成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件

1、成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件第三章第三章 塑料擠出成型工藝塑料擠出成型工藝 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 擠出機(jī) 第三節(jié) 擠出成型原理 第四節(jié) 幾種制品的擠出成型工藝成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件第三章第三章 塑料的擠出成型工藝塑料的擠出成型工藝第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一一. 擠出成型擠出成型： 借助于螺桿的旋轉(zhuǎn)擠壓作用，使受熱熔融塑化的塑料在壓力推動(dòng)下連續(xù)通過(guò)機(jī)頭口模，經(jīng)冷卻定型而得到具有特定斷面形狀的連續(xù)制品的成型方法。 二二. 擠出成型在塑料成型加工工業(yè)中的地位擠出成型在塑料成型加工工業(yè)中的地位 1. 擠出成型塑料制品產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的50%，擠出成型設(shè)備產(chǎn)量約占塑料成型機(jī)械總產(chǎn)量的30%。

2、 2. 幾乎所有的熱塑性塑料和一些熱固性塑料均可用擠出機(jī)成型（如酚醛塑料、脲醛塑料等）。 3. 擠出成型制品多。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （1）.管、棒、膜、絲、板、網(wǎng)、帶等。 （2）.各種異型材，如樓梯扶手、塑料門窗等。 （3）.中空制品，如桶、燈籠、包裝容器等。 （4）.電線、電纜等。 （5）.為壓延成型喂料，造粒等。 三三. 擠出成型的主要特點(diǎn)擠出成型的主要特點(diǎn)： 1設(shè)備投資少，便于土法上馬。 2連續(xù)化生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。 3產(chǎn)品質(zhì)量均勻、緊密。 4 . 操作簡(jiǎn)單，工藝控制容易，可以一機(jī)多用。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 四四. 擠出成型發(fā)展趨勢(shì)擠出成型發(fā)展趨勢(shì)

3、 1. 大型化、高擠出速度、多效能、自動(dòng)化、連續(xù)化。 2. 復(fù)合共擠出、異型共擠出、擠出發(fā)泡等。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 第二節(jié)第二節(jié) 擠出機(jī)擠出機(jī) 一一 單螺桿擠出機(jī)主要參數(shù)單螺桿擠出機(jī)主要參數(shù) 二二 單螺桿擠出機(jī)主要類型單螺桿擠出機(jī)主要類型 三三 單螺桿擠出機(jī)主要構(gòu)造單螺桿擠出機(jī)主要構(gòu)造 四四 雙螺桿擠出機(jī)簡(jiǎn)介雙螺桿擠出機(jī)簡(jiǎn)介 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 第二節(jié)第二節(jié) 擠出機(jī)擠出機(jī) 一一 、 單螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù)單螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù) 1 螺桿長(zhǎng)徑比（螺桿長(zhǎng)徑比（L/D） 指指螺桿的有效長(zhǎng)度（有螺紋部分長(zhǎng)度）與螺桿外徑之比。 L：螺桿有效長(zhǎng)度； D：螺桿外徑。 2. 轉(zhuǎn)速

4、范圍：轉(zhuǎn)速范圍：（nmaxnmin，轉(zhuǎn)/分） 3 產(chǎn)率：產(chǎn)率：Q（Kg/h） 與擠出機(jī)型號(hào)有關(guān)。 4. 電機(jī)功率電機(jī)功率(N)：?jiǎn)挝粸榍摺?5. 加熱功率加熱功率(E)：?jiǎn)挝粸榍摺?6 . 加熱段數(shù)加熱段數(shù)(B)：多為三段加熱，也有56段加熱的。 7機(jī)器中心高機(jī)器中心高(H)：螺桿中心線距地面的距離。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 二、單螺桿擠出機(jī)的規(guī)格型號(hào)二、單螺桿擠出機(jī)的規(guī)格型號(hào) 1 原一機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)原一機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)：（JB-1291-73） （1） SJ-X（90）： 表示螺桿外徑為x（90）mm的單螺桿塑料（S）擠出機(jī)（J）。 如經(jīng)多次改型，則表示為SJ-X（90）A、B、C。 系列產(chǎn)

5、品有SJ-30（45、65、90、120、150、200、250） （2） S-JZ：表示塑料擠出造粒機(jī)。：表示塑料擠出造粒機(jī)。 （3） JW-Y（250）：表示螺桿外徑為Y（250）mm的喂料擠出機(jī)。 2輕工部標(biāo)準(zhǔn)輕工部標(biāo)準(zhǔn)(82年蘇州會(huì)議).。 SJ-15025（D L/D ）：表示螺桿外徑為150mm，螺桿長(zhǎng)徑比為25的塑料擠出機(jī) 。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 2輕工部標(biāo)準(zhǔn)輕工部標(biāo)準(zhǔn)(82年蘇州會(huì)議).。 SJ-15025（D L/D ）：表示螺桿外徑為150mm，螺桿長(zhǎng)徑比為25的塑料擠出機(jī) 。 三三 單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)温輻U擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)： 單螺桿擠出機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛

6、的擠出機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖3-6-1所示。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 圖圖3-6-1 單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1-機(jī)座機(jī)座 2-電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 3-傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 4-料斗料斗 5-料斗冷卻區(qū)料斗冷卻區(qū) 6-料筒料筒 7-料筒加熱器料筒加熱器 8-熱電偶控溫點(diǎn)熱電偶控溫點(diǎn) 9-螺桿螺桿 10-過(guò)濾網(wǎng)及多孔板過(guò)濾網(wǎng)及多孔板 11-機(jī)頭加熱器機(jī)頭加熱器 12-機(jī)頭機(jī)頭 13-擠出物擠出物成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 1螺桿：螺桿： （1）螺桿的主要參數(shù)）螺桿的主要參數(shù)： D：螺桿外徑； d：螺桿根徑； L：螺桿長(zhǎng)度； ：螺距； ：螺槽寬度； ：壓縮比 ：螺紋寬度 ； ：螺

7、槽深度； ：螺旋角； /D：長(zhǎng)徑比。圖圖3-6-3 螺桿結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)螺桿結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2）螺桿的分段）螺桿的分段 圖圖3-6-2 幾種螺桿的結(jié)構(gòu)形式幾種螺桿的結(jié)構(gòu)形式1-漸變型漸變型(等距不等深等距不等深)2-漸變型漸變型(等深不等距等深不等距)3-突變型突變型4-魚雷頭螺桿魚雷頭螺桿-加料段（固體輸送段加料段（固體輸送段）-壓縮段（熔融段）壓縮段（熔融段）-計(jì)量段（均化段）計(jì)量段（均化段）成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 (3) 螺桿的分類螺桿的分類 .等距不等深螺桿等距不等深螺桿: A. 特點(diǎn)特點(diǎn): a. h1、h3不變，h1h3，t不變，只是h2變小

