挤出管材的模具设计及加工工艺

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挤出管材的模具设计及加工工艺
管机头
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•芯棒直径d
•经验公式：
• 壁厚调节
•目的：管材壁厚均匀 •调节螺钉数量： •S=4～8
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•三、特点
•1.优点 •⑴ 结构简单，成本低； •⑵ 中心进料，易于物料均匀分配； •⑶ 应用广泛。
•2.缺点 •⑴ 体积大，重量大； •⑵分流筋多，熔接线多。
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•5、调节螺栓 •7、芯棒支架
•1、橡皮片堵 头
•2、定径套
•3、口模 •4、芯棒
•6、分流锥
•8、模体
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•9、过滤 板
挤出管材的模具设计及加工工艺
•二、设计要点
•1. 压缩比 ε
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•压缩比——分流器支架出口处截面积与芯棒口模间的
•
截面积之比
•ε=3～ 10
•低粘度物料：4～10
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挤出管材的模具设计及加工工艺
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挤出管材的模具设计及加工工艺
多孔板(筛板)式分流板的实物图和挤 出物流痕的照片。
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•蓝式管机头
•1.结构 • 2.工作原理
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挤出管材的模具设计及加工工艺
简单蓝式机头
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高粘度物料：3～6
•另一种方法：取分流器支架直径与口模直径之比
•UPVC：D/d=1.4～1.6 •PE：D/d=1.4～2
•大管取小值；小管取大值
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•2.分流锥
• 作用 •——使熔料逐渐变成环形
•扩张角α
•热稳定性差的物料： α≤60°
•热稳定性好的物料： αmax＜90°
挤出管材的模具设计及 加工工艺
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2020/11/20
挤出管材的模具设计及加工工艺
•管材 •——燃气管、压力管、上下水管、排水管、排 灌管、穿线管、硅芯管、软管、医用软管、发泡 管、单壁、双壁波纹管、多层复合管材等 •
•原 •——UPVC、PE、PP、PPR、ABS 、PU、PA等 料
•(1)非等径孔同心圆排列 •(2)等径孔同心圆排列 •(3)等孔径弧形面栅板 •(4)等孔径六边形排列
挤出管材的模具设计及加工工艺
闸板型过滤器
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•1、平板 2、滤网 3、4、滤网座 5、螺栓 6、壳体 7、氟塑料环
•8、鱼雷体 9、分流支架套 10、热电偶 11、螺栓 12、限位板
挤出管材的模具设计及加工工艺
•口模直径D
•影响口模直径的因素：
•① 挤出胀 •→管材截面变大 大 •② 牵引拉 •→管材截面变小 伸 •③ 冷却收缩•→管材截面变小
•④ 定径方 • →外定径时的真空度、定径套内径与口模
式
• 直径有关
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•拉伸比——环形截面积与管材截面积之比
挤出管材的模具设计及加工工艺
•扩张角：β≤60° •收缩角：θ＜30° •UPVC：θ≈10°
•分流筋宽度b
•b≤9～12 mm
•分流筋长度l
•l≤30～80 mm
•分流筋高度s
•s≤10～25 mm
•分流筋数量n
•n=4～8
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•4.口模
•作用 •——成型管材外表面
挤出管材的模具设计及加工工艺
模具零件的连接讨论
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挤出管材的模具设计及加工工艺
调节管材壁厚的方式
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挤出管材的模具设计及加工工艺
机头进料结构形式
•中心供料
•侧向供料机头
•筛孔式机头
•螺旋式机 头
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•1、芯模2、芯模支架3、栅板4、螺旋式芯模5、支架支柱
挤出管材的模具设计及加工工艺
•足够强度、小孔利于物料流动
•②孔径d
•d=1～ •⑵ 口模直径2.D5mm
•D/DT≤1.4 •5.应用
DT—筛孔套直径
•聚烯烃类耐压管材
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挤出管材的模具设计及加工工艺
• 螺旋芯棒式管机头
•1.结构 •2.工作原理
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挤出管材的模具设计及加工工艺
螺旋管材机头结构图
