭，也稱為彎機頭。圖6 一4 所示為旁側式擠管機頭。三種結構形式機頭的特點分敘如下。( l )直通式機頭結構簡單、制造容易、成本低.但分流器支架產(chǎn)生的合流線不易消除，同時這種機頭較長，比較笨重.它適用于HPvC 、SPVC 、PE 、PA 、PC 等塑料薄壁管材

9、的加工。( 2 )直角式機頭內未設置分流器支架，料流包圍芯棒，只產(chǎn)生一條合流線.但機頭結構較復雜、制造較困難、成本高。當對管材內徑尺寸要求比較嚴格時最為適用，因為其定徑精度較高，而且管材的內、外壁同時進行冷卻，可以減少機頭的擠出阻力、料流穩(wěn)定、出料均勻、管材質量好、產(chǎn)量高。這種形式的機頭特別適用于加工PE 、PP 、PA 等塑料管材。由于這種機頭擠出管材的方向與擠出機螺桿軸向垂直，故占地面積較大。( 3 )旁側式機頭結構與直角機頭相似，但結構更復雜些，料流阻力也較大。它除了具備直角機頭的優(yōu)點外，其擠管方向與螺桿軸向一致，占地面積較小。6 . 2 . 2 管材擠出成型機頭的設計1 .口?？谀Ｊ浅?/p>

10、型管材外表面的零件，如圖6 一5 所示?？谀５闹睆讲坏扔诠懿牡耐鈴剑驗閿D出時，管材離開口模后，壓力降低，塑料制品因彈性回復而膨脹，管材截面積將有所增大。另一方面，又由于牽引和冷卻收縮的影響，管材截面積也有縮小的趨勢。這種膨脹與收縮的大小與塑料性質、口模溫度與壓力、定徑套的結構形式以及牽引速度等因素有直接的關系。目前尚無成熟的理論計算方法計算膨脹和收縮值。通常，按照拉伸比來確定口定型段長度L : ，即口模內壁平直部分的長度，這一參數(shù)的確定非常重要。L .的確定與制品的壁厚、直徑大小、形狀、塑料品種以及牽引速度等因素有關。定型段長度不宜過長，也不宜過短。過長時，料流阻力增加過大;而過短時，又起不

11、到定型作用。L ，可按管材的外徑D 和壁厚t 來確定：L : = ( 0 . 5 ? 3 ) D , L 一(8 ? 15 ) t 。2 .芯棒為了使管材壁厚均勻，必須設置調節(jié)螺釘5 (見圖6 一1 )以便安裝與調整口模與芯模之間間隙。調節(jié)螺釘數(shù)目一般為4 一8 個。芯棒是通過螺紋與分流器和分流器支架連接并固定的(見圖6 一2 和圖6 一6 )。因而得以保證芯棒與分流器的同心。3 .分流器如圖6 一6 所示，塑料流經(jīng)分流器時，料層變薄，這樣便于均勻加熱，以利于進一步塑化。某些大型擠出機頭的分流器內部還設置有加熱器.分流器與多孔板之間的空腔，起著匯集料流、補充塑化和重新組合的作用。所以，分流器與

12、多孔板之間的距離K 不宜過小(見圖6 一7 ) ，以免料流出管不勻;但K 值也不能過大;否則塑料停留時間長，容易分解，一般取10 ? 20 mm 。4 .分流器支架分流器支架的作用是用來支撐和固定分流器及芯棒的，中小型機頭的分流器和分流器支架可加工成整體，如圖6 一6 所示。分流器支架上分流筋的數(shù)目一般為3 ? 8 根。為了消除塑料流經(jīng)分流器支架后形成的接合線，分流筋的形狀應呈流線型，如圖6 一6 中B 一B 剖面所示。其出料端的角度應小于進料端的角度。在滿足強度要求的條件下，其寬度和長度應盡可能小些，數(shù)量也應盡可能少些。因為筋的數(shù)量多，則料流分束過多，制品上形成的接合線也多;而筋過寬則接合線