8、，以獲得對(duì)物料的壓實(shí)。 b. h1大，進(jìn)料易，產(chǎn)率Q高，但螺桿易折斷。. 原因原因：加料段負(fù)荷大，d小，強(qiáng)度低，所以不能太大。 c. 因t不變，則傳熱面積不變，對(duì)物料輸送、傳熱、塑化有利，機(jī)加工方便。所以應(yīng)用最廣泛。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 B . 分類：分類： a. 漸變型漸變型: h2是逐漸變小的,壓縮段較長(zhǎng)。 頭部壓力穩(wěn)定,料流穩(wěn)定,制品質(zhì)量好。 主要適用PVC等非晶高聚物、(熔程較寬的結(jié)晶高聚物)。 原因原因：由玻璃態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，高彈態(tài)范圍較寬。 b. 突變型突變型: h2突然變小,壓縮段很短,只有12D。 L3較長(zhǎng)。（使熔體更為均勻） 主要適用于聚酰胺、聚乙烯等結(jié)晶高聚

9、物。 c. 魚雷頭型螺桿魚雷頭型螺桿: 特點(diǎn)特點(diǎn)：計(jì)量段沒(méi)有螺紋，剪切作用大，塑化效果好。（但易使物料分解） 適用范圍適用范圍：PS、PE、PA、PMMA、PDVC等。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 . 等深不等距螺桿等深不等距螺桿： A. 計(jì)量段計(jì)量段h3太大，塑化效果不好太大，塑化效果不好。 原因：原因：螺槽越深，物料受到的剪切作用越小。 B. 傳熱面積減小，不利于傳熱、塑化傳熱面積減小，不利于傳熱、塑化。 原因原因：因?yàn)槁菥嘧冃×恕?C.生產(chǎn)率生產(chǎn)率Q降低，料流不穩(wěn)定。降低，料流不穩(wěn)定。 D. 適用于適用于L/D大的小型擠出機(jī)大的小型擠出機(jī)。 原因原因：因加料段d較大，螺桿強(qiáng)度高。 成

10、型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 .幾種新型螺桿幾種新型螺桿： A屏障型螺桿屏障型螺桿： 在熔融段的螺紋旁再加一道輔助螺紋，將主螺槽分為熔體槽和固體槽兩部分。 B銷釘螺桿銷釘螺桿： 在熔融段的末端及計(jì)量段，設(shè)置一組或幾組銷釘。 C 波紋螺桿波紋螺桿： 螺槽根部是偏心的，偏心部位沿軸向呈螺旋形移動(dòng)。 D分配混合型螺桿分配混合型螺桿： 在螺桿末端鑲上一個(gè)特制的靜態(tài)混合器。 E組合型螺桿組合型螺桿：由不同的剪切元件、混合元件和輸送元件等組合而成。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 2. 機(jī)頭和口模機(jī)頭和口模 （1）.機(jī)頭的分類機(jī)頭的分類： . 直通機(jī)頭直通機(jī)頭：擠出機(jī)螺桿軸向與口模中料流方向一致。 主要

11、用于大、小不同直徑的管材，小徑薄膜，絲，棒等。 .角式機(jī)頭（彎?rùn)C(jī)頭）角式機(jī)頭（彎?rùn)C(jī)頭） A. 直角機(jī)頭：直角機(jī)頭：擠出機(jī)螺桿軸向與口模中料流方向成直角。 主要用于吹塑薄膜，對(duì)內(nèi)徑要求嚴(yán)格的管材，中空成型等。 B. 線纜包復(fù)式機(jī)頭線纜包復(fù)式機(jī)頭： 用于電線、電纜的包皮的包復(fù)。 .魚尾式機(jī)頭魚尾式機(jī)頭：衣架式機(jī)頭、窄縫型機(jī)頭等。 主要用于擠出片材、雙向拉伸薄膜等。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2）過(guò)濾板（網(wǎng)）的作用）過(guò)濾板（網(wǎng)）的作用： . 使物料由螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠街边\(yùn)動(dòng)。 . 過(guò)濾雜質(zhì)和未熔化好的塑料顆粒。 . 使物料受到較大的剪切作用，以利于塑料塑化均勻。 . 使料筒和機(jī)頭定位。 （3

12、）對(duì)機(jī)頭結(jié)構(gòu)的要求：）對(duì)機(jī)頭結(jié)構(gòu)的要求： . 口模定型部分應(yīng)有適當(dāng)長(zhǎng)度口模定型部分應(yīng)有適當(dāng)長(zhǎng)度。 A. 使物料處于穩(wěn)定流動(dòng); B.減小熔體彈性和出口膨脹； C. L長(zhǎng)，產(chǎn)量提高; D.太長(zhǎng)，笨重，阻力大，Q降低。 .機(jī)頭中過(guò)渡部分應(yīng)光滑，呈流線型機(jī)頭中過(guò)渡部分應(yīng)光滑，呈流線型。 原因原因：防止物料的停滯和分解。 . 應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)裝置，改善周邊的流率分布應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)裝置，改善周邊的流率分布。（厚度均勻） 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 四四 雙螺桿擠出機(jī)雙螺桿擠出機(jī) 1 雙螺桿擠出機(jī)的主要特點(diǎn)雙螺桿擠出機(jī)的主要特點(diǎn) （1）加料容易。（）加料容易。（正位移原理，沒(méi)有壓力回流）。 （2）停留時(shí)間短。停

13、留時(shí)間短。 適合于適合于易固化或易凝膠的著色和混料。 （3）排氣性能好。）排氣性能好。 （4）自潔性能好。）自潔性能好。 （5）混合、塑化效果優(yōu)異。）混合、塑化效果優(yōu)異。 （6）比功率消耗低。）比功率消耗低。 （7）容積效率高，螺桿特性線硬，流率對(duì)口模壓力）容積效率高，螺桿特性線硬，流率對(duì)口模壓力變化不敏感。變化不敏感。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 2 雙螺桿擠出機(jī)主要參數(shù)雙螺桿擠出機(jī)主要參數(shù) （1）螺桿直徑）螺桿直徑/mm: 國(guó)外多在28-340 mm。 （2）螺桿長(zhǎng)徑比：）螺桿長(zhǎng)徑比： 整體式：整體式：過(guò)去多為718，有增大趨勢(shì)。 組合式：組合式：可達(dá)36：1以上。 （3）螺桿的轉(zhuǎn)向：

14、）螺桿的轉(zhuǎn)向：同向（混料），異向（生產(chǎn)制品）。 （4）螺桿承受的扭矩）螺桿承受的扭矩 （5）推力軸承的承載能力）推力軸承的承載能力 （6）驅(qū)動(dòng)功率、加熱功率和加熱段數(shù)。）驅(qū)動(dòng)功率、加熱功率和加熱段數(shù)。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3 雙螺桿擠出機(jī)的工作原理雙螺桿擠出機(jī)的工作原理 （1）非嚙合型全螺紋螺桿區(qū)段的流動(dòng)情況）非嚙合型全螺紋螺桿區(qū)段的流動(dòng)情況 （2）嚙合同向的螺紋段中的流動(dòng)情況）嚙合同向的螺紋段中的流動(dòng)情況 （3）異向回轉(zhuǎn)嚙合型雙螺桿中物料的運(yùn)動(dòng)）異向回轉(zhuǎn)嚙合型雙螺桿中物料的運(yùn)動(dòng)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4 雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展 （1）提高使用可靠性，擴(kuò)大