1.进料口 2.固定螺钉 3.模体 4.热电偶 5.调节螺钉 6. 压环 7. 口模 8.固定螺钉 9.芯模 10.螺旋槽 11.径向 孔 12.模底座 13.通气杆 14.连接体
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挤出管材的模具设计及加工工艺
一般管材生产线工艺过程
• 原料→真空上料→原料干燥 →单螺杆挤出 机→机头模具→定径套→喷淋真空定型箱 →喷淋冷却水箱→喷码机→履带牵引机→ 成品检测包装
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挤出管材的模具设计及加工工艺
带有标记管材生产线工艺过程
• 原料+色母料→混合→真空上料→原料干燥 →单螺杆挤出机→色线挤出机→机头模具→ 定径套→喷淋真空定型箱→喷淋冷却水箱 →喷码机→履带牵引机→成品检测包装
•13、加热器 14、多孔板 15、支承环 16、推力杆
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直通式管机头
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挤出管材的模具设计及加工工艺
• 直通式管机头
•一、基本结构和工作原理•1.基本结构 •2.工作原理
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•口模、芯棒、分流器、分流器支架、 机头体、调节螺钉、连接螺钉等
挤出管材的模具设计及加工工艺
PVC： 0.95～1.05； PO： 0.90～1.05
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•5.芯棒
•作 •——导流、成型管材内表面 用•收缩角β
•β应小于分流锥的扩张角α
•β=20°～30°
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•UPVC： β≤24°； PO可稍大
•定型长 度
•与口模定型长度相等
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挤出管材的模具设计及加工工艺
• （一）管材生产线组 1.成挤出机
2. 机头（熔体输出与定径装置） 3. 辅机(冷却装置、牵引装置、切割装置) 4. 控制系统
（二）特点
1. 连续化生产 2. 生产率高 3. 应用范围广 4. 结构简单、收效快
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挤出管材的模具设计及加工工艺
6、机筒
7、内六角螺钉 8、定位销
挤出管材的模具设计及加工工艺
卡箍式连接
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挤出管材的模具设计及加工工艺
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栅板的形式设计
• 栅扳的结构如图所示，除具有 分流、混合、促进熔体塑化均匀 外，还承担着支承滤网的作用。 栅板上流道孔眼直径，通常为 3—6mm．入口端应有30º一45º 的锥角。流道孔总面积须占栅板 有效面积的40％一70％为宜，孔 的排列应紧凑合理；栅板应有足 够机械强度和刚度，但其厚度也 不宜过厚，以免造成过大阻力或 滞料分解。
挤出管材的模具设计及加工工艺
蓝式机头
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•3.特点 • ⑴ 直通式机头的特殊形式； • ⑵ 总压力损失小； • ⑶ 产量高，能耗低； • ⑷ 机头中热耗散少； • ⑸ 重量轻； • ⑹ 便于操作。
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•4.设计要点 •⑴ 筛孔套 •①要求
成为环状。
• 3.导流部分
• 功能——通过模腔内流道几何形状与尺寸的变化，产生
必要的成型压力．将分流部分流Байду номын сангаас物料进行导流并压实
• 4.定型部分
• 功能——通过机头成型段及模唇的调节作用，获得所需
PPT文档断演模板面形状的连续制品熔体坯。
挤出管材的模具设计及加工工艺
•作用
•1. 使熔融物料的螺旋运动 直线运动。 •2. 将物料压实。 •3. 使物料进一步塑化均匀。 •4. 成型制品。
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蓝式、螺旋式机头
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挤出管材的模具设计及加工工艺
蓝式、螺旋式模具。
模具特点：
1、熔体流动速度达到预期的力学均匀性、 热均匀性。
2、无须芯模支架，使生产中常发生的流纹 消失。
3、压力消耗少，产量高，产量可达到挤出 量的80%。 4、机构紧凑，连接合理，更换方便。 5、采用优质模具钢制造。 6、采用不锈钢或铜的水环定径套。
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挤出管材的模具设计及加工工艺
直通机头与螺旋机头比较
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•3.特点 • ⑴ 出料均匀； • ⑵ 总压力损失小； • ⑶ 产量高，能耗低； • ⑷ 机头中热耗散少； • ⑸ 无熔接线。 •4.应用
•直径＞400mm的聚烯烃类管材
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•四、减小熔接线影响的措施
•1.形成原因
•2.措施 •⑴ 安装绕机头轴线旋转的部件 •⑵ 分流筋表面喷涂不粘材料 •⑶ 将流道加长 •⑷ 加热分流筋 •⑸ 使流过分流筋的物料迅速得到压缩 •⑹ 芯棒上带多头螺旋沟槽 •⑺ 采用阻尼筋或多孔板
