塑料成型工藝與模具設(shè)計第18章課件

1普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材

楊永順主編

塑料成型工藝與模具設(shè)計1普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材

楊永順主編第18章擠出成型工藝與模具設(shè)計18.1擠出成型工藝218.2管材擠出模具設(shè)計18.3棒材擠出成型機頭設(shè)計18.4吹塑薄膜機頭18.5板片材擠出成型機頭設(shè)計18.6異型材擠出成型機頭18.7電線電纜擠出成型機頭第18章擠出成型工藝與模具設(shè)計18.1擠出成型工藝2183

概念：

擠出成型是將塑料在旋轉(zhuǎn)螺桿和機筒之間進(jìn)行輸送、壓縮、熔融塑化，定量地通過擠出機頭部的口模和定型裝置，生產(chǎn)出連續(xù)型材的一種工藝方法。

用途：

在擠出機頭部配以不同類型的機頭及其相應(yīng)的定型裝置和輔機，即可生產(chǎn)出管材、棒材、異型截面型材、板材、片材、薄膜、單絲、電線電纜覆層及中空制品毛坯等，大部分熱塑性塑料都能以擠出成型方法成型。簡介3 概念：簡介418.1擠出成型工藝418.1擠出成型工藝5

塑料從料斗加入擠出機機筒后，在旋轉(zhuǎn)螺桿的摩擦力和推動力作用下向前運動，在此過程中，塑料受到機筒的外部加熱、螺桿的剪切和壓縮以及塑料之間的相互摩擦等作用，逐漸塑化（即變成粘性流體），并通過具有一定形狀的擠出模具的口模及定型、冷卻、牽引、切斷等一系列輔助裝置，從而獲得截面形狀一定的連續(xù)型材。18.1.1擠出成型原理擠出成型原理5 塑料從料斗加入擠出機機筒后，在旋轉(zhuǎn)螺桿的6原材料的準(zhǔn)備塑化擠出成型定型冷卻18.1.1擠出成型原理擠出成型工藝過程圖18-1管材擠出成型1－切割裝置

2－塑料管

3－牽引裝置

4－浮塞5－冷卻裝置

6－定型套

7－機頭

8－擠出機料筒6原材料的準(zhǔn)備18.1.1擠出成型原理擠出成型工藝過程圖187擠出成型工藝參數(shù)包括：溫度壓力擠出速度牽引速度

18.1.2擠出成型工藝參數(shù)7擠出成型工藝參數(shù)包括：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)8概念：擠出成型溫度是指塑料熔體溫度。

為了方便檢測，常用機筒溫度近似表示。熱源：大部分由機筒外部的加熱器提供；

少部分來源于混合時產(chǎn)生的摩擦熱。要求：通常機頭溫度應(yīng)控制在塑料熱分解溫度之下；

口模溫度可以比機頭溫度稍低一些；

同時應(yīng)保證塑料熔體具有良好的流動性。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)1.溫度8概念：擠出成型溫度是指塑料熔體溫度。18.1.2擠出成型工9塑料名稱擠出溫度/℃原料水分控制/%加料段壓縮段均化段機頭丙烯酸類聚合物室溫100~170~200175~210≦0.025醋酸纖維素室溫110~130~150175~190＜0.5聚酰胺（PA）20~90140~180~270180~270<0.3聚乙烯（PE）室溫90~140~180160~200<0.3硬聚氯乙烯（HPVC）20~60120~170~180170~190<0.2軟聚氯乙烯及氯乙烯共聚物室溫80~120~140140~190<0.2聚苯乙烯（PS）20~100130~170~220180~245<0.118.1.2擠出成型工藝參數(shù)表18-1部分熱塑性塑料擠出成型時的溫度參數(shù)9塑料名稱擠出溫度/℃原料水分控制/%加料段壓縮段均化段機頭10產(chǎn)生壓力波動的原因：

螺桿轉(zhuǎn)速的變化，加熱、冷卻系統(tǒng)的不穩(wěn)定。壓力波動塑件質(zhì)量的影響：

導(dǎo)致局部疏松、表面不平、彎曲等缺陷?？刂拼胧?/p>

精確地控制螺桿轉(zhuǎn)速；

提高加熱和冷卻裝置的控溫精度和穩(wěn)定性。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)2.壓力10產(chǎn)生壓力波動的原因：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)2.壓力11概念：

擠出速度是單位時間內(nèi)從擠出機口模擠出的塑化好的塑料質(zhì)量（單位為kg/h）或長度（m/min），是擠出機生產(chǎn)能力高低的標(biāo)志。影響因素：擠出口模阻力螺桿與機筒的結(jié)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)速加熱系統(tǒng)塑料特性18.1.2擠出成型工藝參數(shù)3.擠出速度11概念：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)3.擠出速度12

螺桿轉(zhuǎn)速對成型工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的影響

增加螺桿轉(zhuǎn)速，可提高產(chǎn)量，同時由于剪切速率增加，使熔體的粘度降低，有利于物料的均勻化，此外，由于塑化良好，使得物料分子間的作用力增大，產(chǎn)品的機械強度得到提高；

螺桿轉(zhuǎn)速過高，會使電機負(fù)載過大，而且會使熔體壓力過高，使得熔體離模膨脹加大，進(jìn)而使得制件表面質(zhì)量變差。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)3.擠出速度12螺桿轉(zhuǎn)速對成型工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的影響18.13牽引速度的影響：產(chǎn)品壁厚，尺寸公差，性能及外觀，因而必須穩(wěn)定，并且要與管材擠出速度相適應(yīng)。牽引比：

牽引速度與擠出速度的比值。要求：

牽引比必須等于或大于1，即牽引速度應(yīng)略大于擠出速度。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)4.牽引速度13牽引速度的影響：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)4.牽引速度1418.2管材擠出模具設(shè)計1418.2管材擠出模具設(shè)計15塑料管材擠出模管材成型機頭定型模15塑管材成型機頭定型模16直通式機頭直角式機頭旁側(cè)式機頭微孔流道擠管機頭18.2.1管材成型機頭1.結(jié)構(gòu)類型16直通式機頭18.2.1管材成型機頭1.結(jié)構(gòu)類型17（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特征：

塑料熔體在機頭內(nèi)的流向與螺桿軸向一致。圖18-2管材擠出成型機頭1－管材2－定徑套3－口模4－芯模5－調(diào)節(jié)螺釘6－分流器7－分流器支架8－機頭體9－過濾板10－過濾網(wǎng)11、12－電加熱圈17（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特征：圖18-218（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特點：a.機頭結(jié)構(gòu)簡單，容易制造；b.熔體經(jīng)過分流器支架時形成的分流痕跡不易消除；c.機頭長度較大、整體結(jié)構(gòu)笨重。用途：

適用于聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯等塑料管材的擠出成型。18（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特點：19特征：

塑料熔體在機頭內(nèi)的流向與螺桿軸向成直角。18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭圖18-3直角式擠管機頭1－機頭體2－芯模3－調(diào)節(jié)螺釘4－口模5－連接管19特征：18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭圖18-320特點：a.塑料熔體包圍著芯模流動，成型時只會產(chǎn)生一條分流痕跡。b.熔體的流動阻力小、料流穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高，成型質(zhì)量較好。18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭20特點：18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭21特征：

