第八章 擠出模—定稿4.20

1、第八章 擠出模 本章基本內(nèi)容本章基本內(nèi)容l擠出模的組成及結(jié)構(gòu)、工作原理擠出模的組成及結(jié)構(gòu)、工作原理、擠出模與擠擠出模與擠出機的關(guān)系出機的關(guān)系l管材擠出機頭管材擠出機頭、吹塑薄膜擠出機頭、板材與片、吹塑薄膜擠出機頭、板材與片材擠出機頭材擠出機頭應用范圍應用范圍0505年塑料管材產(chǎn)量：年塑料管材產(chǎn)量：200200萬噸萬噸復合管復合管應用范圍應用范圍05年塑料型材產(chǎn)年塑料型材產(chǎn)量：量：250萬噸萬噸應用范圍應用范圍塑料管材、型材銷量塑料管材、型材銷量每年增幅每年增幅13%15%8.1 擠出機頭概述一、擠出成型原理及工藝一、擠出成型原理及工藝二、擠塑模具二、擠塑模具三、機頭的分類三、機頭的分類四、擠出

2、機頭設(shè)計原則四、擠出機頭設(shè)計原則五、機頭與擠出機的關(guān)系五、機頭與擠出機的關(guān)系8.1 擠出機頭概述1 1、擠出成型原理、擠出成型原理 將熔融的塑料將熔融的塑料自模具內(nèi)以擠壓的自模具內(nèi)以擠壓的方式往外推出，而方式往外推出，而得到與得到與?？谀？谙嗤瑤紫嗤瑤缀涡螤畹牧黧w，冷何形狀的流體，冷卻固化后，得到所卻固化后，得到所要的零件。要的零件。一、擠出成型原理及工藝一、擠出成型原理及工藝2 2、擠出成型工藝過程、擠出成型工藝過程擠出成型擠出成型冷卻定型冷卻定型塑化塑化塑件的牽引、塑件的牽引、卷取、切割卷取、切割8.1 8.1 擠出機頭概述擠出機頭概述3 3、擠塑生產(chǎn)線、擠塑生產(chǎn)線8.1 擠出機頭概述控制

3、系統(tǒng)控制系統(tǒng)擠出擠出機組機組成成 擠出系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、機身機身、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置、卷取裝置切割裝置、卷取裝置輔機輔機：擠出機擠出機：8.1 擠出機頭概述溫度溫度 口模的溫度比機頭溫度稍低一些，但要口模的溫度比機頭溫度稍低一些，但要保證塑料有良好的流動性。保證塑料有良好的流動性。 機頭的溫度控制在塑料熱分解溫度以下機頭的溫度控制在塑料熱分解溫度以下 加料段的溫度不宜過高，壓縮段和均化段加料段的溫度不宜過高，壓縮段和均化段的溫度可高一些。的溫度可高一些。4 4、擠出成型工藝參數(shù)、擠出成型工藝參數(shù)8.

4、1 擠出機頭概述擠出速度擠出速度 單位時間內(nèi)由擠出機頭和口模中擠出的塑化單位時間內(nèi)由擠出機頭和口模中擠出的塑化好的物料量或塑件長度。它表示擠出能力的高好的物料量或塑件長度。它表示擠出能力的高低。低。壓力壓力 合理控制螺桿轉(zhuǎn)速，保證溫控系統(tǒng)的精度，合理控制螺桿轉(zhuǎn)速，保證溫控系統(tǒng)的精度，以減小壓力波動。以減小壓力波動。8.1 擠出機頭概述 牽引速度與擠出速度的比值，其值等于或牽引速度與擠出速度的比值，其值等于或大于大于1 1。牽引速度牽引速度牽引速度與擠出速度相當，可略大于擠出牽引速度與擠出速度相當，可略大于擠出速度。速度。牽引比牽引比8.1 擠出機頭概述8.1 擠出機頭概述 擠塑模具是塑料擠出成

