挤出成型
挤出成型
从输出工艺角度来考虑，关键是控制送料 段料筒和螺杆的温度，因为摩擦系数是随 温度而变化的，一些塑料对钢的摩擦系数 与温度的关系如图5—5所示。
如果物料与螺杆之间的摩擦力是如此之大， 以致物料抱住螺杆，此时挤出量Qs和移动速度 均为零，因为φ＝0。这时物料不能向前进行， 这就是常说的“不进料”的情况。如果物料与 螺杆之间的摩擦力很小，甚至可略而不计，面 对料筒的摩擦力很大，这时物料即以很大的移 动速度前进，即φ＝900。如果料在筒内开有纵 向沟槽，迫使物料沿令φ＝900方向前进，这是 固体输送速率的理论上限。一般情况即是在00 ＜φ＜900范围。在挤出过程中，如果不能控制 物料与螺杆和料筒的摩擦力为恒定值，势必引 起移动角变化，最后造成产率波动。
5.3 单螺杆挤出原理
挤出机达到稳定的产量和质量，一方面， 沿螺槽方向任一截面上的质量流率必须保持恒 定且等于产量，另一方面，熔体的输送速率应 等于物料的熔化速率。 因此，从理论上阐明挤出机中固体输送、熔化 和熔体输送与操作条件、塑料性能和螺杆的几 何结构之间的关系，无疑是有重要意义的。
5．３．1 固体输送理论 目前理论推导最为简单的是以固体对固体 的摩擦力静平衡为基础的。 基本假设： (1)物料与螺槽和料筒内壁所有边紧密接触， 形成固体塞或固体床，并以恒定的速率移动； (2)略去螺翅与料筒的间隙、物料重力和密度变 化等的影响； (3)蝶槽深度是恒定的，压力只是螺槽长度的函 数，摩擦系数与压力无关； (4)螺槽中固体物料像弹性固体塞一样移动。
图5—7所示螺槽截面上熔体膜和固体床内温 度分布情况； 熔体膜内的温度(T)分 布画数在边界条件y＝o、 T＝Tm和y＝δ、T＝Tb 时可表为：
从熔体膜进入单位界面的热量为：
固体床内的温度分布可在边界条件y＝o、T＝Tm和y Ts时推得为 ：
第五章__挤出成型解析
✓料筒：包裹在螺杆外部的装置，起到受热受压 的作用，物料的塑化和加热、加压都在其中进 行，大部分都有冷却装置（风、水冷）；
✓螺杆：利用它才能使料筒内的塑料向前移动， 得到加压和热量（摩擦热）；
①螺杆的直径（D）和长径比（L/D），长径 比决定了体积容量以及塑化的均匀性。
※ 对机头结构的要求：
Ⅰ. 口模定型部分应有适当长度。 A. 使物料处于稳定流动; B.减小熔体弹性和出口膨胀； C. L长，产量提高; D.太长，笨重，阻力大，Q降低。 Ⅱ.机头中过渡部分应光滑，呈流线型。 原因：防止物料的停滞和分解。
Ⅲ. 应设置调节装置，改善周边的流率分布。（厚度均匀）
5.2.2 挤出机的辅助设备
5.1 挤出设备
• 由挤出机、机 头和口模、辅 机等组成。
主要设备
5.1.1 单螺杆挤出机的组成
单螺杆挤出机主要 由传动系统、加料 系统、塑化系统、 加热与冷却系统、 控制系统等组成。
挤出系统是最主要 的系统，它由料筒、 螺杆、多孔板和过 滤网组成。
单螺杆挤出机的结构
✓传动系统：是带动螺杆转动的部分，通常由电 机、减速机构以及轴承等组成；
※物料处理设备 主要指预热干燥等设备
※挤出物处理设备 主要指冷却、牵引、切割、卷取、检测设 备
※控制生产工艺的设备 主要指各种测控设备
5.2.2 挤出机的一般操作方法
※设备调试 ※安全 ※清洗
5.3 单螺杆挤出原理
学习目标：
掌握挤出理论中影响生产和产品质量的因素
5.3 单螺杆挤出工作原理
5.3.1 固体输送
稳定流动时，Fs= Fbz，则Asfs=Abfbcosφ
第四章挤出成型
1
2
主要内容
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 概述 单螺杆挤出理论 螺杆挤出机的结构及选用方法 挤出成型过程 几种制品的挤出成型 挤出成型的发展
3
4.1
概述
1. 挤出成型(Extrusion Molding)是指用机械运动施加 力迫使高分子材料流体通过成型装置(机头、口 模) ，定型为具有恒定截面的连续型材的一种成型 方法。
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螺杆的作用
输送物料 螺杆转动时，物料在旋转的同时受到轴向压 力，向机头方向流动以挤出成型。 传热、塑化物料 与料筒配合，使物料接触传热面并不断更新， 在料筒外加热与螺杆摩擦作用下软化、熔融为粘 流态。 混合与均化物料 与料筒和机头相配合产生强大的剪切作用，使 物料混合均匀、塑化完全。
32
螺杆沿长度方向一般分为三段，各段的作用和 结构是不同的：
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主要内容
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 挤出理论的准备知识 加料段的固体输送理论 压缩段的熔融理论 均化段的熔体输送理论
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4.2.1 挤出理论的准备知识
4.2.1.1 物料通过挤压系统的运动及物态变化
1.挤压系统的主要作用：连续、稳定输送物料；将固 体物料塑化成熔融物料；使物料的温度和组成一致。 加料段—进行高分子物料的固体输送 压缩段—压缩物料，并使物料熔融 均化段—对熔融物料进行搅拌和混合，定量定压挤出。 2.物料经历三种力学状态 n 玻璃态、高弹态、粘流态。
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几种常见机头
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5、传动系统 包括带动螺杆转动的电机和机械传动部件。 6、附属设备 塑料的输送、预热、干燥等预处理装置。 挤出后制品的定型、冷却装置。 牵引装置。 卷绕或切割装置。 控制设备等。
挤出成型工艺—挤出成型原理(塑料成型加工课件)
二、挤出成型过程
既有混合过 程，也有成 型过程
树脂原料 加热黏流 塑料熔体
助剂
混合过程
加压 挤出连续体
一定规格的 制品
切割 成型连续体
冷却定型
成型过程
以 管 材 挤 出 原料 成型为例
挤出连续体
熔体
定型连续体
制品
三、挤出成型特点
1. 可以连续化生产，生产效率高。 2. 设备自动化程度高，劳动强度低。 3. 生产操作简单，工艺控制容易。 4. 原料适应性强，适用大多数热塑性树脂和少数热固性 树脂。 5. 可生产的产品广泛，同一台挤出机，只要更换不同的 辅机，就可以生产不同的制品。
挤出成型
挤出成型特点
一、挤出成概述
挤出成型又叫挤出模塑，是利用加热使塑料熔融塑化成 为流动状态，然后在机械力（螺杆或柱塞的挤压）的作用下， 使熔融塑料通过一定形状的口模制成具有恒定截面连续的制 品，适用于绝大部分热塑性树脂和部分热固性树脂。
除了用于挤出造粒、染色、树脂掺和等共混改性，还可用于塑 料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、长度连续的管材、板 材、片材、棒材、打包带、单丝和异型材等塑料制品的生产。
料表面接近或达到黏流温度，表面发黏。
要求：输送能力要稍高于熔融段和均化段。
2. 压缩段 （熔融段）
位置：螺杆中部一段。 作用：输送物料，使物料受到热和剪切作用熔 融塑化，并进一步压实和排出气体。 特点：物料逐渐由玻璃态转变为粘流态，在熔 融段末端物料为粘流态。 要求：螺杆结构逐渐紧密，使物料进一步压实。
（3）横流（环流） 由垂直于螺棱方向的分速