15、應(yīng)用范圍。 （2）降低擠出機(jī)的磨損。 （3）加強(qiáng)擠出原理研究。 （4）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)制造及控制方面的研究。 （5）在雙螺桿擠出機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展多螺桿擠出機(jī)的研究。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 第三節(jié)第三節(jié) 擠出成型原理擠出成型原理 一一 固體輸送理論固體輸送理論 二二 熔融理論熔融理論 三三 熔體輸送理論熔體輸送理論成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 第三節(jié)第三節(jié) 擠出成型原理擠出成型原理 一、一、 加料段（固體輸送段）加料段（固體輸送段） 1主要作用主要作用：輸送固體物料，兼有預(yù)壓、預(yù)熱作用。 2加料段長(zhǎng)度加料段長(zhǎng)度L1的確定原則：的確定原則： （1）結(jié)晶塑料L1最長(zhǎng)。 （2）硬質(zhì)非結(jié)晶塑

16、料L1較長(zhǎng)。 （3）軟質(zhì)非結(jié)晶塑料L1最短。 （4）一般情況下，L1、L2和L3的分配： 塑料類型 L1 L2 L3 非晶塑料 1025% 5065% 2025% 結(jié)晶塑料 5065% 12D 2535% 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3 物料在加料段的流動(dòng)狀況（圖物料在加料段的流動(dòng)狀況（圖3-6-6） 圖圖3-6-6 固體塞摩擦模型固體塞摩擦模型成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （1） 物料在該段類似于物料在該段類似于“彈性固體塞彈性固體塞”，固，固體塞在螺槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)就如螺帽在螺絲上的運(yùn)動(dòng)一樣。體塞在螺槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)就如螺帽在螺絲上的運(yùn)動(dòng)一樣。 如旋轉(zhuǎn)螺絲，而螺帽上無(wú)壓力，則螺帽跟著螺絲轉(zhuǎn)動(dòng)

17、而不前移。 若在螺帽上加一定壓力，再旋轉(zhuǎn)螺絲，則螺帽就會(huì)隨螺絲旋轉(zhuǎn)而前移。 （2） 成型時(shí)成型時(shí)，塑料與螺桿的摩擦力應(yīng)小于塑料與料筒的摩擦力，也即螺桿的光潔度應(yīng)大于料筒的光潔度。否則，塑料只能抱著螺桿空轉(zhuǎn)打滑不能前移。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件圖圖3-6-7 螺槽中固體輸送的理想模型螺槽中固體輸送的理想模型(a) 和固體塞移動(dòng)速度的矢量圖和固體塞移動(dòng)速度的矢量圖(b)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （3）受力分析）受力分析 A. 由圖3-6-6，3-6-7知：Fb= PAbfb，F(xiàn)s= PAsfs，F(xiàn)bz=AbfbPcos。 B穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，F(xiàn)s= Fbz，則Asfs=Abfbcos

18、CFs= Fbz=0，物料在料筒中不能發(fā)生任何流動(dòng)。 Fs Fbz，物料被夾帶于螺桿中隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)不產(chǎn)生移動(dòng)。 Fs Fbz，物料能在料筒與螺桿間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （4）.減小減小 Fs 措施措施： . 螺桿要鍍鉻或磨光。螺桿要鍍鉻或磨光。 應(yīng)該到 7 以上，可以使產(chǎn)量提高 1/3 。 . 在料筒上開設(shè)縱向溝槽在料筒上開設(shè)縱向溝槽。 一般為 812 條，深為 0.5mm 。這樣光潔度可以高些，以免物料發(fā)生分解。 . 在螺桿中心通水冷卻在螺桿中心通水冷卻。 原因原因：因?yàn)闇囟冉档?，摩擦系?shù)降低。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4. 加料段的送料量加料段的送料量 Q

19、s （摩擦力靜平衡）（摩擦力靜平衡） Qs應(yīng)為螺槽的橫截面積與送料速度Va的乘積，可得 Qs=VVa=/4 D2（D2h）2Va- （3-6-2） =h（D-h）Va 圖圖3-6-8 螺桿的展開圖螺桿的展開圖(a)和固體塞移動(dòng)距離的計(jì)算和固體塞移動(dòng)距離的計(jì)算(b) 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 由圖3-6-8的展開圖可見(jiàn)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周，物料在螺紋斜棱推力作用下，沿與斜棱垂直的方向由A移向B，AB在螺桿軸上的投影距離為l，物料在軸向的移動(dòng)速度為Va；若螺桿的轉(zhuǎn)速為N， 則 Va=lN。由圖3-6-8中螺桿的幾何關(guān)系可求出： D=b1+b2= lcot+lcot= l（cot+ cot） 成型

20、工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 D 所以 l = （3-6-3） cot+cot DN DNtantan 因此 Va= = （3-6-4） cot+cot tan + tan 由式3-6-2和式3-6-4可得到加料段送料量與螺桿幾何尺寸的下述關(guān)系： 2Dh（D-h）Ntantan Q= （3-6-5） tan+tan成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 5 影響加料段送料量的因素影響加料段送料量的因素： （1）前進(jìn)角的影響）前進(jìn)角的影響：0900 =00時(shí)，=0。 =900時(shí)，最大。 （2） 槽深槽深h的影響的影響： 在D不變時(shí)，h增大，提高。 （3） 減小減小fs，Q。 （4）增大）增大fb，Q。

21、 tantan （5）選擇合適的螺旋角）選擇合適的螺旋角,且使 tan+tan最大，Q。 （6） D，Q。 （7）. N ，Q。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 二二 、熔融段、熔融段 1主要作用主要作用 （1）.使物料熔融塑化。 （2）.壓實(shí)物料。 （3）.排出物料中的氣體。 2. 螺桿的壓縮比螺桿的壓縮比(): （1）定義）定義：指螺桿加料段第一個(gè)螺槽容積與計(jì)量段最后一個(gè)螺槽容積之比。 對(duì)于常用的等距不等深螺桿的壓縮比常用加料段和計(jì)量段螺槽的橫截面積之比來(lái)表示。 （2）幾何壓縮比）幾何壓縮比 ： D2-d12 D1h1 = = D2-d32 D3h3 工廠常用式 =0.93 h1/h3來(lái)

22、表示。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （3） 幾何壓縮比的確定原則幾何壓縮比的確定原則： 粉料的粉料的應(yīng)大于粒料的應(yīng)大于粒料的。（常為45） 原因原因：因粉料的壓縮率比粒料的壓縮率大。 薄制品的薄制品的應(yīng)大于厚制品的應(yīng)大于厚制品的。 塑料的壓縮率大，塑料的壓縮率大，也應(yīng)大也應(yīng)大。 常用塑料的壓縮比（引自常用塑料的壓縮比（引自塑料成型工藝學(xué)塑料成型工藝學(xué)P57） 常用塑料的的壓縮比常用塑料的的壓縮比成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4 壓縮段長(zhǎng)度的確定壓縮段長(zhǎng)度的確定： （1）非晶高聚物的）非晶高聚物的L2應(yīng)最長(zhǎng)應(yīng)最長(zhǎng)。 原因：高彈區(qū)范圍寬，粘流轉(zhuǎn)變范圍寬，可達(dá)總長(zhǎng)65%。 （2） 結(jié)晶高聚

