7-挤出成型工艺及模具设计.ppt

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,*,第,7,章 塑料挤出成型工艺及模具设计,1,一、挤出成型工艺,挤出成型是热塑性塑料重要的加工方法之一，主要用于生产管材、棒材、板材、片材、线材和薄膜等连续塑料型材。,2,1,、挤出成型原理,将颗粒状或粉状塑料加入挤出机料筒内，在旋转的挤出机螺杆的作用下，塑料沿螺杆的螺槽向前方输送。在此过程中，不断地接受外加热和摩擦热，逐渐熔融成粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体经过滤板后通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列的辅助装置，从而获得等横截面的各种型材。,3,控制系统,挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身,机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置,辅机,：,挤出机,：,4,2.,挤出成型工艺过程,挤出成型,冷却定型,塑化,塑件的牵引、卷曲、切割,原材料准备,5,挤塑生产线,6,温度,口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证塑料有良,好的流动性。,机头的温度控制在塑料热分解温度以下,加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些,3.,挤出成型工艺参数,压力,合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，以减小压力波动,。,7,挤出速度,单位时间内由挤出机口模中挤出的塑化好的物料量,(kg/h),或塑件长度,(m/min),。它表示挤出能力的高低。,牵引速度,牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。,即,牵引比,(,牵引速度与挤出速度的比值,),等于或大于,1,。,8,二、,挤出成型机头概述,1.,挤出机头的作用,使熔融塑料由螺旋运动变为直线运动；,产生必要的成型压力，保证制品密实；,使塑料通过机头得到进一步塑化；,通过机头口模以获得截面形状相同、连续的塑料制品。,9,按机头的几何形状分类,圆环机头：,管材机头、棒材机头、造粒机头等,平板状机头：,平模机头、板材机头、异型材机头等,按机头进出料方向分类,水平直通式机头,直角式机头,按机头的用途分类,吹膜机头、管材机头、板材机头、棒材机头、异型材 机头等。,2.,机头的分类,10,口模,芯棒,分流器和分流器支架,机头体,过滤网和过滤板,连接部分,定径套,3.,挤出机头的组成,（以直通式管材机头为例）,11,口模,和,芯棒,挤出模的主要成型零件，口模用来成型塑件的外表面，芯棒用来成型塑件的内表面。通过调节螺钉,5,，可调节口模和芯棒之间的间隙，从而控制塑件的壁厚。,12,口模实物图片,返回,13,芯棒实物图片,返回,14,过滤网和过滤板,使从挤出机出来的塑料熔体由旋转流动变为平直流动，且沿螺杆方向形成挤出压力，增加塑料的塑化均匀度。,15,机头体,机头的主体，相当于模架，用来组装并支撑机头的各零件。,连接部分：,机头与挤出机用螺钉及法兰连接,16,分流器和分流器支架,熔料通过分流器分流形成管状制品的胚形，并进一步加热塑化。分流器支架用于支撑分流器和芯棒，同时对分流后的塑料熔体加强剪切混合作用。,17,定径套,通过冷却定型，使从机头口模挤出的高温塑件已形成的横截面形状稳定下来，并进行修正。,18,定径套实物图片,返回,19,正在挤出塑料管材,20,塑料管坯进入定径装置,21,拆出的口模状况,22,拆开口模后露出芯棒的状况,23,图,8.1,挤出机头结构,1-,管材,2-,定型模,3-,口模,4-,芯棒,5-,调节螺钉,6-,分流器,7-,分流器支架,8-,机头体,9-,过滤网,10-,电加热圈,24,内腔呈流线型,各连接处不应该有使熔料滞留的死角，避免熔料过热而分解。