塑料模具設(shè)計(jì)課件第6章

第六章擠出模設(shè)計(jì)

第一節(jié)概述第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭第三節(jié)棒材擠出成型機(jī)頭第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭第一節(jié)概述擠出成型即固態(tài)塑料在一定溫度和一定壓力條件下熔融、塑化，利用擠出機(jī)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓，使其通過(guò)特定形狀的口模而成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)型材。擠出成型方法幾乎適用于所有的熱塑性塑料及部分熱固性塑料，但應(yīng)注意的是，無(wú)論其用來(lái)成型何種塑料，擠出型材的截面形狀都取決于擠出模具，模具設(shè)計(jì)合理與否，不僅影響產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，而且在技術(shù)上也是保證良好的成型工藝條件和穩(wěn)定的成型質(zhì)量的決定因素。下一頁(yè)返回第一節(jié)概述一、擠出成型模具的作用及分類一般塑料型材擠出成型模具應(yīng)包括兩部分:機(jī)頭(口模)和定型模(套)。(一)機(jī)頭的作用機(jī)頭是擠出塑料制件成型的主要部件，它使來(lái)自擠出機(jī)的熔融塑料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)一步塑化，產(chǎn)生必要的成型壓力，保證塑件密實(shí)，從而獲得截面形狀相似的連續(xù)型材。(二)定型模的作用通常采用冷卻、加壓或抽真空的方法，將從口模中擠出塑料的既定形狀穩(wěn)定下來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行精整，從而得到截面尺寸更為精確、表面更為光亮的塑料制件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述(三)機(jī)頭的分類由于能夠擠出成型的塑料制件截面形狀的規(guī)格多種多樣，因此根據(jù)不同的塑料制件要求，生產(chǎn)中需要設(shè)計(jì)不同的機(jī)頭，一般有下述幾種分類方法。1.按擠出成型的塑料制件分類這是最常見(jiàn)的分類方法。通常的擠出成型塑料有管材、棒材、板材、片材、網(wǎng)材、單絲、粒料、各種異型材、吹塑薄膜、帶有塑料包覆層的電線電纜等，它們所用的機(jī)頭分別稱為擠管機(jī)頭、擠棒機(jī)頭、擠板機(jī)頭等。對(duì)于相同塑件所用的機(jī)頭，還可以根據(jù)其某些特點(diǎn)進(jìn)一步細(xì)分，如管機(jī)頭可細(xì)分為直管機(jī)頭、彎管機(jī)頭和旁側(cè)式機(jī)頭等；吹塑薄膜擠出機(jī)頭又可細(xì)分為芯棒式機(jī)頭、中心進(jìn)料式機(jī)頭、螺旋式機(jī)頭和多層復(fù)合薄膜吹塑機(jī)頭等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述2.按擠出塑件的出口方向分類按照塑件從機(jī)頭中的擠出方向不同,可分為直管機(jī)頭(或稱直向機(jī)頭)和角式機(jī)頭(或稱橫向機(jī)頭)。直管機(jī)頭的特點(diǎn)是：熔體在機(jī)頭內(nèi)的擠出流向與擠出機(jī)螺桿的軸線平行；角式機(jī)頭的特點(diǎn)是：熔體在機(jī)頭內(nèi)的擠出流向與擠出機(jī)螺桿的軸線呈一定角度。當(dāng)熔體擠出流向與螺桿軸線垂直時(shí)，又可稱為直角機(jī)頭。直管機(jī)頭和角式機(jī)頭的選用與塑件結(jié)構(gòu)類型有關(guān)，如可以采用直管機(jī)頭擠出成型聚氯乙烯硬管，而擠出成型帶有塑料包覆層的電線電纜時(shí)，則需要采用直角機(jī)頭。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述3.按塑料熔體在機(jī)頭內(nèi)所受壓力分類擠出成型不同品種的塑料或不同的塑料制件時(shí)，熔體在機(jī)頭內(nèi)所受壓力的大小不同，對(duì)于塑料熔體受壓小于4MPa的機(jī)頭，稱為低壓機(jī)頭；而當(dāng)熔體受壓大于10MPa時(shí)，稱為高壓機(jī)頭；熔體壓力在4～10MPa的機(jī)頭稱中壓機(jī)頭。二、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成以典型的管材擠出成型機(jī)頭為例，如圖6-1所示，擠出成型模具的結(jié)構(gòu)可分為以下幾個(gè)主要部分：上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述(一)口模和芯棒口模用來(lái)成型塑件的外表面，如圖6-1所示的件3；芯棒用來(lái)成型塑件的內(nèi)表面，如圖6-1所示的件4。由此可見(jiàn)，口模和芯棒決定了塑件的截面形狀。（二）過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾板過(guò)濾網(wǎng)的作用是將塑料熔體由螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，過(guò)濾雜質(zhì)，并形成一定的壓力，如圖6-1所示的件9；過(guò)濾板又稱多孔板，同時(shí)還起支承過(guò)濾網(wǎng)的作用。（三）分流器和分流器支架分流器（俗稱魚(yú)雷頭）如圖6-1所示的件6，使通過(guò)它的塑料熔體分流變成薄環(huán)狀以平穩(wěn)地進(jìn)入成型區(qū)，同時(shí)進(jìn)一步加熱和塑化；分流器支架如圖6-1所示的件7，主要用來(lái)支承分流器及芯棒，同時(shí)也能對(duì)分流后的塑料熔體加強(qiáng)剪切混合作用（有時(shí)會(huì)產(chǎn)生熔接痕而影響塑件強(qiáng)度）。小型機(jī)頭的分流器與支架可設(shè)計(jì)成一個(gè)整體。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（四）機(jī)頭體機(jī)頭體如圖6-1所示的件8，相當(dāng)于模架，用來(lái)組裝并支承機(jī)頭的各零部件。機(jī)頭體需與擠出機(jī)筒連接，連接處應(yīng)密封以防塑料熔體泄露。（五）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了保證塑料體在機(jī)頭中正常流動(dòng)及擠出成型質(zhì)量，機(jī)頭上一般設(shè)有可以加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖6-1所示的電加熱器11。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（六）調(diào)節(jié)螺釘圖6-1所示調(diào)節(jié)螺釘5用來(lái)調(diào)節(jié)控制成型區(qū)內(nèi)口模與芯棒間的環(huán)隙及同軸度，以保證擠出塑件壁厚均勻。通常調(diào)節(jié)螺釘?shù)臄?shù)量為4～8個(gè)。（七）定徑套離開(kāi)成型區(qū)后的塑料熔體雖已具有給定的截面形狀，但因其溫度仍較高不能抵抗自重而變形，為此需要用定徑套2對(duì)其進(jìn)行冷卻定型，以使塑件獲得良好的表面質(zhì)量、準(zhǔn)確的尺寸和幾何形狀。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述三、擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)原則（1）正確選用機(jī)頭形式應(yīng)按照所成型的塑件的原料和要求以及成型工藝的特點(diǎn)，正確地選用和確定機(jī)頭的結(jié)構(gòu)形式。