典型挤出模具设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,挤出成型模具,挤出成型模具,1,挤出成型模具,一、挤出成型模具的典型结构,挤出成型模具一、挤出成型模具的典型结构,2,挤出成型模具,作用：,1,、使物料由螺旋运动变为直线运动；,2,、产生必要的压力，保证制品密实；,3,、使物料通过模具（机头）得到进一步的塑化；,4,、通过模具成型所需的断面形状。,挤出成型模具作用：,3,挤出成型模具,二、设计原则,1,、内腔成流线型；,2,、足够的压缩比。消除分流器的结合缝，压实,物料。不同制品， 物料的压缩比不同；,3,、正确的断面形状；,4,、结构紧凑，选材合理（耐磨、耐腐蚀等）,挤出成型模具二、设计原则,4,设计的核心问题,：流动平衡（,Flowing Balance,）,流动过程,胀大效应,冷却效应,拉伸效应,速度场,压力场,温度场,停留时间,设计的核心问题：流动平衡（Flowing Balance）流,5,典型挤出模具设计课件,6,挤出成型模具,三、挤出模具（机头）的分类,管材机头,棒材机头,薄膜机头,电线电缆机头,板材（片材）机头,异型材机头,挤出成型模具三、挤出模具（机头）的分类管材机头,7,挤出成型模具,四、管机头的设计,1,、结构型式,直通式,观看管材挤出录像,挤出成型模具四、管机头的设计直通式观看管材挤出录像,8,挤出成型模具,2,、零件设计,（,1,）口模,口模成型制品的外表面。口模的平直部分为定型长度。物料通过时，料流阻力增加，使制品密实。同时也使料流稳定均匀。,1.,定型长度,L,1,：,L,1,=(0.53)D,D:,制品管材外径的公称尺寸。,管径大时取小值。软管取大值，硬管取小值。,挤出成型模具2、零件设计口模成型制品的外表面。口模的平直部分,9,（,1,）口模,定型长度,L,1,= n t,t:,制品管材壁厚，,n:,系数。,塑料品种,硬聚氯乙烯,(HPVC),软聚氯乙烯,(SPVC),聚酰胺（,PA),聚乙烯,(PE),聚丙烯,(PP),n,1833,1525,1323,1422,1422,（1）口模定型长度L1 = n t塑料品种硬聚氯乙烯(HPV,10,（,1,）口模,2.,口模内径,D,m,：,d:,制品管外径，,k,：补偿系数。,塑料品种,定型套定管材内径,定型套定管材外径,聚氯乙烯,0.951.05,聚酰胺,1.051.10,聚烯烃,1.201.30,0.901.05,（1）口模2.口模内径Dm：d:制品管外径，塑料品种定型套定,11,挤出成型模具,（,2,）芯棒,主要尺寸为：芯棒外径、压缩段长度、压缩角。,1,芯棒外径：,d:,芯棒外径，,D,m,:,口模内径，,：口模与芯棒的单边间隙，,=(0.830.94) t ,t:,制品管材的壁厚。,挤出成型模具（2）芯棒主要尺寸为：芯棒外径、压缩段长度、压缩,12,（,2,）芯棒,2,.,定型长度,L,2,：,定型段长度,L,2,与口模长度,L,1,相等或稍长。,3,.,压缩段长度：,压缩段长度与口模中相应的锥面部分构成塑料熔体的压缩区，使进入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。,4,.,压缩角,：,低粘度塑料：,=45,60,；,高粘度塑料：,=30,50,。,L = (0.830.94) D,0,D,0,:,机头与过滤板连接处的流道直径。,L,2,（2）芯棒2 .定型长度L2：3 .压缩段长度：4 .压缩角,13,挤出成型模具,（,3,）分流器,挤出成型模具（3）分流器,14,（,3,）分流器,塑料通过分流器,使料层变薄,这样便于均匀加热，以利于塑料的进一步塑化。大型挤出机的分流器中还有加热装置。