塑料管材挤出模具设计
塑料挤出模具设计
塑料挤出模具设计塑料挤出模具设计指的是生产各种管道、线条、条形等复杂形状的产品,以满足消费者的需求。
挤出模具设计是塑料成型工艺中最关键的一环。
模具设计要求精度高、生产效率高、工艺优良、耐久性强等多个方面的考量,因此,在设计中需要注意各项要素,以达到预期的效果和质量标准。
首先,塑料挤出模具设计需要结合塑料挤出成型的工艺流程和参数,确保稳定的生产和高效的能源利用。
第一步是从材料入手,确定选用哪种材质,例如,挤出模具通常会使用热工模造型钢,湛江模具钢等合金类材料,这些材料能够提高模具的硬度和耐磨性,满足生产高要求产品的需要。
然后,根据产品形状等要求进行模具的设计,制定模具的大小、形状和几何参数,并结合模具的内部结构和装配装置,以确保正常的生产效果。
其次,在塑料挤出模具设计中需要注意模具的板数、结构和加工工艺。
挤出模具通常采用多板式结构,有顶板、底板、侧板、隔板等部件,用来固定塑料管材的截面形状、支撑挤出的压缩过程和控制形状等方面。
而在制作过程中,需要考虑到精度和几何形状的匹配关系,避免由于制造误差等问题造成挤出过程中的漏斗效应和产品的形状变形问题。
由此可见,塑料挤出模具设计、制造和精密加工是一项极其繁琐的工程。
其次,一个优秀的塑料挤出模具设计还需要考虑到产品配合、冷却和粘连等环节。
对于不同的挤出产品,需要根据其特点和要求进行设计和制作。
例如,在挤出大规格、壁厚较大的产品时,应该考虑到的是冷却和卡边设计,以便解决加热带来的产品变形问题;而在厚度较薄、曲度较大的产品上,需要考虑到的是粘连和多层结构的细致设计,以确保产品的精度和美观度。
最后,优秀的塑料挤出模具设计还需要考虑到制造和维护成本的问题。
制造成本与材料、加工和手工制作等资源的利用效率密切相关;而维护成本则往往与使用寿命相关,需要定期进行检查和维护,切勿忽略隐患和故障点。
这样才能确保模具的长期使用效应和成本效益。
总之,塑料挤出模具设计是制造各类产品的重要前提和要素,需要注重各个方面的细节和技术,以满足消费者的需求和制造公司的要求。
挤出成型工艺与模具结构
3.3 管材挤出成型模具
管材挤出成型机头是挤出机头的主要类 型之一,应用范围较广,主要用于成型聚乙 烯、聚丙烯、聚碳酸脂、尼龙、软、硬聚氯 乙烯等塑料的圆形管件。管材机头适用的挤 出螺杆长径比(螺杆长度与直径之比)为 15~25,螺杆转速为10~35r/min。
3.3.1 管材挤出机头的结构类型
4.牵引速度
从机头和口模中挤出的成型塑件,在牵 引力作用下将会发生拉伸取向,拉伸取向 程度越高,塑件沿取向方位上的拉伸强度 也越大,但冷却后长度收缩也大。通常, 牵引速度可与挤出速度相当,两者的比值 称为牵引比,一般应略大于1。
3.2 挤出成型模具概述
挤出成型塑件的截面形状均取决于挤出 模具,所以,挤出模具设计的合理性,是保 证良好的挤出成型工艺和挤出成型质量的决 定因素。
冷却一般采用空气冷却或水冷却,冷却 速度对塑件性能有很大影响。
4.塑件的牵引、切割和卷取
塑件从口模挤出后,一般会因压力的解除而 发生膨胀现象,而冷却后又会产生收缩现象,使 塑件的形状和尺寸发生改变。如果不加以引导, 就会造成塑件停滞,使塑件不能顺利挤出。因此, 在冷却的同时,要连续均匀地将塑件引出,这就 是牵引。
3.3.3 管材定径套的结构类型及尺寸
管材的定径方法 : 1、外径定型法:(1)内压法 (2) 真空吸附法 。 2、内径定型法
3.4 棒材挤出成型模具
棒材是指截面为圆形的实心塑料型材, 塑料棒材的原材料一般是工程塑料,如尼龙、 聚甲醛、聚碳酸脂、ABS、聚砜、玻璃纤维 增强塑料等。棒材机头的螺杆长径比为2 5~120,除了生产玻璃纤维增强塑料外, 可以设置50~80目的过滤网。
3.棒材定径套的结构