(2)應(yīng)能將塑料熔體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生適當(dāng)壓力設(shè)計(jì)機(jī)頭時(shí)，一方面要使在機(jī)筒中受螺桿作用呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的塑料熔體進(jìn)入機(jī)頭后轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行成型流動(dòng)；另一方面又要保證能對(duì)熔體產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)阻力，以便螺桿能對(duì)熔體施加適當(dāng)?shù)膲毫?。在機(jī)筒和機(jī)頭的聯(lián)接處設(shè)置的過(guò)濾網(wǎng)，既能將熔體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也是增大熔體流動(dòng)阻力或螺桿擠壓力的主要零件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（3）機(jī)頭內(nèi)的流道應(yīng)成光滑的流線型為了讓塑料熔體能沿著機(jī)頭中的流道均勻平穩(wěn)流動(dòng)而順利擠出,機(jī)頭的內(nèi)腔應(yīng)呈光滑的流線型，表面粗糙度Ra應(yīng)小于1.6～3.2微米；流道中不能有死角和阻滯的部位（以免發(fā)生過(guò)熱分解）。（4）內(nèi)應(yīng)有分流裝置和適當(dāng)?shù)膲嚎s區(qū)擠出成型環(huán)形截面塑件（如管材）時(shí)，塑料熔體在進(jìn)入口模之前必須在機(jī)頭中經(jīng)過(guò)分流，因此機(jī)頭內(nèi)應(yīng)設(shè)置分流器支架等一類分流裝置，如圖6-1所示。擠出成型管材時(shí)，塑料熔體經(jīng)分流器和分流器支架后再行匯合，一般會(huì)產(chǎn)生熔接痕，使得定型前的型坯和離開(kāi)口模后的塑件強(qiáng)度降低甚至發(fā)生開(kāi)裂，為此需在機(jī)頭中設(shè)計(jì)一段壓縮區(qū)域（如圖6-1所示），以增大熔體的流動(dòng)阻力，消除熔接痕。對(duì)于板材和片材等塑件，當(dāng)塑料熔體通過(guò)機(jī)頭中間流道以后，其寬度必須予以擴(kuò)展，也即需要一個(gè)擴(kuò)展階段，為使熔體或塑件密度不因擴(kuò)展而降低，機(jī)頭中也需設(shè)置適當(dāng)?shù)膲嚎s區(qū)域，以借助于流動(dòng)阻力保證熔體或塑件組織密實(shí)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（5）機(jī)頭成型區(qū)應(yīng)有正確的截面形狀和尺寸由于塑料熔體在成型前后應(yīng)力狀態(tài)的變化，會(huì)引起離模膨脹效應(yīng)（擠出脹大效果），使塑件長(zhǎng)度收縮和截面形狀尺寸發(fā)生變化。因此設(shè)計(jì)機(jī)頭時(shí)，一方面要對(duì)口模進(jìn)行適當(dāng)?shù)男螤詈统叽缪a(bǔ)償，另一方面要合理確定流道尺寸，控制口模成型長(zhǎng)度（塑件截面形狀的變化與成型時(shí)間有關(guān)），從而保證塑件正確的截面形狀和尺寸。（6）機(jī)頭內(nèi)最好設(shè)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置擠出成型尤其是擠出成型異型材時(shí)，常要求對(duì)擠出壓力、擠出速度、擠出成型溫度等工藝參數(shù)以及擠出型坯的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，從而有效地保證塑件的形狀、尺寸、性能和質(zhì)量。為此，機(jī)頭中最好設(shè)置一些能夠控制熔體流量、口模和芯棒的側(cè)隙以及擠出成型溫度的調(diào)節(jié)裝置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（7）應(yīng)有足夠的壓縮比壓縮比是指流道型腔內(nèi)最大料流截面積（即通常為機(jī)頭與過(guò)濾板相接處的流道截面積）與口模和芯棒在成型區(qū)的環(huán)隙截面積之比，它反映了塑料熔體在擠出成型過(guò)程中的壓實(shí)程度，為了使塑件密實(shí)，根據(jù)塑料和塑件的種類不同，應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的壓縮比，一般機(jī)頭的壓縮比在2.5～10的范圍內(nèi)選取。(8)機(jī)頭結(jié)構(gòu)緊湊，利于操作設(shè)計(jì)機(jī)頭時(shí)，應(yīng)在滿足強(qiáng)度和剛度的條件下，使其結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，并且裝卸方便，易加工，易操作，同時(shí)，最好設(shè)計(jì)成規(guī)則的對(duì)稱形狀，便于均勻加熱。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（9）合理選擇材料與流動(dòng)的塑件熔體相接觸的機(jī)頭體、口模和芯棒，會(huì)產(chǎn)生一定程度的摩擦磨損；有的塑件在高溫?cái)D出成型過(guò)程中還會(huì)揮發(fā)有害氣體，對(duì)機(jī)頭體、口模和芯棒等零部件產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕作用，并因此更加劇它們的摩擦和磨損。為提高機(jī)頭的使用壽命，機(jī)頭材料應(yīng)選取耐熱、耐磨、耐腐蝕、韌性高、硬度高、熱處理變形小及加工性能（包括拋光性能）好的鋼材和合金鋼?？谀５戎饕尚土慵捕炔坏玫陀?0HRC。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述四、擠出成型模具與擠出機(jī)（一）機(jī)頭與擠出機(jī)的關(guān)系擠出成型的主要設(shè)備是擠出機(jī),每副擠出成型模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的擠出機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)。從機(jī)頭的設(shè)計(jì)角度來(lái)看，機(jī)頭除按給定塑件的形狀尺寸、精度、材料性能等要求設(shè)計(jì)外，還應(yīng)首先了解擠出機(jī)的技術(shù)規(guī)范，諸如螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)、擠出機(jī)生產(chǎn)率及端部結(jié)構(gòu)尺寸等，考慮所使用的擠出機(jī)工藝參數(shù)是否符合機(jī)頭設(shè)計(jì)要求。機(jī)頭設(shè)計(jì)在滿足塑件的外觀質(zhì)量要求及保證塑件強(qiáng)度指標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)能夠安裝在相應(yīng)的擠出機(jī)上，并達(dá)到在給定轉(zhuǎn)數(shù)下工作，也即要求擠出機(jī)的參數(shù)適應(yīng)機(jī)頭的物料特性，否則擠出就難以順利進(jìn)行。由此可見(jiàn)，機(jī)頭設(shè)計(jì)與擠出機(jī)有著較為密切又復(fù)雜的關(guān)系。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（二）擠出機(jī)的分類塑料的擠出按其工藝方法可分為三類，即濕法擠出、抽絲或噴絲法擠出和干法擠出，這也就導(dǎo)致擠出機(jī)的規(guī)格和種類很多。