挤出成型工艺及模具设计
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•辅机： •机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割
装置、卷取装置 •控制系统
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挤出成型工艺及模具设计
2. 挤出成型工艺过程
•原材料准 备
•塑 化
•挤出成型
•冷却定型
•塑件的牵引、 卷曲、切割
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挤出成型工艺及模具设计
•挤塑生产线
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挤出成型工艺及模具设计
•3. 挤出成型工艺参数
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挤出成型工艺及模具设计
•（2）内径定型
•通过定径套内的循环水冷却定型
ຫໍສະໝຸດ Baidu
•特点：保证管材内孔圆度，操作方便；宜用于直角式挤管机头
•
和旁侧式挤管机头。
•适用：内径尺寸要求准确、圆度要求高的情况。
•1-管材 2-定径芯模 3-芯棒 4-回水流道 5-进水管 6-排水管 7-进水嘴
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挤出成型工艺及模具设计
•3. 挤出机头的设计原则
① 内腔呈流线型
各连接处不应该有使熔料滞留的死角，避免熔料过热而分 解。
② 足够的压缩比
为了使塑件结构密实和消除分流器支架造成的熔料接合缝， 机头应该有一定的压缩比的压缩区域。低粘度塑料压缩比取 4~10，高粘度塑料在2.5～6为宜。
③ 正确的成型区截面形状及尺寸
② 定型段长度Ｌ
❖ 按管材外径：L=（0.5～3)d ❖ 按管材壁厚：L=nt
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挤出成型工艺及模具设计
(2) 芯捧（芯模）
芯棒与分流器之间通过螺纹连接，其中心孔用来通入压 缩空气，以便对管材产生内压，实现外径定径。
•①芯棒外径d
•
d=D-2δ
• δ－口模与芯棒的单边间隙， δ =（0.83～0.94）t 。
三、管材挤出机机头的设计 常用的挤管机头有：直通式、直角式和旁侧式
•直通式挤管机头
•1-芯棒 2-口模 3-调节螺钉 4-分流器支架 5-分流器 6-加热器 7机头体
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挤出成型工艺及模具设计
•挤出机头结构
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挤出成型工艺及模具设计
(3) 分流器和分流器支架 ① 分流器设计需确定的尺寸
❖分流器的角度α
低粘度塑料30°～80°， 高粘度塑料取30°～60°。
❖分流锥长度L3 • L3 =(1~1.5) D0 •❖分流器头部圆角半径r • 取0.5～2mm
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⑥ 定径套
⑦ 通过冷却定型，使从机头口模挤出的高温塑件已 形成的横截面形状稳定下来，并进行修正。
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•定 径 套 实 物 图 片
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•返 回
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•正 在 挤 出 塑 料 管 材
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•2. 管材的定径和冷却
为了使管材获得较低的表面粗糙值、准确的尺寸和几何 形状，管材离开口模时，必须立即进行定径和冷却，由定 径套来完成。
有两种方法： ❖ 外径定型 ❖ 内径定型
我国塑料管材标 准大多规定外径为基 本尺寸，故国内较常 用外径定型法。
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挤出成型工艺及模具设计
•（1）外径定型 适用于管材外径尺寸精度要求高、外表面粗糙度要求低的
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/20
挤出成型工艺及模具设计
② 分流器支架
① 支承分流器及芯棒，另外起搅拌物料的作用。
② 小型机头，分流器和分流器支架可以做成一个整体。
③ 为了消除塑料通过分流器后形成的接合线，分流器支架 上的分流肋应做成流线型，一般3~8根。
④ 分流器支架设有进气孔和导线孔，用以通入压缩空气和 内装置电热器时导入导线。
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① 温度
•❖ 加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些 •❖ 机头的温度控制在塑料热分解温度以下 ❖ 口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证塑料有良 好的流动性。
② 压力
• 合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，以减小压力 波动。
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③ 挤出速度
• 单位时间内由挤出机口模中挤出的塑化好的物料 量(kg/h)或塑件长度(m/min)。它表示挤出能力的高低。
情况。按压力生产方式不同有内压法定径和真空法定径。
① 内压法定径 在管材内部通入压缩空气
•1－芯棒， 2－口模， 3－定径套