棒材的定径装置结构比较简单,与管材的定 径装置相似,如图3-14所示。定径套的作用是 使塑件不会因为自重而产生变形,保证一定的表 面质量。为了减少棒材通过定径套时的流动阻力, 定径套内孔应具有一定的锥度,锥度为1:35。
典型的挤出模具设计
典型的挤出模具设计挤出模具是一种常用于橡塑制品加工的模具,通过材料在模具中连续挤出,使其形成具有一定形状和尺寸的产品。
挤出模具广泛应用于塑料、橡胶、硅胶、硬质泡沫等各种材料的生产中,能够制造出各种管材、板材、条材、异型材等产品。
典型的挤出模具设计需要考虑材料特性、产品形状和尺寸等多个因素。
首先,挤出模具设计需要根据材料的特性来确定模具的结构和参数。
不同材料具有不同的流动性、熔体温度和粘度,对模具的设计产生不同的要求。
例如,一些材料具有较高的熔体温度和较高的黏度,需要采用加热设备和较大的流道截面积来确保材料能够顺利挤出。
而一些材料具有较低的流动性,需要增加收缩率和壁厚等参数来避免产品出现瑕疵。
因此,设计师需要了解材料的特性,合理确定模具的结构和参数。
其次,挤出模具设计需要考虑产品的形状和尺寸。
不同的产品形状对模具的设计产生不同的要求。
例如,圆形管材的模具需要设计圆形的出模口和流道,以保证挤出的产品具有良好的圆度和尺寸一致性。
而异型材的模具需要根据产品的形状和结构设计复杂的挤出口和流道,以确保产品能够顺利挤出,并且具有良好的表面质量和尺寸精度。
因此,设计师需要根据产品的形状和尺寸,合理确定模具的结构和参数。
再次,挤出模具设计需要考虑模具的制造和使用成本。
模具的制造和使用成本直接影响到产品的竞争力和市场占有率,因此设计师需要在满足产品形状和质量要求的前提下,尽量减少模具的制造和使用成本。
一方面,可以通过合理设计模具的结构和参数,减少模具的复杂度和制造难度。
另一方面,可以选择合适的材料和加工工艺,提高模具的耐磨性和使用寿命,降低维护和更换的频率。
因此,设计师需要综合考虑多个因素,合理选择模具的结构、材料和加工工艺,以实现最佳的经济效益。
最后,挤出模具设计还需要考虑产品的生产效率和质量稳定性。
生产效率和质量稳定性是企业提高竞争力和降低成本的关键。
模具的设计应充分考虑产品的生产工艺和生产效率,提高生产效率和降低不良品率。
挤出成型原理及其特点
3. 挤出成型的特点与应用
生产效率高; 模具结构简单; 成型质量稳定; 适应性强;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
挤出成型的应用: 挤出成型的塑件均为具有恒定截面形
状的连续型材,除氟塑料外,几乎所有的 热塑性塑料都可采用挤出成型,可成型的 制品包括管、棒、板、丝、薄板、电缆电 线的包覆以及各种截面形状的异型材。
塑料成型工艺与模具设计
挤出成型原理及其特点
1.挤出成型原理 借助于螺杆或柱塞得挤压作用,使塑
化均匀的塑料强行通过模口而成为具有恒 定截面的连续制品。
挤出机有螺杆式和柱塞式两种:
SJ-65型单螺杆挤出机
SJSZ-65型 锥形双螺杆塑料挤出机
ZS-65柱塞式挤出机
热塑性塑料的挤出成型原理如图4.1所 示(以管材的挤出为例)。
图4.1 1.挤出机料筒; 2.机头 ;3.定型装置;4.冷却装置
5.牵引装置;6.制品;7.切割装置
由挤出的成型的定义可看出,挤出过程实 际上分为两个阶段: ➢第一阶段:成型材料的塑化和赋形阶段。 ➢第二阶段:挤出的连续体的定型阶段。
2.挤出成型分类 挤出成型按照成材料的塑化方式不同,
可分为干法挤出和湿法挤出。
塑料成型工艺与模具设计
➢ 干法挤出一般在螺杆式挤出机上进行, 成型材料的塑化是通过加热达到的。
➢ 湿法挤出一般采用柱塞式挤出机,材料 的塑化是借助溶剂使其变为可流动态的。
根据挤出时加压方式的不同,可分为 连续式和间歇式两种。 (1)连续式挤出采用螺杆式挤出机,加压是
通过螺杆进行的。 (2)间歇式挤出采用柱塞式挤出机进行,借
塑料管材挤出模具可重构设计
2 1 模 具 的 快 速 更 换 .
