《擠壓成型機(jī)械》課件

擠壓成型機(jī)械擠壓成型機(jī)械是一類用于將材料通過模具擠壓成型產(chǎn)品的機(jī)械。廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、橡膠等領(lǐng)域，生產(chǎn)各種形狀和尺寸的產(chǎn)品。課程導(dǎo)言課程概述本課程將介紹擠壓成型機(jī)械的基本原理、工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠掌握擠壓成型機(jī)械的基本知識(shí)，并能運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問題。課程安排本課程共計(jì)30學(xué)時(shí)，包含理論授課、實(shí)驗(yàn)操作和課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。擠壓成型技術(shù)概述擠壓成型是一種重要的塑性加工方法，它利用模具對(duì)金屬材料施加壓力，使其塑性變形，從而獲得所需的形狀和尺寸。擠壓成型技術(shù)應(yīng)用廣泛，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、機(jī)械、電子等領(lǐng)域。擠壓成型技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):材料利用率高產(chǎn)品精度高生產(chǎn)效率高擠壓成型工藝原理1擠壓塑化將物料通過擠壓機(jī)的螺桿旋轉(zhuǎn)與料筒壁之間的摩擦和剪切力進(jìn)行塑化，使物料達(dá)到塑性狀態(tài)。2擠壓成型通過螺桿的推動(dòng)，使塑化后的物料通過模具口，在模具的壓力作用下成型。3冷卻定型擠壓成型后的制品通過冷卻水進(jìn)行冷卻定型，使其保持形狀和尺寸穩(wěn)定。擠壓成型設(shè)備結(jié)構(gòu)擠壓機(jī)作為主要部件，擠壓機(jī)負(fù)責(zé)將材料塑造成所需的形狀。料筒料筒是擠壓機(jī)的核心部件，它是一個(gè)密閉的圓柱形容器，用于容納和加熱塑性材料。螺桿螺桿是擠壓機(jī)的關(guān)鍵部件，它在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將塑性材料推向模具。模具模具是擠壓成型設(shè)備的最終成型工具，它決定擠壓件的形狀和尺寸。擠壓機(jī)的分類螺桿數(shù)量根據(jù)螺桿數(shù)量，可分為單螺桿擠壓機(jī)、雙螺桿擠壓機(jī)和多螺桿擠壓機(jī)。螺桿結(jié)構(gòu)根據(jù)螺桿結(jié)構(gòu)，可分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿。單螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，雙螺桿擠壓機(jī)具有更高的效率和產(chǎn)量，多螺桿擠壓機(jī)則更適合高粘度材料的加工。單螺桿擠壓機(jī)單螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，易于維護(hù)，適用于低粘度、易熔化的材料加工。單螺桿擠壓機(jī)主要由螺桿、料筒、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等組成。單螺桿擠壓機(jī)的螺桿通常為一根圓柱形螺桿，其螺紋深度和形狀對(duì)擠壓過程的影響很大。雙螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)雙螺桿擠壓機(jī)擁有兩個(gè)相互嚙合的螺桿，提供強(qiáng)大的混合和輸送能力。高產(chǎn)量雙螺桿擠壓機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的產(chǎn)量，滿足各種工業(yè)需求。廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、食品等領(lǐng)域，能夠加工多種材料。多螺桿擠壓機(jī)多螺桿擠壓機(jī)是擠壓成型機(jī)械中的一種重要類型，主要用于高粘度、高填充量和高產(chǎn)量材料的擠壓成型。多螺桿擠壓機(jī)通常具有兩個(gè)或多個(gè)螺桿，這些螺桿在料筒內(nèi)相互嚙合，共同將物料推向前進(jìn)，并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和擠壓作用將物料塑化、混合和輸送。多螺桿擠壓機(jī)與單螺桿擠壓機(jī)相比，具有更高的擠出壓力、更大的塑化能力和更高的產(chǎn)量，并能更好地控制物料的溫度和混合均勻性。多螺桿擠壓機(jī)廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的物料加工。其他特殊擠壓機(jī)注射擠壓機(jī)結(jié)合注射成型和擠壓成型工藝優(yōu)點(diǎn)，適用于形狀復(fù)雜的制品，例如汽車保險(xiǎn)杠。反應(yīng)擠壓機(jī)可直接在擠壓過程中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，提高效率，應(yīng)用于塑料、橡膠、合成材料生產(chǎn)。水下擠壓機(jī)在水下進(jìn)行擠壓成型，冷卻速度快，提高產(chǎn)品質(zhì)量，用于制造管道、線纜等。真空擠壓機(jī)在真空環(huán)境下進(jìn)行擠壓成型，可減少氣泡，提高產(chǎn)品強(qiáng)度，應(yīng)用于薄膜、板材生產(chǎn)。擠壓機(jī)料筒系統(tǒng)1料筒核心部件，承受高溫高壓2加熱系統(tǒng)控制溫度，確保塑化3冷卻系統(tǒng)控制溫度，防止過熱4潤(rùn)滑系統(tǒng)減少摩擦，延長(zhǎng)壽命料筒系統(tǒng)是擠壓機(jī)的重要組成部分，直接影響著擠壓成型的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。