23、物結(jié)晶高聚物： 熔程寬熔程寬，L2較長(zhǎng)，可達(dá)總長(zhǎng)的40%，如聚乙烯。 熔程窄熔程窄，L2較短，常為12D，如聚酰胺、PET為5D。 5 塑料的熔化（相遷移）過(guò)程塑料的熔化（相遷移）過(guò)程： （1） 塑煉時(shí)料溫和塑煉時(shí)料溫和機(jī)械功與塑煉時(shí)間的關(guān)系，如圖3-6-9所示。 tA時(shí)，轉(zhuǎn)距為MA（最?。?特征特征：表面熔化發(fā)粘，被破壞，分子熱運(yùn)動(dòng)加速，粒子開始膨脹，轉(zhuǎn)矩最小。 原因原因：料溫和摩擦熱作用。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 MB 溫度 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩 MC MA tA tB tC tD 時(shí)間時(shí)間 圖圖3-6-9 塑煉時(shí)料溫與機(jī)械功和塑煉時(shí)間的關(guān)系塑煉時(shí)料溫與機(jī)械功和塑煉時(shí)間的關(guān)系 成型工藝學(xué)塑料

24、的擠出成型工藝課件 tB時(shí)，轉(zhuǎn)距為時(shí)，轉(zhuǎn)距為MB（最大） 原因原因：塑煉時(shí)間，熱量，T（但尚低）， 。 tC時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)距為MC，料溫和粘度處于平衡狀態(tài)。 原因：溫度升高，熔融加速，減小，逐漸轉(zhuǎn)化為螺桿擠壓作用的粘性流動(dòng)，轉(zhuǎn)矩降低。tC時(shí)，完全熔化，趨于平衡。 TD時(shí)時(shí)，出現(xiàn)（熱降解）與交聯(lián)，轉(zhuǎn)矩和溫度升高。 （2）冷卻試驗(yàn)）冷卻試驗(yàn) 由圖3-6-10可見(jiàn)： 螺桿加料口附近為固體粒子充滿。 均化段被塑料熔體充滿。 螺桿中間部分，則為兩相共存。 由上可見(jiàn)，塑料熔化過(guò)程是在熔融段進(jìn)行的。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件圖圖3-6-10 螺槽全長(zhǎng)范圍固體床熔融過(guò)程示意圖螺槽全長(zhǎng)范圍固體床熔融過(guò)程示意圖:

25、 固體床在螺槽中的分布變化固體床在螺槽中的分布變化(a) 和固體床在螺桿熔融區(qū)的體積變化和固體床在螺桿熔融區(qū)的體積變化(b)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （3） 熔化過(guò)程熔化過(guò)程:圖圖3-6-11為固體物料在螺槽中的熔化過(guò)程示意圖。為固體物料在螺槽中的熔化過(guò)程示意圖。 圖圖3-6-11 固體物料在螺槽中的熔融過(guò)程固體物料在螺槽中的熔融過(guò)程 1-熔膜熔膜 2-熔池熔池 3-遷移面遷移面 4-熔結(jié)的固體粒子熔結(jié)的固體粒子 5-未熔結(jié)的固體粒子未熔結(jié)的固體粒子成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 熔膜熔膜：與料筒（螺桿）表面接觸的固體物料，由于料筒熱傳導(dǎo)和摩擦熱作用，首先熔化，形成一層熔膜（1）。

26、熔池熔池： 逐漸熔化的物料，在料筒與螺桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用下，不斷向槽螺的推進(jìn)面匯集，而形成漩渦狀的流動(dòng)區(qū)，稱為熔池（2）液相。 固體床：固體床： 熔池前面充滿著受熱軟化和半熔化后粘接在一起的固體粒子 （4），和完全未熔化的固體粒子（5）、 （4）和（5）總稱為固體床。固相。 遷移面遷移面： 熔膜和固體床間的界面稱為遷移面（3）。熔化過(guò)程主要在遷移面進(jìn)行。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 隨著塑料向機(jī)頭方向的移動(dòng)隨著塑料向機(jī)頭方向的移動(dòng)，熔化過(guò)程逐漸進(jìn)行。從始熔點(diǎn)A起，固體床寬度逐漸減小，熔池寬度逐漸增大，直至B點(diǎn)時(shí)，固體床消失，即完成了熔化過(guò)程。（固體床深度的變化見(jiàn)圖3-6-12 ） 圖圖3-

27、6-12 螺桿中聚丙烯熔融時(shí)固體床在螺槽中的深度與熔融區(qū)域長(zhǎng)度的關(guān)系螺桿中聚丙烯熔融時(shí)固體床在螺槽中的深度與熔融區(qū)域長(zhǎng)度的關(guān)系D=90mmN=60轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分Q=71Kg/h成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 圖圖3-6-13 熔融理論的物理模型熔融理論的物理模型 1-熔膜熔膜 2-熔池熔池 3-遷移面遷移面 4-熔結(jié)的固體粒子熔結(jié)的固體粒子 5-未熔結(jié)的固體粒子未熔結(jié)的固體粒子成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 5 . 熔融段熔融段y軸方向的速度分布（如圖軸方向的速度分布（如圖3-6-13） 在擠出過(guò)程中，假定螺桿不動(dòng)，料筒轉(zhuǎn)動(dòng)，則料筒轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度Vb應(yīng)為： Vb=ND （3-6-6） Vb可分為

28、兩個(gè)分量，即Vx、Vz，分別為： Vx=Vbsin （3-6-7） Vz=Vbcos （3-6-8） Vx是垂直于螺槽方向的流速；Vz是物料沿螺槽方向的流速。由于料筒內(nèi)表面的拖動(dòng)作用，Vz在螺槽深度方向的速度分布如圖3-6-14所示。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件圖圖3-6-14 螺桿壓縮段中物料的計(jì)算速度分布螺桿壓縮段中物料的計(jì)算速度分布(a) 和計(jì)算溫度分布和計(jì)算溫度分布(b)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 .料筒內(nèi)表面處，料筒內(nèi)表面處，Vz最大。最大。 .熔膜中熔膜中，Vz-在深度方向（Y）自上而下減小。 .固體床中固體床中，各處Vz相等。 原因原因 ：有熔結(jié)固體塊，粘度大，移動(dòng)困