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②真空法定径
在定径套内壁加工很多小孔，抽真空
•定径套与口模不能联接在一起，应有20 ~ 100mm的距离 。•定径套直径：比机头出口直径大2%～4%，出口直径比 进口直径略小。 •定径套长度：一般比其他类型定径套大。
螺杆的作用下，塑料沿螺杆的螺槽向前方输送。在此过程中， 不断地接受外加热和摩擦热，逐渐熔融成粘流态，然后在挤 压系统的作用下，塑料熔体经过滤板后通过具有一定形状的 挤出模具（机头）口模以及一系列的辅助装置，从而获得等 横截面的各种型材。
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•挤出机•：挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身
• ②定型长度段L1 与口模定型长度 L 相当或稍长。
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③ 压缩段长度L2
④
压缩段 (也称锥面段) 主要作用是使进入定型区之前的
塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。
•
L2=(1.5～2.5) D0
•
D0－塑料熔体在过滤板出口处的流道直径
④ 压缩角 • 低粘度塑料45～ 60° ，高粘度塑料30 ～ 50° 。
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•口模实物图片
•返回
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•芯 棒 实 物 图 片
•返回
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② 过滤网和过滤板
③ 使从挤出机出来的塑料熔体由旋转流动变为平直流 动，且沿螺杆方向形成挤出压力，增加塑料的塑化均匀 度。
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2. 机头的分类
按机头的几何形状分类 圆环机头：管材机头、棒材机头、造粒机头等 平板状机头：平模机头、板材机头、异型材机头等
按机头进出料方向分类 水平直通式机头 直角式机头
按机头的用途分类 吹膜机头、管材机头、板材机头、棒材机头、异型材 机 头等。
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③ 机头体 ④ 机头的主体，相当于模架，用来组装并支撑机头的
各零件。 ④ 连接部分：
机头与挤出机用螺钉及法兰连接
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挤出成型工艺及模具设计
⑤ 分流器和分流器支架
⑥ 熔料通过分流器分流形成管状制品的胚形，并进一步 加热塑化。分流器支架用于支撑分流器和芯棒，同时对 分流后的塑料熔体加强剪切混合作用。
挤出成型工艺及模具设计
•塑 料 管 坯 进 入 定 径 装 置
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拆 出 的 口 模 状 况
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拆 开 口 模 后 露 出 芯 棒 的 状 况
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•图8.1 挤出机头结构
•1-管材 2-定型模 3-口模 4-芯棒 5-调节螺钉 6-分流器 7-分流器支架 8-机头体 9-过滤网 10-电加热圈
口模的形状及尺寸和塑件的形状及尺寸并不是一致的。熔 体膨胀和牵引力引起的收缩变形，会使塑件的尺寸与口模尺寸 产生一定的偏差。所以在设计时要考虑这一因素。
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④机头内设有调节装置
调节熔体流量、口模和芯棒侧隙、挤出压力、成型温度、 挤出速度等。
⑤合理选择材料
机头的零件要承受熔体的压力作用，所以要有足够的强度。 必要时对连接零件进行强度校核。
挤出成型工艺及模具设计
3.挤出机头的组成（以直通式管材机头为例）
口模 芯棒 分流器和分流器支架 机头体 过滤网和过滤板 连接部分 定径套
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挤出成型工艺及模具设计
① 口模和芯棒
② 挤出模的主要成型零件，口模用来成型塑件的外表 面，芯棒用来成型塑件的内表面。通过调节螺钉5，可 调节口模和芯棒之间的间隙，从而控制塑件的壁厚。
与熔体接触的零件要有足够的耐磨性和耐腐蚀性，必要时 表面要镀铬处理。主要零件进行调质处理，硬度45～ 50HRC。
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挤出成型设备——挤出机
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4. 机头与挤出机的关系
机头安装在挤出机的头部
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挤出成型工艺及模具设计
挤出成型工艺及模具设 计
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挤出成型工艺及模具设计
•一、挤出成型工艺
• 挤出成型是热塑性塑料重要的加工方法之一，主要用 于生产管材、棒材、板材、片材、线材和薄膜等连续塑料 型材。
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挤出成型工艺及模具设计
1、挤出成型原理
将颗粒状或粉状塑料加入挤出机料筒内，在旋转的挤出机
•1-管材 2-定型模 3-口 模 4-芯棒 5-调节螺钉 6-分流器 7-分流器支架 8-机头体 9-过滤网 10电加热圈