度引起的使物料在螺槽内产生翻 转运动。对生产能力没有影响， 但能促进物料的混合和热交换。
（4）漏流 由机筒与螺棱间隙处形成的
挤出成型和注塑成型的异同点
挤出成型和注塑成型的异同点挤出成型和注塑成型是两种常见的塑料加工工艺，它们在塑料制品生产中起着重要作用。
虽然它们都属于塑料成型工艺，但在操作原理、应用范围等方面存在一些明显的异同点。
相同点首先，挤出成型和注塑成型都是将塑料原料在一定温度下加工成所需形状的工艺过程。
它们都需要先将塑料颗粒加热熔化，然后通过成型模具得到成品。
在生产效率方面，两者也都能实现批量生产，适用于大规模生产。
其次，挤出成型和注塑成型都能生产多种形状和尺寸的塑料制品，如管材、板材、型材等。
无论是挤出成型还是注塑成型，都可以根据客户需求设计相应的模具，生产出符合要求的塑料制品。
异点1.操作原理不同挤出成型是通过挤压融化的塑料料料挤出成型，其操作原理是利用螺杆在加热的缸体中将熔融的塑料挤出成型。
而注塑成型是将熔化的塑料通过喷嘴注入模具腔内，通过高压使塑料充实模具腔形成成品。
2.适用范围不同挤出成型适用于生产连续性较强的产品，如各种塑料管材、型材等。
注塑成型则更适合生产成型精度要求高、产品结构复杂的塑料制品，如塑料零件、外壳等。
3.生产周期不同一般情况下，注塑成型的生产周期相对较短，适合快速交付需求较紧的订单。
而挤出成型的生产周期较长，主要由于挤出成型需要连续挤压和冷却时间。
4.设备结构不同挤出成型设备主要由挤出机、模具、冷却系统等组成，而注塑成型设备包含注射机、模具、冷却系统等部件。
挤出机专门用于挤出工艺，而注射机则是专门为注塑工艺设计。
总的来说，挤出成型和注塑成型各有其适用的场合和优势，根据具体产品要求和生产需求选择合适的工艺是至关重要的。
通过充分了解挤出成型和注塑成型的异同点，可以更好地进行生产计划和工艺优化，提高生产效率和产品质量。
第七章 挤出成型
一般 hs＝KD
K——常数
（hS为均化段螺槽深度）
取0.02～0.06
⑤螺距（s）螺旋角（￠）
螺距是两个相邻螺纹间的距离，螺旋角是螺旋 线与螺杆中心线垂直面之夹角。螺杆直径一定时， 螺距就决定了螺旋角或螺旋角就决定了螺距， s=πDtg￠.理论和实验证明，30º 的螺旋角最适合于细 粉状塑料；15º 左右适合子方块料；而17º 左右则适合 于球、柱状料。在计量段，根据公式推导，螺旋角 为30º 时产率最高。
螺杆的几种形式
等距不等深螺杆，等深不等距螺杆，不等深不等距螺杆
(2) 螺杆的分段及其作用
按塑料在螺杆上运转的情况可分为加料、熔化（压 缩）和均化（计量）三段，有时就称为三段式螺杆，这 种螺杆就是通用螺杆，或标准螺杆（计量螺杆），螺距 等于D。
① 加料段
加料段是自塑料入口向前延伸一段的距离，其长度 约为4—8D。在这段中，塑料依然是固体状态。 螺杆的主要作用是使塑料受热前移，向熔化段输送 物料，因而螺槽容积可以维持不变，一般做成等距等深 的。螺槽深度(H1)，一般为0.1-0.15D，螺距(S)为1一 1.5D。 另外，为使塑料有最好的输送条件，要求减少物料 与螺杆的摩擦而增大物料与料筒的切向摩擦， 为此可采取的方法有：在料筒与塑料接触的表面开 设纵向沟槽；提高螺杆表面光洁度，并在螺杆中心通水 冷却。
橡胶挤出——压出 合成纤维——螺杆挤出纺丝 塑料挤出——主要以热塑性塑料为主
二、挤出成型在聚合物加工中的地位
突出的优点 （1）塑化能力强（一台φ200挤出机产量可达 700kg/ 小时，德国φ500挤出机产量高达20t/小时.） （2）生产效率高（适于大批量生产） （3）材料适应宽（广泛应用于塑料、橡胶、合成纤 维的成型加工，也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造 粒及塑料的共混改性等） （4）产品范围大，产品形状多样（能生产管材、棒 材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中 空制品等截面形状单一的制品） 设备简单,投资少,见效快 近80 ％的塑料材料需要挤出成型，挤出设备广泛用 于塑料材料的塑化、熔体输送和泵送加压，从而成为其 他加工方法的基础。
挤出成型法名词解释
挤出成型法名词解释
挤出成型法是一种常见的塑料加工方法，也被称为挤塑或挤压成型。
它是利用
挤出机将熔化的塑料物料通过模具挤出，使其成型为所需的截面形状。
这种方法在塑料加工领域应用广泛，可以生产出各种形状复杂的塑料制品，如管材、板材、型材等。
挤出成型法的工作原理是通过将塑料颗粒或粉末加热熔化，然后将熔化的塑料
物料送入挤出机的螺杆筒内。
在螺杆的旋转作用下，熔化的塑料物料被压缩、混合、加热，最终在机筒出口处通过模具挤出，形成所需的截面形状。
挤出机通常由进料装置、加热装置、螺杆和机筒、模具、冷却装置等部件组成。
挤出成型法具有生产效率高、成型精度高、生产成本低等优点。
它适用于生产
各种截面形状的塑料制品，且可以通过更换模具实现生产不同形状和尺寸的产品。
此外，挤出成型法生产的制品表面光滑、一致性好，可以满足各种工业和民用领域的需求。
在挤出成型法中，塑料的选择、挤出机的参数调节、模具设计等因素都会影响
成型制品的质量和性能。
因此，在实际生产中，需要根据具体的产品要求和生产条件，合理选择塑料材料、挤出机型号和参数，设计合理的模具，确保生产出符合要求的塑料制品。
总的来说，挤出成型法是一种常用的塑料加工方法，具有广泛的应用前景。
通
过不断的技术改进和创新，挤出成型法将能够更好地满足不同行业的生产需求，为塑料制品的生产和应用提供更加便捷、高效的解决方案。
挤出成型定义
挤出成型定义
挤出成型是一种常见的加工工艺，通常适用于塑料、橡胶等材料的加工制造过程。
在挤出成型过程中，原料经过加热融化，然后通过一个特定形状的模具，使之产生连续且具有相同截面形状的成型产品。
这种加工方式具有高效、低成本和高质量等优势，被广泛应用于生产各种塑料制品，如管材、板材、型材等。
挤出成型的过程可以分为预处理、挤出成型和后处理三个阶段。
首先是预处理阶段，原料经过干燥、混合等处理，以保证挤出成型的质量稳定和良好。
接着是挤出成型阶段，原料在高温、高压下被挤出模具，形成连续的型材，这个阶段需要控制好的温度、压力和挤出速度等参数，以确保产品的准确尺寸和表面光洁。
最后是后处理阶段，挤出成型出来的产品可能需要冷却、切割、挤出料头等处理，以得到最终的产品。
在挤出成型过程中，模具的设计是至关重要的一环。
不同形状的模具会影响挤出产品的截面形状和尺寸，因此需要根据产品的需求精确设计模具。
同时，挤出机的性能也会直接影响产品的质量，挤出机需要稳定的温度控制、压力控制和挤出速度调节，以确保产品的一致性和稳定性。
挤出成型技术的发展也在不断创新和完善中。
随着材料科学和机械工艺的不断进步，挤出成型技术越来越智能化和自动化，使得生产效率更高、产品质量更稳定。
同时，新材料的应用也拓展了挤出成型的领域，如生物可降解塑料、复合材料等，使得挤出产品更加环保和功能多样化。
总的来说，挤出成型作为一种常见的加工工艺，在塑料工业和橡胶工业中具有重要的地位。
通过不断的技术创新和工艺改进，挤出成型技术将会更加精密、智能化，为工业生产带来更多便利和效益。
1。
挤出成型的原理和工艺流程
挤出成型的原理和工艺流程
挤出成型是一种常见的塑料加工工艺，通过将加热熔化的塑料挤压至模具中，使其快速冷却凝固并形成所需产品。
本文将介绍挤出成型的原理和工艺流程。
原理
挤出成型的原理基于塑料的热塑性特性，塑料在一定温度下能够熔化并具有流动性。
