擠出管材的模具設計及加工工藝PPT學習教案

1、會計學1擠出管材的模具設計及加工工藝擠出管材的模具設計及加工工藝管機頭分類管機頭分類 按結構分：按結構分：直通式、側式、籃式、螺旋芯棒式直通式、側式、籃式、螺旋芯棒式 等等 按用途分：按用途分：硬管、軟管、波紋管、復合管等硬管、軟管、波紋管、復合管等 管材管材 燃氣管、壓力管、上下水管、排水管、排燃氣管、壓力管、上下水管、排水管、排灌管、穿線管、硅芯管、軟管、醫(yī)用軟管、發(fā)灌管、穿線管、硅芯管、軟管、醫(yī)用軟管、發(fā)泡管、單壁、雙壁波紋管、多層復合管材等泡管、單壁、雙壁波紋管、多層復合管材等 原原料料 UPVC、PE、PP、PPR、ABS 、PU、PA等等 、第1頁/共105頁塑料擠出成型設備塑料擠

2、出成型設備第2頁/共105頁第3頁/共105頁第4頁/共105頁第5頁/共105頁第6頁/共105頁4. 結構簡單、收效快（一）管材生產(chǎn)線組成（一）管材生產(chǎn)線組成 第7頁/共105頁管材生產(chǎn)是擠出成型最重管材生產(chǎn)是擠出成型最重要的方法之一要的方法之一 。擠出模具是管材成型的關擠出模具是管材成型的關鍵部件！鍵部件！第8頁/共105頁第9頁/共105頁第10頁/共105頁 管材機頭設計管材機頭設計第11頁/共105頁第12頁/共105頁擠出管材成型機頭示意圖擠出管材成型機頭示意圖 組成組成定型部分導流部分分流部分入流部分 四個功能部分四個功能部分：第13頁/共105頁1.1.入流部分入流部分 功能

3、功能使來自擠塑機的塑料熔體，由使來自擠塑機的塑料熔體，由螺旋運動逐漸螺旋運動逐漸變?yōu)橹本€運動變?yōu)橹本€運動2.2.分流部分分流部分 功能功能將熔體按所需制品形狀進行分流，由柱狀分將熔體按所需制品形狀進行分流，由柱狀分流成為環(huán)狀。流成為環(huán)狀。3.3.導流部分導流部分 功能功能通過模腔內流道幾何形狀與尺寸的變化，產(chǎn)通過模腔內流道幾何形狀與尺寸的變化，產(chǎn)生必要的成型壓力生必要的成型壓力將分流部分流出物料進行導流并壓實將分流部分流出物料進行導流并壓實4.4.定型部分定型部分 功能功能通過機頭成型段及模唇的調節(jié)作用，獲得所通過機頭成型段及模唇的調節(jié)作用，獲得所需斷面形狀的連續(xù)制品需斷面形狀的連續(xù)制品熔體坯

4、熔體坯。四個功能部分：四個功能部分：定型部分導流部分分流部分入流部分第14頁/共105頁作用作用 1. 使熔融物料的螺旋螺旋運動 直線直線運動。2. 將物料壓實壓實。3. 使物料進一步塑化均勻進一步塑化均勻。4. 成型成型制品。定型部分導流部分分流部分入流部分第15頁/共105頁1 1正確選擇結構形式正確選擇結構形式（1 1）成型制品種類）成型制品種類（2 2）原材料種類和要求）原材料種類和要求（3 3）成型工藝特點）成型工藝特點2 2流道結構流道結構（1 1）流道呈流線型）流道呈流線型（2 2）無突變）無突變（3 3）各連接處應保證密封）各連接處應保證密封（4 4）表面粗糙度）表面粗糙度（5

