典型挤出模具设计课件.pptx

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1、挤出成型模具,挤出成型模具,一、挤出成型模具的典型结构,挤出成型模具,作用：1、使物料由螺旋运动变为直线运动；2、产生必要的压力，保证制品密实；3、使物料通过模具（机头）得到进一步的塑化；4、通过模具成型所需的断面形状。,挤出成型模具,二、设计原则1、内腔成流线型；2、足够的压缩比。消除分流器的结合缝，压实 物料。不同制品， 物料的压缩比不同；3、正确的断面形状；4、结构紧凑，选材合理（耐磨、耐腐蚀等）,设计的核心问题：流动平衡（Flowing Balance）,流动过程胀大效应冷却效应拉伸效应,速度场压力场温度场停留时间,挤出成型模具,三、挤出模具（机头）的分类,管材机头棒材机头薄膜机头电线

2、电缆机头板材（片材）机头异型材机头,挤出成型模具,四、管机头的设计1、结构型式,直通式,观看管材挤出录像,挤出成型模具,2、零件设计（1）口模,口模成型制品的外表面。口模的平直部分为定型长度。物料通过时，料流阻力增加，使制品密实。同时也使料流稳定均匀。,1.定型长度L1：L1=(0.53)DD:制品管材外径的公称尺寸。,管径大时取小值。软管取大值，硬管取小值。,（1）口模,定型长度L1 = n tt:制品管材壁厚，n:系数。,（1）口模,2.口模内径Dm：,d:制品管外径，k：补偿系数。,挤出成型模具,（2）芯棒,主要尺寸为：芯棒外径、压缩段长度、压缩角。,1芯棒外径：,d:芯棒外径，Dm:口

3、模内径，：口模与芯棒的单边间隙， =(0.830.94) t , t:制品管材的壁厚。,（2）芯棒,2 .定型长度L2：定型段长度L2与口模长度L1相等或稍长。,3 .压缩段长度：压缩段长度与口模中相应的锥面部分构成塑料熔体的压缩区，使进入定型区之前的塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。,4 .压缩角：低粘度塑料： =45 60 ；高粘度塑料： =30 50 。,L = (0.830.94) D0D0:机头与过滤板连接处的流道直径。,L2,挤出成型模具,（3）分流器,（3）分流器,塑料通过分流器,使料层变薄,这样便于均匀加热，以利于塑料的进一步塑化。大型挤出机的分流器中还有加热装置。,1.分流器的角

4、度低粘度塑料= 30 80 高粘度塑料= 30 60 ,扩张角大于收缩角,扩张角过大时料流阻力大，熔体容易分解；过小不利于机头对其内的塑料熔体均匀加热机头体积也会增大。,（3）分流器,2.分流器长度L3：L3 = （1 1.5）D0,D0：机头与过滤板连接处的流道直径。,3 .分流器尖角处圆弧半径R:R = 0.5 2R不宜过大，否则熔体容易在此发生滞留。,4 .多孔板与分流器之间的间隔L5：,L5 = 10 20mm；或 L5 0.1DD：螺杆直径。,L5过小料流不均，过大则停料时间长。,（3）分流器,5 .分流器支架,分流器支架用于支承分流器与芯棒。分流筋应加工成流线形。数量：小型机头3根

5、，中型机头4根，大型机头68根。,挤出成型模具,（4）定径装置外径定径和内径定径。,1 .内压法外径定径,管子通入压缩空气，压力0.02 0.10 Mpa。,1）定径套长度L：大约为其内径的3倍。2）定径套的内径：100mm以下的管子，定径套内径比口模内径大0.50.8mm；,（4）定径装置,直径100mm300mm的管子，定径套内径比口模内径大1mm。,2.真空法外径定径,定径套内的真空度一般要求在53 66 kPa。真空孔径在0.61.2mm。,（4）定径装置,3.内径定径,1）定径套沿其长度方向有一定的锥度，一般在0.61.0：100,挤出成型模具,（5）拉伸比和压缩比 拉伸比和压缩比是

6、与口模和芯棒尺寸相关的工艺参数。 根据管材的断面尺寸，确定口模环隙截面的尺寸。,1）拉伸比 I：口模与芯棒环隙截面积与管材截面积之比。,D：口模的内径，d：芯棒的外径；Ds、ds:管材的外、内径。,（5）拉伸比和压缩比,拉伸比,（5）拉伸比和压缩比,2）压缩比： 机头与多孔板相接处最大进料截面积与口模和芯棒的环隙截面积 之比。,低粘度塑料= 4 10高粘度塑料= 2.56.0,（5）管机头的其它型式,直角式 旁侧式,挤出成型模具,五、棒材挤出机头1、带分流锥的棒材结构,参数的确定：进口处的扩张角为30 60 ；收缩部分的长度为50100mm。,？,五、棒材挤出机头,2、无分流锥棒材结构,参数的

7、确定：机头的收敛角一般30 60 ；长度视棒材的粗细和塑料的粘度而定；出口扩散角，通常45 以下。,五、棒材挤出机头,3、定径套,（1）定径套尺寸棒材外径50100mm时，定径套长度300500mm。定径套的内径要大于所需棒材的直径。,五、棒材挤出机头,常见的工程塑料棒材挤出成形收缩率（%）,尼龙-1010棒材定径套尺寸,五、棒材挤出机头,（2）壁面表面粗糙度及斜度 定径套内壁表面粗糙度值越低越好。最高应在Ra=0.8 m以下。定径套内壁的斜度为70：1 （出口直径 入口直径）。,（3）绝热垫圈选用热导率小、耐高温、与塑料熔体接触无粘附作用的材料。可采用石棉水泥板、聚四氟乙烯板材。聚四氟乙烯为