擠出機的出管方向與供料方向平行。18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭圖18-4旁側(cè)式擠管機頭1、12－溫度計插孔2－口模3－芯模4、7－電加熱圈5－調(diào)節(jié)螺釘6－機頭體8、10－熔料測溫孔9－連接體11－芯模加熱器21特征：18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭圖18-422特點：1）旁側(cè)式機頭與直角式機頭結(jié)構(gòu)相似但更復(fù)雜;2）沒有分流器支架，芯模容易加熱，定型長度不長。3）大小管材均適用。18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭22特點：18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭23

特征：

出管方向與螺桿軸向一致;

機頭內(nèi)沒有分流器及分流支架;

熔體通過芯模的微孔進(jìn)入口模成型。

18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭圖18-5微孔流道擠管機頭1－芯模2－口模23 特征：18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭圖1824

特點：

1）擠出的管材沒有分流痕跡，管材強度高；2）機頭重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊；3）料流穩(wěn)定且流速可以控制；4）由于管材直徑大，容易因自重引起壁厚

不均。

用途：

適用于生產(chǎn)口徑較大（外徑可達(dá)600mm以上）的聚烯烴類塑料管材。18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭24 特點：18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭25（1）口模

口模是成型管材外表面輪廓的機頭零件，結(jié)構(gòu)如件3所示，主要尺寸為口模內(nèi)徑和定型段長度。

18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)設(shè)計圖18-2管材擠出成型機頭1－管材2－定徑套3－口模4－芯模5－調(diào)節(jié)螺釘6－分流器7－分流器支架8－機頭體9－過濾板10－過濾網(wǎng)11、12－電加熱圈25（1）口模18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)26（1）口模

1）口模內(nèi)徑DD=kds (18-1)

式中：D—口模內(nèi)徑（mm）；

ds—塑料管材的外徑（mm）；

k—補償系數(shù)，

內(nèi)徑定徑時取1.10~1.30；

外徑定徑時取0.95~1.05。18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)設(shè)計26（1）口模18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)27（1）口模

2）定型段長度L1L1=（0.5~3）ds(18-2)

當(dāng)管材直徑較大時定徑段長度取小值，反之取大值。

或者按照管材厚度計算L1=（8~15）t(18-3)

式中：t—管材厚度(mm)。18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)設(shè)計27（1）口模18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)28

芯模是成型管材內(nèi)表面輪廓的機頭零件，結(jié)構(gòu)如圖18-2的件4所示。

18.2.1管材成型機頭（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計28 芯模是成型管材內(nèi)表面輪廓的機頭零件，結(jié)29

1）芯模外徑d

指定型段的直徑，它決定管材的內(nèi)徑。d=D-2δ(18-4)

式中：

d—芯模外徑； D—口模內(nèi)徑； δ—口模與芯模的單邊間隙，

通常取0.83~0.94倍的管材壁厚。18.2.1管材成型機頭（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計29 1）芯模外徑d18.2.1管材成型機頭（230

芯模的長度由定型段和壓縮段兩部分構(gòu)成，定型段與口模的相應(yīng)段構(gòu)成管材的成型區(qū)。

壓縮段與口模相應(yīng)的錐面部分構(gòu)成塑料熔體的壓縮區(qū)，主要作用是使進(jìn)入定型區(qū)之前的塑料熔體的分流痕跡熔合消除。L2=(1.5~2.5)D0（18-5）

式中，L2—芯模的壓縮長度；D0—塑料熔體在多孔板出口的流道直徑。18.2.1管材成型機頭

2）芯模長度L2

（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計30 芯模的長度由定型段和壓縮段兩部分構(gòu)成，31

壓縮區(qū)的錐角稱為壓縮角。

對于低粘度塑料取45°~60°，

高粘度塑料取30°~50°18.2.1管材成型機頭

3）壓縮角α

（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計31 壓縮區(qū)的錐角稱為壓縮角。18.2.1管32

分流器作用：迫使流過的熔融料分散成薄層而加強傳熱效果，借以提高塑化能力。

分流器支架作用：支撐分流器及芯模，另外還起著攪拌物料的作用。18.2.1管材成型機頭（3）分流器和分流器支架2.結(jié)構(gòu)設(shè)計圖18-6分流器和分流器支架的結(jié)構(gòu)32分流器作用：迫使流過的熔融料分散33

擴(kuò)張角β：

低粘度不易分解塑料通常取45°~80°；

高粘度易分解塑料取30°~60°。

有效長度L3：L3=（0.6~1.5）D0（18-6）

式中：D0—機頭與過濾板相連處的流道直徑。

圓角R：一般取0.5~2mm。

表面粗糙度Ra：應(yīng)小于0.4~0.2μm。18.2.1管材成型機頭（3）分流器和分流器支架2.結(jié)構(gòu)設(shè)計33擴(kuò)張角β：18.2.1管材成型機頭（3）分流器和分34為了及時消除塑料通過分流器后形成的結(jié)合線，分流器支架上的分流筋應(yīng)做成流線型；在機械強度許可的前提下，其寬度和長度應(yīng)盡量小些，分流筋的數(shù)量也盡可能少。一般小型的用3根，中型的用4根，大型的用6~8根。分流器支架上設(shè)有進(jìn)氣孔，用以通入壓縮空氣使管坯定徑。18.2.1管材成型機頭3.設(shè)計要點34為了及時消除塑料通過分流器后形成的結(jié)合線，分流器支架上的35

（1）外徑定徑 1）壓縮空氣外徑定徑

原理：

在高溫塑料管坯內(nèi)通入壓縮空氣，使其緊貼定徑套內(nèi)壁而定型，為保持管內(nèi)壓力，可通過系于芯模上的浮塞封堵。

用途：

該法僅適用于管徑大于350mm的聚氯乙烯管及管徑大于90mm的聚烯烴管材。18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖18-7壓縮空氣外定徑原理1－管材2－定徑套3－口模35 （1）外徑定徑18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖1836

（1）外徑定徑2）真空外定徑定徑

原理：借助真空吸附力將管坯外壁緊貼于具有冷卻裝置的定徑套內(nèi)壁定型，從而獲得一定尺寸和形狀的管材。

特點：管材外觀質(zhì)量好、尺寸精度高、壁厚均勻性好、產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力小。是管材生產(chǎn)的重要定徑方法。

18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖18-8真空外定徑原理1－管材2－定徑套3－口模36 （1）外徑定徑18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖137

（2）內(nèi)定徑

原理：利用冷卻收縮使高溫管坯緊貼內(nèi)定徑芯模外表面而定型。18.2.2管材定徑模圖18-9內(nèi)定徑原理1－管材2－定徑芯模3－機頭4－芯模1.定徑方法