5、 5）應具有一定壓縮比）應具有一定壓縮比（6 6）保證口模出口處各點料流速度一致）保證口模出口處各點料流速度一致 管材機頭設計原則管材機頭設計原則 第16頁/共105頁3 3機頭選材機頭選材 （1 1）合理選材）合理選材（2 2）耐磨、耐腐蝕）耐磨、耐腐蝕（3 3）足夠的強度和剛度，進行熱處理）足夠的強度和剛度，進行熱處理（4 4）容易電鍍）容易電鍍（5 5）在高溫下不變形）在高溫下不變形4 4機頭結構機頭結構（1 1）結構緊湊，易于加工制造和裝拆維修）結構緊湊，易于加工制造和裝拆維修（2 2）形狀盡可能規(guī)則和對稱）形狀盡可能規(guī)則和對稱（3 3）成型部分應能保證熔體擠出后具有所要求的截）成型部

6、分應能保證熔體擠出后具有所要求的截面面 形狀和尺寸形狀和尺寸 第17頁/共105頁第18頁/共105頁1、柵板、柵板 2、機頭法蘭、機頭法蘭 3、鉸鏈螺釘、鉸鏈螺釘 4、機筒法蘭、機筒法蘭 5、機、機筒筒第19頁/共105頁1、機頭法蘭、機頭法蘭 2、鉸鏈螺釘、鉸鏈螺釘 3、機筒法蘭、機筒法蘭 4、柵板、柵板5、螺桿、螺桿 6、機筒、機筒 7、內六角螺釘、內六角螺釘 8、定位銷、定位銷第20頁/共105頁第21頁/共105頁 柵扳的結構如圖所示，除具有分流、混合、促進熔體塑化均勻外，還承擔著支承濾網(wǎng)的作用。柵板上流道孔眼直徑，通常為柵扳的結構如圖所示，除具有分流、混合、促進熔體塑化均勻外，還承

7、擔著支承濾網(wǎng)的作用。柵板上流道孔眼直徑，通常為36mm入口端應有入口端應有30一一45的錐角。流道孔總面積須占柵板有效面積的的錐角。流道孔總面積須占柵板有效面積的40一一70為宜，孔的排列應緊湊合理；柵板應有足夠機械強度和剛度，但其厚度也不宜過厚，以免造成過大阻力或滯料分解。為宜，孔的排列應緊湊合理；柵板應有足夠機械強度和剛度，但其厚度也不宜過厚，以免造成過大阻力或滯料分解。(1)非等徑孔同心圓排列非等徑孔同心圓排列(2)等徑孔同心圓排列等徑孔同心圓排列(3)等孔徑弧形面柵板等孔徑弧形面柵板(4)等孔徑六邊形排列等孔徑六邊形排列第22頁/共105頁1、平板、平板 2、濾網(wǎng)、濾網(wǎng) 3、4、濾網(wǎng)座

8、、濾網(wǎng)座 5、螺栓、螺栓 6、殼體、殼體 7、氟塑料環(huán)、氟塑料環(huán)8、魚雷體、魚雷體 9、分流支架套、分流支架套 10、熱電偶、熱電偶 11、螺栓、螺栓 12、限位板、限位板13、加熱器、加熱器 14、多孔板、多孔板 15、支承環(huán)、支承環(huán) 16、推力桿、推力桿第23頁/共105頁第24頁/共105頁一、基本結構和工作原理一、基本結構和工作原理 口模、芯棒、分流器、分流器支架、口模、芯棒、分流器、分流器支架、機頭體、調節(jié)螺釘、連接螺釘?shù)葯C頭體、調節(jié)螺釘、連接螺釘?shù)?1.1.基本結構基本結構 2.2.工作原理工作原理 直通式管機頭直通式管機頭第25頁/共105頁第26頁/共105頁第27頁/共105