,足够的压缩比,为了使塑件结构密实和消除分流器支架造成的熔料接合缝，机头应该有一定的压缩比的压缩区域。低粘度塑料压缩比取,410,，高粘度塑料在,2.5,6,为宜。,正确的成型区截面形状及尺寸,口模的形状及尺寸和塑件的形状及尺寸并不是一致的。熔体膨胀和牵引力引起的收缩变形，会使塑件的尺寸与口模尺寸产生一定的偏差。所以在设计时要考虑这一因素。,3.,挤出机头的设计原则,25,机头内设有调节装置,调节熔体流量、口模和芯棒侧隙、挤出压力、成型温度、挤出速度等。,合理选择材料,机头的零件要承受熔体的压力作用，所以要有足够的强度。必要时对连接零件进行强度校核。,与熔体接触的零件要有足够的耐磨性和耐腐蚀性，必要时表面要镀铬处理。主要零件进行调质处理，硬度,45,50HRC,。,26,挤出成型设备,挤出机,27,4.,机头与挤出机的关系,机头安装在挤出机的头部,28,直通式挤管机头,1-,芯棒,2-,口模,3-,调节螺钉,4-,分流器支架,5-,分流器,6-,加热器,7-,机头体,三、管材挤出机机头的设计,常用的挤管机头有：直通式、直角式和,旁侧式,29,30,31,挤出机头结构,1-,管材,2-,定型模,3-,口模,4-,芯棒,5-,调节螺钉,6-,分流器,7-,分流器支架,8-,机头体,9-,过滤网,10-,电加热圈,32,口模内径,D,经验公式,：,D=d,/,K,d,管材外径,K,补偿系数,按拉伸比确定,定型段长度,按管材外径：,L,=,（,0.5,3),d,按管材壁厚：,L,=,nt,直通式挤管机头工艺参数的确定,(1),口模,33,芯棒与分流器之间通过螺纹连接，其中心孔用来通入压缩空气，以便对管材产生内压，实现外径定径。,(2),芯捧（芯模）,芯棒外径,d,d,=,D,-2,口模与芯棒的单边间隙，,=,（,0.83,0.94,）,t,。,定型长度段,L,1,与口模定型长度,L,相当或稍长。,34,压缩段长度,L,2,压缩段,(,也称锥面段,),主要作用是使进入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。,L,2,=(1.5,2.5)D,0,D,0,塑料熔体在过滤板出口处的流道直径,压缩角,低粘度塑料,45,60,，高粘度塑料,30,50,。,35,分流器的角度,低粘度塑料,30,80,，,高粘度塑料取,30,60,。,(3),分流器和分流器支架,分流锥长度,L,3,L,3,=(11.5)D,0,分流器头部圆角半径,r,取,0.5,2mm,分流器设计需确定的尺寸,36,支承分流器及芯棒，另外起搅拌物料的作用。,小型机头，分流器和分流器支架可以做成一个整体。,为了消除塑料通过分流器后形成的接合线，分流器支架上的分流肋应做成流线型，一般,38,根。,分流器支架设有进气孔和导线孔，用以通入压缩空气和内装置电热器时导入导线。,分流器支架,37,有两种方法：,外径定型,内径定型,我国塑料管材标准大多规定外径为基本尺寸，故国内较常用外径定型法。,2.,管材的定径和冷却,为了使管材获得较低的表面粗糙值、准确的尺寸和几何形状，管材离开口模时，必须立即进行定径和冷却，由定径套来完成。,38,适用于管材外径尺寸精度要求高、外表面粗糙度要求低的情况。按压力生产方式不同有内压法定径和真空法定径。,（,1,）外径定型,1,芯棒，,2,口模，,3,定径套,内压法定径,在管材内部通入压缩空气,39,真空法定径,在,定径套内壁加工很多小孔，抽真空,定径套直径：,比机头出口直径大,2%,4%,，出口直径比进口直径略小。,定径套长度,：一般比其他类型定径套大。,定径套与口模不能联接在一起，应有,20,100mm,的距离。,40,（,2,）内径定型,通过定径套内的循环水冷却定型,特点：,保证管材内孔圆度，操作方便；宜用于直角式挤管机头,和旁侧式挤管机头。,适用：,内径尺寸要求准确、圆度要求高的情况。,1-,管材,2-,定径芯模,3-,芯棒,4-,回水流道,5-,进水管,6-,排水管,7-,进水嘴,41,定径芯长度,：与管材壁厚及牵引速度有关，一般取,80,300mm,，牵引速度和壁厚大时，取大值。反之，取小值。,定径芯直径：,一般比管材内径直径大,2%,4%,，始端比终端直径大，锥度为,0.6:100,1.0:100,。,42,