挤出成型工艺与模具结构

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1、第3章挤出成型工艺与模具结构挤出成型原理和工艺过程3.1电火花线切割加工3.2管材挤出成型模具3.3棒材挤出成型机头3.4板材、片材挤出成型机头3.5吹塑薄膜挤出成型机头3.63.1挤出成型原理和工艺过程挤出成型一般用于热塑性塑料的管材、棒材、板材、薄膜、线材等连续型材的生产，所得到的塑件均具有稳定的截面形状。挤出成型在热塑性塑料成型中是一种用途广泛、所占比例很大的价格方法。首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在旋转的挤出机螺杆的作用下，加热的塑料通过沿螺杆的螺旋槽向前方输送。在此过程中，塑料不断接受料筒的外加热和螺杆与塑料之间、料筒与塑料之间的剪切摩擦热，逐渐熔融

2、呈黏流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具，从而获得具有一定截面形状的塑料型材，如图3－1所示。3.1.1挤出成型原理和特点1．挤出成型原理2．挤出成型的特点（1）连续成型，生产量大，生产率高，成本低。（2）塑件截面恒定，形状简单。（3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。（4）适用性强，除氟塑料以外，几乎能加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料。经过干燥处理的塑料原料由挤出机料斗加入料筒后，在料筒温度和螺杆旋转、压实及混合作用下，由固态的粒状或粉状转变为具有一定流动性的均匀熔体，这一过程称为塑化。3.1.2挤出成型的工艺过程1．塑化阶

3、段2．挤出成型阶段均匀塑化的塑料熔体随螺杆的旋转向料筒前端移动，在螺杆的旋转挤压作用下，通过一定形状的口模而获得与口模形状一致的型材。3．定型冷却阶段塑件离开机头口模后，首先通过定型装置和冷却装置，使其冷却变硬而定型。在大多数情况下，定型和冷却是同时进行的，只有在挤出各种管材和棒材时，才有一个独立的定型过程。冷却一般采用空气冷却或水冷却，冷却速度对塑件性能有很大影响。4．塑件的牵引、切割和卷取塑件从口模挤出后，一般会因压力的解除而发生膨胀现象，而冷却后又会产生收缩现象，使塑件的形状和尺寸发生改变。如果不加以引导，就会造成塑件停滞，使塑件不能顺利挤出。因此，在冷却

4、的同时，要连续均匀地将塑件引出，这就是牵引。通过牵引的塑件可根据使用要求在切割装置上裁剪（如棒材、管材、板材、片材等）或在卷取装置上绕制成卷（如薄膜、单丝、电线电缆等）。温度是挤出成型中的重要参数之一。严格地说，挤出成型温度应该是指料筒中的塑料熔体温度，但是该温度在很大程度上取决于料筒和螺杆的温度，所以，在实际生产中为了检测方便，经常用料筒温度近似表示成型温度。挤出挤出过程中的温差和温度波动，都会影响塑件的质量，使塑件产生残余应力，各点强度不均匀，表面灰暗无光。3.1.3挤出成型工艺参数1．温度2．压力在挤出过程中，由于塑料流动的阻力、螺杆槽深度的变化、过滤板、

5、过滤网和口模产生阻碍等原因，在塑料内部形成一定的压力，而这种压力是塑料经历物理状态变化而达到均匀密实的重要条件。压力随时间的变化也会产生周期性波动，对塑件质量有不利的影响，如局部疏松、表面不平、弯曲等。为了减小压力波动，应合理控制螺杆转速，保证加热和冷却装置的温控精度。3．挤出速度挤出速度是指在单位时间内，从挤出机头的口模中挤出塑化好的物料量或塑件长度。它反映挤出生产能力的高低。影响挤出速度的因素有很多，如料筒的结构、螺杆转速、加热冷却系统的结构和塑料的性能等。在挤出机结构和塑料品种及塑件类型确定的情况下，挤出速度与螺杆转速有关，因此调整螺杆转速是控制挤出速度的

6、主要措施。4．牵引速度从机头和口模中挤出的成型塑件，在牵引力作用下将会发生拉伸取向，拉伸取向程度越高，塑件沿取向方位上的拉伸强度也越大，但冷却后长度收缩也大。通常，牵引速度可与挤出速度相当，两者的比值称为牵引比，一般应略大于1。3.2挤出成型模具概述挤出成型塑件的截面形状均取决于挤出模具，所以，挤出模具设计的合理性，是保证良好的挤出成型工艺和挤出成型质量的决定因素。机头是挤出塑料制件成型的主要部件，它的作用是将来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动转变为直线运动，并进一步塑化，产生必要的成型压力，保证塑件密实，从而获得截面与口模形状相似的型材。下面以典型的管材挤出成型机

7、头为例，介绍机头的结构组成，如图3－2所示。3.2.1挤出成型模具的结构组成1．机头机头主要由以下几个部分组成：（1）口模和芯棒口模的作用是成型塑件的外表面，芯棒的作用是成型塑件的内表面，口模和芯棒的定型部分决定了塑件的截面形状。（2）过滤板和过滤网过滤板又称为多孔板，和过滤网共同将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动，并能过滤杂质。过滤板同时还起到支承过滤网的作用，并且增加了塑料流动阻力，使塑件更加密实。（3）分流器和分流器支架分流器又称为鱼雷头，塑料熔体通过分流器能够分流变成薄环状而平稳进入成型区，便于进一步加热和塑化。分流器支架主要用来支承分流器和芯棒，同时也

8、能对分流后的塑料熔体起加