29、難，差別不明顯。 .靠近螺桿的熔膜靠近螺桿的熔膜中，Vz在Y方向自上而下減小，直至螺桿處，Vz=0。 以上僅是對(duì)拖動(dòng)流的分析。以上僅是對(duì)拖動(dòng)流的分析。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 三計(jì)量段（均化段）三計(jì)量段（均化段） 1主要作用主要作用： （1） 使物料進(jìn)一步混合、塑化均勻使物料進(jìn)一步混合、塑化均勻。 （2） 使物料定壓、定溫、定量的由機(jī)頭口模穩(wěn)定使物料定壓、定溫、定量的由機(jī)頭口模穩(wěn)定擠出。擠出。 2計(jì)量段物料的流動(dòng)計(jì)量段物料的流動(dòng)： 高聚物熔體在計(jì)量段螺槽中的流動(dòng)可由圖3-3-9、3-3-10、3-3-11、3-3-12所示的三向直角坐標(biāo)表示。分析可知，包括四種流動(dòng)，實(shí)際流動(dòng)是這四種流動(dòng)

30、的組合。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件圖圖3-3-9 擠出線纜包復(fù)物口模和擠出機(jī)螺桿槽中的拖曳流動(dòng)擠出線纜包復(fù)物口模和擠出機(jī)螺桿槽中的拖曳流動(dòng)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件圖圖3-3-10 螺槽中的壓力流動(dòng)和拖曳流動(dòng)螺槽中的壓力流動(dòng)和拖曳流動(dòng)(a)和流動(dòng)迭加后的速度分布和流動(dòng)迭加后的速度分布(b) (c)成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 圖圖3-3-11 螺槽中沿螺槽中沿x方向的環(huán)形流動(dòng)及速度分布方向的環(huán)形流動(dòng)及速度分布成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件圖圖3-3-12 聚合物液體在螺槽中流動(dòng)情況示意圖聚合物液體在螺槽中流動(dòng)情況示意圖 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （1）正流）正流：物

31、料沿螺槽由加料口向機(jī)頭方向的流動(dòng)(QD)。 原因原因：由于螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)（相當(dāng)于料筒轉(zhuǎn)動(dòng)）而拖動(dòng)塑料熔體向前移動(dòng)(拖動(dòng)流)。剪切流動(dòng)(具有橫向速度梯度場(chǎng))。 流率分布流率分布：. x=0，x=w，y=0處，VZ=0。（三個(gè)壁面） . 在y=h處，（料筒內(nèi)壁），VZ最大。 . 由料筒內(nèi)壁至螺桿根部，VZ逐漸減小。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2） 逆流逆流：物料沿螺槽由機(jī)頭向料斗方向的流動(dòng)。體積流率為QP。（壓力流，具有橫向速度梯度場(chǎng)。） 原因原因：機(jī)頭（口模）、濾板、濾網(wǎng)等對(duì)塑料熔體的反壓作用而產(chǎn)生的流動(dòng)。 流率分布流率分布：在螺槽y方向上的流率分布近似于拋物線型。 特點(diǎn)特點(diǎn)：如機(jī)頭完全開

32、放如機(jī)頭完全開放，無(wú)阻力時(shí)，QD最大，即正流最大，逆流最小（QP=0）。 .如機(jī)頭完全封閉如機(jī)頭完全封閉，反壓最大，即逆流QP最大，QD=0。 . 流動(dòng)方向與正流方向相反流動(dòng)方向與正流方向相反。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （3） 橫流（環(huán)流）橫流（環(huán)流）：物料沿x方向即與螺紋相垂直的方向的流動(dòng)。 原因原因：螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺紋的推力在螺槽x方向作用的結(jié)果（壓力流） 。 流動(dòng)途徑流動(dòng)途徑: 物料沿x方向流動(dòng)（+）螺紋受阻y方向流動(dòng)（+）螺紋受阻x方向流動(dòng)（）螺紋受阻y方向流動(dòng)（） 特點(diǎn)特點(diǎn)： . 橫流不影響流率。 . 橫流對(duì)塑料在料筒中的混合、熱交換和塑化等極為有利。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型

33、工藝課件 （4）漏流）漏流：物料沿螺桿軸向從螺紋與料筒間隙向料斗方向的流動(dòng)。 原因：原因：機(jī)頭（口模）、濾板和濾網(wǎng)等對(duì)塑料熔體的反壓作用而產(chǎn)生的流動(dòng)。流率為QL（壓力流） 特點(diǎn)特點(diǎn)：. QL比QP和QD小的多（因很?。?. 對(duì)塑料熔體的混合、塑化等有利。 （5） 物料流動(dòng)的實(shí)際情況物料流動(dòng)的實(shí)際情況 在實(shí)際成型加工過(guò)程中，物料在料筒中的四種流動(dòng)不會(huì)截然分開，而是四種流動(dòng)的組合，形象的說(shuō)“物料在螺桿計(jì)量段中的流動(dòng)是以螺旋形的軌跡向前流動(dòng)的?！?成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3擠出機(jī)的生產(chǎn)率擠出機(jī)的生產(chǎn)率： Q=QDQPQL（3-6-9） （1) 幾點(diǎn)假設(shè)幾點(diǎn)假設(shè)： . 塑料的流動(dòng)為滯流，牛頓

34、型流動(dòng)。 . 塑料的溫度不變，不變。 . 螺桿寬度與該段深度比大于10；如槽深與螺桿直徑之比h/D0.01時(shí)，螺紋側(cè)壁對(duì)流動(dòng)影響不大，可略去。 (2) 擠出機(jī)生產(chǎn)率（流動(dòng)速率擠出機(jī)生產(chǎn)率（流動(dòng)速率） 2D2hNcossin Dh3sin2P 2D23tgP Q = 2 12L 12eL （3-6-10） 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 式中 Q 擠出機(jī)的生產(chǎn)率， D 螺桿外徑， h 均化段螺桿深度 N 螺桿轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/秒 螺旋角，度 e 螺紋斜棱寬度， P 均化段料壓力降， 螺桿與料筒間隙， 塑料熔體的粘度， L 均化段長(zhǎng)度。 實(shí)際上，很小，QL可略去，并用機(jī)頭壓力代替P，并令 D22hsin

35、cos D h2sin2 A= , B= 則 2 12L 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 Q=AN-BP/ (3-6-11) 上式中A、B只與螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，當(dāng)螺桿確定后，A、B為常數(shù)。式3-6-10僅作為確定生產(chǎn)率的參考。 如塑料是假塑性液體，則式3-6-10式中略去QL后可改為 2D2hNsincos Dhm+2Nsinm P Q= K（ ）m， 2 （m+2）2m+1 L （3-6-12） 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4影響擠出機(jī)生產(chǎn)率的主要因素影響擠出機(jī)生產(chǎn)率的主要因素 （1）擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)）擠出機(jī)的結(jié)構(gòu) . Q隨著D的增大而增大。 . Q隨著h3的增大而增大 。 一般h3=

36、0.02-0.06D (h10.1D, t=1-3.5D, e=0.08-0.12D), 但但h太大時(shí)太大時(shí)， A. 塑化效果差；（受到的剪切作用小） B. QDh，Qph3 。 aP低時(shí)，Q淺Q深。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 推論推論：淺槽螺桿的流率對(duì)機(jī)頭壓力敏感性小，能在壓力波動(dòng)下擠出質(zhì)量較高的制品，但h太淺時(shí)，則易使塑料燒焦變色。 . L，Q ，同時(shí)擠出量波動(dòng)也較小。（因漏流隨L3而） . Q隨而。 原 因原 因 ， QL 3， 所 以 一 般 應(yīng) 較 小 ，0.10.6mm。 A. 小，剪切作用大，有利于塑化，Q。 B. 太小時(shí)，塑料易分解，混合作用不好。 原因原因，a. 剪切