如就干法連續(xù)擠出而言，主要使用螺桿式擠出機(jī)。按其安裝方式分臥式擠出機(jī)（如圖6-2、6-3所示）和立式擠出機(jī)（如圖6-4所示）；按其螺桿數(shù)量分為單螺桿擠出機(jī)（如圖6-2所示）、雙螺桿擠出機(jī)（如圖6-3所示）和多螺桿擠出機(jī)；按可否排氣分排氣式和非排氣式擠出機(jī)。目前應(yīng)用最廣泛的是臥式單螺桿非排氣式擠出機(jī)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（三）擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)組成擠出機(jī)組由主機(jī)、輔機(jī)及控制系統(tǒng)三部分組成。1.主機(jī)擠出機(jī)主機(jī)由下列幾部分組成：（1）擠出系統(tǒng)主要由螺桿和料筒組成，是擠出機(jī)的心臟，完成對(duì)塑料的塑化和擠出工作。塑料經(jīng)過(guò)擠出系統(tǒng)塑化成均勻的熔體，并在擠出過(guò)程中所建立的壓力下，連續(xù)、定量、定壓、定溫地通過(guò)擠出機(jī)頭。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（2）傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，保證螺桿在工作過(guò)程中所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速，它由各種大小齒輪、傳動(dòng)軸、軸承及電動(dòng)機(jī)組成。（3）加熱冷卻系統(tǒng)其作用是對(duì)料筒（或螺桿）進(jìn)行加熱和冷卻，以保證成型過(guò)程在工藝要求的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。2.輔機(jī)成型塑件的形狀不同,擠出機(jī)輔機(jī)的組成也不同,輔機(jī)一般由以下幾個(gè)部分組成:(1)冷卻裝置由定型裝置出來(lái)的塑料在此得到充分的冷卻,獲得最終的形狀和尺寸。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（2）牽引裝置牽引裝置的作用是均勻地牽引制件，保證擠出過(guò)程連續(xù)，并對(duì)制件的截面尺寸進(jìn)行控制，使擠出過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行。（3）切割裝置切割裝置的作用是將連續(xù)擠出的制件切成一定的長(zhǎng)度和寬度。（4）卷取裝置卷取裝置的作用是將軟制件（薄膜、軟管、單絲）卷繞成卷。3.控制系統(tǒng)擠出機(jī)組的控制系統(tǒng)是由各種電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。它控制擠出機(jī)組的主機(jī)、輔機(jī)、驅(qū)動(dòng)液壓泵、液壓缸（或氣缸）和其他各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其滿足工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率；保證主輔機(jī)能協(xié)調(diào)地運(yùn)行；檢測(cè)、控制主輔機(jī)的溫度、壓力、流量和制件的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)擠出機(jī)組的自動(dòng)控制。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述（四）國(guó)產(chǎn)擠出機(jī)的主要參數(shù)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12783-1991規(guī)定，塑料機(jī)械類的代號(hào)為S，擠出機(jī)的組別代號(hào)為J，SJ為塑料擠出機(jī)；型別代號(hào)Z為造粒機(jī)，W為喂料機(jī)；數(shù)字為螺桿的直徑，A、B…表示機(jī)械結(jié)構(gòu)或參數(shù)改進(jìn)后的標(biāo)記。例如：SJ-120擠出機(jī)，表示螺桿直徑為120mm的塑料擠出機(jī)；SJ-65/20A表示螺桿直徑為65mm，螺桿的長(zhǎng)徑比為20，A為一次結(jié)構(gòu)改造。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)概述表6-1列出了我國(guó)生產(chǎn)的適用于加工管、板、膜、型材及型坯等多種塑料制件以及塑件包覆電線電纜的單螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù)。(五)機(jī)頭與擠出機(jī)的聯(lián)接各種型號(hào)的擠出機(jī)安裝機(jī)頭部位的結(jié)構(gòu)尺寸是各不相同。機(jī)頭設(shè)計(jì)應(yīng)加以校核的主要聯(lián)接項(xiàng)目包括擠出機(jī)法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸、鉸鏈螺栓長(zhǎng)度、聯(lián)接螺釘（栓）直徑及分布數(shù)量及過(guò)濾板和過(guò)濾網(wǎng)的安裝配合尺寸等，安裝時(shí)，過(guò)濾板的端部必須壓緊，否則會(huì)漏料。上一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭管材是擠出成型生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一。管材擠出成型機(jī)頭主要用來(lái)成型軟質(zhì)和硬質(zhì)圓形塑料管狀塑件。管機(jī)頭適用的擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比（螺桿長(zhǎng)度與其直徑之比）i＝15～25，螺桿轉(zhuǎn)速n＝10～35r/min；通常要求在擠出機(jī)和機(jī)頭之間安裝過(guò)濾網(wǎng)，對(duì)于聚乙烯管材，用4×80目過(guò)濾網(wǎng)，對(duì)于軟質(zhì)塑料管可取40目左右的過(guò)濾網(wǎng)。一、常用結(jié)構(gòu)擠出成型管材塑件時(shí)，常用的機(jī)頭結(jié)構(gòu)有擠出薄壁管材的直通式擠管機(jī)頭、直角式擠管機(jī)頭和旁側(cè)式擠管機(jī)頭，除此之外，還有一種微孔流道擠管機(jī)頭。下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭直通式擠管機(jī)頭結(jié)構(gòu)如圖6-1所示，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，但熔體經(jīng)過(guò)分流器及分流器支架時(shí)形成的分流痕跡（熔接痕）不易消除，另外還有長(zhǎng)度較大、整體結(jié)構(gòu)笨重的特點(diǎn)。直通式擠管機(jī)頭適用于擠出成型軟、硬聚氯乙烯、聚乙烯、尼龍、聚碳酸酯等塑料管材。直角式擠管機(jī)頭也叫彎管機(jī)頭，結(jié)構(gòu)如圖6-5所示，塑料熔體包圍芯棒流動(dòng)成型時(shí)只會(huì)產(chǎn)生一條分流痕跡，適用于擠出成型聚乙烯、聚丙烯等塑料管材，以及對(duì)管材尺寸要求較高的場(chǎng)合。直角式擠管機(jī)頭的優(yōu)點(diǎn)在于與其配用的冷卻裝置可以同時(shí)對(duì)管材的內(nèi)外徑進(jìn)行冷卻定型，因此定徑精度高；同時(shí)，熔體的流動(dòng)阻力較小，料流穩(wěn)定均勻，生產(chǎn)率高，成型質(zhì)量也較高；但機(jī)頭的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造相對(duì)困難。