寻求最 佳 可重构范 围。从 而 为塑料 管材挤 出模 具 的 设计 、 制造 、 用 和维护 提供新 的思 路 。 使
1 可 重构 管材挤 出模具 1 1 管材挤 出机 头的 重构 .
现 今 通用 的管材 挤 出模 具 设计 中 , 用 功 能结 共
机头 重构 的基本 原则是 最大 限度地 共用 功能结 构, 或者说 尽量少 地更换 零 件 。一 般来说 , 一组 不 同
7 0
工程塑料应用
21 , 3 0 0年 第 8卷 , 9期 第
分析 , 即作到科 学 合 理地 进 行 产 品分 组 。分 组 一经 确定 , 具方 案随 之而定 , 模 并且是 相对 固定 的 。
重构 管材挤 出模 具进 行 特 性 分 析 和关 键参 数分 析 ,
系列 的多个 规格 的管材 制 品进 行模 具设计 。在对 全
体被设 计对 象 的几何参 数和性 能参 数进行 综合分 析
的前提 下 , 理利 用取值 范 围进 行统 一设计 , 合 在最 佳 可重构 范 围内 以期 最 大 限 度地 共 用 功 能结 构 , 到 达 高效率 、 低成 本设计 、 造 、 制 使用 和维 护模具 的 目的 。
丁 晚景 , : 料 管 材挤 出模 具 可 重 构 设 计 等 塑
6 9
塑料 管材 挤 出模 具 可 重构 设 计 术
丁 晚 景 刘 蘩 孙 '
(. 石理工学院, 石 1黄 黄
川
407 ) 3 0 4
4 5 0 ; 2 华 中科 技 大 学 , 汉 30 3 . 武
摘要
为 大 幅度 地 降低 模 具 生 产 成 本 , 高模 具 利 用 率及 生产 效 率 , 出 了塑 料 管 材 挤 出模 具 的 可 重 构 设 计 思 提 提
塑料管材挤出模具设计
(直径<80mm)硬管挤出模具
下图所示是成型管材直径小于80mm用成型模具结构。采用内压法定径,定径套外腔是带有能通冷却循环水的环形套,冷却管坯;生产时,通过分流锥支架肋上的小孔,把压缩空气输入管坯内,管坯前端装有气堵,防止管内压缩空气逸出。分流锥、支架和芯轴也是用螺纹连接成一体,依靠分流锥支架外圆与模具体内圆紧密配合定位。保证分流锥、支架和芯轴与模具体装配后的同心精度。
PP
1.0.~1.2
HDPE
1.1~1.2
LDPE
1.2~1.5
口模定型段长度L1,与塑料性质、管材的形状、壁厚、直径大小及牵引速度有关。其值可按管材外径或管材壁厚来确定:
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1
口模结构尺寸从图中可 以看到,主要是平直段 长度、内径和压缩角。 平直段(也叫定型段) 长度L1=(0.5~3)D 内径 d1= D/k 式中D —管材外径( mm) k—系数,k=1. 01~1.06。 压缩角α取14 °~50 °之间。
(4)结构紧凑
(5)选材要合理
02
01
03
04
05
常见的挤出机头有:
2典型挤出机头及设计
管材挤出机头、
异型材挤出机头
电线电缆包覆机头
1.管材挤出机头的结构形式
常见的管材挤出机头结构形式有以下三种: 直管式机头 图示为直管式机头。其结构 简单,具有分流器支架,芯模加热困难,定型长度较长:适用于PVC、PA、PC、PE、PP等塑 料的薄壁小口径的管材挤出。是挤出成型塑料 管材应用最广泛的一种模具结构
口模内径不等于塑料管材外
塑料制品的成型工艺与模具设计
压延模具的作用:将塑料片材压延成所需形状和厚度的塑料制品 压延模具的结构:包括辊筒、辊距调节机构、冷却系统等 压延模具的设计要点:辊筒的直径、长度、材质、表面处理等 压延模具的应用:广泛应用于塑料包装、汽车内饰、建筑材料等领域
塑料制品成型工艺 与模具设计的未来 发展
新型塑料材料的 研发:如生物降 解塑料、纳米塑 料等
模具材料的热处理工艺参数: 包括加热温度、保温时间和冷
却速度等
模具材料的热处理设备:包括 炉子、加热器和冷却器等