,1.,分流器的角度,低粘度塑料,= 30, 80,高粘度塑料,= 30, 60,扩张角大于收缩角,扩张角,过大时料流阻力大，熔体容易分解；过小不利于机头对其内的塑料熔体均匀加热机头体积也会增大。,（3）分流器塑料通过分流器,使料层变薄,这样便于均匀加热，以,15,（,3,）分流器,2.,分流器长度,L,3,：,L,3,=,（,1 1.5,）,D,0,D,0,：机头与过滤板连接处的流道直径。,3,.,分流器尖角处圆弧半径,R:,R = 0.5 2,R,不宜过大，否则熔体容易在此发生滞留。,4,.,多孔板与分流器之间的间隔,L,5,：,L,5,= 10 20mm,；或,L,5,0.1D,D,：螺杆直径。,L,5,过小料流不均，过大则停料时间长。,（3）分流器2.分流器长度L3：D0：机头与过滤板连接处的流,16,（,3,）分流器,5,.,分流器支架,分流器支架用于支承分流器与芯棒。分流筋应加工成流线形。数量：小型机头,3,根，中型机头,4,根，大型机头,68,根。,（3）分流器5 .分流器支架分流器支架用于支承分流器与芯棒。,17,挤出成型模具,（,4,）定径装置,外径定径和内径定径。,1,.,内压法外径定径,管子通入压缩空气，压力,0.02 0.10 Mpa,。,1,）定径套长度,L,：大约为其内径的,3,倍。,2,）定径套的内径：,100mm,以下的管子，定径套内径比口模内径大,0.50.8mm,；,挤出成型模具（4）定径装置1 .内压法外径定径管子通入压缩空,18,（,4,）定径装置,直径,100mm300mm,的管子，定径套内径比口模内径大,1mm,。,2,.,真空法外径定径,定径套内的真空度一般要求在,53 66 kPa,。,真空孔径在,0.61.2mm,。,（4）定径装置直径100mm300mm的管子，定径套内径比,19,（,4,）定径装置,3,.,内径定径,1,）定径套沿其长度方向有一定的锥度，一般在,0.61.0,：,100,（4）定径装置3.内径定径1）定径套沿其长度方向有一定的锥度,20,挤出成型模具,（,5,）拉伸比和压缩比,拉伸比和压缩比是与口模和芯棒尺寸相关的工艺参数。,根据管材的断面尺寸，确定口模环隙截面的尺寸。,1,）拉伸比,I,：,口模与芯棒环隙截面积与管材截面积之比。,D,：口模的内径，,d,：芯棒的外径；,D,s,、,d,s,:,管材的外、内径。,挤出成型模具（5）拉伸比和压缩比1）拉伸比 I：D：口模的内,21,（,5,）拉伸比和压缩比,塑料品种,硬聚氯乙烯（,HPVC),软聚氯乙烯,(SPVC),ABS,高压聚乙烯,(HDPE),低压聚乙烯,(LDPE),聚酰胺,(PA),聚碳酸酯,(PC),拉伸比,1.001.08,1.101.35,1.001.10,1.201.50,1.101.20,1.403.00,0.901.05,拉伸比,（5）拉伸比和压缩比塑料品种硬聚氯乙烯（HPVC)软聚氯乙烯,22,（,5,）拉伸比和压缩比,2,）压缩比,：,机头与多孔板相接处最大进料截面积与口模和芯棒的环隙截面积 之比。,低粘度塑料,=,4 10,高粘度塑料,=,2.56.0,（5）拉伸比和压缩比2）压缩比：低粘度塑料= 4 10,23,（,5,）管机头的其它型式,直角式 旁侧式,（5）管机头的其它型式直角式,24,挤出成型模具,五、棒材挤出机头,1,、带分流锥的棒材结构,参数的确定：,进口处的扩张角为,30,60 ,；,收缩部分的长度为,50100mm,。,？,挤出成型模具五、棒材挤出机头参数的确定：？,25,五、棒材挤出机头,2,、无分流锥棒材结构,参数的确定：,机头的收敛角,一般,30,60 ,；,长度视棒材的粗细和塑料的粘,度而定；,出口扩散角,，通常,45,以下。,五、棒材挤出机头2、无分流锥棒材结构参数的确定：,26,五、棒材挤出机头,3,、定径套,（,1,）定径套尺寸,棒材外径,50100mm,时，定径套长度,300500mm,。