塑料成型工艺与模具设计学习任务五 排水管挤出模的设计.ppt

塑料成型工艺 与模具设计,国家“十二五”规划教材,重庆大学出版社,目的与要求：,目的：通过排水管挤出模的设计内容的学习，熟悉排水管的结构工艺性、模具的结构设计、模具材料的选择等内容，能为管材设计合理工艺。要求：1、熟悉挤出成型原理及设备2、能正确为塑料管编制挤出成型工艺,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习活动管材挤出成型工艺的设计,重点与难点：,重点：1、挤出成型工艺过程2、挤出成型工艺参数难点：1、挤出成型工艺参数,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习活动管材挤出成型工艺的设计,学习目标1 熟悉挤出成型原理及设备,学习任务五 排水管挤出模的设计,内容,）挤出成型原理,塑料原料、挤出机螺杆熔体通过挤出机头口模、以及一系列辅助装置获得型材。,挤出成型特点：连续成型，生产量大，生产率高，成本低。模具结构较简单、制造维修方便制件内部组织均衡紧密、尺寸比较稳定适应性强挤出成型设备结构简单、操作方便、应用广泛,学习任务五 排水管挤出模的设计,挤出成型原理,学习任务五 排水管挤出模的设计,）挤出成型设备,单螺杆发展出双螺杆、多螺杆，甚至无螺杆等多种机型,卧式挤出机,学习任务五 排水管挤出模的设计,主机,辅机,（2）挤出机的应用,主机可与管材、棒材、薄膜、单丝、板（片）材、异型材、造粒、电缆包覆等各种塑料成型辅机匹配组成各种塑料挤出成型生产线,硬聚氯乙烯（PVC-U）管材成型选用的挤出设备单螺杆挤出机，型号为SJ-45。,学习目标2 能正确为塑料管编制挤出成型工艺,学习任务五 排水管挤出模的设计,内容,）挤出成型工艺过程,（）塑化阶段,（）成型阶段,（）定形阶段,干法塑化,湿法塑化,学习任务五 排水管挤出模的设计,2）管材（干法塑化）挤出成型工艺过程,（1）原料的准备,型聚氯乙烯树脂干燥后与稳定剂、润滑剂等添加剂配混,（2）挤出成型 特别注意温度和剪切摩擦热,（3）制件的定型与冷却,（4）制件的牵引、切割和卷取等,离模膨胀现象，冷却后又会发生收缩要连续均匀地牵引，切成每根4m或6m长，或在卷取装置绕制成卷,定型：可用定径套、定径环和定径板,冷却：空气冷却或水冷却,学习任务五 排水管挤出模的设计,常见的硬管挤出工艺过程示意图,）挤出成型工艺参数,挤出成型工艺参数包括温度、压力、挤出速度、牵引速度等,（）温度,（）压力,（）挤出速度,加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可取高一些,减少压力波动，应合理控制螺杆转速，螺杆转速一般取2030r/min。,挤出速度仅与螺杆的转速有关,（）牵引速度,硬管的牵引速度取0.42 m/min,目的与要求：,目的：通过挤出模作用、分类、结构等内容的学习，能合理设计管材挤出模具。要求：1、能正确说出挤出模的作用及类型2、能正确说出挤出模的结构,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习活动2挤出模的结构与分类,重点与难点：,重点：1、挤出模的结构2、管材挤出机头3、棒材挤出机头难点：1、管材挤出模的结构,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习目标1 正确说出挤出模的作用及类型,内容,学习任务五 排水管挤出模的设计,）挤出模的作用,（）机头的作用,（）定型模（定径套）的作用,）挤出模的分类,（）按挤出塑件的种类分类,（）按挤出制件的出口方向分类,（）按塑料熔体在机头内所受的压力大小分类,学习目标2 正确说出挤出模的结构,内容,学习任务五 排水管挤出模的设计,）挤出模的结构,以典型的直通式管材挤出模为例,学习任务五 排水管挤出模的设计,（）口模和芯棒,口模成型制件的外表面，芯棒成型制件的内表面。