5、型模具的總稱，由擠塑模具是塑料擠出成型模具的總稱，由擠出機擠出機頭頭和和定型模定型模兩部分組成。兩部分組成。二、二、擠塑模具擠塑模具1 1）擠出機頭的作用）擠出機頭的作用 主要部件，產(chǎn)生必要的成型主要部件，產(chǎn)生必要的成型壓力。壓力。 1 1、擠出機頭、擠出機頭（1 1）使物料由）使物料由螺旋運動螺旋運動變?yōu)樽優(yōu)橹本€運動直線運動；（2 2）產(chǎn)生必要的）產(chǎn)生必要的成型壓成型壓力力，保證制品密實；，保證制品密實；（3 3）使物料通過機頭得）使物料通過機頭得到進一步到進一步塑化塑化；（4 4）通過機頭成型所需）通過機頭成型所需要的要的斷面形狀斷面形狀。產(chǎn)生必產(chǎn)生必要的成要的成型壓力型壓力2） 擠出機頭

6、外形擠出機頭外形是擠出是擠出塑料制塑料制件成型件成型的主要的主要部件部件8.1 擠出機頭概述1 1、擠出機頭、擠出機頭8.1 擠出機頭概述圖圖8.1 8.1 擠出機頭結(jié)構(gòu)擠出機頭結(jié)構(gòu)1-1-管材管材 2-2-定型模定型模 3-3-口?？谀?4-4-芯棒芯棒 5-5-調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘 6-6-分流器分流器 7-7-分流器支架分流器支架 8-8-機頭體機頭體 9-9-過濾網(wǎng)過濾網(wǎng) 10-10-電加熱圈電加熱圈1 1、擠出機頭、擠出機頭8.1 擠出機頭概述l口?？谀?3)(3)：口模用以成型制品的外表面。：口模用以成型制品的外表面。l芯棒芯棒(4)(4)：芯棒用以成型制品的內(nèi)表面。：芯棒用以成型制品

7、的內(nèi)表面。l分流器和支架分流器和支架(6(6、7)7)：熔料通過分流器形成：熔料通過分流器形成管狀制品管狀制品胚形，胚形，但會產(chǎn)生熔接痕但會產(chǎn)生熔接痕。l機頭體機頭體（8 8）：組裝支撐機頭各零件）：組裝支撐機頭各零件l過濾網(wǎng)和過濾板過濾網(wǎng)和過濾板（9 9）：將熔體螺旋運動變?yōu)橹本€運動）：將熔體螺旋運動變?yōu)橹本€運動l溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（1010）：保證熔體正常流動及擠出成形質(zhì)量。保證熔體正常流動及擠出成形質(zhì)量。l調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘（5 5）：控制口模與芯棒的環(huán)隙及同軸度。）：控制口模與芯棒的環(huán)隙及同軸度。3）擠出機頭的組成）擠出機頭的組成（以（以管材機頭管材機頭為例）為例）1 1、擠出機頭

8、、擠出機頭口模實物圖片口模實物圖片返回返回8.1 擠出機頭概述芯芯棒棒實實物物圖圖片片返回8.1 擠出機頭概述外外徑徑定定徑徑套套實實物物圖圖片片返回8.1 擠出機頭概述正正在在擠擠出出塑塑料料管管材材8.1 擠出機頭概述塑塑料料管管坯坯進進入入定定徑徑裝裝置置8.1 擠出機頭概述拆拆出出的的口口模模狀狀況況8.1 擠出機頭概述拆拆開開口口模模后后露露出出芯芯棒棒的的狀狀況況8.1 擠出機頭概述塑塑料料從從模模具具中中擠擠出出狀狀況況8.1 擠出機頭概述2、定型模、定型模 用冷卻、加壓或抽真空的方法，讓從?？谥袛D用冷卻、加壓或抽真空的方法，讓從?？谥袛D出的塑料管坯的出的塑料管坯的既定形狀既定形

9、狀穩(wěn)定下來，使塑件獲得滿穩(wěn)定下來，使塑件獲得滿足要求的正確尺寸、幾何形狀及表面質(zhì)量。并作進足要求的正確尺寸、幾何形狀及表面質(zhì)量。并作進一步校正。一步校正。8.1 擠出機頭概述 由由定徑套定徑套和和真空快速冷卻裝置真空快速冷卻裝置組成。通過真組成。通過真空負壓定徑的方式來實現(xiàn)管材的空負壓定徑的方式來實現(xiàn)管材的定型定型；并采用噴；并采用噴淋和浸浴式快速淋和浸浴式快速冷卻冷卻。真空定徑裝置（續(xù)）真空定徑裝置（續(xù)）8.1 擠出機頭概述2、定型模、定型模真空定徑裝置（續(xù)）真空定徑裝置（續(xù)）定徑裝置與多個冷卻槽的組合應用定徑裝置與多個冷卻槽的組合應用8.1 擠出機頭概述2、定型模、定型模 真空定徑冷置（續(xù)