模具材料的热处理质量检验: 包括硬度测试、金相检验和力
学性能测试等
塑料制品模具设计 实例
注塑模具的基本 结构:包括浇注 系统、冷却系统、 顶出系统等
注塑模具的设计 原则:保证产品 质量、提高生产 效率、降低成本 等
生产塑料制品:使用 装配好的模具生产塑 料制品,并对制品的 质量进行检验。
模具材料的选择:根据塑料制 品的成型工艺、使用环境和性
能要求选择合适的模具材料
热处理:对模具材料进行加热、 保温和冷却等工艺处理,以改 善其内部微观结构,提高模具
的硬度、韧性和耐磨性
模具材料的热处理方法:包括 淬火、回火、正火和退火等
塑料制品的成型工艺 与模具设计
汇报人:
目录
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塑料制品成型工艺概述
塑料制品成型工艺详解
模具设计基础
塑料制品模具设计实例
塑料制品成型工艺与 模具设计的未来发展
添加章节标题
塑料制品成型工艺 概述
塑料制品成型工艺主要包括 注射成型、挤出成型、吹塑 成型、压塑成型等。
注射成型:通过注射机将熔 融的塑料注射到模具中,冷 却后得到产品。
挤出成型:通过挤出机将熔 融的塑料通过模具挤出,冷 却后得到产品。
挤出成型模具设计
4.2.2 定型模的作用
定型模的作用是使用定径装置将从机 头挤出的具备了既定形状的制品进行冷却 和定型,从而获得能满足使用要求的正确 尺寸、几何形状及表面质量。通常采用冷 却、加压或抽真空的方法,将从口模中挤 出的塑料的既定形状稳定下来,并对其进 行精整,从而获得截面尺寸更为精确、表 面更为光亮的塑料制件。
挤出成型工艺过程可分为四个阶段: (1) 塑化阶段 (2)挤出成型阶段 (3)冷却定型阶段 (4)塑件的牵引、卷取和切割
4.1.3 挤出成型工艺参数及其选择
挤出成型的工艺参数主要包括温度、 压力、挤出速度、牵引速度等 。
1. 温度
温度是挤出过程得以顺利进行的重要条件 之一。温度主要指塑料熔体的温度,该温 度在很大程度上取决于料筒和螺杆的温度。 因为塑料熔体的热量除一部分来源于料筒 中混合时产生的摩擦热外,大部分是料筒 外部的加热器所提供的。所以,在实际生 产中经常用料筒温度近似表示成型温度。 常用塑料挤出成型管材、片材和薄膜时的 温度参数见表4.1。
低黏度塑料: β=45~60; 高黏度塑料: β=30~50;
3. 分流器和分流器支架
(1)分流器的扩张角α: 对于低黏度塑料: α=45~80; 对于高黏度塑料: α=30~60;
(2)分流器长度L3:L3=(1~1.5)D
(3)分流器尖角处圆弧半径R: R=0.5~2 mm
(4)分流器表面粗糙度:Ra<0.4~0.2
4.3.2 棒材挤出机头的典型结构
棒材主要指实心的具有一定规则形状 的型材,如圆形、方形、三角形、菱形和 多边形等。棒材挤出机头结构比较简单, 机头流道光滑呈流线型,一般流道中不必 有分流措施。棒材挤出机头的典型结构如 图4.5所示。
图4.5 棒材挤出机头的典型结构 1—口模; 2—连接套; 3—加热圈; 4—机头体; 5—多孔板;
挤出机头口模设计-PPT
3.模具的吊装
2.吊装方式 1)水平尺寸大于拉杆水平距离时,采用侧面滑
入(中小型模具) 2)模具厚度小于拉杆水平间距,将模具长方向
平行拉杆轴线方向,吊入后再旋转90度。 3)整体吊装: 4)分体吊装:起重设备受限时,可采用;先定
筛孔直径 1-2.5mm
熔体压力损失小、结构紧凑,易于装拆、清理 适于流动性好和热稳定性好的聚烯烃类大口径管 材。
螺旋供料机头
星形螺旋供料机头 环形螺旋供料机头
槽深变浅 芯模与外壁间距增大,保证流速一致,均匀 无芯棒支架,无熔接痕。
复式机头
三管机头
小型薄壁管
2.管材挤出机头参数确定
1.成型段长度 口模平直部分长度L1 作用:增加料流阻力,使管材更密实;使 料流稳定均匀,消除熔接痕 L1=(0.5-3.0)ds, L1=nt
成型段长度:棒材直径的4-15倍