37、作用大，易分解。 b. QL=0，QP=0，混合作用差。 、=1741 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2）擠出工藝條件）擠出工藝條件 . Q（P） . Q（N） 增大的速率與有關(guān)，越大，Q增大的幅度越大 。 . T，Q。 原因原因：溫度升高，物料的粘度，從而引起倒流、倒漏流量增大。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件第四節(jié)第四節(jié) 幾種制品的擠出工藝幾種制品的擠出工藝 一 塑料管材生產(chǎn)工藝 二 吹塑薄膜生產(chǎn)工藝 三 拉幅薄膜生產(chǎn)工藝成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 第四節(jié)第四節(jié) 幾種制品的擠出工藝幾種制品的擠出工藝 一一 、管材的擠出成型、管材的擠出成型： 準(zhǔn)備管坯擠出冷卻定徑 牽伸切割。

38、（一）（一） 擠出前的準(zhǔn)備工作擠出前的準(zhǔn)備工作： 1根據(jù)管材要求根據(jù)管材要求，選擇適當(dāng)機(jī)頭（口模），并將其安裝好。包括分流器、芯模、口模、過(guò)濾板、網(wǎng)等。 （1）. 直通式機(jī)頭直通式機(jī)頭：（應(yīng)用最廣泛，最經(jīng)濟(jì)，最簡(jiǎn)單） . 使用范圍使用范圍：對(duì)外徑要求嚴(yán)格的中、小型管材。 . 熔結(jié)痕及其生產(chǎn)原因熔結(jié)痕及其生產(chǎn)原因 當(dāng)料流通過(guò)多角架時(shí)被分割; 靠近多角架筋處，物料受到剪切作用大，中心處則小; 因受應(yīng)力作用而產(chǎn)生的彈性變形如在機(jī)頭內(nèi)得不到恢復(fù)，則在管材表面顯露出一條可見(jiàn)的料線或縱向裂紋-熔結(jié)痕熔結(jié)痕。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2）. 偏移式機(jī)頭（彎?rùn)C(jī)頭）偏移式機(jī)頭（彎?rùn)C(jī)頭） . 適用范圍適

39、用范圍：對(duì)內(nèi)徑要求嚴(yán)格的管材、大口徑管材等。 . 特點(diǎn)特點(diǎn)：產(chǎn)量高，熔結(jié)痕少，制品強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。 （3）. 過(guò)濾板（網(wǎng)）過(guò)濾板（網(wǎng)）： 過(guò)濾板厚度一般為料筒內(nèi)徑的20%（1/31/4D），孔徑為36mm，與螺桿相距為0.1D左右。 濾網(wǎng)可少些，細(xì)度可大些。一般為40120目，14層。 HPVC可不放網(wǎng)，因易受熱分解。 （4）. 分流器：分流器： 與多孔板距離一般為1020mm。 擴(kuò)張角=6090。 分流錐長(zhǎng)度L為0.61.5D。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 2. 初步調(diào)整口模初步調(diào)整口模、芯模同心，并使機(jī)頭、冷卻定徑、牽引、切割等裝置一致。 3 . 將應(yīng)加熱的部件將應(yīng)加熱的部

40、件加熱，開通料斗底部冷卻水。 4 . 當(dāng)達(dá)到要求的溫度時(shí)當(dāng)達(dá)到要求的溫度時(shí)，乘熱將各部分?jǐn)Q緊，以防漏料。 檢查各部分運(yùn)動(dòng)是否正常、漏流、堵塞等。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （二）（二） 管坯擠出管坯擠出： 1操作要點(diǎn)操作要點(diǎn)： （1）.慢速開車慢速開車，空轉(zhuǎn)，聽(tīng)有否異常聲，電流表是否超荷。 （2）.如一切正常如一切正常，可少量加料，待管坯擠出后，方可正常加料，將速度調(diào)至正常（3040轉(zhuǎn)/分鐘，有增大的趨勢(shì)）。 （3）.若管材有彎曲若管材有彎曲、厚薄不均等缺陷時(shí)，應(yīng)調(diào)整。 厚處降溫，緊螺栓；反則反之。 2. 工藝條件工藝條件 （1）.料筒溫度料筒溫度與壓力分布 (如圖3-6-20) 成型

41、工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 圖圖3-6-20 料筒和機(jī)頭中溫度和壓力的分布料筒和機(jī)頭中溫度和壓力的分布成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2）. 料筒（機(jī)頭）溫度料筒（機(jī)頭）溫度 料筒料筒(機(jī)頭）溫度對(duì)塑料性能的影響機(jī)頭）溫度對(duì)塑料性能的影響 A. a . T,有利于塑化，出料加快, Q ； b. T ,形狀穩(wěn)定性差，收縮率,發(fā)黃、氣泡、難以正常擠出； c.T, 塑料易分解，甚至出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。 B. a. T,P,有利擠出物壓實(shí)，制品形狀穩(wěn)定性好。 b. T,出口膨脹，應(yīng)提高牽伸速度，以減小由于膨脹而增大的壁厚； c. T,塑化不良，黏度明顯增大，功率消耗增大，擠出成型難進(jìn)行。 C. 口模和

42、芯模溫度差別大，制品出現(xiàn)向內(nèi)翻或向外翻，扭曲等。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 確定料筒溫度應(yīng)考慮的因素確定料筒溫度應(yīng)考慮的因素 A. 料筒溫度應(yīng)為Tf (Tm)Td,至少應(yīng)比Tf (Tm)高10 40。 B. M,M分布窄，溫度應(yīng)高；M, M分布寬，溫度應(yīng)低； C. 熱敏性塑料，機(jī)頭溫度可比料筒溫度高。 熱穩(wěn)定性塑料，機(jī)頭溫度可比料筒溫度低。（便于成型） D. 與制品尺寸和形狀、配方、轉(zhuǎn)速有關(guān)。 E. 如料條光亮、光滑、無(wú)氣泡、顏色正則比較合適。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 聚氯乙烯硬管加工溫度聚氯乙烯硬管加工溫度 表表3-6-1 3-6-1 聚氯乙烯硬管加工參考溫度聚氯乙烯硬管加

43、工參考溫度 原料 料筒溫度/C 口模溫度/C 粉料粉料 160170 170-180160170 170-180 粒料粒料 160180 170-190160180 170-190 主要熱塑性塑料擠出成型溫度，見(jiàn)表主要熱塑性塑料擠出成型溫度，見(jiàn)表3-1（P132） 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （3）螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速 N，強(qiáng)化了剪切作用，有利于物料的混合和塑化； N, 進(jìn)料過(guò)快，超出塑化能力，反而不利于混合和塑化； N，Q，對(duì)提高產(chǎn)量有利； 如單靠提高N來(lái)提高產(chǎn)量，而不對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，則會(huì)造成塑化不良，內(nèi)壁粗糙，強(qiáng)度； N，多數(shù)塑料熔體，提高料筒中塑料的壓力； 大機(jī)慢， 如SJ-90，20