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭旁側(cè)式擠管機(jī)頭與直角式擠管機(jī)頭相似，結(jié)構(gòu)如圖6-6所示，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，熔體流動(dòng)阻力也較大，占地相對(duì)較少。微孔流道擠管機(jī)頭如圖6-7所示，其出管方向與螺桿軸線一致，但機(jī)頭內(nèi)無(wú)分流器及分流器支架，塑料熔體通過(guò)芯棒上的眾多微孔口進(jìn)入口模與芯棒的間隙而成型，因此擠出的管材沒(méi)有分流痕跡，強(qiáng)度較高，尤其適用于生產(chǎn)口徑較大的流動(dòng)性較差的塑料管材（如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類塑料）。機(jī)頭體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、料流穩(wěn)定且流速可控制。設(shè)計(jì)這類機(jī)頭應(yīng)多考慮大管材因厚壁自重作用而引起壁厚不均的影響，一般應(yīng)調(diào)整口模偏心，口模與芯棒的間隙下面比上面小10%～18%為宜。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭三種常用機(jī)頭的特征歸納對(duì)比見(jiàn)表6-2。二、機(jī)頭內(nèi)主要零件的尺寸及其工藝參數(shù)（一）口模口模是成型管材外部表面輪廓的機(jī)頭零件，其結(jié)構(gòu)如圖6-1中的件3所示，主要尺寸為口模內(nèi)徑和定型長(zhǎng)度?？谀５膬?nèi)徑管材的外徑由口模內(nèi)徑?jīng)Q定，但由于受離模膨脹效應(yīng)及冷卻收縮的影響，口模的內(nèi)徑只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定，并通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘（圖6-1中件5）調(diào)節(jié)口模與芯棒間的環(huán)隙使其達(dá)到合理值。D=kdS（6-1）上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭式中D——口模的內(nèi)徑，mm；DS——管材塑件的外徑,mm；k——補(bǔ)償系數(shù)，用以補(bǔ)償由于管材擠出時(shí)發(fā)生離模膨脹和冷卻收縮而產(chǎn)生的管材外徑的變化，k值可以參考表6-3選取。2.定型段長(zhǎng)度口模的平直部分與芯棒的平直部分組成管材的成型部分，稱定型段，如圖6-1中L1所示?？谀６ㄐ投蔚拈L(zhǎng)度對(duì)于管材擠出成型質(zhì)量相當(dāng)重要，塑料熔體從機(jī)頭的壓縮區(qū)進(jìn)入成型區(qū)后，料流阻力增加，熔體密度提高，同時(shí)消除分流痕跡及殘余的螺旋運(yùn)動(dòng)。定型段長(zhǎng)度L1過(guò)長(zhǎng)則會(huì)使阻力增加太大，太小又起不了定型作用，因此L1的取值應(yīng)適當(dāng)。理論上可以用熔體流動(dòng)理論近似推導(dǎo)出的計(jì)算公式，但設(shè)計(jì)實(shí)踐中一般按如下經(jīng)驗(yàn)公式而定：L1=（0.5～3.0）dS(6-2)或L1=ct(6-3)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭式中L1——口模定型段長(zhǎng)度；dS——管材的外徑；t——管材的壁厚；c——系數(shù)，與塑料品種有關(guān)，具體數(shù)值見(jiàn)表6-4。公式（6-2）中，系數(shù)（0.5～3.0）的選取，一般對(duì)于dS較大的管材取小值；反之則取大值。（二）芯棒芯棒是成型管材內(nèi)部表面形狀的機(jī)頭零件，其結(jié)構(gòu)如圖6-1中的4所示，通過(guò)螺紋與分流器聯(lián)接，其中心孔用來(lái)通入壓縮空氣，以便對(duì)管材產(chǎn)生內(nèi)壓，實(shí)現(xiàn)外徑定徑，其主要尺寸為芯棒外徑d、壓縮段長(zhǎng)度L2和壓縮角β。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭芯棒外徑指定型段的直徑，由它決定管材的內(nèi)徑，但由于與口模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣的原因，即離模膨脹和冷卻收縮效應(yīng)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可按下式確定：采用外徑定徑時(shí)：d=D-2δ(6-4)式中d——芯棒的外徑,mm；D——口模的內(nèi)徑,mm；δ——口模與芯棒的單邊間隙，通常取（0.83～0.94）t,t即管材壁厚（mm）。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭采用內(nèi)徑定徑時(shí)：d=DS(6-5)式中DS——管材內(nèi)徑，mm；2、定型段、壓縮段長(zhǎng)度和壓縮角芯棒的長(zhǎng)度由定型段和壓縮段L2兩部分組成，定型段與口模中的相應(yīng)定型段L1共同構(gòu)成管材的定型區(qū)，通常芯棒的定型段的長(zhǎng)度可與L1相等或稍長(zhǎng)一些。壓縮段（也稱錐面段）L2與口模中相應(yīng)的錐面部分構(gòu)成塑料熔體的壓縮區(qū)，其主要作用是使進(jìn)入定型區(qū)之前的塑料熔體的分流痕跡被熔合消除。L2值可按下面經(jīng)驗(yàn)公式確定：L2=（1.5～2.5）D0(6-6)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭式中L2——芯棒的壓縮段長(zhǎng)度，mm；D0——塑料熔體在過(guò)濾板出口處的流道直徑，mm。壓縮區(qū)的錐角β稱為壓縮角，如圖6-1所示，一般在30°～60°范圍內(nèi)選取，β過(guò)大時(shí)管材表面會(huì)較粗糙，失去光澤。對(duì)于低粘度塑料可取較大值，一般為45°～60°；對(duì)于高粘度塑料，β取較小值，一般為30°～50°。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭（三）拉伸比和壓縮比兩者均是與口模和芯棒尺寸相關(guān)的擠出成型工藝參數(shù)。1、拉伸比拉伸比是指口模和芯棒在定型區(qū)的環(huán)隙截面積與擠出管材截面積之比值，它反映了在牽引速度作用下，管材從高溫型坯到冷卻定型后的截面變形狀況，以及縱向取向程度和拉伸強(qiáng)度，它的影響因素很多，一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，其值見(jiàn)表6-5。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭拉伸比的計(jì)算公式如下：（6-7）式中I——拉伸比；Ds、ds——塑料管材的內(nèi)、外徑，mm；D、d——分別為口模內(nèi)徑、芯棒外徑，mm。2、壓縮比壓縮比是指機(jī)頭和過(guò)濾板相接處最大料流截面積（通常為機(jī)頭和過(guò)濾板相接處的流道截面積）與口模和芯模在成型區(qū)的環(huán)形間隙面積之比，它可反映擠出成型過(guò)程中塑料熔體的壓實(shí)程度。對(duì)于低粘度塑料，壓縮比ε=4～10；對(duì)于高粘度塑料，取ε=2.5～6.0。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭（四）分流器和分流器支架圖6-1所示件6件7所示分別為分流器和分流器支架。