无分流锥棒材机头
有强力冷却作 用的定型模
定型模
绝热垫
• 机头压缩角影响表面粗 糙度а=30-60°,出口扩
张角β =45°以下。
• 机头口模定型长度 L= (4-10)d,太短,会挤
出胀大明显,太长,阻
力过大卡滞
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交流 ‹#›
3)内定径 管材与定径棒直接接触,冷却定径 ,内应力均匀,保证尺寸精度和表面粗糙度
3.管材定型装置
(2)定径模尺寸
长度:管材尺寸、塑料性能、挤出速度、冷 却效果、热传导性能有关
过长—牵引阻力大;过短—冷却不 足易变形
RPVC ds300内,3-6ds, 35mm10ds; PO2-5ds 直径:外定径大0.8-1.2%;内定径大2-4% 锥度:出口直径略小于入口
挤出成型工艺及模具设计
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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
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
④ 压缩角 低粘度塑料45~ 60° ,高粘度塑料30 ~ 50° 。
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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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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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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。
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。
塑料管材挤出模具设计
实例分析:对 PVC管材挤出模 具设计实例进行 深入分析,包括 设计要点、难点 及解决方案
经验总结:总结 PVC管材挤出模 具设计的经验教 训,提出优化建 议和未来发展方 向
实例二:PE管材挤出模具设计
模具结构:采用分流器、定 径套、机头等部件
模具温度控制:加热和冷却 系统对管材成型至关重要
模具材料:选择高强度、耐 磨性好的钢材
模具设计的原则和流程
模具设计应满足生产塑料管材的工艺要求,确保管材质量、尺寸和外观符合标准。 模具设计应考虑到生产效率、成本和安全性,以提高生产效益。 模具设计应遵循“一模多腔”的原则,以提高生产效率。 模具设计应注重冷却系统的设计,确保模具温度控制合理,提高管材质量。
塑料管材挤出模具设计要点
模具流道设计
数字化与信息化 技术:优化设计 流程,提高设计 精度
3D打印技术:个 性化定制,缩短 产品上市时间
绿色环保设计:降低能耗和减少废弃物排放的措施
采用新型材料:选择 可再生、可降解或环 保的材料,降低对环 境的污染。
优化结构设计:通过 改进模具结构,减少 生产过程中的能耗和 废弃物排放。
引入智能化技术:利 用先进的控制技术, 实现生产过程的自动 化和智能化,降低能棒加热,确保温度均匀分布,提高塑料管材的塑化效果 冷却系统:采用循环水冷却,快速降低模具温度,提高生产效率 温控系统:精确控制加热和冷却温度,保证产品质量和生产稳定性 安全保护:设置温度过高、过低自动报警和保护功能,确保生产安全
模具排气和溢料设计
模具排气:设计时需考虑模具的排气口位置和大小, 以确保在挤出过程中气体能够顺利排出。
产。
新型材料应用: 采用高强度、耐 高温、耐腐蚀等 新型材料,提高 模具的使用寿命