在挤出机中，塑料颗粒被加热熔化成为熔体，然后通过螺杆将熔体加压，推动熔体流经模具口向外挤出。
随着熔体在模具中迅速冷却，最终形成固化的塑料制品。
工艺流程
1.塑料颗粒加料：首先将塑料颗粒放入挤出机的料斗中，经过加热系统加热，使其
熔化成为熔体。
2.挤出过程：熔化的塑料经过螺杆的推动，被压入模头中，经过交变的高压和高温
使得熔体形成流态，流经挤出模的成型孔。
3.冷却固化：熔体在挤出口挤压而出后，迅速接触冷却水或风冷，使其迅速冷却凝
固。
4.切割成型：冷却后的塑料制品经过切割装置，按照所需长度进行切割，最终形成
成型的塑料制品。
工艺优势
挤出成型具有以下优点：
•高效率：生产速度快，生产成本相对较低。
•适用性广泛：可以加工各种形状和规格的塑料制品。
•制品质量稳定：产品表面光滑，尺寸精确。
•生产自动化程度高：无需过多人工干预，生产稳定可靠。
应用领域
挤出成型广泛应用于塑料制品生产行业，如管道、板材、型材、薄膜、包装材料等领域。
其高效率、高质量的特点使其成为塑料制品生产中不可或缺的一环。
总的来说，挤出成型作为一种常见的塑料加工工艺，通过简单高效的操作流程，可以生产出质量稳定的塑料制品，在工业生产中发挥着重要作用。
挤出成型的优缺点
挤出成型的优缺点挤出成型是一种常见的塑料加工工艺，通常用于生产管道、板材、型材等产品。
这种工艺通过加热塑料原料使其软化，然后通过挤出机将软化的塑料强制挤压通过模具进行成型。
挤出成型有着独特的优点和缺点，下面将分别进行介绍。
优点：1.生产效率高：挤出成型生产效率较高，可以实现连续、自动化生产，节约人力成本，提高生产效率。
2.产品设计自由度大：挤出成型可根据产品的需求进行模具设计，易于定制各种形状和尺寸的产品，具有较大的设计自由度。
3.成本相对较低：挤出成型设备投资成本相对较低，且生产过程中原料利用率高，可以有效控制生产成本。
4.产品表面光滑：挤出成型产品表面光滑，无明显瑕疵，符合产品外观要求，适用于对外观要求较高的产品生产。
5.易于实现自动化生产：挤出成型可以与自动化生产线相结合，实现高度自动化生产，提高生产效率和产品质量一致性。
缺点：1.能耗较高：挤出成型生产过程需要较高的能耗，包括加热原料、挤出机运转等，能耗成本较高。
2.产品厚度不易控制：挤出成型在控制产品厚度方面存在一定难度，产品容易出现厚薄不均匀的情况，需要加强控制。
3.废品率较高：挤出成型过程中由于各种因素影响，容易产生废品，废品率相对较高，需要加强生产管理和技术控制。
4.对原料要求高：挤出成型对原料的要求较高，需要选用合适的塑料原料，影响生产成本和产品质量。
5.生产周期较长：挤出成型生产周期相对较长，从加热原料到成型需要一定时间，不适合对生产周期要求较短的产品。
综上所述，挤出成型作为一种常见的塑料加工工艺具有一定的优点和缺点，生产厂家在选择加工工艺时需根据产品特点和需求进行合理选择，充分发挥挤出成型工艺的优势，同时加强技术改进和管理控制，以提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
挤出成型
你看到了什么? 在上帝面前,大山也在流动.—— 雷纳在黄河第一弯你可以看到流动与时间的巨大力量高分子材料成型加工基础——第四章(1)成型方法 共性问题挤出成型 注射成型 压延成型 压制成型 吹塑成型 …… 加热 冷却 流动 形变本质特征多 次 度 结 构最终结果(Fundamentals of Polymer Materials Forming and Processing)高分子材料成型加工基础性能第四章 挤出成型Chapter 4 Extrusion PART I时间因素高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)CONTENT4.1 概述(General)4.1 概述4.1.1定义 挤出成型亦称挤压模塑或挤塑,即借助螺 杆或柱塞的挤压作用,使受热熔化的聚合物物 料在压力推动下,强行通过口模并冷却而成为 具有恒定截面的连续型材的成型方法.4.2 螺杆挤出机(The Screw Extruder)4.3 挤出成型原理(The Principles of Extrusion)4.4 挤出成型过程及影响因素(Extrusion Forming and Effect Factors)4.5 几种典型制品的挤出成型(The Extrusion of Typical Products)1高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)挤出硬管生产线挤出过程:第一阶段 固体输送(Conveying) 固体熔融(Melting) 熔体混合(Mixing) 熔体泵送(Pumping) 口模成形(Die Forming) 制品定型(Product Sizing) 制品冷却(Product Cooling) 制品切割(Product Cutting)第二阶段高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)4.1.2 挤出成型的分类(Classification)4.1.3 挤出成型在聚合物加工中的地位塑化能力强 生产效率高 材料适应宽 产品范围大1.按塑化方式分类(Plasticating Manner) 1)干法挤出 (Dry Extrusion) 2)湿法挤出 (Wet Extrusion) 2. 按加压方式分类(Pressuring Manner) 1)连续挤出 (Continuous Extrusion) 2)间歇挤出 (Intermittent Extrusion)突出的优点近80%的塑料材料需要用挤出成型,挤出 设备广泛用于塑料材料的塑化,熔体输送和泵送 加压,从而成为其它成型方法的基础.高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)4.2 螺杆挤出机的基本结构(The Main Structure of the Screw Extruder)单螺杆挤出机基本结构控制单元 Control unit 加料装置 Feeding unit 驱动装置 Driving unit 料 螺 筒 Barrel 杆 Screw 模 Die单螺杆挤出机Single Screw Extruder双螺杆挤出机Twin Screw Extruder口2高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)单螺杆挤出机基本结构控制单元 Control unit 加料装置 Feeding unit 驱动装置 Driving unit 料 螺 口 筒 Barrel 杆 Screw 模 Die1.传动装置传动装置就是带动螺杆转动的部分,通常由电 机,减速机构和轴承组成. 电 机:电磁调速 直流调速 变频调速 油压马达 减速器:摆线针轮式 齿轮减速器 蜗轮减速器 目前我国挤出机的变速范围一般为 1 : 6高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)挤出机常见的传动形式2.加料装置1)料斗:一般利用园柱形,园锥形,园柱-园 锥形等,料斗内应设有切断料流,卸 除余料,干燥,预热等装置 2)加料方式: 重力上料 强制上料直流电动机-摆线针轮减速器调速电动机-无级变速器整流子电动机-涡轮减速箱油压马达-齿轮减速普通料斗真空料斗高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)Various Hoppers强制喂料料斗Forced-feed hopper变 量 加 料 器 搅 拌 加 料 器 螺 旋 加 料 器3高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)3. 