分流器擴(kuò)張角α的大小選取與塑料粘度有關(guān)，通常取30°～90°，α過(guò)大時(shí)料流的流動(dòng)阻力大，熔體易過(guò)熱分解；α過(guò)小時(shí)不利于機(jī)頭對(duì)其內(nèi)的塑料熔體均勻加熱，機(jī)頭體積也會(huì)增大。分流器的擴(kuò)張角α應(yīng)大于芯棒壓縮段的壓縮角β。分流器上的分流錐面長(zhǎng)度L3一般按下式確定，即L3=（0.6～1.5）D0(6-8)式中L3——分流錐長(zhǎng)度，mm；D0——機(jī)頭與過(guò)濾板相聯(lián)處的流道直徑，mm。分流器頭部圓角R=0.5～2.0mm，R也不宜過(guò)大，否則熔體容易在此處發(fā)生滯留。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭分流器表面粗糙度Ra應(yīng)小于0.4～0.2μm。安裝分流器時(shí)，應(yīng)保證它與機(jī)頭體的同軸度誤差在0.02mm之內(nèi)，并且與過(guò)濾板之間應(yīng)有一定長(zhǎng)度的距離,通常取10～20mm或稍小于0.1D1（D1為螺桿直徑），過(guò)小料流不勻，過(guò)大則停料時(shí)間長(zhǎng)。分流器支架主要用于支承分流器及芯棒，并起著攪拌物料的作用，一般三者分開(kāi)加工再組合而成，對(duì)于中小型機(jī)頭可把分流器與支架做成一整體。支架上的分流肋應(yīng)做成流線型，在滿足強(qiáng)要求的前提下，其寬度和長(zhǎng)度盡可能小些，出料端角度應(yīng)小于進(jìn)料端角度，分流助盡可能少些，以免生產(chǎn)過(guò)多的分流痕跡，一般小型機(jī)頭用3根分流肋，中型機(jī)頭用4根，大型機(jī)頭用6～8根。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭三、定徑套的設(shè)計(jì)流出口模的管材型坯溫度仍較高，沒(méi)有足夠的強(qiáng)度和剛度來(lái)承受自重變形，同時(shí)受離模膨脹和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)的影響，因此應(yīng)采取一定的冷卻定型措施，以保證擠出管材準(zhǔn)確的形狀及尺寸和良好的表面質(zhì)量，一般用內(nèi)徑定型和外徑定型兩種方法。由于我國(guó)塑料管材標(biāo)準(zhǔn)大多規(guī)定外徑為基本尺寸，故國(guó)內(nèi)較常用外徑定型法。（一）外徑定型外徑定型有兩種定徑方法，如圖6-8所示，圖6-8a）為內(nèi)壓法外定徑，圖6-8b）為真空吸附法外定徑。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭1.內(nèi)壓法外定徑內(nèi)壓法定徑如圖6-8a）所示，在管子內(nèi)部通人壓縮空氣（壓力為0.02～0.28MPa,最好經(jīng)過(guò)預(yù)熱），為保持壓力，可用堵塞密封防止漏氣。定徑套內(nèi)徑和長(zhǎng)度目前一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和管材壁厚來(lái)確定，見(jiàn)表6-6，當(dāng)管材直徑大于40mm，定徑套的長(zhǎng)度應(yīng)小于10倍的管材外徑，定徑套內(nèi)徑應(yīng)比管材外徑放大0.8%～1.2%；如果管材直徑大于100mm時(shí)，定徑套的長(zhǎng)度還應(yīng)再短些，通?？刹捎?～5倍的管材外徑。需要指出的是，設(shè)計(jì)定徑套內(nèi)徑時(shí)，其尺寸不得小于口模內(nèi)徑。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭2.真空吸附法外定徑真空吸附法外定徑如圖6-8b）所示，在定徑套內(nèi)壁2上打很多孔,抽真空用,借助真空吸附力將管材外壁緊貼于定徑套內(nèi)壁2上，與此同時(shí)，在定徑套外壁1、內(nèi)壁2夾層內(nèi)通入冷卻水，管坯伴隨真空吸附過(guò)程的進(jìn)行，而被冷卻硬化。真空法的定徑裝置比較簡(jiǎn)單，管口不必堵塞，但需要一套抽真空設(shè)備。常用于生產(chǎn)小管。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭真空定徑套生產(chǎn)時(shí)與機(jī)頭口模不能聯(lián)接在一起，應(yīng)有20～100mm的距離，這樣做是為了使口模中流出的管材先行離模膨脹和一定程度的空冷收縮后，再進(jìn)入定徑套中冷卻定型。定型套內(nèi)的真空度通常取53.3～66.7KPa,抽真空孔徑可取0.6～1.2mm（對(duì)于塑料粘度大或管材壁厚大時(shí)取大值，反之取小值）。當(dāng)擠出管材外徑不大時(shí)，定徑套內(nèi)徑可按下面經(jīng)驗(yàn)公式確定：d0=(1-CZ)dS(6-9)式中d0——真空定徑套內(nèi)徑；CZ——計(jì)算系數(shù)，參考表6-7選??；dS——管材外徑。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭真空定徑套的長(zhǎng)度一般應(yīng)大于其他類型定徑套的長(zhǎng)度，例如，對(duì)于直徑大于100mm的管材，真空定徑套的長(zhǎng)度可取4～6倍的管材外徑。這樣有助于更好地改善或控制離模膨脹和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)對(duì)管材尺寸的影響。（二）內(nèi)徑定型管材的內(nèi)徑定型如圖6-9所示，通過(guò)定徑套內(nèi)的循環(huán)水冷卻定型擠出管材，其主要優(yōu)點(diǎn)在于能保證管材內(nèi)孔的圓度且操作方便。適用于側(cè)向供料直角式擠管機(jī)頭或旁側(cè)式擠管機(jī)頭，同時(shí)不適于擠出成型聚氯乙烯、聚甲醛等熱敏性塑料管材，目前多用于擠出成型聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等塑料管材，尤其適用于內(nèi)徑公差要求比較嚴(yán)格的聚乙烯和聚丙烯管材。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭定徑套應(yīng)沿其長(zhǎng)度方向帶有一定錐度，可在0.6:100～1.0:100范圍內(nèi)選取，基本原則為不得因錐度而影響管材內(nèi)孔尺寸精度。定徑套外徑一般取〔1+(2%～4%）〕DS(DS為管材內(nèi)徑)，既利于通過(guò)修磨來(lái)保證管材內(nèi)徑DS的尺寸公差，又可以使管材內(nèi)壁緊貼在定徑套上，使管壁獲得較低的表面粗糙度。定徑套的長(zhǎng)度與管材壁厚及牽引速度有關(guān)，一般取80～300mm，牽引速度較大或管材壁厚較大時(shí)取大值，反之則取較小值。上一頁(yè)返回第三節(jié)棒材擠出成型機(jī)頭塑料棒材為實(shí)心的圓棒，由于其優(yōu)異的物理性能，在制造行業(yè)已被廣泛應(yīng)用，如制作齒輪、軸承、螺栓、螺母等。如果生產(chǎn)批量較小，用機(jī)械加工法加工比較經(jīng)濟(jì)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，可以采用擠出法生產(chǎn)。塑料棒材的原材料一般是工程塑料，如尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS、聚砜、玻璃纖維增強(qiáng)塑料等。一、機(jī)頭結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）機(jī)頭結(jié)構(gòu)棒材擠出成型機(jī)頭的結(jié)構(gòu)一般說(shuō)來(lái)比較簡(jiǎn)單，如圖6-10所示。