塑料成型工艺与模具设计 教学课件 作者 余冬荣 陈胜文 主编第四章.ppt

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1、第4章挤出成型工艺及模具设计4.1挤出成型原理及其工艺特性4.2挤出成型模具概述4.3管材挤出成型模具4.4棒材挤出成型机头4.5板材、片材挤出成型机头4.6异型材挤出成型模具4.1挤出成型原理及其工艺特性4.1.1挤出成型原理及其特点4.1.2挤出成型工艺过程4.1.3挤出成型工艺参数4.1.1挤出成型原理及其特点1.挤出成型原理借助于螺杆或柱塞得挤压作用，使塑化均匀的塑料强行通过模口而成为具有恒定截面的连续制品。挤出机有螺杆式和柱塞式两种：SJ-65型单螺杆挤出机SJSZ-65型锥形双螺杆塑料挤出机ZS－65柱塞式挤出机热塑性塑料的挤出成型原理

2、如图4.1所示(以管材的挤出为例)。图4.1挤出成型原理1.挤出机料筒；2.机头；3.定型装置；4.冷却装置5.牵引装置；6.制品；7.切割装置由挤出的成型的定义可看出，挤出过程实际上分为两个阶段：第一阶段：成型材料的塑化和赋形阶段。第二阶段：挤出的连续体的定型阶段。2.挤出成型分类挤出成型按照成材料的塑化方式不同，可分为干法挤出和湿法挤出。干法挤出一般在螺杆式挤出机上进行，成型材料的塑化是通过加热达到的。湿法挤出一般采用柱塞式挤出机，材料的塑化是借助溶剂使其变为可流动态的。根据挤出时加压方式的不同，可分为连续式和间歇式两种。（1）连续式挤出采用螺

3、杆式挤出机，加压是通过螺杆进行的。（2）间歇式挤出采用柱塞式挤出机进行，借助柱塞队物料进行加压。3.挤出成型的特点与应用特点：生产效率高；模具结构简单；成型质量稳定；适应性强；挤出成型的应用：挤出成型的塑件均为具有恒定截面形状的连续型材，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，可成型的制品包括管、棒、板、丝、薄板、电缆电线的包覆以及各种截面形状的异型材。4.1.2挤出成型工艺过程热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为3个阶段第一阶段：塑化第二阶段：成型第三阶段：定型下面详细地介绍热塑性塑料的干法塑化挤出成型工艺过程。a.原料准备挤出成型使

4、用的大部分是粒状塑料，粉状用得很少。在成型之前，应进行干燥处理，将原料的水分控制在0.5%以下。b.挤出成型将挤出机预热到规定温度后，启动电机带动螺杆旋转输送物料，同时向料筒中加入塑料。c.定型和冷却热塑性塑料制件在离开机头口模后，应尽快进行定型和冷却。多数情况下，定型和冷却同时进行。d.牵引、卷取和切割在冷却的同时，要连续均匀地将塑件引出，这就是牵引。牵引过程由牵引装置来完成。通过牵引的塑件可根据使用要求在切割装置上裁剪，或在卷取装置上绕制成卷。图4.2挤出工艺过程示意图1挤出机；2定型工作台；3履带牵引机；4随行切割锯；5堆料架图4.2为常见

5、的挤出工艺过程示意图。4.1.3挤出成型工艺参数温度压力挤出速度牵引速度挤出成型工艺参数1.温度挤出成型温度应指塑料熔体的温度，该温度在很大程度上取决于料筒和螺杆的温度。图4.3所示为沿料筒轴线方向测得的聚乙烯的温度曲线。图4.3聚乙烯挤出成型的温度曲线1料筒温度曲线；2螺杆温度曲线；3物料（PE）的温度；4物料（PE）的平均温度；5物料（PE）的最低温度；D料筒的直径图4.3所示的温度曲线只是稳定挤出过程中温度的宏观表示。表4.1是几种塑料挤出成型的参考温度。塑料名称挤出温度/°C原料中的水分/%加料段压缩段均化段机头及口模段丙烯酸类聚合物室温

6、100~170约200175~210≤0.025醋酸纤化物室温110~130约150175~190<0.5聚酰胺（PA）室温~90140~180约270180~270<0.3聚乙烯（PE）室温90~140约180160~200<0.3硬聚氯乙烯（HPVC）室温~60120~170约180170~190<0.2软聚氯乙烯及氯乙烯共聚物室温80~120约140140~190<0.2聚苯乙烯（PS）室温~100130~170约220180~245<0.1表4.1热塑性塑料挤出成型的温度参数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、

7、过滤网和口模等产生阻碍，因而沿料筒轴线方向，塑料内部建立起一定的压力。3.挤出速度挤出速度是指单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度，它代表挤出生产能力的高低。调整螺杆转速是控制挤出速度的主要措施。4.牵引速度挤出成型必须设置牵引装置。从机头和口模中挤出的塑件，在牵引力作用下将会发生拉伸取向。牵引速度与挤出速度的比值称为牵引比（牵伸比、拉伸比），其值必须≥1。4.2挤出成型模具概述4.2.1结构组成及各部分的作用4.2.2挤出机头的分类4.2.3挤出成型机头设计的一般原则4.2.1结构组成及各部分的作用一般塑料型材挤出成型模

8、具包括：1）机头：获得截面形状相似的连续型坯。2）定型模：形成稳定的形状。3）冷却水箱：使经过定型的型材充分