挤出机机筒(Barrel)机筒是挤出机的主要部件之一,物料的塑化 和加压都在其中进行,压力可达30～50MPa, 温度150～410℃,因此机筒可看作受热,受 压容器,要求高强度,耐磨,耐腐蚀,通常机 筒由钢制外壳和合金钢内衬共同组成,目前多 采用38CrMoAl和Xaloy合金.机筒的结构形式1.整体式:便于加热,冷却系统的设置与拆装, 而且加热在轴向分布上较为均匀.单螺杆挤出机整体式料筒锥形双螺杆挤出机整体式料筒高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)2.组装式:由几段机筒组装而成,各段用法兰 螺栓联接在一起,破坏了机筒加热 的均匀性,增加了热损失.平行双螺杆挤出机的组装式机筒3.瓣合式:机筒由两瓣组装而成,用螺栓联接 在一起,便于螺杆拆卸和研究.但 同样破坏了机筒加热的均匀性,增 加了热损失.平行双螺杆挤出机 的瓣合式机筒高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)4. 螺杆(Screw)固体输送段 (Solid Convey Zone)普通渐变螺杆螺杆结构熔融段 (Melting Zone) 均化段 (Homogenizing Zone) 加料段 (Feeding Zone) 普通突变螺杆螺杆结构压缩段 (Compressing Zone) 计量段 (Metering Zone)4高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)1.螺杆各段的作用 加料段:自物料入口向前延伸的一段称为加料段, 在加料段中,物料依然是固体,主要作用是使物料 受压,受热前移,螺槽一般等距等深. 融化段:压缩段是指螺杆中部的一段,物料在这一 段中受热前移并压实熔化,同时也能排气,压缩段 的螺槽体积逐渐减小. 均化段:螺杆最后一段,均化段的作用是使熔体进 一步塑化均匀,并使料流定量,定压由机头流道均 匀挤出,这段螺槽截面是恒等的,但螺槽深度较浅.螺杆三段长度的分配比例高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)2.螺杆的主要参数1)螺杆直径(D)螺杆直径是指螺纹的公称直径,表示挤出机的 大小规格,目前国内广泛使用为30,45,65,90, 120,150,180mm的挤出机,螺杆直径的选择视 制品截面而定. 螺杆直径与制品尺寸的关系高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)2)长径比(L/D)长径比是螺杆的有效长度与螺杆直径之比,常见 的长径比有15,20,25,30等,长径比加大后, 螺杆长度增加,物料相对停留时间增加,塑化更充分 均匀,但加工难度增大,故应力求在较低长径比的条 件下获得优质高产.3)压缩比(ε)定义 —— 螺杆加料段第一个螺槽容积和均化段最后一个螺槽容积之比称为压缩比. 压缩比获得方法:①等矩不等深 ②等深不等矩 ③不等距不等深 ④复合型螺杆普通螺杆的压缩比:ε=(D h1 )× h1 (D h3 )× h35高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)4)螺槽深度(h) 螺槽深度与物料的热稳定性有关,对剪切比较 敏感的低粘度物料如PE,PA适合选择较浅的 螺槽,对剪切速率不太敏感的高粘度物料如 PVC,PC 等,应选择较深螺槽. 通常5)螺距(s)螺旋角(￠) 螺距是两个相邻螺纹间的距离,螺旋角是螺 旋线与螺杆中心线垂直面之夹角.螺杆直径一 定时,螺距就决定了螺旋角或螺旋角就决定了 螺距.hs=KD(hs为均化段螺槽深度) 取0.02～0.06s = π Dtg 从 制 造 角 度 考 虑 , 对 于 普 通 等 距 不 等 深 螺 杆,常取螺距等于螺杆直径,此时螺旋角为 1742K—常数高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)6)螺杆的头部形状3.螺杆的结构形式渐变形:适于无定形塑料突变形:适于结晶性塑料高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)4. 几种新型螺杆 分离型螺杆 (Separator Screw) 屏障型螺杆 分流型螺杆(Barrier Screw) (Diffluent Screw)1) 分离型螺杆(Separator Screw)这类螺杆是在螺杆的压缩段附加一条螺 纹,这两条螺纹把原来一条螺纹形成的螺槽分 成两个螺槽,一条螺槽与加料段螺槽相通,用 来输送固态物料;另一条螺槽与均化段相通, 用于液态物料的输送.这就避免了单螺纹螺杆 固液共存于一个螺槽引起的温度波动.6高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)分离型螺杆的工作原理各种分离型螺杆Parr ScrewKim ScrewMaillefer Screw高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)2)屏障型螺杆(Barrier Screw)3)分流型螺杆(Diffluent Screw) 螺杆的某一部位设置许多突起部分,沟槽或孔 道,将螺槽内的料流分割,以改变物料的流动状 况,改进熔融状况,增强混炼和均化作用,如销 钉螺杆即是它们的代表.屏障型螺杆就是在螺杆的某部位设立屏障 段,使未熔的固态物料不能通过,并促使 固态物料熔融的一种螺杆. 通常情况下,屏障段设在均化段与压缩段 相交处.屏障型螺杆的雏形Saxton 混炼头Dulmage混炼头菠萝混炼头高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)销钉螺杆5 机头和口模机头和口模通常为一个整体,机头为口模和 料筒之间的过渡部分,口模是制品横截面的成型 部件.机头的作用是将处于旋转运动的聚合物熔 体转变为平行直线运动,使物料进一步塑化均 匀,并将熔体均匀而平稳地导入口模,还赋予必 要的成型压力,使物料易于成型和所得制品密实. 口模为具有一定截面形状的通道,聚合物熔体在 口模中流动时取得所需形状,并被口模外的定型 装置和冷却系统冷却硬化而成型.7高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)机头和口模的主要组成部件包括过滤网,多孔板,分流器,模芯,机颈和口模. 多孔板和过滤网的作用是使物料由旋转运动变为直线 运动,阻止杂质和未塑化的物料通过,以及增加料流背 压,使制品更加密实,分流器,模芯,口模则随不同制品 而异.过滤网 换网器高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)口模结构示意图集流腔 集流腔 节流棒 模唇直通式管材口模示意图挤出机节流棒 过渡流道 过渡流道 挤出物弹性模唇高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)对机头和口模的要求 熔融料的流道应十分光滑,表面粗糙度Ra不 低于1.6μm并呈流线型,流道不能突然扩大或缩 小,更不能有死角. 