13、不易消失，影響管材強度。分流器支架內開有進氣孔和導線孔，用以通入壓縮空氣和內部裝置加熱器時通人導線。通人壓縮空氣對管材的定徑和冷卻都會起到良好的作用。5 .確定壓縮比擠管機頭的壓縮比是指流道型腔內的最大截面積(通常為分流器出口端處的流道截面)與口模、芯棒間環(huán)形縫隙的截面積之比。對低勃度物料可取4 ? 10 ，對高鉆度物料可選取2 . 5 ? 6 。6 .管材壁厚的調節(jié)為了獲得壁厚均勻的擠出制品，口模和芯棒的中心線應嚴格地同心。在多數(shù)情況下是芯棒固定，由調節(jié)螺釘來調節(jié)口模的位置以保證兩者的同心度。調節(jié)螺釘?shù)臄?shù)目一般為4 個以上，且管材口徑越大，所需調節(jié)螺釘?shù)臄?shù)目也越多。表6 一2 列出了幾種有代

14、表性的塑料管材擠出成型工藝條件和機頭設計參數(shù)。6 . 2 . 3 管材的定徑與冷卻當管材型坯剛剛離開擠出機頭時，由于溫度高(如HPVC 管可達180 )，形狀不定，必須使管材型坯冷卻、硬化、定型。另外，熔體型坯出模后還將產(chǎn)生膨脹效應，也會使管材型坯的形狀和尺寸發(fā)生變化，因此，必須對離開口模的半熔體型坯采取定形狀、定尺寸的措施。這樣，才能使管材獲得準確的尺寸、幾何形狀和良好的表面質量。通常，用定徑套來完成定型。經(jīng)過定徑套定徑和初步冷卻后的管材進人水槽繼續(xù)冷卻，通過水槽時，管材完全浸沒在水中，離開水槽時，管材已經(jīng)完全定型。擠出管材的定型工藝方法有兩種：外徑定徑法和內徑定徑法。外徑定徑法是用定徑套控

15、制管材的外徑尺寸和圓度，其中，外徑定徑法又分為內壓法和真空法兩種;而內徑定徑法則是通過定徑套來控制管材的內徑尺寸和圓度。圖6 一8 所示為外徑定徑的內壓法。在管材內通人0 . 03 ? 0 . 05 MPa 的壓縮空氣，為保持管內壓力，采用堵塞以防漏氣。壓縮空氣最好經(jīng)過預熱，因為冷空氣會使芯棒溫度降低，造成管材內壁不光滑。圖6 一9 所示為外徑定徑的真空法。真空法的定徑裝置比較簡單，管口不必堵塞，但需要一套抽真空設備，而且由于產(chǎn)生的壓力有限，該法僅用于小口徑管材的擠出。圖6 一10 所示為內徑定徑的內冷卻方式，定徑套的冷卻水管可以從芯棒中伸進.采用內冷卻方式時，通常在管材的外部設置冷風冷卻。從

16、結構卜看，外徑定徑比內徑定徑簡單，操作也方便一些，但管材內徑定徑比外徑定徑時所產(chǎn)生的內應力要小些。定徑套的尺寸如表6 一3 和表6 一4 所示(表中d 為管材外徑)，也可按經(jīng)驗確定。在選擇定徑方法時，除了考慮外徑、內徑定徑法的優(yōu)、缺點外，還取決于管材的規(guī)格與標準。如果要求管材外徑尺寸精度高，應該選用外徑定徑;當要求管材內徑尺寸精度高時，則選用內徑定徑。由于我國塑料管材均規(guī)定外徑尺寸有公差要求，故多數(shù)廠家都采用外徑定徑法。6 . 3 其他擠出成型機頭設計6 . 3 . 1 棒材擠出成型機頭棒材系泛指截面為圓形、方形、正多邊形、正三角形和橢國形等，具有規(guī)則形狀的實心塑料棒材。棒材直徑可為2 ? 5