10、）真空定徑冷置（續(xù)）塑塑料料管管坯坯進進入入管管定定徑徑裝裝置置8.1 擠出機頭概述2、定型模、定型模 真空定徑裝置（續(xù)）真空定徑裝置（續(xù)）定定徑徑冷冷卻卻裝裝置置的的工工作作狀狀態(tài)態(tài)8.1 擠出機頭概述2、定型模、定型模8.1 擠出機頭概述l 按擠出成型的塑件分類按擠出成型的塑件分類：管機頭、棒機頭管機頭、棒機頭等等 l 按制品出口方向分類按制品出口方向分類：直向機頭、橫向機頭直向機頭、橫向機頭 l 按機頭內(nèi)壓力大小分類按機頭內(nèi)壓力大小分類：低壓機頭、中壓機頭、高低壓機頭、中壓機頭、高壓機頭壓機頭 三、機頭的分類三、機頭的分類料流方向與螺桿軸向一致料流方向與螺桿軸向成某一角度設(shè)設(shè)計計原原則則

11、內(nèi)腔呈流線內(nèi)腔呈流線型型足夠的壓縮比足夠的壓縮比正確的截面形狀正確的截面形狀及尺寸及尺寸結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊不應該有使熔料滯留的死角不應該有使熔料滯留的死角，避免熔料過熱而分解，避免熔料過熱而分解使塑件結(jié)構(gòu)密實，消除熔使塑件結(jié)構(gòu)密實，消除熔料接合縫料接合縫 口模的形狀及尺寸和塑口模的形狀及尺寸和塑件的形狀及尺寸件的形狀及尺寸不一致不一致便于加工和拆卸便于加工和拆卸合理選擇材料合理選擇材料機頭零件要有足夠的強度，機頭零件要有足夠的強度， 與熔體接觸的零件有足夠的耐與熔體接觸的零件有足夠的耐磨性和耐腐蝕性磨性和耐腐蝕性四、擠出機頭的設(shè)計原則四、擠出機頭的設(shè)計原則8.1 擠出機頭概述8.1 擠出機頭概述

12、五五、機頭與擠出機的關(guān)系、機頭與擠出機的關(guān)系機頭以螺紋連接在機頭的法蘭盤上，機頭法蘭以鉸鏈螺釘與機筒法蘭連接固定。松動鉸鏈螺釘，打開機頭法蘭，清理干凈，將過濾板裝入機筒（或機頭），將機頭安裝在機頭法蘭上，閉合機頭法蘭，緊固鉸鏈螺釘。8.1 擠出機頭概述五五、機頭與擠出機的關(guān)系、機頭與擠出機的關(guān)系8.1 擠出機頭概述五五、機頭與擠出機的關(guān)系、機頭與擠出機的關(guān)系8.1 擠出機頭概述五五、機頭與擠出機的關(guān)系、機頭與擠出機的關(guān)系8.2 8.2 管材擠出機頭管材擠出機頭一、擠出機頭設(shè)計要點（擠管機頭）一、擠出機頭設(shè)計要點（擠管機頭）二、管材擠出機頭的典型機構(gòu)二、管材擠出機頭的典型機構(gòu)8.2 管材擠出機頭

13、 D = dD = d件件/ /k (8-1) k (8-1) 式中 d件管材外徑 k 系數(shù)(定內(nèi)徑為1.11.3，定外徑為0.951.05)一、擠出機頭設(shè)計要點（擠管機頭）一、擠出機頭設(shè)計要點（擠管機頭）1、口模、口模形成管材外輪廓零件形成管材外輪廓零件（1 1）口模內(nèi)徑）口模內(nèi)徑按管材按管材外徑外徑：L=L=（0.50.53)3)d d件件 (8-2)(8-2) 按管材按管材壁厚壁厚：L=L=（8 8 15)15)t t (8-3) (8-3)口模和芯棒的平直部分長度口模和芯棒的平直部分長度（2 2）定型段長度）定型段長度8.2 管材擠出機頭 芯棒是成型管材內(nèi)表面形狀的機頭零件，與分流器之