,定径套的内径要大于所需棒材的直径。,五、棒材挤出机头3、定径套（1）定径套尺寸,27,五、棒材挤出机头,常见的工程塑料棒材挤出成形收缩率（,%,）,工程塑料,PA-1010,PA-66,ABS,PC,POM,PSU,氯化聚醚,收缩率,2.55,36,12.5,12.5,2.54,12,1.53.5,尼龙,-1010,棒材定径套尺寸,棒材公称直径,定径套长度,定径套直径,棒材实际直径,棒材公称直径,定径套长度,定径套直径,棒材实际直径,40,390,44.0,43.0,90,225,97.0,94.0,50,350,53.5,52.5,100,220,105.0,100.0,60,300,67.0,65.0,110,210,113.0,110.0,70,270,75.5,72.3,120,200,130.0,124.0,80,230,88.0,83.5,五、棒材挤出机头常见的工程塑料棒材挤出成形收缩率（%）工程塑,28,五、棒材挤出机头,（,2,）壁面表面粗糙度及斜度,定径套内壁表面粗糙度值越低越好。最高应在,Ra=0.8 m,以下。定径套内壁的斜度为,70,：,1,（出口直径,入口直径）。,（,3,）绝热垫圈,选用热导率小、耐高温、与塑料熔体接触无粘附作用的材料。可采用石棉水泥板、聚四氟乙烯板材。聚四氟乙烯为佳。,五、棒材挤出机头（2）壁面表面粗糙度及斜度（3）绝热垫圈,29,挤出成型模具,六、吹塑薄膜挤出机头,塑料薄膜可以用压延、流延、拉伸、吹塑以及狭缝机头直接挤出等方法成型。其中吹塑法最经济，而且物理机械性能良好。,从加工的原料讲，吹塑法可以加工软质和硬质聚氯乙烯；高、低密度聚乙烯；聚丙烯；聚苯乙烯；尼龙等多种塑料。,一、机头结构类型及参数的确定,根据牵引方法的不同，吹塑薄膜生产可以分为,平挤上吹法、平挤下吹法、平挤平吹法,。,挤出成型模具六、吹塑薄膜挤出机头一、机头结构类型及参数的确定,30,六、吹塑薄膜挤出机头,（一）芯棒式机头,熔料自挤出机多孔板挤出，通过机颈到芯棒轴，通过芯棒轴熔料被分成两股沿芯棒分料线流动，在芯棒尖处重新汇合。汇合后的料流沿机头环隙缝挤出成管坯，芯棒中通入压缩空气将管坯吹涨。,六、吹塑薄膜挤出机头（一）芯棒式机头熔料自挤出机多孔板挤出，,31,（一）芯棒式机头,设计要点：,（,1,）调节装置,调节螺钉不少于,6,个。,（,2,）环缝尺寸,环缝尺寸,一般在,0.4 1.2mm,。,太小，机头内压力太大，影响产量；,太大，要得到一定厚度的薄膜，必定要加大吹胀比和牵引比。,吹胀比：,1.53.0,；牵引比：,46,。,（一）芯棒式机头设计要点：（2）环缝尺寸太小，机头内压力太,32,（一）芯棒式机头,（,3,）定型区高度,L,1,L,1,应比环缝尺寸大,15,倍以上。,芯棒定型区上应开设一个或几个缓冲槽，以消除芯棒尖处的接缝痕迹。,缓冲槽,宽,10mm,，深,12mm,。,（,4,）分料线,分料线的形状由经验确定。,原则是使物料到达机头出口处，物料流动通畅、无死角，且均匀挤出。芯棒扩张角一般在,80, 90,。,（一）芯棒式机头（3）定型区高度L1缓冲槽宽10mm，深1,33,（一）芯棒式机头,（,5,）压缩比,压缩比大于等于,2,。,芯棒机头的特点：,1,、机头内部通道空隙小，存料少，物料不宜过热分解，适宜于加工聚氯乙烯。,2,、只有一条薄膜结合线。,3,、芯棒受轴向压力，会产生偏中现象。,（一）芯棒式机头（5）压缩比芯棒机头的特点：,34,六、吹塑薄膜挤出机头,（二）中心进料式（十字形机头）,十字形机头与挤管机头相似。,在保证承受物料推力作用而不变形的前提下，十字形分流支架筋的数量可少些（,34,根）。,为了消除结合线，芯模上可开设缓冲槽。