17、00 mm 。扁平棒材的截面尺寸可達250 mmx 100 mm 。棒材擠出模結構是擠塑模中最簡單的一類。用于成型棒材的塑料有PA 、POM 、PC 、ABS 、PSU 、PPO 、HPVC 、PE 、PP 和PS 等。棒材擠出成型機頭通常有帶分流梭和無分流梭兩種結構。1 .帶分流梭棒材擠出機頭其結構如圖6 一n 所示，它基本上和擠出管材用的機頭相似，所不同的是擠出管材用的機頭中的芯棒被一分流梭所代替，口模端部車有陽螺紋，以便于和水冷定徑套相連接.機頭的中心部分裝有一形狀似魚雷體的分流梭，其目的在于減少機頭內部的容積和增加塑料的受熱面積，以利于停車以后重新開車時縮短加熱時間，防止塑料熱降解。機

18、頭與水冷定徑套連接處的通道即平直郁分，應光滑并具一定的長度(約為通道直徑的5 倍)，這樣有利于制品外觀和質量。2 .無分流梭圈形棒材擠出機頭其結構如圖6 一12 所示，它沒有芯棒，也不需裝分流器。由于棒材是實心的，其截面積比管材大得多，因而機頭阻力較小。為了獲得密實的實心棒，必須增加機頭壓力，使物料進入冷卻定徑套處的壓力約為12 . 5 MPa ，為此，機頭應采取如下結構。( l )機頭平直部分直徑較小，具有阻流閥的作用，以增加機頭壓力.一般平直部分直徑為16 一25 mm ，它隨棒材直徑的增大而增大。平直部分長度一般為直徑的4 一10 倍。棒材直徑小時取大值。( 2 )機頭進口處的收縮角為3

19、00600 ，收縮部分長度約為50 ? 100 mm 。( 3 )機頭出口處為喇叭形，以便于塑料棒中心熔融區(qū)快速補料。喇叭口的擴張角為45 。以下，擴張角不能過大;否則會產(chǎn)生死角。應嚴格控制出口處的直徑等于定徑套的內徑，偏差為士0 . lmm ·( 4 )機頭內表面應光滑無死角，表面粗糙度R 小于0 . 8 。6 . 3 . 2 吹塑薄膜擠出成型機頭薄膜可以用擠出法生產(chǎn)，也可以用吹塑法生產(chǎn)。吹塑法就是使塑料經(jīng)機頭呈圓筒形薄管擠出，并從機頭中心通人壓縮空氣，將薄管吹成直徑較大的管狀薄膜(又稱為泡管). 吹塑法可以加工軟質和硬質聚抓乙烯，高密度和低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍等多種

20、塑料薄膜。吹塑薄膜的生產(chǎn)工藝根據(jù)出料方向可以分為平擠上吹法、平擠下吹法和平擠平吹法三種。上吹法和下吹法均使用直角機頭。常用的薄膜機頭大致可分為芯棒式機頭、十字形機頭、螺旋式機頭、旋轉式機頭四種類型。各種機頭的簡圖與特征分敘如下。1 .芯棒式機頭熔融塑料自擠出機多孔板擠出，經(jīng)過聯(lián)結器壓縮后，流至芯棒處分成兩股料流，沿芯棒上的分料線流動，在芯棒尖處又重新匯合，然后沿口?？p隙呈薄管擠出。芯棒中心通入壓縮空氣將管壞吹脹，成型為薄膜，芯棒式機頭的結構如圖6 一13 所示。芯棒式機頭內存料少，不易發(fā)生過熱分解，適宜加工聚氯乙烯薄膜。但熔融物料在機頭通道中需作900 轉彎，物料流動距離不一樣，因而兩側塑化情

21、況也不一樣，形成物料熔融貓度的差異，同時，由于側面進料使芯棒兩側受力不均衡，產(chǎn)生偏中現(xiàn)象，以致影響薄膜厚度的均勻性。2 .十字形機頭吹塑薄膜的十字形機頭與直通式擠管機頭相似，其結構如圖6 一14 所示.分流器支架在保證承受物料推力作用而不變形的前提下，分流筋數(shù)目應盡可能少一些，寬度和長度盡可能小一些。否則料流通過支架時，易產(chǎn)生明顯的接合線.為了消除接合線，可在支架上方開設一個緩沖糟。中心進料式機頭出料均勻，薄膜厚度較容易控制，模芯不受側向力，因此不會產(chǎn)生“偏中”現(xiàn)象。但機頭內存料多，不適宜加工聚抓乙烯等熱敏性塑料，因分流器支架有多條分流筋，所以擠出薄膜上形成的接臺線也較多。這種機頭適宜于加工聚