8、佳。,挤出成型模具,六、吹塑薄膜挤出机头 塑料薄膜可以用压延、流延、拉伸、吹塑以及狭缝机头直接挤出等方法成型。其中吹塑法最经济，而且物理机械性能良好。 从加工的原料讲，吹塑法可以加工软质和硬质聚氯乙烯；高、低密度聚乙烯；聚丙烯；聚苯乙烯；尼龙等多种塑料。,一、机头结构类型及参数的确定根据牵引方法的不同，吹塑薄膜生产可以分为平挤上吹法、平挤下吹法、平挤平吹法。,六、吹塑薄膜挤出机头,（一）芯棒式机头,熔料自挤出机多孔板挤出，通过机颈到芯棒轴，通过芯棒轴熔料被分成两股沿芯棒分料线流动，在芯棒尖处重新汇合。汇合后的料流沿机头环隙缝挤出成管坯，芯棒中通入压缩空气将管坯吹涨。,（一）芯棒式机头,设计要点

9、：（1）调节装置调节螺钉不少于6个。,（2）环缝尺寸环缝尺寸一般在0.4 1.2mm。,太小，机头内压力太大，影响产量； 太大，要得到一定厚度的薄膜，必定要加大吹胀比和牵引比。,吹胀比：1.53.0；牵引比：46。,（一）芯棒式机头,（3）定型区高度L1L1应比环缝尺寸大15倍以上。芯棒定型区上应开设一个或几个缓冲槽，以消除芯棒尖处的接缝痕迹。,缓冲槽宽10mm，深12mm。,（4）分料线,分料线的形状由经验确定。原则是使物料到达机头出口处，物料流动通畅、无死角，且均匀挤出。芯棒扩张角一般在80 90 。,（一）芯棒式机头,（5）压缩比压缩比大于等于2。,芯棒机头的特点：1、机头内部通道空隙小

10、，存料少，物料不宜过热分解，适宜于加工聚氯乙烯。2、只有一条薄膜结合线。3、芯棒受轴向压力，会产生偏中现象。,六、吹塑薄膜挤出机头,（二）中心进料式（十字形机头）,十字形机头与挤管机头相似。在保证承受物料推力作用而不变形的前提下，十字形分流支架筋的数量可少些（34根）。为了消除结合线，芯模上可开设缓冲槽。,特点：出料均匀，薄膜厚度容易控制；芯模不会出现偏中现象。薄膜结合线多。,六、吹塑薄膜挤出机头,（三)多层薄膜机头,六、吹塑薄膜挤出机头,( 四) 旋转机头,优点：1.采用旋转机头生产的薄膜厚薄十分均匀， 外观非常平整。2.不存在料流会合线,六、吹塑薄膜挤出机头,二、吹塑薄膜的风冷环保证薄膜在

11、牵引辊的压力下，不会相互粘接。,挤出成型模具,七、电线电缆挤出成型机头 （一）挤压式包覆机头,设计参数：L = (11.5）DM = ( 11.5) D,观看电线电缆模具录像,Inside,七、电线电缆挤出成型机头,( 二）套管式包覆机头,Outside,挤出成型模具,八、板材、片材挤出成型机头机头结构分为以下四类1、鱼尾机头2、支管机头3、衣架机头4、螺杆机头,挤出成型模具,（一）鱼尾机头,如果没有，流场如何？,机头零件名称,特点,1.形状扁平，靠突出的阻流埂分流熔体；2.机头内容积小，料流停留时间较短；3.扩张角90-100为宜，否则壁厚不均；4.幅宽不能调整，一般为500mm，厚度为1-

12、3mm的板（片）。,（二）支管机头1,机头零件名称,特点,1.支管式直型板（片）材机头；2.结构简单，能生产1000-2000mm的宽幅产品；3.支管各横截面完全相同；4.可以设计成调整幅宽的机头，即在机头两端增设调节块。,（二）支管机头2,机头零件名称,特点,1.支管式弯型板（片）材机头；2.结构简单，能生产1000-2000mm的宽幅产品；3.支管各横截面大致相同，起稳压和分配作用；4.设有阻力调节和口模调节装置；5.口模宜选用微量弹性变形调节装置。,（三）衣架机头,机头零件名称,特点,1.支管形似衣架，支管为圆筒形；2.能生产1000-2000mm的宽幅产品，最宽5000mm；3.支管各横截面大致相同，起稳压和分配作用；4.设有阻力调节，凸出0.5mm即可；5.口模宜选用微量弹性变形调节装置。,（四）供料螺杆机头,机头零件名称,特点,1.分配螺杆有单独驱动装置传动，具有强力输送料流功能；2.可生产4000mm、厚度达40mm的宽厚板材；3.均匀挤出、各点压力一致、壁厚均匀；4.转速稳定，无物料积存；5.能发泡成型。,挤出成型模具,九、异型材挤出成型机头 （一）板式机头,九、异型材挤出成型机头,（二）流线型机头,书上这样的模具结构，实际模具很少用！,（二）流线型机头,