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挤出成型工艺及模具设计
1. 直通式挤管机头工艺参数的确定
2. (1) 口模
① 口模内径D ❖经验公式： D = d /K
d——管材外径 K——补偿系数
❖按拉伸比确定
④牵引速度
•牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。 • 即牵引比(牵引速度与挤出速度的比值)等于或大于1。
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挤出成型工艺及模具设计
•二、挤出成型机头概述
1. 挤出机头的作用 使熔融塑料由螺旋运动变为直线运动； 产生必要的成型压力，保证制品密实； 使塑料通过机头得到进一步塑化； 通过机头口模以获得截面形状相同、连续的塑料制品。
装置、卷取装置 •控制系统
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2. 挤出成型工艺过程
•原材料准 备
•塑 化
•挤出成型
•冷却定型
•塑件的牵引、 卷曲、切割
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•挤塑生产线
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•3. 挤出成型工艺参数
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•（2）内径定型
•通过定径套内的循环水冷却定型
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•特点：保证管材内孔圆度，操作方便；宜用于直角式挤管机头
•
和旁侧式挤管机头。
•适用：内径尺寸要求准确、圆度要求高的情况。
•1-管材 2-定径芯模 3-芯棒 4-回水流道 5-进水管 6-排水管 7-进水嘴
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•3. 挤出机头的设计原则
① 内腔呈流线型
各连接处不应该有使熔料滞留的死角，避免熔料过热而分 解。
② 足够的压缩比
为了使塑件结构密实和消除分流器支架造成的熔料接合缝， 机头应该有一定的压缩比的压缩区域。低粘度塑料压缩比取 4~10，高粘度塑料在2.5～6为宜。
③ 正确的成型区截面形状及尺寸
② 定型段长度Ｌ
❖ 按管材外径：L=（0.5～3)d ❖ 按管材壁厚：L=nt
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(2) 芯捧（芯模）
芯棒与分流器之间通过螺纹连接，其中心孔用来通入压 缩空气，以便对管材产生内压，实现外径定径。
•①芯棒外径d
•
d=D-2δ
• δ－口模与芯棒的单边间隙， δ =（0.83～0.94）t 。
三、管材挤出机机头的设计 常用的挤管机头有：直通式、直角式和旁侧式
•直通式挤管机头
•1-芯棒 2-口模 3-调节螺钉 4-分流器支架 5-分流器 6-加热器 7机头体
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•挤出机头结构
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(3) 分流器和分流器支架 ① 分流器设计需确定的尺寸
❖分流器的角度α
低粘度塑料30°～80°， 高粘度塑料取30°～60°。
❖分流锥长度L3 • L3 =(1~1.5) D0 •❖分流器头部圆角半径r • 取0.5～2mm
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⑥ 定径套
⑦ 通过冷却定型，使从机头口模挤出的高温塑件已 形成的横截面形状稳定下来，并进行修正。
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•定 径 套 实 物 图 片
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•2. 管材的定径和冷却
为了使管材获得较低的表面粗糙值、准确的尺寸和几何 形状，管材离开口模时，必须立即进行定径和冷却，由定 径套来完成。
有两种方法： ❖ 外径定型 ❖ 内径定型
我国塑料管材标 准大多规定外径为基 本尺寸，故国内较常 用外径定型法。
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•（1）外径定型 适用于管材外径尺寸精度要求高、外表面粗糙度要求低的
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② 分流器支架
① 支承分流器及芯棒，另外起搅拌物料的作用。
② 小型机头，分流器和分流器支架可以做成一个整体。
③ 为了消除塑料通过分流器后形成的接合线，分流器支架 上的分流肋应做成流线型，一般3~8根。
④ 分流器支架设有进气孔和导线孔，用以通入压缩空气和 内装置电热器时导入导线。
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挤出成型工艺及模具设计
① 温度
•❖ 加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些 •❖ 机头的温度控制在塑料热分解温度以下 ❖ 口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证塑料有良 好的流动性。
② 压力
• 合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，以减小压力 波动。
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挤出成型工艺及模具设计
③ 挤出速度