優(yōu)點：能保證管材內(nèi)孔的圓度且操作方便。

用途：

只適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的直角式機頭。

只是用于內(nèi)徑公差要求嚴(yán)格的壓力輸送管道。37 （2）內(nèi)定徑18.2.2管材定徑模圖18-9內(nèi)定徑38

（1）定徑套長度

要求：應(yīng)能使管坯表面形成足夠的硬化層，以達(dá)到定型的目的。

影響定徑套長度的因素：管材尺寸、塑料性能、管坯溫度、擠出速度、冷卻效率及熱傳導(dǎo)性能。

尺寸：對于RPVC管材，當(dāng)直徑小于300mm時，定徑套長度為管徑的3～6倍，倍數(shù)隨管徑減小而增加，直徑小于35mm時，可達(dá)10倍；

對于聚烯烴管材，定徑套長度為管徑的2～5倍，管徑小時取大值。18.2.2管材定徑模2.定徑套尺寸38 （1）定徑套長度18.2.2管材定徑模2.定徑套尺寸39

（2）定徑套直徑

外定徑套的內(nèi)徑可比口模內(nèi)徑大0.8%～1.2%。

（3）定徑套錐度

定徑套的出口直徑應(yīng)略小于進(jìn)口直徑，以滿足管坯冷卻收縮的需要。其錐度隨冷卻水溫度、管坯材料不同而異。

內(nèi)定徑時：

芯模長度一般取80～300mm。

芯模的外徑比管材內(nèi)徑大2%～4%。18.2.2管材定徑模2.定徑套尺寸39 （2）定徑套直徑18.2.2管材定徑模2.定徑4018.3棒材擠出成型機頭設(shè)計4018.3棒材擠出成型機頭設(shè)計41

棒材機頭流道不需要分流，只要做成無滯料區(qū)的光滑過渡即可滿足流動要求。18.3.1棒材機頭圖18-10圓形棒料擠出機頭典型結(jié)構(gòu)1－接套2－口模3－加熱圈4－機頭體5－柵板6、7－法蘭盤8－螺桿9－機筒41 棒材機頭流道不需要分流，只要做成無滯4218.3.1棒材機頭

要求： 1）由于棒材橫截面積大，故流道的阻力小，要想使實心型材密實，應(yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)上保證機頭有足夠的壓力。

如圖所示，在圓形口模中，雖然熔體流速沿半徑方向有很大變化，但沿圓周方向是一致的，即流動速度僅在一個方向變動。4218.3.1棒材機頭 要求：432）在給定流量和直徑條件下，管道越短，應(yīng)力建立的時間也越短，熔體離開口模時的膨脹就越大。一般塑料棒材的膨脹程度可以超過38％~120％

為此，在設(shè)計口模時常采用以下兩種方式，一是減少?？字睆?，二是使棒材制品的牽引速度等于口模處型坯的離模速度。流道平直部分直徑小，可起到增加機頭壓力，增強阻流的作用。

對于棒材密實度要求不高或作為提供二次加工坯料用時，擠出機頭可設(shè)計成組合式結(jié)構(gòu)，如圖18-11所示，加工制造十分容易。18.3.1棒材機頭

要求：432）在給定流量和直徑條件下，管44圖18-11組合式圓形棒料擠出機頭1－口模2－加熱圈3－接套4－聯(lián)接套5－機頭體18.3.1棒材機頭

要求：

對于棒材密實度要求不高或作為提供二次加工坯料用時，擠出機頭可設(shè)計成組合式結(jié)構(gòu)，加工制造十分容易。44圖18-11組合式圓形棒料擠出機頭18.3.1棒材機頭 45

設(shè)計不當(dāng)則不能保證棒材成型尺寸和外觀質(zhì)量，特別是收縮角選擇不當(dāng)會影響表面粗糙度。

成型段長度L:L=(4~10)D

或： Ds≤(60~150)mm時，取L=(150~200)mm Ds≥(60~150)mm時，取L=(230~300)mm式中，D—口模平直部分直徑Ds—塑料棒材直徑

機頭的收縮角α：通常取30°~60°。

機頭出口過渡角β：取45°以下。18.3.1棒材機頭

主要設(shè)計參數(shù)：45設(shè)計不當(dāng)則不能保證棒材成型尺寸和46圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)1－定型套2－絕熱板3－機頭18.3.2棒材定型套為了加強對棒材的冷卻效果，定型套上可設(shè)計出螺旋式冷卻槽。為減少機頭熱量向定型套的傳遞，兩者間應(yīng)當(dāng)安放絕熱板，其材料通常用聚四氟乙烯。

定型套結(jié)構(gòu)：46圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)18.3.2棒材定型47圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)1－定型套2－絕熱板3－機頭18.3.2棒材定型套依據(jù)冷卻介質(zhì)的溫度而定，溫度低時可取短些，反之則取長些；棒材直徑在50mm以下時，定型套長度取200~350mm；棒材直徑為50~100mm時，定型套長度取300~500mm。

定型套長度：47圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)18.3.2棒材定型4818.4吹塑薄膜機頭4818.4吹塑薄膜機頭49

吹塑成型比壓延、流延、拉伸等方法生產(chǎn)塑料薄膜經(jīng)濟(jì)，加工簡單、生產(chǎn)效率高，廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等塑料薄膜的生產(chǎn)。

吹塑薄膜機頭簡稱為吹膜機頭，根據(jù)成型過程中熔體的擠出方向及泡管的牽引方向不同，薄膜吹塑成型可分為平擠上吹、平擠下吹、平擠平吹三種方法。

其中前兩種使用直角式機頭，后一種使用水平機頭。吹膜機頭根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同有芯模式機頭、十字形機頭（中心進(jìn)料式機頭）、旋轉(zhuǎn)芯模式機頭和多層復(fù)合膜機頭等。簡介49吹塑成型比壓延、流延、拉伸等方法生50 以平擠上吹法為例：

來自擠塑機的熔料熔體通過機頸7到達(dá)芯軸9，并分成兩股沿芯模軸分料線流動，在其末端尖處匯合后，沿機頭流道環(huán)隙擠成管坯。由進(jìn)氣裝置向芯軸9中通入壓縮空氣，將管坯吹脹成膜。

管坯可用調(diào)節(jié)螺釘5調(diào)節(jié)其厚薄均勻性。18.4.1薄膜吹塑原理圖18-13芯模式機頭1－芯模2－緩沖槽3－口模4－壓環(huán)5－調(diào)節(jié)螺釘6－口模座7－機頸8－緊固螺母9－芯軸10－模體50 以平擠上吹法為例：18.4.1薄膜吹塑原理圖18-1351

以芯模式機頭為例

（1）口模與芯模的單邊間隙δδ太小，機頭內(nèi)成型壓力就大，擠出速度慢；

δ太大，則需要較大的吹脹比及牽引力，薄膜的均勻性較差，容易被拉斷。

δ=0.4~1.2mm， δ=（18~30）t

t—薄膜厚度。18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)51 以芯模式機頭為例18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)52（2）口模定型段長度L1≥15δ（3）緩沖槽厚度

目的：消除芯模尖角處的熔接痕跡。

尺寸：深度h=(3.5~8)δ

寬度b=(15~30)δ18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)52（2）口模定型段長度18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)53（4）吹脹比、牽引比和壓縮比吹脹比是指吹脹后的泡管膜直徑與管坯直徑的比值，一般取1.5~3；牽引比是指泡管膜牽引速度與管坯擠出速度的比值，通常取4~6；壓縮比是指機頸內(nèi)流道截面積與口模定型段截面積的比值，一般應(yīng)大于或等于2。（5）芯模擴(kuò)張角

芯模擴(kuò)張角α不能取太大，否則會使塑料流動阻力增大，對薄膜均勻性和機頭強度產(chǎn)生不良影響。α通常取80°~90°，最大取100°~120°。18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)53（4）吹脹比、牽引比和壓縮比18.4.2薄膜吹塑機頭幾何5418.5板片材擠出成型機頭設(shè)計5418.5板片材擠出成型機頭設(shè)計55