9、頁第28頁/共105頁1、橡皮片堵、橡皮片堵頭頭2、定徑套、定徑套3、口模、口模4、芯棒、芯棒5、調節(jié)螺栓、調節(jié)螺栓6、分流錐、分流錐7、芯棒支架、芯棒支架8、模體模體9、過濾過濾板板第29頁/共105頁二、設計要點二、設計要點 1. 1. 壓縮比壓縮比 壓縮比壓縮比分流器支架出口處截面積與芯棒口模間的分流器支架出口處截面積與芯棒口模間的 截面積之比截面積之比 =3=31010 低粘度物料低粘度物料：410 高粘度物料高粘度物料：36 另一種方法：取分流器支架直徑與口模直徑之比另一種方法：取分流器支架直徑與口模直徑之比 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、頁/共105頁分流錐長度分流錐長度L L4 4 L4=（1）D D分流錐最大直徑分流錐最大直徑 錐尖半徑錐尖半徑r r 2 mm熱穩(wěn)定性好的物料熱穩(wěn)定性好的物料： max90熱穩(wěn)定性差的物料熱穩(wěn)定性差的物料： 60 2.2.分流錐分流錐擴張角擴張角 作用作用 使熔料逐漸變成環(huán)形使熔料逐漸變成環(huán)形 第31頁/共105頁3.3.分流器支架分流器支架 分流筋形狀分流筋形狀 要要求求 流線型、不得有大的拐角、有利于熔接線的消流線型、不得有大的拐角、有利于熔接線的消除除支撐分流器及芯棒支撐分流器及芯棒 作用作用 收縮角擴張角收縮角擴張角第32頁/共105頁分流筋寬度分流筋寬度b b b912 mm 分流

11、筋長度分流筋長度l l l3080 mm 分流筋高度分流筋高度s s s1025 mm 分流筋數(shù)量分流筋數(shù)量n n n=48 擴張角：擴張角：60 收縮角：收縮角：30 UPVC：10 第33頁/共105頁4.4.口?？谀?作用作用 成型管材外表面成型管材外表面 定型長度定型長度L1 經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式： L13D D 管材外徑管材外徑 國外資料國外資料： L1=（1030）h h 管材壁厚管材壁厚 國內資料國內資料： L1=（3040）hUPVC：（：（1833）h PPVC：（：（1525）hPE： （1422）h PP： （1422）h PA： （1323）h 第34頁/共105頁口模直

12、徑口模直徑D 影響口模直徑的因素：影響口模直徑的因素： 擠出脹擠出脹大大 牽引拉牽引拉伸伸 冷卻收縮冷卻收縮 定徑方定徑方式式管材截面管材截面變大變大 管材截面管材截面變小變小管材截面管材截面變小變小 外定徑時外定徑時的真空度、定徑套內徑與口模的真空度、定徑套內徑與口模 直徑有關直徑有關 第35頁/共105頁考慮脹大和定徑收縮考慮脹大和定徑收縮 口模直徑：口模直徑： 管外DCD式中：式中： C系數(shù)系數(shù) PVC： ； PO： 拉伸比拉伸比環(huán)形截面積與管材截面積之比環(huán)形截面積與管材截面積之比 2222管內管外DDdDI式中：式中：D口模直徑口模直徑 d芯棒直徑芯棒直徑 D管外管外管材外徑管材外徑

13、D管內管內管材內徑管材內徑 I拉伸比拉伸比 UPVC：；：； SPVC： 1.35 LDPE： ； HDPE：1.20 ABS： ； PA： 第36頁/共105頁5.5.芯棒芯棒 作作用用 導流、成型管材導流、成型管材內表面內表面 收縮角收縮角 =2030 定型長定型長度度 與與口?？谀６ㄐ烷L度定型長度相等相等 應小于分流錐的擴張角應小于分流錐的擴張角UPVC： 24； PO可稍大可稍大 第37頁/共105頁 壁厚調節(jié)壁厚調節(jié) 目的：管材壁厚均勻目的：管材壁厚均勻 調節(jié)螺釘數(shù)量調節(jié)螺釘數(shù)量： S=48 經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式： 222管內管外DDIDd芯棒直徑芯棒直徑d d 第38頁/共105頁三、

14、特點三、特點 1.1.優(yōu)點優(yōu)點 結構簡單，成本低；結構簡單，成本低； 中心進料，易于物料均勻分配；中心進料，易于物料均勻分配； 應用廣泛。應用廣泛。2.2.缺點缺點 體積大，重量大；體積大，重量大；分流筋多，熔接線多。分流筋多，熔接線多。 第39頁/共105頁第40頁/共105頁第41頁/共105頁中心供料中心供料篩孔式機頭篩孔式機頭側向供料機頭側向供料機頭螺旋式機頭螺旋式機頭1、芯模、芯模2、芯模支架、芯模支架3、柵板、柵板4、螺旋式芯模、螺旋式芯模5、支架支柱、支架支柱第42頁/共105頁2.2.措施措施 安裝繞機頭軸線安裝繞機頭軸線旋轉旋轉的部件的部件 分流筋表面分流筋表面噴涂噴涂不粘材