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
学习活动1 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 精选ppt
学习目标1 熟悉挤出成型原理及设备
内容 1)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。
挤出成型机头可分为分流区、压缩区和成型区3 段
学习任务五 排水管挤出模的设计 精选ppt
2)管材挤出机头的典型结构
直通式、直角式、旁侧式、微孔流道 (1)直通式挤管机头
结构简单,制造容易 (2)直角式挤管机头
结构复杂,制造困难 (3)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 (4)微孔流道挤管机头 微孔直径一般为1.5~2mm,孔间距一般为 1.8~4.5mm
学习任务五 排水管挤出模的设计 精选ppt
(1)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。
(2)过滤网 将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动
(3)分流器和分流器支架 分流变成薄环状 (4)机头体 用于固定、支承机头内的各零部件 (5)温度调节系统 电加热,保证塑料熔体正常流动 (6)调节螺钉 保证挤出的制件壁厚均匀,数量为4~8 (7)定径套 冷却定型
挤出成型特点: ①连续成型,生产量大,生产率高,成本低。 ②模具结构较简单、制造维修方便 ③制件内部组织均衡紧密、尺寸比较稳定 ④适应性强 ⑤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 精选ppt
挤出成型原理
学习任务五 排水管挤出模的设计 精选ppt
2)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
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性,所以机头材料应选择耐磨、硬度较高的碳钢 或合金钢,有的甚至要镀铬,以提高机头耐腐蚀 性。
此外,机头的结构尺寸还和制品的形状、加热 方法、螺杆形状、挤出速度等因素有关。设计者 应根据具体情况灵活应用上述原则。
8.2典型挤出机头及设计 常见的挤出机头有:
合。为此芯模应有收缩角β,芯模的长度L l 与口模 L1相等。芯轴收缩角α应小于分流锥的扩张角,以 利于分流锥支架肋造成的熔料结合线在此处能尽
快消除。这个收缩角的选择要注意熔料粘度的大 小,粘度大时应取较小的收缩角,如PVC
料取α =10° ~ 30 ° ,粘度较小 的PE料取α =25° ~40 °
(3)分流锥
分流锥的作用是使熔 体料层变簿,以便均匀加 热,使之进一步塑化。其 结构如图所示。
应用 :医用管材内径定型PVC管成型模具
内径定型管材挤出成型模具结构,多在成型 医用管材中应用。此种塑料管多是透明,内、 外壁光滑的小直径管。模具结构不同于通用塑 料成型模具之处,是设有内径冷却定型装置。 生产时、内径冷却定型装置在管坯内通过,为 挤出模具的管坯冷却降温定型;内径冷却定型 装置的外圆直径与管的内孔直径尺寸相符管 与
25 管 对 比
(直径90~120mm) 硬管挤出模具
图示模具成型的管材直径较大些(一般管 直径在90~125 mm范围)。模具结构与前两种结 构不同处,是分流锥、分流锥支架和芯轴,三 件由螺纹连接组合成一体后,是从模具体的左 端(图示方向)装入模具体内,口模是从模具 体右端(图示方向)装入模具体内;定径套外 腔可采用能通冷却循环水的环形套,也可用带 有抽真空腔段的冷却定径环形套。