料筒系統(tǒng)的主要功能是將塑料顆粒加熱、熔融、塑化并輸送到模具。擠壓機(jī)螺桿系統(tǒng)1螺桿設(shè)計(jì)影響擠壓成型效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2螺桿材質(zhì)耐磨損、耐腐蝕、耐高溫。3螺桿加工精度高，表面光潔度好。4螺桿安裝保證螺桿與料筒之間的間隙。螺桿系統(tǒng)是擠壓機(jī)核心部件之一，負(fù)責(zé)將物料從進(jìn)料口輸送到模具。擠壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方式傳動(dòng)方式主要包括齒輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電機(jī)傳動(dòng)等，根據(jù)不同擠壓機(jī)類型和工藝要求選擇合適的傳動(dòng)方式。動(dòng)力源動(dòng)力源主要有電動(dòng)機(jī)，可以選擇交流電機(jī)或直流電機(jī)，根據(jù)不同的動(dòng)力需求選擇合適的電機(jī)功率。傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸是連接動(dòng)力源和螺桿的重要部件，需要確保傳動(dòng)軸強(qiáng)度和剛度足夠，避免扭轉(zhuǎn)和彎曲變形。軸承軸承用于支撐傳動(dòng)軸，減小摩擦，提高傳動(dòng)效率，選擇合適的軸承類型和規(guī)格非常重要。傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)定期對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)更換磨損部件，確保傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。擠壓機(jī)輔助系統(tǒng)擠壓機(jī)輔助系統(tǒng)在確保擠壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行和提高生產(chǎn)效率方面發(fā)揮重要作用，主要包括以下幾個(gè)方面：1冷卻系統(tǒng)控制料筒溫度，保證塑化效果2潤(rùn)滑系統(tǒng)減少摩擦，延長(zhǎng)設(shè)備壽命3安全保護(hù)系統(tǒng)保障操作人員安全，防止意外發(fā)生4控制系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化工藝參數(shù)合理的輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以提高擠壓機(jī)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和安全性，并降低生產(chǎn)成本。擠壓成型工藝參數(shù)1溫度擠壓溫度影響材料的粘度、流動(dòng)性，進(jìn)而影響擠壓件尺寸和形狀。溫度控制需要根據(jù)材料性質(zhì)和產(chǎn)品要求進(jìn)行精確調(diào)整。2壓力擠壓壓力決定了材料的流動(dòng)速率，直接影響擠壓件的密度和強(qiáng)度。壓力控制需根據(jù)材料特性和產(chǎn)品要求進(jìn)行調(diào)整。3速度擠壓速度影響擠壓件的產(chǎn)量和表面光潔度。速度控制需根據(jù)產(chǎn)品要求和設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)整。4其他參數(shù)除了溫度、壓力和速度，還需要考慮螺桿轉(zhuǎn)速、料筒溫度、模具設(shè)計(jì)等參數(shù)，這些參數(shù)也會(huì)影響擠壓件的質(zhì)量和性能。擠壓成型工藝控制1溫度控制料筒溫度、模具溫度控制至最佳范圍。2壓力控制精確控制擠壓壓力和背壓，確保產(chǎn)品質(zhì)量。3速度控制合理設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速和進(jìn)料速度，保證均勻擠出。4其他控制控制材料流量、冷卻方式等，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化。擠壓成型工藝優(yōu)化工藝參數(shù)優(yōu)化選擇最佳的擠壓溫度、壓力、速度、螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù)，以獲得最佳的擠壓成型效果。材料配方優(yōu)化根據(jù)擠壓件的性能要求，選擇合適的材料配方，以提高擠壓件的強(qiáng)度、韌性、耐熱性等性能。工藝流程優(yōu)化優(yōu)化擠壓成型流程，減少工序，提高生產(chǎn)效率，降低成本。模具設(shè)計(jì)優(yōu)化優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，提高擠壓件的精度和表面質(zhì)量，降低模具磨損。擠壓件成型缺陷及原因氣泡材料中存在氣泡會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)空洞，影響強(qiáng)度和美觀。裂紋擠壓過程中產(chǎn)生的裂紋通常發(fā)生在產(chǎn)品表面，降低了產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度。變形擠壓過程中產(chǎn)生的變形通常與材料的流動(dòng)性、擠壓速度和模具設(shè)計(jì)有關(guān)。尺寸偏差尺寸偏差會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品無法滿足設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行調(diào)整。擠壓件表面質(zhì)量控制表面粗糙度擠壓件表面粗糙度影響其外觀和耐用性?？梢酝ㄟ^控制擠壓工藝參數(shù)來改善表面粗糙度。表面缺陷常見的表面缺陷包括劃痕、裂紋、氣孔等。