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•熔接线的影响——只能减小，不可能消除
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•管机头分类
•按结构分：•直通式、侧式、篮式、螺旋芯棒式 等
•按用途分：•硬管、软管、波纹管、复合管等
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•塑料挤出成型设备
• 挤管成型设备
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挤出管材的模具设计及加工工艺
管材生产线
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挤出管材的模具设计及加工工艺
管材生产工艺流程图
•分流锥长度 L4 •L4=（1～1.5）D
•锥尖半径r
•r = 0.5～2 mm
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D—分流锥最大直径
挤出管材的模具设计及加工工艺
•3.分流器支架
• 作用 •——支撑分流器及芯棒
•分流筋形状
•要 •——流线型、不得有大的拐角、有利于熔接线的消 求 •—除—收缩角＜扩张角
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•3．机头选材
• （1）合理选材 • （2）耐磨、耐腐蚀 • （3）足够的强度和刚度，进行热处理 • （4）容易电镀 • （5）在高温下不变形
• 4．机头结构
• （1）结构紧凑，易于加工制造和装拆维修
• （2）形状尽可能规则和对称
• （3）成型部分应能保证熔体挤出后具有所要求的截面
•定型长度L1
•经验公式： •L1≈3D
•国外资料： L1=（10～30）h •国内资料： L1=（30～40）h
D ——管材外径 h ——管材壁厚
•UPVC：（18～33）h •PE： （14～22）h •PA： （13～23）h
PPVC：（15～25）h PP： （14～22）h
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直通机头
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挤出管材的模具设计及加工工艺
大口径管材挤出机头示意图
1- 机头体上部; 2- 机头体下部; 3- 机颈; 4- 分流锥; 5- 分流梭; 6- 过渡芯模
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挤出管材的模具设计及加工工艺
分流梭断面图
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挤出管材的模具设计及加工工艺
挤出成型模具
管材挤塑成型机头
•
形状和尺寸
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挤出管材的模具设计及加工工艺
挤出机与挤出模具的连接
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挤出管材的模具设计及加工工艺
螺纹连接
•1、栅板 2、机头法兰 3、铰链螺钉 4、机筒法兰 5、机 筒
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螺钉连接
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•1、机头法兰 •5、螺杆
2、铰链螺钉 3、机筒法兰 4、栅板
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•管材机头设计原则
•1．正确选择结构形式
•（1）成型制品种类 •（2）原材料种类和要求 •（3）成型工艺特点
•2．流道结构
•（1）流道呈流线型 •（2）无突变 •（3）各连接处应保证密封 •（4）表面粗糙度 •（5）应具有一定压缩比 •（6）保证口模出口处各点料流速度一致
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•挤出管材成型机头示意图
•组成
•
四个功能部分：
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挤出管材的模具设计及加工工艺
•四个功能部分：
• 1.入流部分
• 功能——使来自挤塑机的塑料熔体，由螺旋运动逐渐变
为直线运动
• 2.分流部分
• 功能——将熔体按所需制品形状进行分流，由柱状分流
•管材生产是挤出成型最 重要的方法之一 。
•挤出模具是管材成型的关 键部件！
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挤管机头
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挤出管材的模具设计及加工工艺
大型机头
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• 管材机头设 计
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挤出管材的模具设计及加工工艺
挤出管材动画
•式中：D—口模直径
•
D管内—管材内径
d—芯棒直径 I—拉伸比
D管外—管材外径
•UPVC：1.00～1.08； LDPE： 1.20～1.25； ABS： 1.00～1.10；
SPVC： 1.10～1.35 HDPE：1.10～1.20 PA： 1.40～3.00
•考虑胀大和定径收缩
•口模直径：
•式中： C—系数