22、乙烯、聚丙烯、尼龍等塑料薄膜。3 .螺旋式機頭其結構如圖6 一15 所示。塑料從中心流人，然后分成4 ? 8 股料流通過各個螺紋槽作旋轉運動，多股料流從槽中流出并匯合進入緩沖槽，然后均勻地從定型段擠出。熔融物料不是全部通過螺紋槽擠出，有一部分在螺紋頂端與芯模套之間漏流.這種機頭物料的熔合性好，薄膜無接合線，芯模受力均衡，不會產(chǎn)生“偏中”現(xiàn)象，薄膜厚度較均勻。機頭內壓力較大，吹出薄膜的物理機械性能好，內壓力較高，物料在機頭內停留時間長，只適宜加工不易分解的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龍和聚苯乙烯等。機頭安裝和操作方便，且使用壽命較長。不足之處是機頭體積較為龐大。4 .旋轉式機頭為了使薄膜更為均勻和

23、易于卷取，近年來發(fā)展起一種新型結構的機頭，即旋轉式機頭。機頭的旋轉方式有：口模轉動，芯棒不動;口模不動，芯棒轉動以及口模與芯棒一起同向或反向轉動等形式。圖6 一16 所示為芯棒與口模可獨立旋轉的旋轉式機頭。旋轉機頭可以達到型腔壓力和流速沿圓周均勻分布，同時促使整個流動過程中物料均勻熔合;流速平穩(wěn)。因此，吹出薄膜的厚度均勻性有明顯提高，膜的熔合強度好，物理機械性能指標基本一致。旋轉機頭設計應保證傳動的可靠性，因此，機頭傳動結構的零件磨損、密封和配合是機頭壽命的關鍵。密封元件一般由青銅或聚四氧乙烯制成。根據(jù)試驗，密封處間隙在0 . 06 一0 . 08 mm 之間，此外，還應注意軸承在高溫下的潤滑

24、和加熱電刷的調整與絕緣，以及便于操作和維修。5 .共擠出機頭共擠出法是指用兩臺或多臺擠出機，經(jīng)過一個公用的吹膜機頭將幾種塑料同時擠出并吹塑成多層薄膜的方法(又稱為多層薄膜吹塑機頭)。所獲薄膜的最大優(yōu)點是各種塑料可以取長補短，從而具有較為理想的物理機械性能和其他性能。例如，聚丙烯具有良好的耐熱性、透明性，低密度聚乙烯的低溫勃接性、耐沖擊性較好，這兩種塑料相結合可兼?zhèn)涠叩膬?yōu)點，還可彌補聚丙烯低溫脆性大和聚乙烯耐熱性差和透氣性大的缺點，可用作為優(yōu)良的食品包裝袋。離子聚合物和尼龍的復合薄膜具有高度的透明性、良好的真空成型性和焊接性能，可作肉類真空包裝。吹塑多層薄膜的關鍵在于機頭，其設計的一個主要問題

25、是要控制機頭中流動阻力的比例，一般應要求達到各層薄膜的線速度相等。另一個重要問題是各層薄膜間的貓合，其關鍵又是溫度控制，各層的膜厚往往對溫度和擠出速率很敏感。設計機頭的溫度控制系統(tǒng)時，應按要求高溫的塑料設計，并應使其易于調節(jié)。目前，國外供擠出用的塑料按其消費量的順序為：低密度聚乙烯、聚氛乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚偏氧乙烯、聚苯乙烯、尼龍、聚醋等。關于薄膜機頭的設計和有關參數(shù)的確定，提供以下經(jīng)驗作為參考。( l )設置調節(jié)裝置。為了保證機頭出料口環(huán)形縫隙寬度均勻一致，需設置調節(jié)環(huán)和調節(jié)螺釘(見圖6 一14 ) ，且調節(jié)螺釘數(shù)目不應少于6 個.調節(jié)螺釘太少，擰緊時會使調節(jié)環(huán)變形，影響擠出薄膜厚