板材：厚度超過1mm，擠出成型

片材：厚度在0.25~1mm之間，擠出成型

平膜：厚度度在0.25mm以下，擠出吹塑成型基本概念55 板材：厚度超過1mm，擠出成型基本概念56

機頭特征：

機頭在成型段的橫截面上具有平行縫隙特征，熔體流道的?？冢ǔ隽峡冢挾?。

要求：a.使熔體流速沿幅寬方向上要均勻一致，以保證制件厚度均勻；b.要求塑料熔體流經(jīng)整個機頭流道的壓力降要適度；c.停留時間要盡可能短，且無滯料現(xiàn)象發(fā)生?；靖拍?6 機頭特征：基本概念57特點：板片材擠出成型設(shè)備簡單、生產(chǎn)過程連續(xù)、成本低廉、材料沖擊強度高，但厚度均勻性較差。用途：適用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、抗沖聚丙乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛和醋酸纖維等板、片材擠出成型。類型：按模腔形狀主要有魚尾式、支管式、螺桿式和衣架式等?；靖拍?7特點：基本概念58塑料熔體呈放射狀流動，從機頭的中部進(jìn)入模腔，并沿寬度展開。其模腔形狀猶如魚尾。18.5.1魚尾式機頭圖18-14帶阻流器的魚尾式機頭1－?？谡{(diào)節(jié)塊2－阻流器結(jié)構(gòu)特征：a.結(jié)構(gòu)比較簡單且易于加工制造。b.熔體中部的壓力大，流速高，溫度高，粘度小。c.兩側(cè)熔體的壓力相對較小，因而流速較低，溫度較低，粘度偏大。

特點：

因此，口模中部出料較多而兩側(cè)相對較少，造成塑料件厚度不均勻。58塑料熔體呈放射狀流動，從機頭的中部進(jìn)入模腔，并沿寬度展開59在機頭模腔內(nèi)設(shè)置阻流裝置。采用阻流棒來調(diào)節(jié)料流阻力。18.5.1魚尾式機頭避免塑件厚度不均的措施：主要用于粘度較低的聚烯烴類塑料、粘度較高的塑料以及熱敏性較強的聚氯乙烯和聚甲醛等塑料的擠出成型。

用于幅寬不大于500mm，厚度不大于3mm板片材成型。用途：圖18-15帶阻流器和阻流棒的魚尾式機頭59在機頭模腔內(nèi)設(shè)置阻流裝置。18.5.1魚尾式機頭避免塑件60

機頭模腔呈管狀;

由一個縱向切口與口模區(qū)相連。特點：

體積小、質(zhì)量輕、易加工，

可以擠出幅寬較大的板材，

應(yīng)用較廣泛。18.5.2支管式機頭特征：60 機頭模腔呈管狀;18.5.2支管式機頭特征：61一端供料的直支管機頭中間供料的直支管機頭彎支管機頭帶有阻流棒的雙支管機頭18.5.2支管式機頭機頭形式：61一端供料的直支管機頭18.5.2支管式機頭機頭形式：62特征：塑料熔體從支管的一端進(jìn)入。結(jié)構(gòu)特點：支管模腔與擠出物料流向一致，塑件的寬度可以由幅寬調(diào)節(jié)塊1調(diào)節(jié)。

熔體在支管內(nèi)停留時間較長容易分解，料溫也難以控制。18.5.2支管式機頭（1）一端供料的直支管機頭：圖18-16一端供料的直支管機頭1－幅寬調(diào)節(jié)塊2－支管模腔3－?？谡{(diào)節(jié)塊4－調(diào)節(jié)螺釘62特征：塑料熔體從支管的一端進(jìn)入。18.5.2支管式機頭（63特征：塑料熔體從支管的中間進(jìn)料，分流并充滿支管后，從平縫中擠出。18.5.2支管式機頭（2）中間供料的直支管機頭：圖18-17中間供料的直支管機頭1－幅寬調(diào)節(jié)塊2－支管模腔3－?？谡{(diào)節(jié)塊4－調(diào)節(jié)螺釘結(jié)構(gòu)特點：

機頭結(jié)構(gòu)簡單，能調(diào)節(jié)幅寬，可以生產(chǎn)寬幅塑料件，且制件沿中心線有較好的對稱性。因此應(yīng)用比較廣泛。63特征：塑料熔體從支管的中間進(jìn)料，分流并充滿支管后，從平縫64特點：a.具有中間供料的直支管機頭的優(yōu)點；b.料腔呈流線型，沒有死角，物料不會滯留；c.機頭制造困難，幅寬不能調(diào)節(jié)。用途：特別適合熱穩(wěn)定性差的塑料（如聚氯乙烯）成型。18.5.2支管式機頭（3）彎支管機頭：圖18-18中間供料的彎支管機頭64特點：18.5.2支管式機頭（3）彎支管機頭：圖18-165

阻流棒的作用：

調(diào)節(jié)流量，限制模腔中部塑料熔體的流動速度。18.5.2支管式機頭（4）帶有阻流棒的雙支管機頭：圖18-19帶有阻流棒的雙支管機頭1－支管模腔2－阻流棒3－模口調(diào)節(jié)塊

用途：

用于加工成型粘度高、幅度寬的塑件，成型幅度可達(dá)1~2m。65 阻流棒的作用：18.5.2支管式機頭（4）帶有阻流棒的66

特征：在螺桿式機頭的模腔內(nèi)安裝一根可以單獨驅(qū)動的螺桿。

制作要求：為防止塑料熔體受熱分解，螺桿應(yīng)制作成多頭、漸變型螺紋并可以單獨轉(zhuǎn)動。18.5.3螺桿式機頭進(jìn)料出塑件12圖18-20螺桿式機頭1－過濾板2－螺桿66 特征：在螺桿式機頭的模腔內(nèi)安裝一根可以單獨驅(qū)動的螺桿。67

優(yōu)點：a.螺桿的旋轉(zhuǎn)可以塑化塑料，物料也不會滯在支管內(nèi)。b.由于螺桿能均勻地將物料分配到機頭整個寬度上，所以可使?？诘膲毫鶆?，流速趨于一致，以便獲得厚度均勻的板片材。

缺點：a.機頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難、成本高。b.物料在模腔內(nèi)由圓周運動變?yōu)橹本€運動，所以塑件表面容易出現(xiàn)波形痕跡。18.5.3螺桿式機頭67 優(yōu)點：18.5.3螺桿式機頭6818.6異型材擠出成型機頭6818.6異型材擠出成型機頭69

異型材：除管材、棒材、板（片）材、薄膜等形狀外的其它截面形狀的塑料型材。

塑料異型材在建筑、交通、汽車等方面已經(jīng)被廣泛使用。塑料異型材截面形狀不規(guī)則，幾何形狀復(fù)雜，尺寸精度要求高。

由于異型材的形狀尺寸和所用的塑料品種較多且復(fù)雜，所以異型材機頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計也比較困難。

異型材擠出機頭形式：板式機頭

流線型機頭基本概念69 異型材：除管材、棒材、板（片）材、薄膜等形狀外的其它截70

特點：a.結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低、安裝調(diào)試也較容易。b.機頭內(nèi)流道截面在口模入口處急劇變化，熔體流動容易形成局部滯留，引起塑料分解。