14、間通芯棒是成型管材內(nèi)表面形狀的機頭零件，與分流器之間通過螺紋連接，其中心孔用來通入壓縮空氣，以便對管材產(chǎn)生過螺紋連接，其中心孔用來通入壓縮空氣，以便對管材產(chǎn)生內(nèi)壓，實現(xiàn)外徑定徑。內(nèi)壓，實現(xiàn)外徑定徑。2 2、芯捧（芯模）、芯捧（芯模）（1 1）芯棒外徑）芯棒外徑 d=D-2d=D-2 （8-48-4） 口模與芯棒的單邊間隙，口模與芯棒的單邊間隙， = =（0 0.83830 0.9494）t t 。 定型長度段定型長度段L L1 1與口模定型長度與口模定型長度 L L 相當。相當。2 2、芯捧（芯模）續(xù)、芯捧（芯模）續(xù)（2 2）壓縮段長度）壓縮段長度L L2 2 壓縮段壓縮段 ( (也稱錐面段也

15、稱錐面段) ) 主要作用是使進主要作用是使進入定型區(qū)之前的塑料熔體的分流痕跡被熔合消除。入定型區(qū)之前的塑料熔體的分流痕跡被熔合消除。 L L2 2=(1=(1.5 52 2.5) D5) D0 0 （8-58-5） D0塑料熔體在過濾板出口處的流道直徑。（3 3）壓縮角）壓縮角 一般取一般取 =30 =30 5050 粘度較高時取小值，粘度較小時取大值。粘度較高時取小值，粘度較小時取大值。8.2 管材擠出機頭8.2 管材擠出機頭擴張角，對于低擴張角，對于低粘度的塑料通常取粘度的塑料通常取4545 8080, ,高粘度取高粘度取3030 6060。 3 3、分流器和分流器支架、分流器和分流器支架

16、L3有效長度L3 =(1-1.5) D0分流器頭部圓角分流器頭部圓角r r取取0.50.52mm2mm。過小，塑料熔體均勻加熱。過大時，過小，塑料熔體均勻加熱。過大時，流動阻力增大，熔體易過熱分解。流動阻力增大，熔體易過熱分解。8.2 管材擠出機頭支承分流器及芯棒，另外起攪拌物料的作用。支承分流器及芯棒，另外起攪拌物料的作用。小型機頭，分流器和分流器支架可以做成一個整體。小型機頭，分流器和分流器支架可以做成一個整體。為了消除塑料通過分流器后形成的接合線，分流器為了消除塑料通過分流器后形成的接合線，分流器支架上的分流筋應做成流線型（圖支架上的分流筋應做成流線型（圖8.168.16放大圖），放大圖

17、），一般一般3838根。根。分流器支架設(shè)有進氣孔和導線孔，用以通入壓縮空分流器支架設(shè)有進氣孔和導線孔，用以通入壓縮空氣和內(nèi)裝置電熱器時導入導線，通入壓縮空氣的作氣和內(nèi)裝置電熱器時導入導線，通入壓縮空氣的作用是為了管材的定徑和冷卻。用是為了管材的定徑和冷卻。分流器支架主要作用分流器支架主要作用8.2 管材擠出機頭定徑方法定徑方法：外徑定型外徑定型內(nèi)徑定型內(nèi)徑定型 4 4、定徑套設(shè)計、定徑套設(shè)計 流出口模的管坯溫度較高，強度和剛度不夠承受流出口模的管坯溫度較高，強度和剛度不夠承受自重變形，同時受離模膨脹和長度收縮影響，因此要自重變形，同時受離模膨脹和長度收縮影響，因此要采取冷卻措施，保證擠出管材準