15、料不粘材料 將流道將流道加長加長 加熱加熱分流筋分流筋 使流過分流筋的物料迅速得到使流過分流筋的物料迅速得到壓縮壓縮 芯棒上帶多頭芯棒上帶多頭螺旋溝槽螺旋溝槽 采用采用阻尼筋或多孔板阻尼筋或多孔板 熔接線的影響熔接線的影響只能減小，不可能消除只能減小，不可能消除 1.1.形成原因形成原因 四、減小熔接線影響的措施四、減小熔接線影響的措施 第43頁/共105頁第44頁/共105頁第45頁/共105頁第46頁/共105頁藍式管機頭藍式管機頭 1.1.結構結構 2.2.工作原理工作原理 第47頁/共105頁第48頁/共105頁第49頁/共105頁 直通式機頭的特殊形式；直通式機頭的特殊形式； 總壓力

16、損失小總壓力損失??； 產(chǎn)量高，能耗低；產(chǎn)量高，能耗低； 機頭中熱耗散少機頭中熱耗散少； 重量輕；重量輕； 便于操作。便于操作。 3.3.特點特點第50頁/共105頁 篩孔套篩孔套 要求要求 足夠強度、足夠強度、小孔利于物料流動小孔利于物料流動 孔徑孔徑d d 口模直徑口模直徑D D D/DD/DT T1.4 D1.4 DT T篩孔套直徑篩孔套直徑 4.4.設計要點設計要點d=1d=1 5.5.應用應用聚烯烴類耐壓管材聚烯烴類耐壓管材 第51頁/共105頁螺旋芯棒式管機頭螺旋芯棒式管機頭 2.2.工作原理工作原理 1.1.結構結構第52頁/共105頁第53頁/共105頁第54頁/共105頁 出料

17、均勻；出料均勻； 總壓力損失小總壓力損失??； 產(chǎn)量高，能耗低；產(chǎn)量高，能耗低； 機頭中熱耗散少機頭中熱耗散少； 無熔接線。無熔接線。 3.3.特點特點4.4.應用應用直徑直徑400mm400mm的聚烯烴類管材的聚烯烴類管材 第55頁/共105頁第56頁/共105頁第57頁/共105頁第58頁/共105頁第59頁/共105頁第60頁/共105頁第61頁/共105頁多口模管機頭多口模管機頭 1.1.結構結構 2.2.工作原理工作原理 第62頁/共105頁第63頁/共105頁第64頁/共105頁 充分發(fā)揮擠出機的生產(chǎn)能力；充分發(fā)揮擠出機的生產(chǎn)能力； 節(jié)省占地面積節(jié)省占地面積； 熔體流速慢；熔體流速慢

18、； 結構較復雜結構較復雜。3.3.特點特點5.5.應用應用小直徑薄壁管材小直徑薄壁管材 4.4.設計要點設計要點帶流量調節(jié)的分配流道設計帶流量調節(jié)的分配流道設計 第65頁/共105頁波紋管機頭波紋管機頭 1.1.結構結構 結構形式與一般機頭基本相同，只是口模部分很長結構形式與一般機頭基本相同，只是口模部分很長。 用用吹脹法吹脹法成型波紋成型波紋 2.2.成型原理成型原理 第66頁/共105頁用用真空吸附法真空吸附法成型波成型波紋紋 第67頁/共105頁第68頁/共105頁第69頁/共105頁第70頁/共105頁第71頁/共105頁多層擠出模具用于成型多種塑料或多種顏色的復合管材或復合膜，通常用多臺擠出機擠出成型。第72頁/共105頁第73頁/共105頁第74頁/共105頁第75頁/共105頁第76頁/共105頁第77頁/共105頁第78頁/共105頁第79頁/共105頁第80頁/共105頁1.管材；管材；2.定徑芯棒；定徑