规定的断面形状,由于塑料的物理性能和压力、 温度等因素的影响,机头的成型部分的断面形状 并非就是制品的相应的断面形状,二者有相当的 差异,设计时应考虑此因素,使成型部分有合理 的断面形状。由于制品断面形状的变化与成型时 间有关,因此控制必要的成型长度是一个有效的 方法。
离模膨胀
拉伸比
(4)结构紧凑 在满足强度条件下,机头结构应紧凑,其形状 应尽量做得规则而对称,使传热均匀,装卸方便 和不漏料。
挤出模具设计
8-1概述 塑料挤出成型是用加热的方法使塑料成为流
动状态,然后在一定压力的作用下.使它通过 塑模,经定型后制得连续的型材。
挤出法加工的塑料制品种类很多,如管材、 薄膜、棒材、板材、电缆敷层、单丝以及异形 截面型材等。
挤出机还可以对塑料进行混合、塑化 、脱 水、造粒和喂料等准备工序或半成品加工。因 此,挤出成型已成为最普通的塑料成型加工方 法之一。
(3)旁侧式机头 图示为旁侧式 机头。综合了直 向式和横向式的 优点。物料经改 变方向消除了横 向机头一次变向 所造成的不均匀 现象。占地面积 小。
结构复杂,没有分流器支架,芯模可以加热,定 型长度也不长。大小口径管材均适用。挤出阻力大
电线电缆包覆机头
1—芯线 2—导向棒 3—机头体 4—电热器 5—调节螺钉 6—口模 7—包覆塑件 8—过滤板 9—挤出机螺杆
8-1.1挤出成型机头典型结构分析 机头是挤出成型模具的主要部件,它有下述四 种作用。
(1)物料由螺旋运动变为直线运动; (2)产生必要的成型压力,保证制品密实; (3)使物料通过机头得到进一步塑化; (4)通过机头成型所需要的断面形状的制品。
现以管材挤出机头为例,分析一下机头的 组成与结构,见图所示。
异型材挤出机头
小型(直径<50mm) 硬管挤出模具
这种结构中的模具 零件安装,拆卸都 比较方便;分流锥 支架的外圆与模具 体内表面采用H7/h6 级精度配合定位, 保证了分流锥、分 流锥支架和芯轴间 用螺纹连接后,三 者与模具体在同一 条中心线上的配合 精度。
右图所示 图中的芯 轴上设有R 形凸台, 这对熔料 经过分流 锥支架肋 时产生的 熔料接合 线消除有 利,可使 管材更密实,内表面光洁。这种模具结 构既可成型硬质PVC管,也可成型软质PVC管。定 径套与口模连接,成型的管坯挤出定径套后即进入
管材挤出机头、
电线电缆包覆机头
异型材挤出机头
1.管材挤出机头的结构形式
常见的管材挤出机头结构形式有以下三种:
(1)直管式机头 图示为直管式机头。其结构 简单,具有分流器支架,芯模加热困难,定型 长度较长:适用于PVC、PA、PC、PE、PP等塑 料的薄壁小口径的管材挤出。是挤出成型塑料 管材应用最广泛的一种模具结构
材外径或管材壁厚来确定:
口模结构尺寸从图中可
以看到,主要是平直段
长度、内径和压缩角。
平直段(也叫定型段)
长度L1=(0.5~3)D 内径 d1= D/k 式中D —管材外径( mm)
k—系数,k=1. 01~1.06。 压缩角α取14 °~50 °之间。
(2)芯模 芯模是成型管材内表面的零件,如图所示。
连接模具体的、与分流锥外圆为配合基准的 结合圆要采用H7/h6精度配合,以保证模具体内 表面装配后的同心度和接触面过渡处不出现凸凹 台现象。图中芯轴上设有弧形凸台、这对熔料经 过分流锥支架肋后、产生的熔料结合线消除有利, 改进了熔料塑化质量、使产品质量得到进一步提 高。
图示是较大直径(Φ250 ~ Φ 315 mm)塑料管 成型模具结构。为了机械加工和组装的方便, 把有较大重量的模具体分成三段,由螺钉连接 成一体;连接接触面设计成锥形,这使组合的 三个零件连接牢固可靠,同心度精度高,不会 出现位移、保证了装配精度。较大直径的芯轴 为中空型、这既可减轻芯轴重量、又可在空腔 内安装电阻加热器,这既可加速模具芯轴的加 热升温,又提高了熔料的塑化质量。组装后的 模具体较重,应配置装运用吊环。
(2)足够的压缩比 为使制品密实和消除因分流器支架造成的结合
缝,根据制品和塑料种类不同,应设计足够的压
缩比。