18、確的形狀及尺寸。采取冷卻措施，保證擠出管材準確的形狀及尺寸。我國塑料管材標準大多我國塑料管材標準大多規(guī)定外徑規(guī)定外徑為基本尺寸，為基本尺寸，故國內(nèi)較常用故國內(nèi)較常用外徑定型外徑定型法。法。8.2 管材擠出機頭兩種定徑方法：兩種定徑方法：內(nèi)壓法定徑和真空吸附法定徑。4 4、定徑套設(shè)計（續(xù)）、定徑套設(shè)計（續(xù)）（1 1）外徑定型）外徑定型u內(nèi)壓法定徑：內(nèi)壓法定徑：在管子內(nèi)部通入壓縮空氣（最后經(jīng)過預熱，表壓0.02 0.28MPa）。定徑套直徑：定徑套直徑：比管材大0.8% 1.2%。定徑套長度定徑套長度：管材直徑的3 10倍。8.2 管材擠出機頭真空吸附法定徑真空吸附法定徑：定徑套內(nèi)抽真空度55 6

19、6kPa，真空孔徑為0.61.2mm。4 4、定徑套設(shè)計（續(xù)）、定徑套設(shè)計（續(xù)）（1）外徑定型（續(xù)）外徑定型（續(xù)）定徑套直徑：定徑套直徑：比機頭出口直徑大2%4%，出口直徑比進口直徑略小。定徑套長度：定徑套長度：一般比其他類型定徑套大。1進水口，2定徑套，3塑料管，4定位部分，5口模，6芯棒，7出水口定徑套與口模不能聯(lián)接在一起，應有20 100mm的距離。4 4、定徑套設(shè)計（續(xù)）、定徑套設(shè)計（續(xù)）（2 2）內(nèi)徑定型）內(nèi)徑定型通過定徑套內(nèi)的循環(huán)水冷卻定型擠出管材。1進水口，2定徑套，3塑料管，4定位部分，5口模，6芯棒，7出水口優(yōu)點：保證管材內(nèi)孔圓度，操作方便；只適用直角式機頭。適用：內(nèi)徑公差要

20、求嚴格的聚乙烯和聚丙烯管材。8.2 管材擠出機頭4 4、定徑套設(shè)計（續(xù)）、定徑套設(shè)計（續(xù)）（2）內(nèi)徑定型（續(xù)）內(nèi)徑定型（續(xù)）定徑芯長度與管材壁厚及牽引速度有關(guān)，一般取80300mm，牽引速度和壁厚大時，取大值。反之，取小值。定徑芯直徑一般比管材內(nèi)徑直徑大2%4%，始端比終端直徑大，錐度為0.6:1001.0:100。1進水口，2定徑套，3塑料管，4定位部分，5口模，6芯棒，7出水口8.2 管材擠出機頭8.2 8.2 管材擠出機頭管材擠出機頭二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu)直通式擠管機頭直通式擠管機頭1-1-芯棒芯棒 2-2-口?？谀?3-3-調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘 4-4-分流支架分流支架 5-5-分流器分

21、流器 6-6-加熱器加熱器 7-7-機頭體機頭體分流器和支架設(shè)計成一體，裝拆方便，用于擠出小管。8.2 管材擠出機頭用于內(nèi)徑定徑。冷卻水從3中穿過，成形時產(chǎn)生熔接痕，流動阻力小，成形質(zhì)量高，但機頭復雜，制造困難。8.2 管材擠出機頭與直角式相似，但結(jié)構(gòu)復雜，制造更困難。8.2 管材擠出機頭 機頭無芯棒，流動方向與螺桿軸線方向一致，適合成形直徑大，流動性差的塑料。機頭體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，而管材直徑大，管壁厚易發(fā)生偏心，故口模與芯棒的間隙下面比上面小10-18%。8.2 管材擠出機頭圖圖8.9 8.9 分流器和分流器支架結(jié)構(gòu)分流器和分流器支架結(jié)構(gòu)8.2 管材擠出機頭分流器與過濾板的相對位置分流器與過濾板的相對位置1-1-分流器分流器 2-2-螺桿螺桿 3-3-過濾板過濾板8.2 管材擠出機頭二、管材的定徑和冷卻二、管材的定徑和冷卻圖圖8.10(a) 8.10(a) 外徑定徑法