为保证物料通过口模后具有规定的断面形状 和足够的定型时间,口模应有足够的成型长度. 机头成型部分横截面的大小,必须保证物料 有足够的压力,使得制品密实并消除拼缝线,因 此物料在机头中应保持一定的压缩比. 在满足强度的条件下,结构应紧凑.6. 温控装置 加热装置 (Heating Device) 冷却装置 (Cooling Device) 温度测定 (Temp. Measurement) 控制装置 (Control Device) 8高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)1) 加热装置 (1) 热载体加热 利用热载体(蒸气,油等)作为加热介质 的加热方法称为热载体加热. (2) 电阻加热 (3) 电感加热 通过电磁感应在机筒产生电的涡流使机筒 发热,从而达到加热机筒中物料的目的. (4) 红外加热电阻加热器 电感加热器铸铝电加热器电感应加热器高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)2)冷却装置 ⑴ 机筒的冷却 ①风冷却:优点是冷却比较柔和,缺点是冷却速 度慢,体积大,噪音大,易使外界温 度影响. ②水冷却:比风冷速度快,体积小,噪音低,但 易造成急冷,冷却水管结垢. ③油冷却:可克服以上缺点,但成本较高.挤出机料筒的冷却水冷却料筒 风冷却料筒高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)⑵ 螺杆的冷却⑶ 料斗座的冷却9高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)3) 温度测量与控制 ⑴ 温度的测量 ① 热电偶 (Thermocouple) ② 电阻温度计 (Resistance Thermometer) ③ 热敏电阻 (Thermosensitive Resistance) ⑵ 控温方法 ① 手动控制,也叫调压器控制,精度较差. ② 位式调节 ③ 时间比例调节 ④ PID调节(比例积分微分控制)温度控制方式位式温度控制时间比例控制高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)7.辅助设备 (Auxiliary Devices)1) 原料输送干燥 (Convey & Dry) 2) 定型冷却 (Sizing & Cooling) 3) 牵引装置 (Drawing Device) 4) 切割装置 (Cutting Device) 5) 其他辅助装备 (Other Devices)二. 双螺杆挤出机Twin Screw Extruder 双螺杆挤出机的组成 双螺杆挤出机的分类 螺杆的螺纹元件 双螺杆挤出机的工作特性高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)Main Structure of a Twin Screw Extruder双螺杆挤出机的主要结构Main Structure of a Twin Screw Extruder①机筒2 6 2 4 3 1 7②螺杆 ③加热器5④机头 ⑤传动装置 ⑥加料装置 ⑦机座10高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)双螺杆挤出机的分类 啮合类型非啮合型 部分啮合型 全啮合型 同向 反向 平行双螺杆 锥形双螺杆双螺杆挤出机螺杆的啮合类型非啮合型 旋转方向部分啮合型 结构形状全啮合型高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)双螺杆挤出机螺杆的旋转方向双螺杆挤出机的螺杆结构平行 双螺杆同向反向(向内)反向(向外)锥形 双螺杆高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)螺杆的螺纹元件根据用途一般采用积木式,其元件主要有:双螺杆挤出机的工作特性1.强制输送作用在同向旋转啮合的双螺杆挤出机中,两根 螺杆相互啮合,啮合处一根螺杆的螺纹插入另 一根螺杆的螺槽中,使其在物料输送过程中不 会产生倒流或滞流.无论螺槽是否填满.输送 速度基本保持不变,具有最大的强制输送性. 同时,螺纹啮合处对物料剪切过程使物料的表 层得到不断地更新,增进了排气效果,因此双 螺杆挤出机比单螺杆挤出机具有更好的排气性 能.① 螺纹块② 捏合块③ 齿形块11高分子材料成型加工基础——第四章(1)高分子材料成型加工基础——第四章(1)2. 混合作用 由于两根螺杆相互啮合,物料在挤出过程中 进行着比单螺杆挤出机中更为复杂的运动,不断 受到纵向横向的剪切混合,从而产生大量热能, 使物料加热更趋均匀,达到较高的塑化质量. 3.自洁作用 反向旋转的双螺杆,在啮合处的螺纹和螺槽 间存在速度差,相互擦离过程中,相互剥离粘附 在螺杆上的物料,使螺杆得到自洁. 同向旋转的双螺杆,在啮合处两根螺杆的运 动方向相反,相对速度更大,因此能剥去各种积 料,有更好的自洁作用.双螺杆出机的主要参数1.螺杆直径(Screw Diameter) (L/Ds) (Length/Diameter Ratio) (Rotation Direction)2.螺杆长径比 3.螺杆的转向 5.螺杆转速4.压缩比 (ε) (Compressing Ratio)(N) (Screw Speed) ( Distance Between Screws) (Clearance)6.双螺杆的中心距 7.螺杆与料筒间隙 8.螺槽深度(Channel Depth)高分子材料成型加工基础——第四章(1)再见12。
塑料成型工艺第六章 挤出成型
c、物料全部熔融，变为粘流融的物料量逐渐减少，大约在压 缩段的结束处，全部物料熔融而转变为粘流态， 但这时各点的温度尚不很均匀。
3）均化段——均化、挤出 物料经过均化段的均化作用就比较均匀 了，最后螺杆将熔融物料定量、定压、定温地 挤入机头。 机头内的口模是个成型部件，物料通过它 便获得一定截面的几何形状和尺寸。
固体输送区:固体状态 熔融区:两相共存 熔体输送区:全部为熔体 这几个区不一定完全和前面介绍过的螺杆 的加料段，压缩段，均化段相一致。
3.塑件的定型与冷却阶段
管材的定径方法：定径套、定径环、定径板
4.塑件的牵引、卷取和切割
在冷却得同时，连续均匀地将塑件引出。
牵引速度略大于挤出速度 不同的塑件，牵引速度不同。
挤出成型所需控制的温度是机筒温度、机颈 温度、口模温度。 机筒温度分布，从喂料区到模头可能是平坦分 布，递增分布，递减分布及混合分布。主要取决 于材料物点和挤出机的结构。
表6-2
常见管材成型温度（单位：℃）
口模设臵温度，口模和芯模的温度对管子表
面光洁度有影响，在一定的范围内，口模与芯
模温度高，管子表面光洁度高。通常来讲，口
3.混合效果差，不能很好适应一些特殊塑料的加 工或混炼、着色工艺过程。
排气式螺杆 主要适用于含水和易产生挥发组分的物料。 排气原理：物料到排气段基本塑化，由于该段 螺槽突然加深，压力骤降，气体从熔体中逸处， 从排气口排出。
分离型（屏障型）螺杆 原理：在螺杆熔融段再附加一条螺纹，将原来 一个螺纹所形成的螺槽分为两个，将已熔物料和 未熔物料尽早分离，促进未熔料尽快熔融。
加热冷却系统；
螺杆转数；
螺杆和料筒的结构
研究挤出过程的压力轮廓曲线对挤出过程的了解 和改进螺杆、料筒的设计有着重要意义。
塑料挤出成型和注塑成型区别在哪
塑料挤出成型和注塑成型区别在哪
塑料成型技术是制造塑料制品的常用方法，其中挤出成型和注塑成型是两种常见的塑料加工工艺。