用途：

只適用于形狀較簡單、生產(chǎn)批量較小的情況，不適于擠出熱敏性塑料如RPVC。18.6.1板式機頭圖18-21板式機頭1－芯模2－口模3－口模板4－模座70 特點：18.6.1板式機頭圖18-21板式機頭71結(jié)構(gòu)特征：

機頭內(nèi)流道從進(jìn)料口到口模出口，截面由圓形截面逐漸過渡為異型材所要求的截面形狀和尺寸，流道內(nèi)表面呈流線型，沒有急劇過渡和死角。18.6.2流線型機頭圖18-22流線型機頭71結(jié)構(gòu)特征：18.6.2流線型機頭圖18-22流線型機72特點：

克服了板式機頭內(nèi)流道急劇變化的缺陷，可以保證復(fù)雜截面異型材和熱敏性較高的塑料的成型質(zhì)量；

流線型機頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度較大。18.6.2流線型機頭72特點：18.6.2流線型機頭7318.7電線電纜擠出成型機頭7318.7電線電纜擠出成型機頭74

電線：

是在金屬芯線外包覆一層塑料作為絕緣層的擠出制品；

電纜：

是在相互絕緣的導(dǎo)線或不規(guī)則的芯線上包覆一層塑料絕緣層的擠出制品。74 電線： 電纜：75原理：

塑料熔體由塑料過濾板進(jìn)入機頭體，轉(zhuǎn)向90°，沿著導(dǎo)向器與機頭體的環(huán)形間隙流動，在口模成型段包覆在金屬芯線上，芯線連續(xù)不斷地通過導(dǎo)向器，包覆擠出生產(chǎn)過程就可連續(xù)進(jìn)行。18.7.1擠壓式包覆機頭圖18-23擠壓式包覆機頭1－芯線2－導(dǎo)向器3－機頭體4－加熱器5－調(diào)節(jié)螺釘6－口模7－包覆塑件8－過濾板9－擠出機螺桿75原理：18.7.1擠壓式包覆機頭圖18-23擠壓式包覆機76特點： a.機頭結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整也較方便。 b.芯線與塑料包覆層的同心度不好，包覆層厚度不均勻。原因：加熱溫度不均勻；用途：常用于電線的生產(chǎn)。18.7.1擠壓式包覆機頭76特點：18.7.1擠壓式包覆機頭77原理：塑料熔體由多孔板進(jìn)入機頭體，然后沿導(dǎo)向器與機頭體的環(huán)形間隙流動，擠出口模后靠熱收縮或借助于真空包覆在芯線上。18.7.2套管式包覆機頭圖18-24套管式包覆機頭1－螺旋面2－芯線3－擠出機螺桿4－多孔板5－導(dǎo)向器6－電熱器7－口模

導(dǎo)向器的作用相當(dāng)管材擠出機頭中的芯模，用于成型管材的內(nèi)表面，口模成型管材的外表面。77原理：塑料熔體由多孔板進(jìn)入機頭體，然后沿導(dǎo)向器與機頭體的78習(xí)

題1、塑件擠出成型的原理是什么？它適合哪種塑件的生產(chǎn)？2、擠出成型工藝的參數(shù)主要有哪些？這些參數(shù)對擠出成型生產(chǎn)有哪些影響？3、管材擠出成形機頭有哪幾種？各有什么特點？4、板材和片材擠出成型機頭有哪幾種？各有什么特點？5、電線電纜擠出成形機頭分為哪兩種？各用于什么場合？78習(xí)題1、塑件擠出成型的原理是什么？它適合哪種塑件的生樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。11月-2211月-22Saturday,November5,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。02:29:4602:29:4602:2911/5/20222:29:46AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。11月-2202:29:4602:29Nov-2205-Nov-22加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。02:29:4602:29:4602:29Saturday,November5,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。11月-2211月-2202:29:4602:29:46November5,2022踏實肯干，努力奮斗。2022年11月5日2:29上午11月-2211月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。05十一月20222:29:46上午02:29:4611月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十一月222:29上午11月-2202:29November5,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/11/52:29:4602:29:4605November2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。2:29:46上午2:29上午02:29:4611月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。11月-2211月-2202:2902:29:4602:29:46Nov-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實。2022/11/52:29:46Saturday,November5,2022相信相信得力量。11月-222022/11/52:29:4611月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。11月-2211月-2280普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材

楊永順主編

塑料成型工藝與模具設(shè)計1普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材

楊永順主編第18章擠出成型工藝與模具設(shè)計18.1擠出成型工藝8118.2管材擠出模具設(shè)計18.3棒材擠出成型機頭設(shè)計18.4吹塑薄膜機頭18.5板片材擠出成型機頭設(shè)計18.6異型材擠出成型機頭18.7電線電纜擠出成型機頭第18章擠出成型工藝與模具設(shè)計18.1擠出成型工藝21882

概念：

擠出成型是將塑料在旋轉(zhuǎn)螺桿和機筒之間進(jìn)行輸送、壓縮、熔融塑化，定量地通過擠出機頭部的口模和定型裝置，生產(chǎn)出連續(xù)型材的一種工藝方法。

用途：

在擠出機頭部配以不同類型的機頭及其相應(yīng)的定型裝置和輔機，即可生產(chǎn)出管材、棒材、異型截面型材、板材、片材、薄膜、單絲、電線電纜覆層及中空制品毛坯等，大部分熱塑性塑料都能以擠出成型方法成型。簡介3 概念：簡介8318.1擠出成型工藝418.1擠出成型工藝84

塑料從料斗加入擠出機機筒后，在旋轉(zhuǎn)螺桿的摩擦力和推動力作用下向前運動，在此過程中，塑料受到機筒的外部加熱、螺桿的剪切和壓縮以及塑料之間的相互摩擦等作用，逐漸塑化（即變成粘性流體），并通過具有一定形狀的擠出模具的口模及定型、冷卻、牽引、切斷等一系列輔助裝置，從而獲得截面形狀一定的連續(xù)型材。18.1.1擠出成型原理擠出成型原理5 塑料從料斗加入擠出機機筒后，在旋轉(zhuǎn)螺桿的85原材料的準(zhǔn)備塑化擠出成型定型冷卻18.1.1擠出成型原理擠出成型工藝過程圖18-1管材擠出成型1－切割裝置

2－塑料管

3－牽引裝置

4－浮塞5－冷卻裝置

6－定型套

7－機頭

8－擠出機料筒6原材料的準(zhǔn)備18.1.1擠出成型原理擠出成型工藝過程圖1886擠出成型工藝參數(shù)包括：溫度壓力擠出速度牽引速度

18.1.2擠出成型工藝參數(shù)7擠出成型工藝參數(shù)包括：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)87概念：擠出成型溫度是指塑料熔體溫度。