压缩比:是指模具体 内熔料流道空腔中, 进料端最大截面积与 口模处环形空腔截面 积之比。压缩比一般 取4 ~10,如果熔料粘 度较高,取压缩比在 2.5~6
(3)正确的断面形状 机头的成型部分的设计应保证物料挤出后具有
式中I为拉伸比 常用塑料允许的拉伸比如下:
PVC 1.0~1.4
PA
1.4~3.0
ABS 1.0~1.1
PP
1.0.~1.2
HDPE 1.1~1.2
LDPE 1.2~1.5
r—口模内径; rl—芯棒外径;
R —管材外径: R1——管材内径。
口模定型段长度L1,与塑料性质、管材的形状、 壁厚、直径大小及牵引速度有关。其值可按管
5.机头体 用来组装机头各零件及 挤出机连接。
6.定径套 使制品通过定径套获得良好的表面粗糙度,正确
的尺寸和几何形状。
7.堵塞 防止压缩空气泄漏,保证管内一定的压力
8.1.2挤出成型机头分类及其设计原则 1.分类 由于挤出制品的形状和要求不同,因此要有相 应的机头满足制品的要求,机头种类很多,大致 可按以下三种特征来进行分类:
用挤出法生产的塑料制品大多使用热塑性塑 料,也有使用热固性塑料的。如聚氯乙烯、聚乙 烯、聚丙烯、尼龙、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚 甲醛、氯化聚醚等热塑性塑料以及酚醛、脲醛等 热固性塑料。
挤出成型具有效率高、投资少、制造简便,可 以连续化生产,占地面积少,环境清洁等优点。 通过挤出成型生产的塑料制品得到了广泛的应 用,其产量占塑料制品总量的二分之一以上。 因此,挤出成型在塑料加工工业中占有很重要 的地位。
芯模直径d1可按下式计算:
d1=d-2δ
式中δ —芯模与口模之间间隙; d—口模内径
由于如上所述塑料熔体挤出口模后的膨胀 与收缩,使δ不等于制品壁厚,δ可按下式计算:
式中k—经验系数, t —制品壁厚, k=1.16 ~1.20;
为了使管材壁厚均匀,必须设置调节螺钉 以便安装与调整口模与芯模之间间隙。调节螺 钉数目一般为4~8个。
这种真空定径套与口模的出料口端20~50mm距 离,挤出口模的管坯先经空气冷却,表面形成 光滑冷层面后再进入真空定径套。生产厚壁管 时,既可借助管内的压缩空气把管坯吹胀,又 可用真空吸附着外表面紧贴在定径套内圆表面, 保证了厚壁管冷却定型质量。
(直径150~200mm)硬管挤出模具
为了模具零件机械加工和组装的方便,把模 具体分成两段,机械加工后,组装时用螺钉连接 固定。
3.分流器和分流器支架
分流器又叫鱼雷头。塑料 通过分流器变成薄环状, 便于进一步加热和塑化。 大型挤出机的分流器内部 还装有加热装置。
分流器支架主要用来支 撑分流器和芯棒,同时也 使料流分束以加强搅拌作 用。小型机头的分流器支 架可与分流器设计成整体。
4.调节螺钉 用来调节口模与芯棒之问的 间隙,保证制品壁厚均匀。
(l)按机头用途分类 可分为挤管机头、吹管机头、挤板机头等;
挤管机头 吹管机头
挤板机头
(2)按制品出品方向分类 可分为直向机头和横向机头,前者机头内料流
方向一与挤出机螺杆轴向一致,如硬管机头;后 者机头内料流方向与挤出螺杆轴向成某一角度, 如电缆机头。
直向机头
横向机头 挤出电缆
1—芯线 2—导向棒 3—机头体 4—电热器 5—调节螺钉 6—口模 7—包覆塑件 8—过滤板 9—挤出机螺杆
塑料管材挤出模具设计
口模 芯棒 分流锥 模具体 定径套
1)口模 口模是成型管材外表面的零
件,其结构如图所示。 口模内径不等于塑料管材外
径,因为从口模挤出的管坯由 于压力突然降低,塑料因弹性
恢复而发生管径膨胀,同时,管坯在冷却和牵引 作用下,管径会发生缩小。这些膨胀和收缩的大 小与塑料性质、挤出温度和压力等成型条件以及 定径套结构有关,目前尚无成熟的理论计算方法 计算膨胀和收缩值,一般是根据要求的管材截面 几寸,按拉伸比确定口模截面尺寸。所谓拉伸比 是指口模成型段环隙横截面积与管材横截面积比。