它與管材擠出機(jī)頭基本相似，所不同的是棒材擠出機(jī)頭沒(méi)有芯棒只有分流器，使用分流器的目的是減少模腔內(nèi)部的容積及增加塑料的受熱面積；如果模腔內(nèi)為無(wú)滯料區(qū)的流線型，也可以不設(shè)分流裝置。下一頁(yè)返回第三節(jié)棒材擠出成型機(jī)頭（二）棒材擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）流道的設(shè)計(jì)應(yīng)具有阻流閥的作用，以增加機(jī)頭流道內(nèi)的壓力，流道內(nèi)表面應(yīng)光滑，粗糙度，不得有停滯區(qū)。2）棒材的定型區(qū)長(zhǎng)度要比管材的定型區(qū)長(zhǎng)度大一些，一般為棒材直徑的4～15倍左右。3）機(jī)頭進(jìn)口處的收縮角為30°～60°左右，收縮部分的長(zhǎng)度約為50～100mm。4）機(jī)頭出口處為喇叭形，便于棒材中心熔融區(qū)快速補(bǔ)料，喇叭口擴(kuò)張角不能過(guò)大，一般小于45°，否則會(huì)產(chǎn)生死角。5）主要的工作零件應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié)棒材擠出成型機(jī)頭二、定徑套設(shè)計(jì)一般來(lái)講，棒材的表面質(zhì)量主要取決于定徑套。棒材擠出定徑套結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如圖6-11所示。定徑套的長(zhǎng)度依據(jù)冷卻介質(zhì)的溫度而定，介質(zhì)溫度低時(shí)可取短一些，反之則取長(zhǎng)一些；一般棒材直徑在50mm以下時(shí)，定徑套長(zhǎng)200～350mm，當(dāng)其直徑為50～100mm時(shí)，定徑套長(zhǎng)取300～500mm。定徑套的內(nèi)徑選取即要考慮塑料的收縮率（見(jiàn)表6-8）

，同時(shí)還應(yīng)考慮制出一定斜度（75:1）以減少阻力。上一頁(yè)返回第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭一、吹塑薄膜擠出機(jī)頭的結(jié)構(gòu)形式吹塑薄膜擠出機(jī)頭簡(jiǎn)稱吹膜機(jī)頭，其方法是擠出壁薄的大直徑的管坯，然后用壓縮空氣吹脹。吹塑成型可以生產(chǎn)聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等各種塑料薄膜，應(yīng)用廣泛。常見(jiàn)的吹塑薄膜擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)形式有芯棒式機(jī)頭、中心進(jìn)料的“十字形機(jī)頭”、螺旋式機(jī)頭、旋轉(zhuǎn)式機(jī)頭以及雙層或多層吹塑薄膜擠出機(jī)頭等。下一頁(yè)返回第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭1．芯棒式機(jī)頭圖6-12為芯棒式吹塑薄膜擠出機(jī)頭。塑料熔體自擠出機(jī)、柵板擠出，通過(guò)機(jī)頸7到達(dá)芯棒軸9時(shí)，被分成兩股并沿芯棒分料線流動(dòng)，然后在芯棒末端尖處重新匯合，匯合后的熔體沿機(jī)頭環(huán)隙擠成管坯，芯棒中通入壓縮空氣將管坯吹脹成管膜。芯棒式機(jī)頭內(nèi)部通道空腔小，存料少，塑料不容易分解，適用于加工聚氯乙烯塑料。但熔體經(jīng)直角拐彎，各處流速不等，同時(shí)由于熔體長(zhǎng)時(shí)間單向作用于芯棒，使芯棒中心線偏移，即產(chǎn)生“偏中”現(xiàn)象，因而容易導(dǎo)致薄膜厚度不均勻。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭2．十字形機(jī)頭圖6-13為十字形機(jī)頭，其結(jié)構(gòu)類似管材擠出機(jī)頭。這種機(jī)頭的優(yōu)點(diǎn)是出料均勻，薄膜厚度容易控制；芯棒不受側(cè)壓力，不會(huì)產(chǎn)生如芯棒式機(jī)頭“偏中”現(xiàn)象。但機(jī)頭內(nèi)腔大，存料多，塑料易分解，適用于加工熱穩(wěn)定性好的塑料，而不適于加工聚氯乙烯。3．螺旋式機(jī)頭圖6-14為螺旋式機(jī)頭，塑料熔體從中央進(jìn)口擠入，通過(guò)帶有多個(gè)溝槽由深變淺直至消失的螺旋槽（也有單螺旋）的芯棒3，然后在定型區(qū)前緩沖槽5匯合，達(dá)到均勻狀態(tài)后從口模擠出。這種機(jī)頭的優(yōu)點(diǎn)是，機(jī)頭內(nèi)熔體壓力大，出料均勻，薄膜厚度容易控制，薄膜性能好。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拐角多，適用于加工聚丙烯、聚乙烯等等粘度小且不易分解的塑料。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭4．旋轉(zhuǎn)式機(jī)頭圖6-15為旋轉(zhuǎn)式機(jī)頭。其特點(diǎn)是芯模2和口模1都能單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。芯模和口模分別由直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，能以同速或不同速、同向或異向旋轉(zhuǎn)。采用這種機(jī)頭可克服由于機(jī)頭制造、安裝不準(zhǔn)確及溫度不均勻造成的塑料薄膜厚度不均勻，其厚度公差可達(dá)0.0001mm。它的應(yīng)用范圍較廣，對(duì)熱穩(wěn)定性塑料和熱敏性塑料均可成型。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭5．多層薄膜吹塑機(jī)頭隨著薄膜應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，單層薄膜在性能上不能滿足要求的情況越來(lái)越多。為了彌補(bǔ)這種不足，就出現(xiàn)了將兩種以上塑料復(fù)合在一起的多層塑料薄膜。這種薄膜能使幾種塑料互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，獲得具有較為理想的物理和力學(xué)性能。例如聚偏二氯乙烯薄膜透氣性很小，適宜包裝食品，如與聚乙烯薄膜復(fù)合，則獲得透氣性小而又耐熱的薄膜。圖6-16為復(fù)合吹塑薄膜擠出機(jī)頭。由圖可見(jiàn)，多層復(fù)合薄膜吹塑法是采用了幾臺(tái)擠出機(jī)同時(shí)供料，使幾種塑料同時(shí)進(jìn)入同一擠出機(jī)頭，而獲得多層復(fù)合薄膜。圖6-16所示復(fù)合吹塑薄膜擠出機(jī)頭屬于幾種塑料在機(jī)頭中結(jié)合后擠出，稱為內(nèi)復(fù)合吹塑薄膜擠出機(jī)頭；如果幾種塑料擠出口模后結(jié)合，則稱為外復(fù)合吹塑薄膜擠出機(jī)頭。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)吹塑薄膜擠出機(jī)頭二、機(jī)頭幾何參數(shù)的確定如圖6-12所示的芯棒式機(jī)頭，環(huán)形縫隙寬度δ一般在0.4～1.2mm范圍內(nèi)，如果δ太小，則機(jī)頭內(nèi)反向壓力很大，影響產(chǎn)量，如果δ太大，則要得到一定厚度的薄膜，必須加大吹脹比和牽引比。機(jī)頭定型區(qū)高度h應(yīng)比δ大15倍以上，以便控制薄膜的厚度。為了避免制品產(chǎn)生接合縫，芯棒尖處到?？谔幍木嚯x應(yīng)不小于芯棒軸直徑d1的兩倍，并在芯棒頭部設(shè)1～2個(gè)緩沖區(qū)，以利于熔體很好匯合。應(yīng)盡量使塑料熔體自分流到達(dá)機(jī)頭出口處流動(dòng)的距離相等，流道暢通，無(wú)死角。