這些缺陷會(huì)影響擠壓件的性能和使用壽命。表面清潔度表面清潔度影響擠壓件的粘合和涂層性能。清潔方法包括機(jī)械清潔、化學(xué)清潔和超聲波清潔。擠壓件內(nèi)部質(zhì)量控制內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)擠壓過程會(huì)影響材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，例如晶粒尺寸和取向。要通過顯微鏡分析觀察內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，確保滿足設(shè)計(jì)要求。氣孔和夾雜物內(nèi)部氣孔和夾雜物會(huì)降低擠壓件的強(qiáng)度和韌性。要使用超聲波檢測(cè)和X射線檢測(cè)等技術(shù)檢查這些缺陷。均勻性擠壓件內(nèi)部材料應(yīng)該均勻分布，避免出現(xiàn)明顯差異?？梢酝ㄟ^化學(xué)成分分析和力學(xué)性能測(cè)試來評(píng)估材料的均勻性。擠壓工藝的環(huán)境影響1能源消耗擠壓工藝需要大量的能源，如電力、燃料等，產(chǎn)生溫室氣體。2廢棄物排放擠壓過程會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水和固體廢棄物，需要妥善處理。3噪音污染擠壓設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生噪音，影響周圍環(huán)境。4環(huán)境友好型技術(shù)近年來，許多環(huán)保技術(shù)得到應(yīng)用，如節(jié)能設(shè)備、廢棄物回收利用等。擠壓工藝的節(jié)能措施節(jié)能型設(shè)備采用高效電機(jī)、優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)、降低摩擦系數(shù)，提升能效。工藝優(yōu)化優(yōu)化擠壓參數(shù)、控制溫度、減少材料浪費(fèi)，提高成型效率。廠房改造升級(jí)保溫隔熱材料，提高能源利用率，降低能源消耗。擠壓工藝自動(dòng)化提高生產(chǎn)效率自動(dòng)化系統(tǒng)可減少人工操作，提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。通過優(yōu)化工藝流程，減少人工錯(cuò)誤，提高產(chǎn)品一致性。改善產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)化系統(tǒng)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率。精密的控制系統(tǒng)確保產(chǎn)品尺寸、形狀和性能的一致性。降低生產(chǎn)成本自動(dòng)化系統(tǒng)可減少人工成本和材料浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少返工和維修。擠壓成型工藝發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化和智能化機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能和傳感器技術(shù)集成。綠色擠壓工藝低能耗、低排放工藝，減少材料浪費(fèi)。新型材料和技術(shù)復(fù)合材料、生物材料、納米材料應(yīng)用。3D打印和增材制造定制化產(chǎn)品和復(fù)雜幾何形狀生產(chǎn)。成型材料特性流動(dòng)性流動(dòng)性是指材料在擠壓過程中流動(dòng)和填充模腔的能力。良好的流動(dòng)性可以確保材料均勻填充模腔，減少成型缺陷。強(qiáng)度強(qiáng)度是指材料抵抗外力變形或斷裂的能力。高強(qiáng)度材料可以確保擠壓件具有良好的機(jī)械性能。耐熱性耐熱性是指材料在高溫下保持其物理和化學(xué)性質(zhì)的能力。擠壓過程中高溫會(huì)導(dǎo)致材料發(fā)生降解，因此需要選擇耐熱性良好的材料。其他特性除了流動(dòng)性、強(qiáng)度和耐熱性之外，擠壓成型材料還需要考慮其他特性，如可加工性、尺寸穩(wěn)定性、耐腐蝕性等。成型材料預(yù)處理干燥干燥是去除材料中的水分，防止在擠壓過程中出現(xiàn)氣泡和開裂。粉碎將材料粉碎成均勻細(xì)小的顆粒，提高材料的流動(dòng)性。混合將不同種類的材料混合在一起，形成所需的配方。篩分去除材料中的雜質(zhì)和過大的顆粒，確保材料的均勻性和潔凈度。其他根據(jù)材料的特性，可能需要進(jìn)行其他預(yù)處理，例如脫氣、預(yù)熱等。成型材料調(diào)配工藝1原料稱重根據(jù)配方比例，精確稱取各種原料。2混合將稱量好的原料均勻混合，確?；旌暇鶆颉?預(yù)熱將混合好的原料預(yù)熱到合適的溫度，促進(jìn)材料塑化。4除氣去除材料中的空氣，避免成型過程中產(chǎn)生氣泡。成型材料調(diào)配工藝是擠壓成型中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。合適的材料調(diào)配可以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。成型材料配方設(shè)計(jì)材料性能材料的物理性能和化學(xué)性能決定了最終產(chǎn)品的品質(zhì)和性能，因此選擇合適的原材料非常重要。配方比例不同材料的比例會(huì)影響產(chǎn)品的性能，需要根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行調(diào)整，確保材料的兼容性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證配方是否滿足要求，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，最終確定最佳配方。成型材料性能測(cè)試確保擠壓