為了方便檢測，常用機筒溫度近似表示。熱源：大部分由機筒外部的加熱器提供；

少部分來源于混合時產(chǎn)生的摩擦熱。要求：通常機頭溫度應(yīng)控制在塑料熱分解溫度之下；

口模溫度可以比機頭溫度稍低一些；

同時應(yīng)保證塑料熔體具有良好的流動性。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)1.溫度8概念：擠出成型溫度是指塑料熔體溫度。18.1.2擠出成型工88塑料名稱擠出溫度/℃原料水分控制/%加料段壓縮段均化段機頭丙烯酸類聚合物室溫100~170~200175~210≦0.025醋酸纖維素室溫110~130~150175~190＜0.5聚酰胺（PA）20~90140~180~270180~270<0.3聚乙烯（PE）室溫90~140~180160~200<0.3硬聚氯乙烯（HPVC）20~60120~170~180170~190<0.2軟聚氯乙烯及氯乙烯共聚物室溫80~120~140140~190<0.2聚苯乙烯（PS）20~100130~170~220180~245<0.118.1.2擠出成型工藝參數(shù)表18-1部分熱塑性塑料擠出成型時的溫度參數(shù)9塑料名稱擠出溫度/℃原料水分控制/%加料段壓縮段均化段機頭89產(chǎn)生壓力波動的原因：

螺桿轉(zhuǎn)速的變化，加熱、冷卻系統(tǒng)的不穩(wěn)定。壓力波動塑件質(zhì)量的影響：

導(dǎo)致局部疏松、表面不平、彎曲等缺陷。控制措施：

精確地控制螺桿轉(zhuǎn)速；

提高加熱和冷卻裝置的控溫精度和穩(wěn)定性。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)2.壓力10產(chǎn)生壓力波動的原因：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)2.壓力90概念：

擠出速度是單位時間內(nèi)從擠出機口模擠出的塑化好的塑料質(zhì)量（單位為kg/h）或長度（m/min），是擠出機生產(chǎn)能力高低的標(biāo)志。影響因素：擠出口模阻力螺桿與機筒的結(jié)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)速加熱系統(tǒng)塑料特性18.1.2擠出成型工藝參數(shù)3.擠出速度11概念：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)3.擠出速度91

螺桿轉(zhuǎn)速對成型工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的影響

增加螺桿轉(zhuǎn)速，可提高產(chǎn)量，同時由于剪切速率增加，使熔體的粘度降低，有利于物料的均勻化，此外，由于塑化良好，使得物料分子間的作用力增大，產(chǎn)品的機械強度得到提高；

螺桿轉(zhuǎn)速過高，會使電機負(fù)載過大，而且會使熔體壓力過高，使得熔體離模膨脹加大，進(jìn)而使得制件表面質(zhì)量變差。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)3.擠出速度12螺桿轉(zhuǎn)速對成型工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的影響18.92牽引速度的影響：產(chǎn)品壁厚，尺寸公差，性能及外觀，因而必須穩(wěn)定，并且要與管材擠出速度相適應(yīng)。牽引比：

牽引速度與擠出速度的比值。要求：

牽引比必須等于或大于1，即牽引速度應(yīng)略大于擠出速度。18.1.2擠出成型工藝參數(shù)4.牽引速度13牽引速度的影響：18.1.2擠出成型工藝參數(shù)4.牽引速度9318.2管材擠出模具設(shè)計1418.2管材擠出模具設(shè)計94塑料管材擠出模管材成型機頭定型模15塑管材成型機頭定型模95直通式機頭直角式機頭旁側(cè)式機頭微孔流道擠管機頭18.2.1管材成型機頭1.結(jié)構(gòu)類型16直通式機頭18.2.1管材成型機頭1.結(jié)構(gòu)類型96（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特征：

塑料熔體在機頭內(nèi)的流向與螺桿軸向一致。圖18-2管材擠出成型機頭1－管材2－定徑套3－口模4－芯模5－調(diào)節(jié)螺釘6－分流器7－分流器支架8－機頭體9－過濾板10－過濾網(wǎng)11、12－電加熱圈17（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特征：圖18-297（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特點：a.機頭結(jié)構(gòu)簡單，容易制造；b.熔體經(jīng)過分流器支架時形成的分流痕跡不易消除；c.機頭長度較大、整體結(jié)構(gòu)笨重。用途：

適用于聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯等塑料管材的擠出成型。18（1）直通式機頭18.2.1管材成型機頭特點：98特征：

塑料熔體在機頭內(nèi)的流向與螺桿軸向成直角。18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭圖18-3直角式擠管機頭1－機頭體2－芯模3－調(diào)節(jié)螺釘4－口模5－連接管19特征：18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭圖18-399特點：a.塑料熔體包圍著芯模流動，成型時只會產(chǎn)生一條分流痕跡。b.熔體的流動阻力小、料流穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高，成型質(zhì)量較好。18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭20特點：18.2.1管材成型機頭（2）直角式機頭100特征：

擠出機的出管方向與供料方向平行。18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭圖18-4旁側(cè)式擠管機頭1、12－溫度計插孔2－口模3－芯模4、7－電加熱圈5－調(diào)節(jié)螺釘6－機頭體8、10－熔料測溫孔9－連接體11－芯模加熱器21特征：18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭圖18-4101特點：1）旁側(cè)式機頭與直角式機頭結(jié)構(gòu)相似但更復(fù)雜;2）沒有分流器支架，芯模容易加熱，定型長度不長。3）大小管材均適用。18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭22特點：18.2.1管材成型機頭（3）旁側(cè)式機頭102

特征：

出管方向與螺桿軸向一致;

機頭內(nèi)沒有分流器及分流支架;

熔體通過芯模的微孔進(jìn)入口模成型。

18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭圖18-5微孔流道擠管機頭1－芯模2－口模23 特征：18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭圖18103

特點：

1）擠出的管材沒有分流痕跡，管材強度高；2）機頭重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊；3）料流穩(wěn)定且流速可以控制；4）由于管材直徑大，容易因自重引起壁厚

不均。

用途：

適用于生產(chǎn)口徑較大（外徑可達(dá)600mm以上）的聚烯烴類塑料管材。18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭24 特點：18.2.1管材成型機頭（4）微孔流道機頭104（1）口模

口模是成型管材外表面輪廓的機頭零件，結(jié)構(gòu)如件3所示，主要尺寸為口模內(nèi)徑和定型段長度。

18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)設(shè)計圖18-2管材擠出成型機頭1－管材2－定徑套3－口模4－芯模5－調(diào)節(jié)螺釘6－分流器7－分流器支架8－機頭體9－過濾板10－過濾網(wǎng)11、12－電加熱圈25（1）口模18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)105（1）口模

1）口模內(nèi)徑DD=kds (18-1)

式中：D—口模內(nèi)徑（mm）；

ds—塑料管材的外徑（mm）；

k—補償系數(shù)，

內(nèi)徑定徑時取1.10~1.30；

外徑定徑時取0.95~1.05。18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)設(shè)計26（1）口模18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)106（1）口模

2）定型段長度L1L1=（0.5~3）ds(18-2)

當(dāng)管材直徑較大時定徑段長度取小值，反之取大值。

或者按照管材厚度計算L1=（8~15）t(18-3)

式中：t—管材厚度(mm)。18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)設(shè)計27（1）口模18.2.1管材成型機頭2.結(jié)構(gòu)107

芯模是成型管材內(nèi)表面輪廓的機頭零件，結(jié)構(gòu)如圖18-2的件4所示。

18.2.1管材成型機頭（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計28 芯模是成型管材內(nèi)表面輪廓的機頭零件，結(jié)108

1）芯模外徑d

指定型段的直徑，它決定管材的內(nèi)徑。d=D-2δ(18-4)