26、度的均勻性。( 2 )口模與芯棒間的環(huán)形縫隙尺寸。機頭出料口環(huán)形縫隙的寬度W 一般在0 . 4 一1 . 2 mm 范圍內，通常取W ? ( 18 一30 ) l ( t 為薄膜厚度)。若W 值太小則機頭內反壓力很大，影響產(chǎn)量，且物料易過熱分解;若W 值太大，則要得到一定厚度的薄膜，必定要加大吹脹比和牽引比，結果，出現(xiàn)膜管厚薄不均勻或容易被拉斷的現(xiàn)象，而且膜管厚薄不易控制其均勻度，容易起折。( 3 )吹脹比和牽引比。吹脹比是指吹脹后的泡管膜直徑與機頭口模直徑之比，吹脹比在生產(chǎn)中一般取1 . 5 ? 3 。牽引比是指膜管的牽引速度與管坯擠出速度之比，通常，牽引比取4 ? 6 。( 4 )口模定型

27、段長度。一般機頭的芯棒端頭處為定型段，其長度h 應比環(huán)形縫隙寬度W 大15 倍以上，以便于控制擠出薄膜的厚度。在設計選取h 值時，針對不同的塑料品種，可以參照表6 一6 選取。芯棒定型段內應開設一個或幾個緩沖槽，以便消除芯棒尖處的接縫痕跡。緩沖槽的深度a 可取(3 . 5 一8 ) W ，緩沖槽寬度b 可取(15 ? 30 ) W 。緩沖槽斷面形狀為圓弧形，b 是指開口最寬處的尺寸。( 5 )芯棒的流道角a 和分料線斜角月。流道角a (見圖6 一13 )不可取得過大，過大將會使流動阻力增大。通常a 角取800 ? 1200 。分料線斜角召(見圖6 一17 )取決于物料的流動性，一般月角以400

28、 ? 600 為宜，不應取得太小，太小則芯棒尖處出料慢，熔體過熱易發(fā)生分解，同時也易產(chǎn)生芯棒變形。( 6 )壓縮比。機頭出口部分的橫截面積應比機頭進口處的橫截面積小一半，即壓縮比至少應等于2 。壓縮比過大將增大料流阻力，造成物料過熱分解。( 7 )芯棒的剛度要求。對于芯棒機頭，由于內部料流不平衡，造成對芯棒的不對稱側向壓力，使芯棒產(chǎn)生彎曲變形，即所謂“偏中”現(xiàn)象.為此，芯棒要有足夠的抗彎剛度，可以選用剛性較大的CrlZ 鋼材制造芯棒。6 . 3 . 3 板材、片材擠出成型機頭板材及片材機頭屬于狹縫機頭，按結構可分為魚尾式機頭、支管式機頭、衣架式機頭和螺桿式機頭。1 .魚尾式機頭魚尾式機頭用途最

29、廣。熔體從機頭人口處的圓形截面逐漸向出口展開成扁而寬的狹縫。此種機頭只能擠出寬度不大(< 500 mm )的板材。寬度在500 mm 以上時，由于機頭內壓過大.機頭容易變形。當寬度大于500 mm 而使用魚尾式機頭時，需要加強阻流作用。為了獲得厚薄均一的塑料制品，通常在機頭的型腔內設置阻流器(見圖6 一18 )或阻力調節(jié)裝置(見圖6 一19 ) ，以增大塑料在機頭型腔中部的阻力，使整個口模長度上物料流速趨于相等，壓力均勻。機頭口模最好設置模唇調節(jié)裝置，當塑件出現(xiàn)薄厚不均勻時，首先調節(jié)料流阻力，在口模壓力大致一樣的情況下，再調節(jié)模唇間隙，使塑件厚度均勻一致。一般模唇間隙調到等于或略小于塑件