,（）过滤网,（）分流器和分流器支架,（）机头体,（）温度调节系统,（）调节螺钉,（）定径套,挤出成型机头可分为分流区、压缩区和成型区 段,将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动,分流变成薄环状,用于固定、支承机头内的各零部件,电加热，保证塑料熔体正常流动,保证挤出的制件壁厚均匀，数量为,冷却定型,学习任务五 排水管挤出模的设计,）管材挤出机头的典型结构,直通式、直角式、旁侧式、微孔流道,（）直通式挤管机头,结构简单，制造容易,（）直角式挤管机头,结构复杂，制造困难,（）旁侧式挤管机头,占地面积相对较小，适用于直径大，管壁较厚的管材,（）微孔流道挤管机头,微孔直径一般为1.52mm，孔间距一般为1.84.5mm,学习任务五 排水管挤出模的设计,）棒材挤出机头的典型结构,棒机头结构通常分为有分流器和无分流器两种。,（）有分流器的棒机头,分流器的作用是增大机头压力，减少机头内部的容积；增大塑料的受热面积，改善料流状态,学习任务五 排水管挤出模的设计,（）无分流器的棒机头,机头中既没有芯棒，又没有分流器，机头平直部分直径一般为1625mm，收缩角取，收缩区长度L约为50100mm，扩张角 通常取,学习任务五 排水管挤出模的设计,）吹塑薄膜挤出成型机头的典型结构,塑料薄膜可以用压延、流延拉伸、吹塑以及扁平机头直接挤出成型等生产方法,挤出吹塑法在塑料薄膜的生产中广泛采用，可分为平挤上吹、平挤下吹、平挤平吹 种方法。,吹塑薄膜机头结构形式较多，常见的有芯棒式、中心进料式（十字形）、螺旋芯棒式、旋转式等。,（）芯棒式机头（）口模与芯棒的单边间隙（）口模与芯棒定型段长度（）缓冲槽尺寸（）芯棒扩张角与分流线斜角（）吹胀比、牵引比和压缩比（）调节螺钉数及进气孔径,学习任务五 排水管挤出模的设计,）电线、电缆挤出机头的典型结构,（）挤压式包覆机头设计,学习任务五 排水管挤出模的设计,（）套管式包覆机头设计,1螺旋面 2芯线 3挤出机螺杆 4过滤网 5导向棒 6电热器 7口模,目的与要求：,目的：通过管材挤出模的设计的学习，了解挤出成型机头设计遵循的原则，机头主要零件的尺寸及工艺参数，为设计挤出模具打好基础。要求：1、能正确为塑料管设计挤出模,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习活动3 管材挤出模的设计,重点与难点：,重点：1、管材挤出机头的设计原则2、管材挤出机头的形式选择3、机头内主要零件的尺寸及工艺参数设计难点：1、机头内主要零件的尺寸及工艺参数设计,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习目标 正确为塑料管设计挤出模,学习任务五 排水管挤出模的设计,定义,内容,拉伸比,压缩比,（）管材挤出机头的设计,遵循原则,机头进口过滤网。机头分流装置、压缩区。机头内流道应作光滑的流线型。机头成型区截面形状。机头内应设调节螺钉、电热圈等。机头结构紧凑，便于操作。机头选材要合理,学习任务五 排水管挤出模的设计,挤出模的设计步骤：,确定挤出机机头形式。计算口模内径和芯棒外径尺寸。确定拉伸比和压缩比。确定机头内其他零件尺寸。冷却定型套的设计与计算。机头主要零件的加工工艺设计。机头和挤出主机的连接方式的设计。,学习任务五 排水管挤出模的设计,管材挤出机头形式的选择,在常用的 种管机头直通式、直角式、旁侧式、微孔流道中进行比较选择，优先选择直通式挤管机头,机头内主要零件的尺寸及其工艺参数设计,口模,口模内径,定型段长度,经验公式,按管材外径计算,管材壁厚计算,压缩段长度,学习任务五 排水管挤出模的设计,芯棒,主要的设计尺寸为芯棒外径、定型段、压缩段长度 和压缩角,重要的工艺参数是拉伸比和压缩比。,芯棒外径,芯棒长度,压缩角,拉伸比,压缩比,硬管挤出机头的芯棒设计,芯棒外径=28.48mm,芯棒定型段=50mm压缩角=20,拉伸比=1.06,压缩比=5,学习任务五 排水管挤出模的设计,分流器和分流器支架,学习任务五 排水管挤出模的设计,分流器和分流器支架,分流器扩张角,分流器锥面长度,分流器头部圆角及头部至过滤网的距离,圆角0.52,头部至过滤网的距离,通常取1020mm,分流器支架形状,宽度和长度应尽可能的小,一般小型机头3根，中型4根，大型68根,学习任务五 排水管挤出模的设计,硬管挤出机头分流器和分流器支架的设计,分流器扩张角。应大于芯棒的压缩角，扩张角=40。分流器锥面长度。45mm。分流器头部圆角=1mm，10mm。分流器支架形状及数量。