式中：

d—芯模外徑； D—口模內(nèi)徑； δ—口模與芯模的單邊間隙，

通常取0.83~0.94倍的管材壁厚。18.2.1管材成型機頭（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計29 1）芯模外徑d18.2.1管材成型機頭（2109

芯模的長度由定型段和壓縮段兩部分構(gòu)成，定型段與口模的相應(yīng)段構(gòu)成管材的成型區(qū)。

壓縮段與口模相應(yīng)的錐面部分構(gòu)成塑料熔體的壓縮區(qū)，主要作用是使進(jìn)入定型區(qū)之前的塑料熔體的分流痕跡熔合消除。L2=(1.5~2.5)D0（18-5）

式中，L2—芯模的壓縮長度；D0—塑料熔體在多孔板出口的流道直徑。18.2.1管材成型機頭

2）芯模長度L2

（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計30 芯模的長度由定型段和壓縮段兩部分構(gòu)成，110

壓縮區(qū)的錐角稱為壓縮角。

對于低粘度塑料取45°~60°，

高粘度塑料取30°~50°18.2.1管材成型機頭

3）壓縮角α

（2）芯模2.結(jié)構(gòu)設(shè)計31 壓縮區(qū)的錐角稱為壓縮角。18.2.1管111

分流器作用：迫使流過的熔融料分散成薄層而加強傳熱效果，借以提高塑化能力。

分流器支架作用：支撐分流器及芯模，另外還起著攪拌物料的作用。18.2.1管材成型機頭（3）分流器和分流器支架2.結(jié)構(gòu)設(shè)計圖18-6分流器和分流器支架的結(jié)構(gòu)32分流器作用：迫使流過的熔融料分散112

擴(kuò)張角β：

低粘度不易分解塑料通常取45°~80°；

高粘度易分解塑料取30°~60°。

有效長度L3：L3=（0.6~1.5）D0（18-6）

式中：D0—機頭與過濾板相連處的流道直徑。

圓角R：一般取0.5~2mm。

表面粗糙度Ra：應(yīng)小于0.4~0.2μm。18.2.1管材成型機頭（3）分流器和分流器支架2.結(jié)構(gòu)設(shè)計33擴(kuò)張角β：18.2.1管材成型機頭（3）分流器和分113為了及時消除塑料通過分流器后形成的結(jié)合線，分流器支架上的分流筋應(yīng)做成流線型；在機械強度許可的前提下，其寬度和長度應(yīng)盡量小些，分流筋的數(shù)量也盡可能少。一般小型的用3根，中型的用4根，大型的用6~8根。分流器支架上設(shè)有進(jìn)氣孔，用以通入壓縮空氣使管坯定徑。18.2.1管材成型機頭3.設(shè)計要點34為了及時消除塑料通過分流器后形成的結(jié)合線，分流器支架上的114

（1）外徑定徑 1）壓縮空氣外徑定徑

原理：

在高溫塑料管坯內(nèi)通入壓縮空氣，使其緊貼定徑套內(nèi)壁而定型，為保持管內(nèi)壓力，可通過系于芯模上的浮塞封堵。

用途：

該法僅適用于管徑大于350mm的聚氯乙烯管及管徑大于90mm的聚烯烴管材。18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖18-7壓縮空氣外定徑原理1－管材2－定徑套3－口模35 （1）外徑定徑18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖18115

（1）外徑定徑2）真空外定徑定徑

原理：借助真空吸附力將管坯外壁緊貼于具有冷卻裝置的定徑套內(nèi)壁定型，從而獲得一定尺寸和形狀的管材。

特點：管材外觀質(zhì)量好、尺寸精度高、壁厚均勻性好、產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力小。是管材生產(chǎn)的重要定徑方法。

18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖18-8真空外定徑原理1－管材2－定徑套3－口模36 （1）外徑定徑18.2.2管材定徑模1.定徑方法圖1116

（2）內(nèi)定徑

原理：利用冷卻收縮使高溫管坯緊貼內(nèi)定徑芯模外表面而定型。18.2.2管材定徑模圖18-9內(nèi)定徑原理1－管材2－定徑芯模3－機頭4－芯模1.定徑方法

優(yōu)點：能保證管材內(nèi)孔的圓度且操作方便。

用途：

只適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的直角式機頭。

只是用于內(nèi)徑公差要求嚴(yán)格的壓力輸送管道。37 （2）內(nèi)定徑18.2.2管材定徑模圖18-9內(nèi)定徑117

（1）定徑套長度

要求：應(yīng)能使管坯表面形成足夠的硬化層，以達(dá)到定型的目的。

影響定徑套長度的因素：管材尺寸、塑料性能、管坯溫度、擠出速度、冷卻效率及熱傳導(dǎo)性能。

尺寸：對于RPVC管材，當(dāng)直徑小于300mm時，定徑套長度為管徑的3～6倍，倍數(shù)隨管徑減小而增加，直徑小于35mm時，可達(dá)10倍；

對于聚烯烴管材，定徑套長度為管徑的2～5倍，管徑小時取大值。18.2.2管材定徑模2.定徑套尺寸38 （1）定徑套長度18.2.2管材定徑模2.定徑套尺寸118

（2）定徑套直徑

外定徑套的內(nèi)徑可比口模內(nèi)徑大0.8%～1.2%。

（3）定徑套錐度

定徑套的出口直徑應(yīng)略小于進(jìn)口直徑，以滿足管坯冷卻收縮的需要。其錐度隨冷卻水溫度、管坯材料不同而異。

內(nèi)定徑時：

芯模長度一般取80～300mm。

芯模的外徑比管材內(nèi)徑大2%～4%。18.2.2管材定徑模2.定徑套尺寸39 （2）定徑套直徑18.2.2管材定徑模2.定徑11918.3棒材擠出成型機頭設(shè)計4018.3棒材擠出成型機頭設(shè)計120

棒材機頭流道不需要分流，只要做成無滯料區(qū)的光滑過渡即可滿足流動要求。18.3.1棒材機頭圖18-10圓形棒料擠出機頭典型結(jié)構(gòu)1－接套2－口模3－加熱圈4－機頭體5－柵板6、7－法蘭盤8－螺桿9－機筒41 棒材機頭流道不需要分流，只要做成無滯12118.3.1棒材機頭

要求： 1）由于棒材橫截面積大，故流道的阻力小，要想使實心型材密實，應(yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)上保證機頭有足夠的壓力。

如圖所示，在圓形口模中，雖然熔體流速沿半徑方向有很大變化，但沿圓周方向是一致的，即流動速度僅在一個方向變動。4218.3.1棒材機頭 要求：1222）在給定流量和直徑條件下，管道越短，應(yīng)力建立的時間也越短，熔體離開口模時的膨脹就越大。一般塑料棒材的膨脹程度可以超過38％~120％

為此，在設(shè)計口模時常采用以下兩種方式，一是減少?？字睆剑鞘拱舨闹破返臓恳俣鹊扔诳谀Ｌ幮团鞯碾x模速度。流道平直部分直徑小，可起到增加機頭壓力，增強阻流的作用。

對于棒材密實度要求不高或作為提供二次加工坯料用時，擠出機頭可設(shè)計成組合式結(jié)構(gòu)，如圖18-11所示，加工制造十分容易。18.3.1棒材機頭