44、30轉(zhuǎn)/分鐘。 小機(jī)快， 如SJ-45，3050轉(zhuǎn)/分鐘。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （三）（三） 冷卻定徑冷卻定徑： 1 . 外定徑：外定徑：（圖3-6-23） 定徑套內(nèi)壁與管坯外壁緊密接觸下進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)的。 （1） 壓縮空氣壓縮空氣：0.050.02MPa . 如是PVC,則應(yīng)更高些。要穩(wěn)定，否則要成竹節(jié)形。 （2）抽真空）抽真空：對(duì)HPVC管，300500mmHg柱。 2. 定內(nèi)徑：（用的少定內(nèi)徑：（用的少） 在內(nèi)定徑套上沿圓面有一排小孔，用于真空抽吸，從而使管坯緊貼定徑套外壁。將冷卻水從芯棒處伸進(jìn)，所以必須要用偏移式機(jī)頭。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 圖圖3-6-23

45、兩種擠出圓管的定徑套兩種擠出圓管的定徑套 (上上)內(nèi)壓空氣定徑法內(nèi)壓空氣定徑法 (下下) 外真空定徑法外真空定徑法 1-機(jī)頭機(jī)頭 2-定徑套定徑套 3-水冷卻槽水冷卻槽 4-管狀制品管狀制品 5-密封塞密封塞成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3 . 操作要點(diǎn)操作要點(diǎn)：（定外徑） （1）.當(dāng)擠出管坯正常時(shí)，停機(jī)，快速裝上定徑套，使其與機(jī)頭中心線同心。 （2）. 裝好氣塞和氣塞桿，開適量壓縮空氣，然后開車。 （3）.將冷卻水槽接近冷卻外定徑套，管坯經(jīng)冷卻進(jìn)行牽伸。伸。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （四）、冷卻：（四）、冷卻： 1冷卻水槽冷卻：冷卻水槽冷卻： （1）設(shè)備簡(jiǎn)單，用途廣泛。 （2）管

46、材易變形。 原因原因：槽中上、下水溫不同，冷卻速度、收縮不一致。 （3）水流方向與管材移動(dòng)方向相反。 原因原因：冷卻緩和，減小內(nèi)應(yīng)力。 （4）水槽長(zhǎng)度一般為26米。 2噴淋水箱冷卻：噴淋水箱冷卻：（在管上方噴冷卻水） 冷卻效果好，使變形減小。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （五）、牽伸與切割：（五）、牽伸與切割： 1.牽伸裝置：牽伸裝置： （1） 滾輪式滾輪式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牽引力小，適合100mm以下。 . 適度夾緊: A. 太緊，管材易開裂。 B. 太松，不能正常拉伸。 . 具有調(diào)速裝量，可調(diào)整牽伸比。 （2）履帶式）履帶式：接觸面積大，不易變形、打滑，適用于薄壁大管材。 2擠管牽伸比擠管

47、牽伸比： （1） 含義含義：擠出成型管材時(shí)，牽引速度與擠出速度之比稱之為擠管牽伸比。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 . （2） 牽伸比的計(jì)算牽伸比的計(jì)算： 口模環(huán)隙面積 R12-R22 牽伸比牽伸比 = = 管材截面積 r12-r22 牽伸比牽伸比 = 口模環(huán)隙寬度/管材厚度 = T/TS 一般T/TS=1.751,對(duì)HPVC管材T/TS=1.001.08,對(duì)聚乙烯管材T/TS=1.11.95。 原因原因:因?yàn)榫勐纫蚁┍染垡蚁┤垠w彈性小,出口膨脹較小,所以T/TS較小。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3口模、定徑套和管材尺寸的關(guān)系：口模、定徑套和管材尺寸的關(guān)系： （1）影響管材尺寸的兩

48、個(gè)主要因素：）影響管材尺寸的兩個(gè)主要因素： . 冷卻收縮，牽伸冷卻收縮，牽伸，一般使尺寸（厚度）減小。 . 出口膨脹（彈性出口膨脹（彈性）一般使厚度增加。 （2）口模內(nèi)徑）口模內(nèi)徑定徑套內(nèi)徑定徑套內(nèi)徑。(PE，一般為515%) . 出口膨脹的管坯易進(jìn)入定徑套。 . 本身有適當(dāng)膨脹，借壓縮空氣作用，進(jìn)行橫向拉伸，強(qiáng)度提高。 （3）管材外徑）管材外徑管材外徑口模內(nèi)徑。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4工藝控制要點(diǎn)：工藝控制要點(diǎn)： （1）牽伸比）牽伸比（速度）小，管材大、小不一致，強(qiáng)度低。 （2）牽伸比（）牽伸比（速度）過(guò)大時(shí)，管材縱向收縮率增大，尺寸穩(wěn)定性差。 原因：原因：拉伸取向解取向。 （

49、3）牽伸速度影響厚?。可焖俣扔绊懞癖　?. 牽伸速度大，管材壁薄。 . 牽伸速度小，管材壁厚。 （4）熔體彈性大）熔體彈性大，拉伸比應(yīng)高；反則反是。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 ( 六六 ).常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因及消除措施常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因及消除措施 1.厚度不均厚度不均(縱、橫向縱、橫向) .設(shè)備設(shè)備: A.芯模與口模定位不正。 B.牽伸與擠出軸線不正。 .工藝工藝: A.口模溫度不一致,不穩(wěn)定。 B.牽伸速度大小不穩(wěn)定,不適當(dāng)。 C.壓縮空氣壓力不穩(wěn)定。 D.機(jī)頭壓力不穩(wěn)定。 2.管材彎曲管材彎曲: (1).管材厚度不均.。 (2) .口模溫度不均勻。 (3).冷卻不均。 (4).冷卻

50、水槽兩孔不正。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3.管材光澤差管材光澤差: (1).口模溫度過(guò)低(塑化不良)。 (2).口模溫度過(guò)高(分解).。 (3).口模表面粗糙。 4.有黑色條紋有黑色條紋: (1).料溫過(guò)高； (2).過(guò)濾板(網(wǎng))未清理干凈； (3).原料熱穩(wěn)定性差,配方不合適； (4).機(jī)頭設(shè)計(jì)不合理,有死角。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 5.管面有皺紋管面有皺紋: (1).口模周圍溫度不一致.； (2).冷卻水太熱； (3) 牽引速度太慢。 6.內(nèi)壁毛糙內(nèi)壁毛糙,有裂紋有裂紋: (1).料中有雜質(zhì)； (2).芯模溫度過(guò)低.； (3).料筒溫度過(guò)低.； (4).牽引速度太快.