,特点：,出料均匀，薄膜厚度容易控制；,芯模不会出现偏中现象。薄膜结合线多。,六、吹塑薄膜挤出机头（二）中心进料式（十字形机头）十字形机头,35,六、吹塑薄膜挤出机头,（三,),多层薄膜机头,六、吹塑薄膜挤出机头（三)多层薄膜机头,36,六、吹塑薄膜挤出机头,(,四,),旋转机头,优点：,1.,采用旋转机头生产的薄膜厚薄十分均匀，,外观非常平整。,2.,不存在料流会合线,六、吹塑薄膜挤出机头( 四) 旋转机头优点：,37,典型挤出模具设计课件,38,六、吹塑薄膜挤出机头,二、吹塑薄膜的风冷环,保证薄膜在牵引辊的压力下，不会相互粘接。,六、吹塑薄膜挤出机头二、吹塑薄膜的风冷环,39,挤出成型模具,七、电线电缆挤出成型机头,（一）挤压式包覆机头,设计参数：,L = (11.5,）,D,M = ( 11.5) D,观看电线电缆模具录像,Inside,挤出成型模具七、电线电缆挤出成型机头 设计参数：观看电线电缆,40,七、电线电缆挤出成型机头,(,二）套管式包覆机头,Outside,七、电线电缆挤出成型机头 ( 二）套管式包覆机头Outsid,41,挤出成型模具,八、板材、片材挤出成型机头,机头结构分为以下四类,1,、鱼尾机头,2,、支管机头,3,、衣架机头,4,、螺杆机头,挤出成型模具八、板材、片材挤出成型机头,42,挤出成型模具,（一）鱼尾机头,如果没有，流场如何？,挤出成型模具（一）鱼尾机头如果没有，流场如何？,43,机头零件名称,机头零件名称,44,特点,1.,形状扁平，靠突出的阻流埂分流熔体；,2.,机头内容积小，料流停留时间较短；,3.,扩张角,90,-100,为宜，否则壁厚不均；,4.,幅宽不能调整，一般为,500mm,，厚度为,1-3mm,的板（片）。,特点1.形状扁平，靠突出的阻流埂分流熔体；,45,（二）支管机头,1,（二）支管机头1,46,机头零件名称,机头零件名称,47,特点,1.,支管式直型板（片）材机头；,2.,结构简单，能生产,1000-2000mm,的宽幅产品；,3.,支管各横截面完全相同；,4.,可以设计成调整幅宽的机头，即在机头两端增设调节块。,特点1.支管式直型板（片）材机头；,48,（二）支管机头,2,（二）支管机头2,49,机头零件名称,机头零件名称,50,特点,1.,支管式弯型板（片）材机头；,2.,结构简单，能生产,1000-2000mm,的宽幅产品；,3.,支管各横截面大致相同，起稳压和分配作用；,4.,设有阻力调节和口模调节装置；,5.,口模宜选用微量弹性变形调节装置。,特点1.支管式弯型板（片）材机头；,51,（三）衣架机头,（三）衣架机头,52,机头零件名称,机头零件名称,53,特点,1.,支管形似衣架，支管为圆筒形；,2.,能生产,1000-2000mm,的宽幅产品，最宽,5000mm,；,3.,支管各横截面大致相同，起稳压和分配作用；,4.,设有阻力调节，凸出,0.5mm,即可；,5.,口模宜选用微量弹性变形调节装置。,特点1.支管形似衣架，支管为圆筒形；,54,（四）供料螺杆机头,（四）供料螺杆机头,55,机头零件名称,机头零件名称,56,特点,1.,分配螺杆有单独驱动装置传动，具有强力输送料流功能；,2.,可生产,4000mm,、厚度达,40mm,的宽厚板材；,3.,均匀挤出、各点压力一致、壁厚均匀；,4.,转速稳定，无物料积存；,5.,能发泡成型。,特点1.分配螺杆有单独驱动装置传动，具有强力输送料流功能；,57,挤出成型模具,九、异型材挤出成型机头,（一）板式机头,挤出成型模具九、异型材挤出成型机头,58,九、异型材挤出成型机头,（二）流线型机头,书上这样的模具结构，,实际模具很少用！,九、异型材挤出成型机头（二）流线型机头书上这样的模具结构，,59,（二）流线型机头,（二）流线型机头,60,