要求：432）在給定流量和直徑條件下，管123圖18-11組合式圓形棒料擠出機頭1－口模2－加熱圈3－接套4－聯(lián)接套5－機頭體18.3.1棒材機頭

要求：

對于棒材密實度要求不高或作為提供二次加工坯料用時，擠出機頭可設(shè)計成組合式結(jié)構(gòu)，加工制造十分容易。44圖18-11組合式圓形棒料擠出機頭18.3.1棒材機頭 124

設(shè)計不當(dāng)則不能保證棒材成型尺寸和外觀質(zhì)量，特別是收縮角選擇不當(dāng)會影響表面粗糙度。

成型段長度L:L=(4~10)D

或： Ds≤(60~150)mm時，取L=(150~200)mm Ds≥(60~150)mm時，取L=(230~300)mm式中，D—口模平直部分直徑Ds—塑料棒材直徑

機頭的收縮角α：通常取30°~60°。

機頭出口過渡角β：取45°以下。18.3.1棒材機頭

主要設(shè)計參數(shù)：45設(shè)計不當(dāng)則不能保證棒材成型尺寸和125圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)1－定型套2－絕熱板3－機頭18.3.2棒材定型套為了加強對棒材的冷卻效果，定型套上可設(shè)計出螺旋式冷卻槽。為減少機頭熱量向定型套的傳遞，兩者間應(yīng)當(dāng)安放絕熱板，其材料通常用聚四氟乙烯。

定型套結(jié)構(gòu)：46圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)18.3.2棒材定型126圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)1－定型套2－絕熱板3－機頭18.3.2棒材定型套依據(jù)冷卻介質(zhì)的溫度而定，溫度低時可取短些，反之則取長些；棒材直徑在50mm以下時，定型套長度取200~350mm；棒材直徑為50~100mm時，定型套長度取300~500mm。

定型套長度：47圖18-12擠出棒材定型套結(jié)構(gòu)18.3.2棒材定型12718.4吹塑薄膜機頭4818.4吹塑薄膜機頭128

吹塑成型比壓延、流延、拉伸等方法生產(chǎn)塑料薄膜經(jīng)濟(jì)，加工簡單、生產(chǎn)效率高，廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等塑料薄膜的生產(chǎn)。

吹塑薄膜機頭簡稱為吹膜機頭，根據(jù)成型過程中熔體的擠出方向及泡管的牽引方向不同，薄膜吹塑成型可分為平擠上吹、平擠下吹、平擠平吹三種方法。

其中前兩種使用直角式機頭，后一種使用水平機頭。吹膜機頭根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同有芯模式機頭、十字形機頭（中心進(jìn)料式機頭）、旋轉(zhuǎn)芯模式機頭和多層復(fù)合膜機頭等。簡介49吹塑成型比壓延、流延、拉伸等方法生129 以平擠上吹法為例：

來自擠塑機的熔料熔體通過機頸7到達(dá)芯軸9，并分成兩股沿芯模軸分料線流動，在其末端尖處匯合后，沿機頭流道環(huán)隙擠成管坯。由進(jìn)氣裝置向芯軸9中通入壓縮空氣，將管坯吹脹成膜。

管坯可用調(diào)節(jié)螺釘5調(diào)節(jié)其厚薄均勻性。18.4.1薄膜吹塑原理圖18-13芯模式機頭1－芯模2－緩沖槽3－口模4－壓環(huán)5－調(diào)節(jié)螺釘6－口模座7－機頸8－緊固螺母9－芯軸10－模體50 以平擠上吹法為例：18.4.1薄膜吹塑原理圖18-13130

以芯模式機頭為例

（1）口模與芯模的單邊間隙δδ太小，機頭內(nèi)成型壓力就大，擠出速度慢；

δ太大，則需要較大的吹脹比及牽引力，薄膜的均勻性較差，容易被拉斷。

δ=0.4~1.2mm， δ=（18~30）t

t—薄膜厚度。18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)51 以芯模式機頭為例18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)131（2）口模定型段長度L1≥15δ（3）緩沖槽厚度

目的：消除芯模尖角處的熔接痕跡。

尺寸：深度h=(3.5~8)δ

寬度b=(15~30)δ18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)52（2）口模定型段長度18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)132（4）吹脹比、牽引比和壓縮比吹脹比是指吹脹后的泡管膜直徑與管坯直徑的比值，一般取1.5~3；牽引比是指泡管膜牽引速度與管坯擠出速度的比值，通常取4~6；壓縮比是指機頸內(nèi)流道截面積與口模定型段截面積的比值，一般應(yīng)大于或等于2。（5）芯模擴(kuò)張角

芯模擴(kuò)張角α不能取太大，否則會使塑料流動阻力增大，對薄膜均勻性和機頭強度產(chǎn)生不良影響。α通常取80°~90°，最大取100°~120°。18.4.2薄膜吹塑機頭幾何參數(shù)53（4）吹脹比、牽引比和壓縮比18.4.2薄膜吹塑機頭幾何13318.5板片材擠出成型機頭設(shè)計5418.5板片材擠出成型機頭設(shè)計134

板材：厚度超過1mm，擠出成型

片材：厚度在0.25~1mm之間，擠出成型

平膜：厚度度在0.25mm以下，擠出吹塑成型基本概念55 板材：厚度超過1mm，擠出成型基本概念135

機頭特征：

機頭在成型段的橫截面上具有平行縫隙特征，熔體流道的?？冢ǔ隽峡冢挾?。

要求：a.使熔體流速沿幅寬方向上要均勻一致，以保證制件厚度均勻；b.要求塑料熔體流經(jīng)整個機頭流道的壓力降要適度；c.停留時間要盡可能短，且無滯料現(xiàn)象發(fā)生?；靖拍?6 機頭特征：基本概念136特點：板片材擠出成型設(shè)備簡單、生產(chǎn)過程連續(xù)、成本低廉、材料沖擊強度高，但厚度均勻性較差。用途：適用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、抗沖聚丙乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛和醋酸纖維等板、片材擠出成型。類型：按模腔形狀主要有魚尾式、支管式、螺桿式和衣架式等?；靖拍?7特點：基本概念137塑料熔體呈放射狀流動，從機頭的中部進(jìn)入模腔，并沿寬度展開。其模腔形狀猶如魚尾。18.5.1魚尾式機頭圖18-14帶阻流器的魚尾式機頭1－?？谡{(diào)節(jié)塊2－阻流器結(jié)構(gòu)特征：a.結(jié)構(gòu)比較簡單且易于加工制造。b.熔體中部的壓力大，流速高，溫度高，粘度小。c.兩側(cè)熔體的壓力相對較小，因而流速較低，溫度較低，粘度偏大。

特點：

因此，口模中部出料較多而兩側(cè)相對較少，造成塑料件厚度不均勻。58塑料熔體呈放射狀流動，從機頭的中部進(jìn)入模腔，并沿寬度展開138在機頭模腔內(nèi)設(shè)置阻流裝置。采用阻流棒來調(diào)節(jié)料流阻力。18.5.1魚尾式機頭避免塑件厚度不均的措施：主要用于粘度較低的聚烯烴類塑料、粘度較高的塑料以及熱敏性較強的聚氯乙烯和聚甲醛等塑料的擠出成型。

用于幅寬不大于500mm，厚度不大于3mm板片材成型。用途：圖18-15帶阻流器和阻流棒的魚尾