51、。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 二二 . 吹塑薄膜吹塑薄膜 由圖3-6-24可知,吹塑薄膜的主要生產(chǎn)工藝流程為: 擠出機(jī)熔融塑化膜坯(管) 擠出冷卻吹脹牽伸卷取。 圖圖3-6-24 擠出吹塑成型工藝示意圖擠出吹塑成型工藝示意圖 1-管坯擠出管坯擠出 2-吹氣膨脹吹氣膨脹 3-冷卻牽引冷卻牽引 4-切斷切斷 5-輥卷輥卷成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 1.膜坯的擠出膜坯的擠出: (1).擠出機(jī)和機(jī)頭擠出機(jī)和機(jī)頭: .擠出機(jī)（擠出機(jī)（一般為3090(mm),長(zhǎng)徑比為20.） 薄膜的折徑薄膜的折徑 規(guī)格型號(hào) 折徑/ mm 規(guī)格型號(hào) 折徑/ mm SJ-30 50300 SJ-120 2000

52、SJ-45 100500 SJ-150 3000 SJ-65 400900 SJ-200 4000 SJ-90 7001200 .機(jī)頭機(jī)頭: A. 直通式直通式: a. 多用于平擠平吹法、小規(guī)格薄膜和熱敏性(PVC)塑料。 b. 易重力下垂,熱對(duì)流,溫度分布不均勻.。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 B. 芯棒式機(jī)頭芯棒式機(jī)頭:（泡管與擠出方向垂直,側(cè)面進(jìn)料.） 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn):a. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,輕便,易制造。 b. 拼縫線少,膜強(qiáng)度高。 c. 機(jī)頭存料少,適用于PVC等熱敏性塑料。 d.有推力作用,口模易擺動(dòng);料流轉(zhuǎn)彎,流速不一, 厚度不均。 C. 其它其它:螺旋式機(jī)頭、十字形機(jī)頭、復(fù)合機(jī)頭

53、等. 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （2）溫度控制）溫度控制: .熱穩(wěn)定性差,料溫低,機(jī)頭溫度可稍高；反則反是。 .料筒溫度高,膜易發(fā)脆,縱向拉伸強(qiáng)度降低。 .料筒溫度低,塑化不良,流動(dòng)困難,不規(guī)則；拉伸強(qiáng)度,表面光澤差,透明度降低,出現(xiàn)年輪花紋,熔結(jié)痕明顯。 .對(duì)h大或L/D小的螺桿,采用機(jī)頭溫度少低于料筒溫度,可彌補(bǔ)螺桿的不足,以獲得較高質(zhì)量.。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （3）.工藝操作要點(diǎn)工藝操作要點(diǎn): .用銅制塞尺調(diào)整口模與芯模間環(huán)形縫隙厚度。 如0.030.05mm膜,則應(yīng)為0.40.8mm，圓周均勻一致。 .將泡管四周擠出量調(diào)均勻。 A. 間隙調(diào)均勻。間隙調(diào)均勻。 a.

54、出料快處,上緊螺絲。 b.出料慢處,放松螺絲。 B.溫度均勻一致. a. 出料快處,降溫。 b.出料慢處,升溫。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 .壓緊泡管端部引至牽引設(shè)備;開壓縮空氣,吹脹薄膜。 .調(diào)節(jié)牽引速度、吹脹比,使薄膜折徑、厚度符合要求。 .調(diào)整膜厚均勻度。 A. 調(diào)整冷卻風(fēng)環(huán)位置、風(fēng)量。 B. 穩(wěn)定泡徑長(zhǎng)度。 C. 取樣測(cè)厚度,找出厚、薄部分,進(jìn)行調(diào)整。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 2. 膜坯的吹脹膜坯的吹脹: （1）.吹脹比吹脹比:在吹塑薄膜中,吹脹后泡管直徑與口模直徑之比。 （2）.吹脹比一般控制在23,應(yīng)穩(wěn)定。 （3）.吹脹比大,膜薄,透明度高,光潔度好。 吹脹比過(guò)大時(shí)

55、,泡管不穩(wěn),厚度不均,其它缺陷增多。 （4）.直通式機(jī)頭:壓縮空氣多角架筋的中心芯模中心。 芯棒式機(jī)頭:由機(jī)頭底部芯棒中心壓縮空氣。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 3. 牽伸牽伸: （1）.牽伸裝量牽伸裝量: （2）.牽伸比牽伸比: .含含 義義:在吹塑薄膜中,牽引線速度與擠出速度之比稱為牽引比。通常為46。 .牽伸比太大時(shí),膜易拉斷,厚度難以控制。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4. 冷卻冷卻 （1）.冷卻風(fēng)環(huán)安裝在口模斜上方,有四個(gè)進(jìn)風(fēng)口分布四周。 （2）.風(fēng)量應(yīng)均勻,否則膜厚不均勻。 （3）.冷凍線 剛擠離口模的泡管是透明的,一旦冷卻至適當(dāng)溫度,即有晶體形成,就失去了透明性,而變得

56、混濁,透明與混濁的交界線被稱為冷凍線。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 （4）.影響冷凍線的因素影響冷凍線的因素: .吹脹比、冷卻速率大，冷凍線離口模近。 .牽引速率、口模厚度大,冷凍線離口模遠(yuǎn)。 .離口模距離遠(yuǎn)時(shí),橫向撕裂強(qiáng)度降低,濁度,沖擊強(qiáng)度降低。 （5）.若冷卻不夠若冷卻不夠,泡頸變長(zhǎng),尺寸變化大,易皺折。此時(shí),應(yīng)降低牽伸速度。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 (二二).常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因及克服措施常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因及克服措施: 1. 薄膜厚度不均薄膜厚度不均: （1）.設(shè)備設(shè)備: .芯模和口模定位不正。 .牽引與擠出不正。 .冷卻風(fēng)環(huán)位置不當(dāng)(高低、四周)。 （2）.工藝工藝: .口

57、模圓周溫度不均勻、不穩(wěn)定。 .牽引速度大小不合適、不穩(wěn)定。 . 冷卻風(fēng)量大小不合適、不穩(wěn)定。 .牽伸比和吹脹比不適當(dāng)。 .機(jī)頭壓力不穩(wěn)定。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 2.泡管歪斜泡管歪斜: （1）.料筒、口模溫度高。 （2）.膜厚不均。 （3）.連接器溫度過(guò)高。 3.有白點(diǎn)、焦粒有白點(diǎn)、焦粒:（1）.原料有雜質(zhì).。 （2）.過(guò)濾網(wǎng)破裂。 （3）.樹脂分解。 （4）.聚氯乙烯混料不均。 成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 4.膜面發(fā)花膜面發(fā)花 （1）.料筒、口模溫度過(guò)低。 （2）.螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快。 （3）.螺桿溫度過(guò)高或過(guò)低。 （4）.PVC配方不合理.(鉛鹽,耐寒性增塑劑多)。 5. 透明性差透明性差:（1）.料筒和口模溫度過(guò)低.。 （2）.冷卻速度太慢。成型工藝學(xué)塑料的擠出成型工藝課件 6. 氣泡氣泡:（1） 原料潮濕。 （2） 樹脂分解。 （3）螺桿壓縮比小。 7. 粘膜粘膜:（1）.冷卻不夠。 （2）.牽伸速度太快。 （3）.