虽然它们都用于加工塑料制品，但挤出成型和注塑成型在工艺过程、适用范围和特点上有着明显的区别。
首先，挤出成型是将塑料颗粒通过加热融化后，在挤出机内经过螺杆挤出头挤出成型。
该工艺适用于生产长条状、截面规则的塑料制品，如塑料管材、板材、型材等，具有生产效率高、成本低等特点。
而注塑成型是将塑料颗粒融化后注入模具中，通过高压注射成型而得到成品。
注塑成型适用于制造成型复杂、尺寸精度要求高的塑料制品，如塑料零部件、壳体等。
其次，挤出成型和注塑成型在塑料制品的生产工艺上也存在明显差异。
挤出成型主要通过挤出机将熔化的塑料挤出成型，工艺比较简单，适用于连续生产，但对于成型形状复杂的产品生产效率相对较低。
而注塑成型则需要借助注塑机设备，通过模具的开合和射出系统完成成品的注射成型。
注塑成型的适用范围更广，可以生产各种复杂的立体形状产品。
最后，挤出成型和注塑成型在产品质量和材料利用率上也有所不同。
挤出成型的产品密度相对较低，而注塑成型的产品密度更高，同时注塑成型可以通过多腔模具实现多个产品同时成型，提高生产效率。
另外，由于注塑成型是将塑料材料直接注射到模具腔内，因此可以减少材料浪费，提高材料利用率。
因此，虽然挤出成型和注塑成型都是常见的塑料加工技术，但它们在工艺过程、适用范围和特点上存在明显区别。
选择合适的加工工艺取决于产品的形状、尺寸、材料以及生产要求，合理选用挤出成型或注塑成型将有助于提高生产效率、降低生产成本，并确保产品质量。
1。
第七章-挤出成型
5、螺杆的选用
（1）材料
对结晶型塑料：突变型螺杆
对无定型塑料：渐变型螺杆
等距不等深
等距不等深
（2）L/D
对硬塑料，塑化时间长，L/D大些；对粉末料，要求多 塑化一些时间， 应L/D大；对结晶型塑料， L/D大。
（3）A 根据不同的塑炼选用不同的压缩比。
例：硬料，A小；软料，A大。
（硬质PVC，A=2~3; 软质PVC，A=3~4）
▲ 料筒内壁光滑；
▲ 加料段特设纵向沟槽－物料与料筒表面的切向摩擦力
第二十四页，编辑于星期三：十六点 二十六分。
2、熔化理论（塑料的熔化过程）
塑料在压缩段是从固体状态到完全熔化状态，同时要受 到压缩作用，在该段，物料温升快，物料内摩擦作用大， 压缩作用大。
在压缩段塑料由固相 液相转变
物料受到挤压：压缩比的作用
螺杆的直径D
螺杆的压缩比A
螺杆角 θ
螺杆与料筒的间隙
螺杆的长径比L/Ds 螺槽深度H 螺纹棱部宽度E
第九页，编辑于星期三：十六点 二十六分。
▲ 螺杆的直径D
代表挤出机的规格。D ，挤出机的生产能力 。
▲ 螺杆的长径比L/Ds （15～25） 影响挤出机的产量和挤出质量（衡量塑化效率）。
L/Ds ，塑料的停留时间 ，混合塑化效果 。
如果忽略环流（QT）的影响，则均化段熔体的输送量（流率） 为：
Q=QD－(QP＋QL)
与螺杆的结构参数、T、P、 有η 关。
宏观上看只有物料沿螺杆螺槽的轨迹运动。 图7-19
第三十三页，编辑于星期三：十六点 二十六分。
三、单螺杆挤出机产生能力的计算
1、实测法
在挤出机上测出制品从机头口模中挤出的线速度，由此来确 定产量，准确实观不通用。
挤出成型原理1.
一定的压力，即必须供给压力能。
热能和压力能是由加热器的电能和驱动螺杆 的机械能转化而来。这些能量的一部分为熔融
物料、成型制品所利用。其余部分作为热损失
而损失掉。
其能量平衡方程式如下:
Z+HJ=Qv(T2-T0)ρCvJ+Qv∆P+H’
得到成型好的制品。
参变量
描写这一过程的参量有温度、压力、流率（或挤
出量、产量）和能量（或功率）。有时也用物料的 粘度，因其不易直接测得，而且它与温度有关，故 一般不用它来讨论挤出过程。
1、温度
温度是挤出过程得以进行的重要条件之一。如前
所述，物料从加入料斗到最后成型为制品是经历了一
个复杂的温度过程的。 （如果我们以物料沿料筒方向的位移为横坐标。而 以温度为纵坐标，将沿料筒方向测得的各点的物料温 度值连成曲线，就会得 到所谓温度轮廓曲线，如图
挤出成型设备
主机部分 以螺杆挤出机为主
挤出成型设备
辅机部分
口模以后部分
控制系统
1. 主机、辅机速度 匹配； 2. 控制温度和压力等
挤出机的分类 挤出机的分类：随着挤出机用途的增加，出现
了各种挤出机，分类方法很多。 1、 按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出 机和多螺杆挤出机； 2、 按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤
用途：成型连续形状的制品（管材、板材、片材、 棒材、打包带、单丝、线缆包覆层、薄膜和异型材）、 塑化造粒（混炼）、着色、共混和反应挤出；以挤出 为基础，配合吹张和双轴拉伸，还可用于吹塑成型和 拉幅成型。
挤出成型工艺流程
挤出机
口模
定型装置
第8章_塑料挤出成型
• 在塑料被挤出之前，任何人均不得处于口模的正前方。塑 料挤出后，即须将挤出物慢慢引上冷却和牵引设备，并开 动这些设备。然后根据控制仪表的指示值和对挤压制品的 要求，将各部分作相应的调整，以便整个挤出操作达到正 常的状态。 • 停车时，一般都将挤出机内的塑料尽可能挤完，以便下 次操作。遇热稳定性差的塑料时，一定要将机内物料挤完， 以免损害设备。必要时可用软聚氯乙烯或含无机场料较多 的聚苯乙烯和聚乙烯等塑料通过最后挤出来清理料筒和螺 杆。但不必通过机头、口模和粗滤器，这些部件是在拆除 后进行清理的。挤出薄膜或板材时，也有在挤出机满载的 情况下停车的。采用这种方法应防止空气进入料简，以免 物料氧化而在继续生产时影响制品的质量。 清理挤出设备时，只能采用铜丝刷、铜刀和压缩空气吹 管等工具。一般很少用溶剂来清理。若需要采用，最好用 四氢化荼，但成本较高。滤网可用火烧的方法处理。 挤压时应注意的安全项目有：电、热、机械的转动和笨重 部件的装卸等。拆除时应先拆出螺杆，后拆料筒，而安装 时则应先装料筒，后装螺杆。
• 辅机 • 控制系统 对主、辅机的操作（温度、速度 等），完成动作之间的切换。
挤出机型号规格表示
塑料 螺杆公称直径
SJ-90×25B
挤出机 螺杆长径比
改 型
挤出成型的优点：设备简单，投资少 连续生产，效率高 自动化生产，劳动强度低 操作简单，容易控制 产品均匀密实，质量高 产品广泛，一机多用 占地少，环境清洁
挤压系统的作用： • 输送（连续、稳定） • 塑化（将固态→熔融）—成型的必要条件 • 混合（使物料在组分与温度上均匀一致） • 增压（使物料从常压升至几十个MPa) 有理论
固体与固体的摩擦静力平衡为基础，认为物料与螺槽 和料筒内壁所有面紧密接触，形成具有弹性的固体塞 子，并以一定的速度流动。 物料受螺杆旋转产生的推挤作用向前运动，可分解为 螺旋运动和轴向水平运动。
挤出成型
挤出成型工艺
● 温度和螺杆转速是影响挤 出成型塑化质量的重要工艺条 件。
● 提高挤出产量的同时，保 证塑化质量(高速高效）是挤出 机的发展趋势。
挤出成型工艺
挤出机及机头口模的预热：生产的稳定性，设备的
保护
① 一般温度从低→高，根据不同高聚物，设定加 料段，熔融段，计量段，机头口模温度（对于结晶 度高的塑料，加料及熔融段温度设置较高） ② 保温时间应充分（挤出机越大，保温时间越长）
料筒的结构形式关系到热量传递的稳 定性和均匀性，并影响固体输送率。
单螺杆挤出机的基本结构
料筒
受热受压的金属圆筒。
在料筒的外面设有分段加热和冷却的装置及控温
热电偶，保证挤出温度。加热一般分三至五段， 常用电阻或电感应加热，也有采用远红外线加热 的。冷却一般用风冷或水冷。