芯棒斜流道尖處應(yīng)認(rèn)真設(shè)計(jì)與加工，不能太尖，也不能太鈍，必要時(shí)應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)頭進(jìn)口部分的橫截面積與出口部分的橫截面積之比（壓縮比）至少為2。但壓縮比也不宜過(guò)大，否則熔體流動(dòng)阻力大。對(duì)于聚氯乙烯等熱敏性塑料，這種壓縮比更不宜過(guò)大。上一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭凡是成形段橫斷面具有平行縫隙特征的機(jī)頭，叫板材與片材擠出機(jī)頭，也稱平縫形擠出機(jī)頭。主要用于塑料板材、片材和平膜加工。熱塑性塑料利用擠出成型已可以生產(chǎn)厚度為0.25～40mm的板材和片材，但通常認(rèn)為僅在15mm以內(nèi)才可視為已經(jīng)完全掌握的厚度。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)完全掌握的擠出聚乙烯軟板厚達(dá)15mm，聚氯乙烯軟板厚達(dá)12mm，聚氯乙烯硬板厚達(dá)6mm；至于厚度在0.25mm以下的稱為薄膜。適用于板材和片材擠出成型的塑料品種有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、抗沖聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛和醋酸纖維等，其中前四種應(yīng)用較多。下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭板材和片材機(jī)頭的進(jìn)料口為圓形，內(nèi)部逐漸由圓形過(guò)渡成狹縫形，最后形成寬而薄的扁平出料口。塑料熔體隨著流道的變化，沿著機(jī)頭內(nèi)流道的寬度方向均勻分布，如果使熔料沿著機(jī)頭內(nèi)整個(gè)寬度截面上向前進(jìn)的速度相等，則就能擠出厚度均勻一致的塑料板材或片材。用于擠出成型板材和片材的機(jī)頭大致可分為魚(yú)尾式機(jī)頭、支管式機(jī)頭、螺桿式機(jī)頭和衣架式機(jī)頭等四大種類，并且已有比較成熟的設(shè)計(jì)理論。本節(jié)只簡(jiǎn)介前三種的結(jié)構(gòu)形式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭一、魚(yú)尾式機(jī)頭魚(yú)尾式機(jī)頭其模腔似魚(yú)尾狀，塑料熔體呈放射狀流動(dòng)，從機(jī)頭中部進(jìn)入模腔，向兩側(cè)分流。此時(shí)，熔體中部壓力大、流速高、溫度高及粘度大，因此機(jī)頭中部出料多，兩端出料少，造成制品厚度不均勻。為了克服此缺陷，通常在機(jī)頭模腔內(nèi)設(shè)置阻流器，如圖6-17所示；還可用阻流棒，如圖6-18所示，以調(diào)節(jié)料流阻力大小。此種機(jī)頭結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單且易加工，適合于多種塑料的擠出成型，如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(qiáng)的聚氯乙烯和聚甲醛等塑料。此種機(jī)頭不適于擠出成形寬幅板（片）材，一般幅寬小于500mm，板厚不大于3mm。魚(yú)尾的擴(kuò)張角不能太大（通常取80°左右）。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭二、支管機(jī)頭支管式機(jī)頭的特點(diǎn)是模腔呈管狀，由一個(gè)縱向切口與口模區(qū)相連通，這種管狀模腔對(duì)塑料熔體進(jìn)行分流，使其流動(dòng)寬度達(dá)到板（片）材型坯的要求，同進(jìn)還具有穩(wěn)壓作用，采用此種類型的機(jī)頭可以擠出成型幅寬較大的板（片）材；另外，還由于它的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工以及幅寬大等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用較廣泛。按機(jī)頭的結(jié)構(gòu)形式及進(jìn)料位置的不同，有以下幾種常用機(jī)頭結(jié)構(gòu)。（一）一端供料的直支管機(jī)頭這種機(jī)頭如圖6-19所示，塑料熔體從支管的一端進(jìn)料，而支管的另一端則被封死。支管模腔與擠出料流方向一致，塑件的寬度可由幅寬調(diào)節(jié)塊進(jìn)行調(diào)節(jié)，但塑料熔體在支管內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，容易分解變色，且溫度難于控制。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭（二）中間供料的直支管機(jī)頭這種機(jī)頭如圖6-20所示，塑料熔體從支管中部進(jìn)入，而后分流充滿支管模腔，再?gòu)闹Ч苣Ｇ坏目p隙中擠出。支管模腔與擠出料流方向垂直，也可通過(guò)幅寬調(diào)節(jié)塊來(lái)調(diào)節(jié)塑件的寬度，塑料熔體在支管模腔內(nèi)的流程較短，溫度調(diào)節(jié)相對(duì)較容易些，且板材和片材型坯的厚度及性能質(zhì)量沿進(jìn)料口中心線有較好的對(duì)稱性。這類機(jī)頭目前應(yīng)用比較普遍。（三）中間供料的彎支管型機(jī)頭這種機(jī)頭如圖6-21所示，支管模腔彎曲呈流線型。尤其適合于擠出成型熔融粘度低或粘度高而熱穩(wěn)定性差的塑料，但機(jī)頭的加工較困難，且不能調(diào)節(jié)塑件的幅寬。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭（四）帶有阻流棒的雙支管機(jī)頭這種機(jī)頭如圖6-22所示，用于加工熔融粘度高的寬幅塑件，阻流棒的作用是用來(lái)調(diào)節(jié)流量，限制模腔中部塑料熔體的流速。采用此類機(jī)頭可使寬幅板（片）材的壁厚均勻性提高10%，成型幅寬可達(dá)1000～2000mm，但塑料熔體在支管模腔內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，易過(guò)熱分解，故不大適合于熱敏性塑料，有時(shí)通過(guò)縮短直徑及模口流道長(zhǎng)度會(huì)有所改善。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭三、螺桿式機(jī)頭螺桿機(jī)頭實(shí)際上是支管機(jī)頭的一種，只是在直歧管內(nèi)裝上了螺桿。熔體經(jīng)過(guò)螺桿的分配，可使模唇的壓力均勻，流速趨于一致，獲得厚度均勻的制品，因此適用于寬度較大的片材。按結(jié)構(gòu)不同，螺桿式機(jī)頭又可分為兩種：1.一端供料型螺桿機(jī)頭如圖6-23所示，在直歧管內(nèi)裝上了一根螺桿，由一端進(jìn)料，螺桿旋轉(zhuǎn)可進(jìn)一塑化塑料熔體，并均勻地進(jìn)行分配。分配螺桿的直徑應(yīng)比連用的擠出機(jī)螺桿直徑稍小，根徑為漸變的。為了減小塑料熔體分解的機(jī)會(huì)，分配螺桿做成多頭螺桿。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭2.中間供料型螺桿機(jī)頭如圖6-24所示，在直歧管內(nèi)裝上了一對(duì)方向相反的螺桿，由歧管中間進(jìn)料，使得熔體流程變短，機(jī)頭溫度容易控制，適用于加工熱穩(wěn)定性差的塑料?？缮a(chǎn)寬幅制品，最寬可達(dá)4000mm。其缺點(diǎn)是，由于分配螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，擠出制品易出現(xiàn)波紋形料流痕。機(jī)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。