分流器支架形状为减少阻力，设计为流线型，数量为3根,学习任务五 排水管挤出模的设计,定径套的设计,外径定径,学习任务五 排水管挤出模的设计,定径套设计的主要技术参数有：定径套内径、定径套长度、定径套锥度,定径套内径应比管材外径放大0.81.2,定径套长度的取值,管材直径大于35mm,长度应小于10倍的管材外径,管材直径大于100mm,长度可采用 倍的管材外径,真空定径套内径,学习任务五 排水管挤出模的设计,内径定径,定径套沿其长度方向应带有一定锥度出口直径比进口直径稍小，锥度可在0.6:100 1:100选取,定径套的长度一般取80300mm,学习任务五 排水管挤出模的设计,硬管挤出模定径套的设计,内压法外径定径配合水冷定形,定径套内径=32.65mm,定径套长度取管材的直径倍,200mm,定径套锥度取1:100,目的与要求：,目的：通过异型材挤出模的设计等内容的学习，能合理设计异型材挤出机头的结构参数，并了解异型材定型模设计的内容。要求：1、能正确为异型材设计挤出模；,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习活动4异型材挤出模的设计,重点与难点：,重点：1、流线型挤出机头设计2、异型材定型模设计难点：1、流线型挤出机头设计,学习任务五 排水管挤出模的设计,学习目标 能正确为异型材设计挤出模,定义,学习任务五 排水管挤出模的设计,内容,塑料异型材：除管材、棒材、板（片）材以及薄膜等制件外，具有其他截面形状的薄壁或实心结构的塑料挤出制件,（）流线型挤出机头结构,特点是从进料口开始至口模的出口，流道截面由圆形光滑过渡为异型材所要求的截面形状和尺寸，即流道（包括口模成型区）表壁呈光滑的流线型曲面,学习任务五 排水管挤出模的设计,流线型机头,学习任务五 排水管挤出模的设计,断面形状与口模断面形状的不同需要修正口模形状,学习任务五 排水管挤出模的设计,机头的结构参数,机头内分流器的扩张角，成型条件要求严格的塑料，控制在左右，机头压缩比=；压缩角。,机头口模的尺寸,口模断面尺寸的经验设计值,口模定型段越长，流动阻力越大，流量越小；而口模缝隙厚度越大，流动阻力越小，流量越大,学习任务五 排水管挤出模的设计,口模定型段的长度尺寸 和口模流道缝隙的间隙尺寸，在设计时可参考,流量调节装置的设计,口模定型段的入口端设置阻流器（阻尼板），不适用于薄壁异型材的成型,学习任务五 排水管挤出模的设计,（）异型材定型模设计,主要多板式定型、加压定型和真空定型,多板式定型,1芯棒 2口模 3型材 4定型板,学习任务五 排水管挤出模的设计,加压定型,适用于直径大于25mm以上的中空异型材，压缩空气压力（0.020.1MPa）,学习任务五 排水管挤出模的设计,真空定型,1冷却水入口 2冷却水出口 3真空 4真空泵,学习任务五 排水管挤出模的设计,异型材壁厚达2.53.5mm时，定型模总长度在16002600mm定型模分段，然后组装使用,学习任务五 排水管挤出模的设计,异型材在定型过程中要冷却收缩和牵引拉长的变化，定型模径向尺寸必须适当增大,学习任务五 排水管挤出模的设计,异型材挤出模设计,材料为PVC，外形尺寸宽度2750.5mm，高度100.3mm，上层壁厚0.7mm，下层壁厚0.6mm，加强肋0.5 mm。生产设备为SJ-6525型单螺杆挤出机,（1）产品结构及工艺性能分析,采用异型材挤出成型可满足产品结构工艺性要求,（2）确定模具结构,学习任务五 排水管挤出模的设计,挤出机头设计,1口模 2机头体 3机颈 4阻尼块 5芯棒,结构设计,机颈、机体、口模、芯模、阻尼块,学习任务五 排水管挤出模的设计,机头结构参数设计,机颈入口球形结构，直径为65mm,机颈内扇形横向扩张角取60,纵向两边之间夹角取,芯模前加一菱形阻尼块前端两边夹角为60，后端两边之夹角为90,口模间隙t、宽度B，高度H异型材壁厚（mm）、宽度（mm）、高度（mm）,学习任务五 排水管挤出模的设计,口模成型段,长度 与口模间隙t之比一般为2050 比较适宜，现取Lt=28/0.646.7,机头内总的压缩比:,定型模设计,结构设计,定型模结构参数设计,定型模长度取600mm,定型模径向尺寸=1.02(型材径向尺寸),学习任务五 排水管挤出模的设计,定型模横断面结构,学习任务五 排水管挤出模的设计,（）材料选择与加工要求,机头选用耐磨、耐腐蚀模具钢材料2r13,定型模材料也选用不锈钢2r13，,盖板选用铸铝材料,