• 单位时间内由挤出机口模中挤出的塑化好的物料 量(kg/h)或塑件长度(m/min)。它表示挤出能力的高低。
情况。按压力生产方式不同有内压法定径和真空法定径。
① 内压法定径 在管材内部通入压缩空气
•1－芯棒， 2－口模， 3－定径套
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②真空法定径
在定径套内壁加工很多小孔，抽真空
•定径套与口模不能联接在一起，应有20 ~ 100mm的距离 。•定径套直径：比机头出口直径大2%～4%，出口直径比 进口直径略小。 •定径套长度：一般比其他类型定径套大。
螺杆的作用下，塑料沿螺杆的螺槽向前方输送。在此过程中， 不断地接受外加热和摩擦热，逐渐熔融成粘流态，然后在挤 压系统的作用下，塑料熔体经过滤板后通过具有一定形状的 挤出模具（机头）口模以及一系列的辅助装置，从而获得等 横截面的各种型材。
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•挤出机•：挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身
• ②定型长度段L1 与口模定型长度 L 相当或稍长。
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③ 压缩段长度L2
④
压缩段 (也称锥面段) 主要作用是使进入定型区之前的
塑料熔体的分流痕迹被熔合消除。
•
L2=(1.5～2.5) D0
•
D0－塑料熔体在过滤板出口处的流道直径
④ 压缩角 • 低粘度塑料45～ 60° ，高粘度塑料30 ～ 50° 。
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② 过滤网和过滤板
③ 使从挤出机出来的塑料熔体由旋转流动变为平直流 动，且沿螺杆方向形成挤出压力，增加塑料的塑化均匀 度。
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2. 机头的分类
按机头的几何形状分类 圆环机头：管材机头、棒材机头、造粒机头等 平板状机头：平模机头、板材机头、异型材机头等
按机头进出料方向分类 水平直通式机头 直角式机头
按机头的用途分类 吹膜机头、管材机头、板材机头、棒材机头、异型材 机 头等。
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③ 机头体 ④ 机头的主体，相当于模架，用来组装并支撑机头的
各零件。 ④ 连接部分：
机头与挤出机用螺钉及法兰连接
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⑤ 分流器和分流器支架
⑥ 熔料通过分流器分流形成管状制品的胚形，并进一步 加热塑化。分流器支架用于支撑分流器和芯棒，同时对 分流后的塑料熔体加强剪切混合作用。
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•塑 料 管 坯 进 入 定 径 装 置
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•图8.1 挤出机头结构
•1-管材 2-定型模 3-口模 4-芯棒 5-调节螺钉 6-分流器 7-分流器支架 8-机头体 9-过滤网 10-电加热圈
口模的形状及尺寸和塑件的形状及尺寸并不是一致的。熔 体膨胀和牵引力引起的收缩变形，会使塑件的尺寸与口模尺寸 产生一定的偏差。所以在设计时要考虑这一因素。
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④机头内设有调节装置
调节熔体流量、口模和芯棒侧隙、挤出压力、成型温度、 挤出速度等。
⑤合理选择材料
机头的零件要承受熔体的压力作用，所以要有足够的强度。 必要时对连接零件进行强度校核。
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3.挤出机头的组成（以直通式管材机头为例）
口模 芯棒 分流器和分流器支架 机头体 过滤网和过滤板 连接部分 定径套
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① 口模和芯棒
② 挤出模的主要成型零件，口模用来成型塑件的外表 面，芯棒用来成型塑件的内表面。通过调节螺钉5，可 调节口模和芯棒之间的间隙，从而控制塑件的壁厚。
与熔体接触的零件要有足够的耐磨性和耐腐蚀性，必要时 表面要镀铬处理。主要零件进行调质处理，硬度45～ 50HRC。
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•一、挤出成型工艺
• 挤出成型是热塑性塑料重要的加工方法之一，主要用 于生产管材、棒材、板材、片材、线材和薄膜等连续塑料 型材。
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1、挤出成型原理
将颗粒状或粉状塑料加入挤出机料筒内，在旋转的挤出机
•1-管材 2-定型模 3-口 模 4-芯棒 5-调节螺钉 6-分流器 7-分流器支架 8-机头体 9-过滤网 10电加热圈
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1. 直通式挤管机头工艺参数的确定
2. (1) 口模
① 口模内径D ❖经验公式： D = d /K
d——管材外径 K——补偿系数
❖按拉伸比确定
④牵引速度
•牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。 • 即牵引比(牵引速度与挤出速度的比值)等于或大于1。
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•二、挤出成型机头概述
1. 挤出机头的作用 使熔融塑料由螺旋运动变为直线运动； 产生必要的成型压力，保证制品密实； 使塑料通过机头得到进一步塑化； 通过机头口模以获得截面形状相同、连续的塑料制品。