一般用耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢成碳钢内
冷却
定型
挤出制品
挤出成型工艺
原料的干燥:制品的外观与内在质量，一般控制含
水量在0.5％以下。 ①
干燥设备：烘箱，干燥料斗（用于连续挤出）
② 需要干燥的树脂：主要是一些杂链聚合物 （缩聚产物，工程塑料）
如：PA,PBT,PET,PC,PMMA,ABS,PAN,POM,PPO, PSF,PI等 ③ 干燥条件
挤出机大小一般用螺杆直径的大小表示:SJ-65-25
单螺杆挤出机的基本结构
单螺杆挤出机的基本结构
加料装置-料斗 向挤出机料筒连续供料。
料斗的底部与料筒连接处是加料孔，该处有截断
装置。
加料孔周围有冷却水夹套，防止塑料软化，堵塞
加料口。尤其对于软化点低的塑料。
料斗的侧面有玻璃视孔及标定计量的装置。
挤出 成型
料的塑化和加压过程都在其中进行。
外部设有分段加热和冷却装置。
加热：电阻、电感或其它方式。
冷却（防物料过热，或停车时快速冷却，防树
脂降解或分解）：风冷或水冷。
15
料筒的结构形式
1.整体式
便于加热、冷却系统的设置与拆装，
加热在轴向分布均匀。
单螺杆挤出机整体式料筒
双螺杆挤出机整体式料筒 16
2.组装式 由几段机筒组装而成，各段用法兰螺栓连结在
（3）料斗座的冷却
84
（4）制品冷却装置
可用的装置有浸浴式冷却水槽和喷淋水箱两种。 浸浴式冷却水槽：管材易弯曲 原因：各点受浮力不同
为防止管材冷却过程中发生弯曲变形，采用沿管材圆 周上均匀布置喷水头对管材进行喷淋冷却。
85
3）牵引装置
作用：
调节管材厚薄
提高拉伸强度 保证连续挤出 要求： 夹持器应用范围广 牵引速度稳定 夹持力适当
图 同心刀轴式造粒口模 1-切刀 2-刀架 3-分流梭 4-圆孔
65
环形口模
用于挤出管子、管状薄膜、吹塑用型坯和涂布电 线的口模，在其出口都具有环形截面，这类口模 称为环形口模。 环形流道是由口模套和芯模组成的。
66
A支架式口模、B直角式口模、C螺旋芯模式 口模、D储料缸式口模
67
支架式口模
29
加（送）料段
将料斗供给的料送往压缩段。 塑料在移动过程中，一般保持固体状态，由于 受热而部分熔化。密度小，H大，螺槽体积可以 保持不变。 加料段长度：结晶聚合物﹥硬性无定形聚合物 ﹥软性无定形聚合物
30
压缩段（迁移段、过渡段、熔融段）
压实物料，使物料由固体转为熔融体，并排除 物料中的空气。 螺槽容积逐渐缩减，缩减的程度由塑料的压缩率决定。
6.5挤出成型工艺详解
问题 挤出成型原理
牵引速度略大于挤出速度 不同的塑件，牵引速度不同。
挤出成型工艺
挤出成型设备
产品工艺过程
思考与练习
2024年8月2日
第六章 塑料成型技术
四、挤出成型工艺条件
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
温度 压力
挤出速度 牵引速度
2024年8月2日
第六章 塑料成型技术
1、掌握挤出成型的特点； 2、熟悉挤出机的结构和主要部件的作用； 3、掌握挤出理论中影响生产和产品质量的因素； 4、熟悉管材、薄膜、板与片、拉伸膜的工艺。
第六章 塑料成型技术
6.3 挤出成型
一、概述
2024年8月2日
问题 挤出成型原理
1.挤出成型原理：将塑料塑化后使其在一定压力下通过某种 模具而形成截面形状与此模具相仿的连续体，并在固化后保 持该形状的成型方法。
•
与金属管相比，塑料管材有以下优点：相对密
度小，仅为金属的1／5、1／8，耐化学腐蚀性好，
电器绝缘性优良。耐磨性好。塑料管广泛用作各种
液体、气体输送管，尤其是某些腐蚀性掖体和气体，
如自来水管、排行管、农业排灌用管、化工管道、
石油管、煤气管等。
思考与练习
第六章 塑料成型技术
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
减小压力波动。
第六章 塑料成型技术
2024年8月2日
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
3.挤出速度 单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好
的物料量或塑件长度。它表示挤出能力的高低。 影响因素：机头、螺杆和料筒的结构、螺杆转速、 加热冷却系统的结构和塑料的性能 4.牵引速度 牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。
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第一节 挤出成型概论
• 5、后处理（热处理和调湿处理） 在挤出成型大截面尺寸的管材、棒材和异型材时， 常出挤出物内外冷却降温速度相差较大而使制品 内具有较大的内应力。具有较大内应力的挤塑制 品在成型后应及时进行热处理以消除内应力，否 则存放过程中或机械加工时会出现裂纹，严重时 制品开裂。PA之类吸湿性强的挤出制品，在空气 中使用或存放的过程中因吸湿而明显膨胀，但这 种吸湿膨胀过程需要很长时间才能达到平衡，为 加速这类挤塑制品的吸湿平衡，常需在成型后进 行凋湿处理。
• 1）热量来源 • 根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的 来源主要有两个： • a.物料与物料之间物料与螺杆、料筒之间的剪切、 摩擦产生的热量， • b.料筒外部加热器提供的热量。 • 2）温度的调节 • 温度的调节是靠挤出机的加热冷却系统和控制系 统进行的。一般说来， • a.加料段--低温输送。为加大输送能力，不希望加 料段温度升得过高，相反有时要冷却； • b.压缩段和计量段—高温熔融。为了促使物料熔 融，均化，物料要升到较高的温度
第一节 挤出成型概论
• 2、压力
• 1）压力的建立
挤出成型时，沿料筒轴线方向，在物料内部就要 建立起不同的压力 a.压缩比的存在（螺槽深度的改变、料筒上的沟 槽深度变化、螺距的改变） b.分流板、滤网和口模产生的阻力， c.压力的建立是挤出成型制品的重要条件 压力的建立也是物料得以经历物理状态变化、得 到均匀密实的熔体、并最后得到成型制品的重要 条件之一。
① 熔膜的形成 ② 熔池的形成 •随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜 被强制刮下来 •刮下的聚合物熔体移动到螺杆根部 •然后再次被根部扫起来形成旋转运动 •在螺纹推进面前方形成一熔池 ③ 熔池的扩大 ④全部熔融 迁移面
塑料在挤出机中的状态及流动
• 熔体输送—计量段（均化段） 正流、逆流、漏流、横流
塑料熔体在螺槽中混合流动示意图
螺杆的结构形式与其三个主要工 作区
І 加料段：起预热、压实、输送物料的作用，螺槽深度不变
II 压缩段：螺槽深度逐渐变小；起熔融物料、排气体等作用 III计量段（均化段）：螺槽深度通常为常数；起进一步塑化
均匀物料、并将其定量定压的送入机头口模的作用。
塑料在挤出机中的状态及流动
• 固体输送—加料段 • 熔化过程—压缩段
第一节 挤出成型概论
六、挤出工艺过程
适用于挤出成型的塑料种类很多，制品的形状和尺寸也有 很大差别，但挤出成型工艺过程大体相同，包括原料的干 燥、挤出成型、制品的定型与冷却、制品的牵引与卷取 (或切割)等。 1、原料干燥 物料中的挥发份能导致： ①影响挤出过程中的塑化. ②制品表面产生气泡,表面阴暗. ③制品的物理机械性能下降. 一般挥发分含量应低于0.5%.