30、的厚度，如圖6 一19 所示。2 .支管式機頭支管式機頭的內支管在全長上直徑相等，既可以是直的，也可以有一定的弧度，圖6 一20 所示為一端進料直支管機頭，圖6 一21 所示為中間供料直支管式機頭，圖6 一22 所示為彎形支管式機頭，圖6 一23 所示為帶阻塞棒的支管式機頭。這種機頭的型腔呈管狀，從擠出機送出的熔體先進人支管中，然后通過支管經(jīng)模唇間的縫隙流出成板材坯料。3 .螺桿式機頭螺桿式機頭實際是支管式機頭的一種，不過在其支管內裝上了一對方向相反的螺桿，中間供料的螺桿式機頭如圖6 一24 所示。熔體經(jīng)過螺桿的分配，可使模唇的壓力均勻，流動能趨于一致，因此，適用于寬度較大的片材。4 .衣架式

31、機頭衣架式機頭是魚尾式機頭和支管式機頭的中間形式，如圖6 一25 所示。型腔內有一八字支管，如同掛衣架。板材及片材機頭的經(jīng)驗設計數(shù)據(jù)如下。( l )魚尾式機頭。魚尾式機頭的展開角度控制在800 以下.模唇的定型部分長度通常為板材厚度15 ? 50 倍。( 2 )支管式機頭。支管式機頭的支管直徑為30 ? 90 mm 。直徑越大則儲料越多。儲料多則料流穩(wěn)定，有利于板厚的均勻。但直徑太大時熔體在機頭內停留的時間過長，會出現(xiàn)一系列瑕疵，一般硬聚氯乙烯的支管直徑為30 ? 35 mm ，聚乙烯的支管直徑可在30mm 以上。平直部分的長度根據(jù)熔體特性而不同，一般取長度為板厚的10 ? 40 倍。但板材厚

32、時，由于剛度關系，模唇長度應不超過80 mm 。( 3 )衣架式機頭。衣架式機頭的展開角大。但不應大于1700 ，通常為155 " ? 1700 。生產(chǎn)板、片及膜的模唇寬度通常在700 mm 以上。定型段長度應取15 ? 55 倍板厚，根據(jù)熔體特性及板材寬度而定。支管直徑為16 ? 30 mm 。與支管式機頭一樣，直徑過大則熔體停留時間過長，熔體產(chǎn)生局部分解。6 . 3 . 4 電線電纜包粗擠出成型機頭金屬芯線為了包覆一層塑料作為絕緣層，當芯線是多股或單股金屬線時，通常用擠壓式包覆機頭，擠出制品即為電線;當芯線是一束互相絕緣的導線或不規(guī)則的芯線時，使用套管式包覆機頭，其擠出制品即為電

33、纜。1 .擠壓式包搜機頭典型的擠壓式包覆機頭如圖6 一26 所示。這種機頭呈直角式，俗稱十字機頭。通常被包租物的出料方向與擠出機呈直角。有時為了減少塑料熔體的流動阻力，也可將角度降低為45 ° ? 30 °。物料通過擠出機的多孔板進人機頭體中，轉過9 擴角遇到芯線導向棒。芯線導向棒一端要與機頭內孔嚴密配合，不能漏料，物料向另一端運動，包圍芯棒體，其作用與吹膜機頭中的芯棒作用相同。物料從一側流向另一側匯合成一個封閉的物料環(huán)后，再朝口模流動.經(jīng)過口模成型段，最終包覆在芯線上，由于芯線連續(xù)地通過芯棒中心向前運動，因此，電線包覆擠出可以連續(xù)地進行?？谀：蜋C頭分為兩大部件，靠口模端面保證與芯棒的同心度，螺栓可以調節(jié)同心度。改變機頭口模的尺寸、擠出速度、芯線移動速度以及變化芯棒的位置，都將改變塑料包筱層的厚度。這種機頭結構簡單，調整方便，被廣泛用于電線的生產(chǎn)中。但芯線與包覆層同心度不好，而且，由于結構可能引起塑料的不均勻流動，會造成塑料停留時間長，產(chǎn)生過熱分解。圖6 一27 所示為口模局部放大圖?？谀６ㄐ投伍L度L 為口模出口直徑D 的1 ? 1 . 5 倍。L 長時，塑料與芯線接觸較好，但是螺桿背壓較高，產(chǎn)量低。芯棒前端到口模定型段之間的距離M 與定型段長度接近相等。2 .套管式包廈機頭典型的套管式包覆機頭結構如圖6 一