上一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭塑料異型材是指除圓管、圓棒、片材、薄膜等擠出制品外具有其他截面形狀的塑料擠出制件。塑料異型材由于其優(yōu)良的使用性能和技術(shù)特征，目前已廣泛應(yīng)用于土木建筑、家用電器、汽車零件等領(lǐng)域。塑料異型材按截面形狀大致可以分為五大類，如圖6-25所示。（1）異型管材壁厚均勻，無(wú)尖角，用直支管機(jī)頭或圓機(jī)頭成型。（2）中空異型材截面形狀為由肋連接而成的中空狀，壁厚不均勻。（3）空腔異型材截面為封閉的中空斷面，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，且?guī)тJ角。（4）開(kāi)放式異型材截面形狀不帶中空室，具有各種形式。（5）實(shí)心異型材具有矩形、正方形、三角形、橢圓形等各種截面形狀的型材，可采用普通的棒材機(jī)頭來(lái)成型。下一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭一、異型材的設(shè)計(jì)原則異型材的擠出，也和管材、板材等一樣，先由機(jī)頭內(nèi)的流道基本使之成型，而后經(jīng)過(guò)定型段定型而擠出的。因此，設(shè)計(jì)異型材時(shí)應(yīng)考慮以下的問(wèn)題：1.制品的尺寸精度擠出異型材很難達(dá)到高精度。關(guān)于異型材的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)尚無(wú)規(guī)定。同時(shí)由于成型工藝及其他條件，擠出的異型材不可能達(dá)到高精度。2.型材表面質(zhì)量擠出型材的表面粗糙度與所用的塑料品種有關(guān)，一般取Ra≥0.8μm。定型段的模具表面粗糙度一般取Ra≥0.4μm。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭3.制品形狀及結(jié)構(gòu)異型材的形狀和結(jié)構(gòu)應(yīng)在保證其使用的前提下，力求其簡(jiǎn)單。同時(shí)還應(yīng)考慮其定型方法。同一型材只能用同一定型方法。4.壁厚壁厚應(yīng)盡可能地均一，如實(shí)在難以均一，也不能有大的差別。否則造成流動(dòng)不平衡，定型后存在內(nèi)應(yīng)力，造成翹曲。二、異型材的機(jī)頭異型材擠出成型機(jī)頭是所有擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)中最復(fù)雜的一種，因?yàn)樾筒牡慕孛嫘螤畈灰?guī)則，有時(shí)壁厚也不規(guī)則，塑料熔體擠出機(jī)頭時(shí)各處的流速、壓力、溫度不均勻，型材的質(zhì)量受到影響，容易產(chǎn)生應(yīng)力及型材壁厚不均勻現(xiàn)象。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭異型材擠出成型機(jī)頭設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是口模的定型長(zhǎng)度的確定。對(duì)于薄厚不同的制品，定型長(zhǎng)度不應(yīng)一樣，即在料厚的部分阻力小，流速快；料薄的部分阻力大，流速慢。因此料厚的部分其定型長(zhǎng)度應(yīng)較料薄的部分為長(zhǎng)，用定型長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)料流速度，使在出口時(shí)均勻一致。否則制品將產(chǎn)生皺紋且薄厚不勻。機(jī)頭的設(shè)計(jì)應(yīng)該使料流的壓力分布均等。根據(jù)料流理論分析，流量與下兩個(gè)因素有關(guān)：1）流量與定型長(zhǎng)度成反比；2）流量與制品厚度（口模間隙）的三次方成正比。機(jī)頭定型長(zhǎng)度的確定，也與塑料的導(dǎo)入部分形狀有關(guān)。異型材擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)，除考慮以上因素外，還應(yīng)盡量避免流道截面的突然變化，尤其要防止產(chǎn)生死角和拐角。截面變化處要平滑地過(guò)渡，要有足夠的壓縮比和定型長(zhǎng)度，以保證復(fù)雜形狀的制品密度均勻?？谀＝Y(jié)構(gòu)還應(yīng)便于機(jī)械加工制造。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭異型材擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)需經(jīng)過(guò)幾次試模修正才能合適。異型材擠出成型機(jī)頭可分為板式機(jī)頭和流線型機(jī)頭兩種形式。1.板式異型材機(jī)頭如圖6-26所示為典型的板式異型材機(jī)頭結(jié)構(gòu)。板式異型材機(jī)頭的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低、安裝調(diào)整容易。在結(jié)構(gòu)上，板式異型材機(jī)頭內(nèi)的流道截面變化急劇，從進(jìn)口的圓形變?yōu)榻咏芗孛娴男螤?，物料的流?dòng)狀態(tài)不好，容易造成物料滯留現(xiàn)象，對(duì)于熱敏性塑料（如硬聚氯乙烯）塑料，則容易產(chǎn)生分解，一般用于熔融粘度低而熱穩(wěn)定性高的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等）異型材擠出成型。對(duì)于硬聚氯乙烯，在形狀簡(jiǎn)單、生產(chǎn)批量小時(shí)才使用板式異型材機(jī)頭。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭2.流線型機(jī)頭流線型機(jī)頭如圖6-27所示，這種機(jī)頭是由多種鋼板組成,為避免機(jī)頭內(nèi)流道截面的急劇變化,將機(jī)頭內(nèi)腔加工成光滑過(guò)渡的曲面,即流道（包括口模成型區(qū)）表壁應(yīng)呈光滑的流線型曲面，各處均不得有急劇過(guò)渡的截面尺寸或死角，使熔料流動(dòng)順暢。由于截面流道光滑過(guò)渡，擠出生產(chǎn)時(shí)流線型機(jī)頭沒(méi)有物料滯留的缺陷，擠出型材質(zhì)量好，特別適合于熱敏性塑料的擠出成型，適于大批量生產(chǎn)。但流線型機(jī)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度較大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第六節(jié)異型材擠出機(jī)頭流線型機(jī)頭一般采用整體式或分段拼合式。圖6-27所示為整體式流線型機(jī)頭，其機(jī)頭內(nèi)流道由圓環(huán)形漸變到所要求的形狀，各截面形狀如圖6-27中A-A至F-F所示，它的制造比分段拼合式困難，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意使過(guò)渡部分的截面由容易加工的旋轉(zhuǎn)曲面或平面組成。在異型材截面復(fù)雜的情況下，要加工出一個(gè)整體式的流線型機(jī)頭是件很困難的工作，為了降低機(jī)頭加工難度，采用分段拼合式流線型機(jī)頭，分段拼合式流線型機(jī)頭是將機(jī)頭體分段以后，利用逐段局部加工和拼裝方法制造出來(lái)的，這樣雖然能夠降低流道整體加工的難度，但拼合時(shí)難免在流道拼接處或多或少地出現(xiàn)一些不連續(xù)光滑的截面尺寸過(guò)渡，因此，塑料熔體在分段拼合式流線型機(jī)頭中的流動(dòng)條件相對(duì)較差，成型質(zhì)量也比較難于控制。上一頁(yè)返回圖6-1管材擠出機(jī)頭返回1-管材；2-定徑套；3-口模；4-芯棒；5-調(diào)節(jié)螺