模具设计与制造 第2版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 李奇 朱江峰9.1.ppt

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1、第9章其他塑料成型工艺与模具10/5/20219.1挤出成型工艺与挤出模具挤出成型原理与工艺特性塑料挤出机挤出成型模具挤出机头的典型结构9.1.1挤出成型原理与工艺特性挤出成型是热塑性塑料重要的生产方法之一，主要用于生产管材、板材、棒材、片材、线材和薄膜等连续型材的生产。挤出成型模具1.挤出成型原理2.挤出成型工艺过程3.挤出成型工艺条件4．挤出成型的特点1．挤出成型原理1．挤出成型原理挤出成型是将固态塑料（粒状或粉状）加入挤出机的料斗2，利用挤出机的螺杆5旋转（或柱塞）加压与外加热器4使其熔融、塑化，通过特定形状的机头口模8成为截面与机头口模形状相仿的连续塑料，然后经定径冷却装置10

2、、牵引装置11、卷料装置12而成为塑料型材2．挤出成型工艺过程热塑性塑料的挤出成型工艺过程为：原料的准备、挤出、定型与冷却、牵引、卷取和切割，挤出工艺过程如图9.1所示。（1）原料的准备在成型之前应对塑料原料进行干燥处理，控制原料的水分在0.5％以下，原料的干燥一般是在烘箱或烘房中进行的。此外，还应尽可能除去塑料中存在的杂质。2．挤出成型工艺过程（2）挤出成型在挤出机预热到规定温度后，启动电机带动螺杆旋转输送塑料，料筒中的塑料在外加热作用和剪切摩擦热作用下熔融塑化，由于螺杆旋转时对塑料不断推挤，迫使塑料经过滤板上的过滤网，由机头成型为一定形状的连续型材。2．挤出成型工艺过程（3）塑件的定

3、型与冷却塑件在离开机头口模后，应该立即进行定型和冷却，否则，塑件在自重作用下会发生变形，出现凹陷或扭曲现象。大多数情况下，定型和冷却是同时进行的，只有在挤出各种棒材和管材时，才有一个独立的定径过程，而挤出薄膜、单丝等无需定型，仅通过冷却便可以了。2．挤出成型工艺过程（4）塑件的牵引、卷取和切割塑件自口模挤出后，一般都会因压力突然解除而发生离模膨胀现象，而冷却后又会发生收缩现象，从而使塑件的尺寸和形状发生改变。此外，由于塑件被连续不断地挤出，自重也越来越大，如果不加以引导，会造成塑件停滞，使塑件不能顺利挤出。因此，在冷却的同时，要连续均匀地将塑件引出，这就是牵引。3．挤出成型工艺条件挤出成

4、型工艺条件包括：温度压力挤出速度、牵引速度等。3．挤出成型工艺条件（1）温度温度是挤出过程得以顺利进行的重要条件之一。塑料在挤出过程中的热量来源有两个方面：一是塑料与塑料之间、塑料与螺杆之间以及塑料与料筒之间剪切摩擦所产生的热量，另一个是料筒外部加热器提供的热量。3．挤出成型工艺条件（2）压力在挤出过程中，由于料流的阻力，螺杆槽深度的变化，且过滤板、过滤网和口模等产生阻碍，因而沿料筒轴线方向，塑料内部建立了一定的压力。这种压力的建立是得到均匀密实塑件的重要条件之一。3．挤出成型工艺条件（3）挤出速度挤出速度是指单位时间内由挤出机头口模中挤出的塑化好的塑料量或塑件长度。影响挤出速度的因素很

5、多，如机头、杆和料筒的结构、螺杆转速、加热冷却系统结构和塑料的性能等。3．挤出成型工艺条件（4）牵引速度挤出成型主要是生产长度连续的塑件，因此必须设置牵引装置。通常牵引速度可与挤出速度相当，牵引速度与挤出速度的比值称牵引比，其值必须等于或大于1。表9.1是几种塑料管材的挤出成型工艺参数。4．挤出成型的特点（1）连续成型产量大，生产率高，成本低，经济效益显著。（2）塑件的几何形状简单，横截面形状不变，所以模具结构也较简单，制造维修方便。（3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。（4）适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。变更机头口模，可

6、生产出不同规格的各种塑件，样就能生产出不同规格的各种塑料制件。挤出工艺所用设备结构简单，操作方便，应用广泛。9．1．2塑料挤出机1．挤出机的工作原理及组成如图9.2所示为卧式单螺杆挤出机结构图。它的工作过程如下：塑料从料斗5进入挤出机，在螺杆1的转动作用下将其向前输送，塑料在向前移动的过程中，受到料筒2的加热、螺杆的剪切和压缩作用使塑料熔融，并实现由玻璃态、高弹态及粘流态的三态变化。在加压的情况下，使处于粘流态的塑料通过具有一定的形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体。然后冷却定型为玻璃态，得到所需的制件。卧式单螺杆挤出机结构图一台完好的挤出机组由下列各部分组成，即主机（图9.2），

7、辅机及控制系统三大部分。1）主机一台挤出机（主机）由下列三个部分组成挤出系统：主要由螺杆和料筒组成。是挤出机的关键部分。塑料通过挤出系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中在所建立的压力下，被螺杆连续地定量定压定温地挤出机头。传动系统：其作用是驱动螺杆，保证螺杆在工作过程中所需要的扭矩和转速。它由各种大小齿轮、传动轴、轴承及电动机组成。加热冷却系统：其作用是对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，以保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。2）