第一节 挤出成型概论
2、挤出成型 当挤出机加热到预定温度即可加料，从原 料加入到离开口模获得所需形状的初制品 的过程即为挤出成型，成型过程的工艺参 数有温度,压力和螺杆转速。同时,温度和螺 杆转速又决定了压力的分布。
第一节 挤出成型概论
3、冷却与定型
挤出物离开模孔后，仍处在高温熔融状态，还具 有很大的塑性变形能力，定型与冷却挤出物的目 的，就在于使其通过降温面将形状及时固定下来。 定型与冷却若不及时，挤出物往往会在自重的作 用下发生变形，从而导致制品截面形状和尺寸的 改变。通常只在挤出管材、棒材和异性材时才设 置专门的定型装置，而挤出薄膜、单丝和线、细 包层物等并不需要专门的定型操作。挤出板材和 片材时，挤出物离开口模后立即引进一对压平辊， 也是为了定型与冷却。
第一节 挤出成型概论
4、牵引和切割 在挤出成型时，牵引的目的有①保持挤出物的稳 定性；②消除离模膨胀引起的尺寸变化；③使制 品产生一定程度的取向,改进轴向强度和刚度。 挤出成型时，卷取和切割操作的作用在于使材料 的长度或重量满足客户要求。硬质材料从牵引装 置送出，达到一定长度后切割；软质材材料在卷 取到给定长度或重量后切断。
第一节 挤出成型概论
3. 挤出成型制品多
（1）管、棒、膜、丝、板、网、带等。 （2）各种异型材，如楼梯扶手、塑料门窗等。 （3）中空制品，如桶、灯笼、包装容器等。 （4）电线、电缆等。 （5）为压延成型喂料，造粒等。
第一节 挤出成型概论
三. 挤出成型的优点： 1．设备制造容易，成本低，塑料加工厂的投资少 2．可以连续化生产，生产效率高 3．设备的自动化程度高，劳动强度低 4 . 生产操作简单，工艺控制容易 5 . 挤出产品均匀、密室，质量高 6 . 原料的适应性强，大多数热塑性材料 ，少量热固性材 料 7 . 生产的产品广泛，可一机多用，同一台挤出机，只需更 换辅机，就 可以生产不同制品 8. 生产线占地面积小，且生产环境清洁 四. 挤出成型的缺点： 1．不能生产三维尺寸的制品 2．制品往往需要二次加工
一、 塑料挤出成型
第一节 挤出成型概论
第二节 挤出工艺简介
第一节 挤出成型概论
一. 挤出成型： 挤出过程是这样进行的：将塑料加热，使之呈粘流状 态，在加压的情况下，使之通过具有一定形状的口模而成 为截面与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其具 有一定几何形状和尺寸的塑料由粘流态变为高弹态，最后 冷却定型为玻璃态，得到所需要的制品。 二. 挤出成型在塑料成型加工工业中的地位 1. 挤出成型塑料制品产量约占总产量的50%，挤出成型设 备产量约占塑料成型机械总产量的30% 2. 几乎所有的热塑性塑料和一些热固性塑料均可用挤出 机成型
第一节 挤出成型概论
• 热处理一般是将制品在加热介质中慢侵升温到一定温度， 并保持一定时间．然后再缓慢冷却至室温。热处理温度以 高于使用温度10一20℃，或低于塑料的热变形温度10一 20℃为宜，热处理时间由取向而整链不解取向，既有高强 度又有高弹性。2.恢复其结晶结构，降低制品的收缩率 • 调湿处理是将制品浸入沸水中或其它水溶液中加热一段时 间，快速使制品吸湿达到平衡。然后缓慢冷却至空温，调 湿处理的温度、时间主要由塑料的品种、制品的形状和壁 厚等因素来决定。
• 五、挤出机的分类
• 挤出机的分类：随着挤出机用途的增加，出现了各种 挤出机，分类方法很多。 • 1、 按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出机和多 螺杆挤出机； • 2、 按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤出机； • 3、 按螺杆的有无，可分为螺杆挤出机和无螺杆挤出 机； • 4、 按螺杆在空间的位置，可分为卧式挤出机和立式 挤出机。
熔体在螺槽内的流速分布图
（1）正流(拖曳流动) ：流体沿着螺槽向机头方
向的流动；是螺杆旋转时螺纹斜棱的推力作用造 成。
塑料在挤出机中的状态及流动
• 熔体输送—计量段（均化段） （2）逆流（压力流动）方向与正流相反；是由机头 （压力高）到加料口（压力低）的压力梯度所引 起的逆向流动。
（3）漏流和逆流一样，也是由压力梯度引起的。是 产生在螺杆突棱与机筒间隙中的一种压力逆流。 漏流的流速比正流和逆流小得多。 （4）横流 沿垂直于螺纹线方向的流动（环流）。 横流对物料的混合、热交换和塑化起着重要作用， 但对流体总的流动量基本无影响。
第一节 挤出成型概论
七、挤出工艺参数
• 挤出过程的参量有温度、压力、流率（或 挤出量、螺杆转速）和能量（或功率）。 有时也用物料的粘度，因其不易直接测得， 而且它与温度有关，故不用。 • 1、温度
挤出过程中物料从加人料斗到最后成型为制品 是经历了一个复杂的温度过程 （玻璃态----粘 流态----高弹态----玻璃态）
第一节 挤出成型概论
• 2）影响压力的因素 影响各点压力数值和压力轮廓曲线形状的 因素很多： a.机头、分流板、滤网的阻力， b.加热冷却系统， c .螺杆转数， d.螺杆和料筒的结构。
第一节 挤出成型概论
• 3）压力波动对制品的影响 • 若深入研究每一压力测示点的压力，也会 发现，压力随着时间发生周期性的波动， 这种波动对制品的质量同样有不利影响。 螺杆、料筒的设计、螺杆转数的变化、加 热冷却系统的不稳定性都是产生压力波动 的原因。努力的方向应当是减少、消除这 种波动。
③对挤出质量的影响—--精密制品用精确温度控制 当然，我们往往只是对在机头处或螺杆头部测得 的这种温度变化感兴趣，因为它们直接影响挤出 质量。 MD方向的温度波动和TD方向的温差，给制品质 量带来非常不良的后果， 制品产生残余应力、 各点强度不均匀、 表面灰暗无光泽等。 产生这种波动和温差的原因很多，如加热冷却系 统不稳定，螺杆转数的变化等，但以螺杆设计的 好坏影响最大。
• 3）温度波动 ①MD方向的温度不均匀性（轴向温度波动） 沿物料流动方向温度的波动情况，我们称之为物 料流动方向的温度波动（一般文献上记作MD方向 的温度不均匀性）。波动情况因测试点不同会有 不同。有的波动达10℃左右。 ②TD方向的温度不均匀性（径向温差） 我们还会发现，垂直于物料流动方向的截面内的 各点之间的温度有时也不一致，我们称之为径向 温差（一般文献中记作TD方向的温度不均匀性）。 有的螺杆其头部的径向温差竟达10℃以上。