挤出成型模具(机头)课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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(机头),1、教学目的与要求,目的：,学习挤出成型模具的设计原则和挤出模具结构,要求：,（1）掌握挤管模具的结构设计与要求；,（2）熟悉其它挤出模具的结构。,挤出成型模具,挤出成型模具,一、挤出成型模具的典型结构,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,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,三、挤出模具（机头）的分类,管机头,棒机头,薄膜机头,异型材机头,电线、电缆机头等,挤出成型模具,四、管机头的设计,1、结构型式,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。,（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,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,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。,（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,芯棒的压缩角：,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,挤出成型模具,（3）分流器,（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设有加热装置。,1,分流器的角度（扩张角）：,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,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,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。,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；,（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,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,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。,（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,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,挤出成型模具,（5）管机头的其它型式,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。,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,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,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,（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）绝热板材,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。,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。,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。,（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,（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,（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。,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,（三)多层薄膜机头,六、吹塑薄膜挤出机头,(四)旋转机头,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。,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,七、电线电缆挤出成型机头,(二）套管式包覆机头,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、螺杆机头,4、衣架机头,挤出成型模具,（一）鱼尾机头,八、板材、片材挤出成型机头,（二）支管机头,八、板材、片材挤出成型机头,（三）一端供料螺杆机头,八、板材、片材挤出成型机头,（四）衣架机头,挤出成型模具,九、异型材挤出成型机头,（一）板式机头,九、异型材挤出成型机头,（二）流线型机头,（二）流线型机头,内容总结,挤出成型模具(机头)。不同制品，物料的压缩比不同。4、结构紧凑，选材合理（耐磨、耐腐蚀等）。定型长度L1=n t。：口模与芯棒的单边间隙，=(0.830.94)t,。高粘度塑料：=30 50。L=(0.830.94)D0。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。扩张角大于收缩角。L3=（1 1.5）D0。或 L5 入口直径）。(四)旋转机头,