挤出模头设计
挤出模具装配尺寸的设计
挤出模具装配尺寸的设计模具设计，可以先设计模芯再设计模套，也可以先设计模套再设计模芯。
为了较少设计验证次数，一般先设计模套再设计模芯。
我们以65型挤出机机头来举例，已知机头装配尺寸，要求设计模芯、模套。
经测绘，得65型挤出机模头尺寸。
1、先设计模套，根据模套拆装要求，其伸出模头的长度约10mm，则得到模套的总长10+20=30mm；2、确定模套内锥最大外径=Φ25mm；3、根据要求，确定模套定径区直径ΦD；4、取定径区长度=0.5D；5、计算模套内锥半角γ/2=ATAN（（25-D）/（2*（30-0.5D））*180/PI()；绘制模套的草图（见图10）；6、因采用挤压式，模芯与模套的模间距L=2δ厚度；7、选模头右边平面为基准面A，模芯口至基准面A的距离=10-2δ厚度；8、为模芯拆卸方便以及模芯强度，选模芯伸出模头左边约10mm，则可以得到模芯总长=10+（10-2δ厚度）+65；9、绘制模芯草图（如图）；10、为便于调节偏芯，模芯螺纹长度一般取8～10mm，即b=8mm；11、根据模头尺寸结构，取d4=18mm；12、根据第8条，我们知道模芯伸出模头左侧10mm，则a+b=27+10=37mm，a=37-b=37-8=31mm；13、为保证调偏螺钉能正面受力在模芯上，一般c取12～15mm，即c=15mm；14、根据线芯大小，我们确定模芯定径区直径d1=d线芯+（0.2～0.5）mm，取d1=d 线芯+0.2 mm，那么模芯外锥最小外径d2=d1+0.5*2=d线芯+1.2 mm；15、那么根据以上数据，我们可以得出模芯外锥部分的长度=L-a-b-c=10+（10-2δ厚度）+65-31-8-15=31-2δ厚度mm；16、根据锥角计算公式，求的模芯外锥角β= ATAN（（18- d线芯+1.2）/（2*（31-2δ厚度））*180/PI()17、将计算出模芯的锥角β与计算的模套外锥角γ比较，看看其差值是不是符合我们设计要求，若在设计范围内，设计成功，绘制零件图；若有出入，再次循环以上内容，直至符合设计要求为止，但必须保证在满足角度的前提下，还必须满足装配上的要求。
电缆挤出用挤压式模具的设计
电缆挤出用挤压式模具的设计1模芯1）模芯外锥最大外径ΦD1：该尺寸是由模芯座的尺寸决定的，要求严格吻合，不得出现“前台”，也不可出现“后台”，否则会造成存胶死角，直接影响塑料组织和挤出表面质量。
2）内锥最大外径ΦD2：该尺寸决定于加工条件及模芯螺纹壁厚，在保证螺纹壁厚的前提下，ΦD2越大越好，便于穿线，也便于加工。
3）连接螺纹M1：该尺寸必须与模芯座的螺纹尺寸一致，保证螺纹连接紧密。
4）模芯孔径Φd1：此尺寸是影响挤出质量最大的结构尺寸，按线芯结构特性及其几何尺寸设计。
一般情况下，单线取d1=线芯直径+（0.05～0.15）mm；绞合线芯取d1=线芯外径+（0.3～1.3）mm，具体根据线芯大小而定。
5）模芯外锥最小外径Φd2：实际上是模芯出线端口厚度的尺寸，端口厚度Δ=1/2（d2-d1）不能太薄，否则影响模具使用寿命；也不宜太厚，否则塑料不能直接流到线芯上，且在结合处容易形成涡流区，引起挤出压力的波动，挤出质量不稳定，一般壁厚控制在0.5～1mm为宜。
6）模芯定径区长度l1：l1决定了线芯通过模芯的稳定性，不能设计的太长，否则造成加工困难，工艺要求的必要性也不大，一般取l1=（0.5～1.5）d1。
但同时必须考虑加工制造的因素，太短或太长，都会引起加工困难，在设计时需综合考虑，根据模芯总长度取一个合适的值。
7）模芯外锥角度β：这是设计给出的参考尺寸，从图6中不难看出，tgβ/2=（D1-d2）/[2*（L1-l2）]，即（L1-l2）=（D1-d2）/[2*tg（β/2）]。
所以，模芯外锥部分长度可以依据上述决定的尺寸确定，经计算如果太长或太短，与机头内部结构配合不当，可回过头来修正锥角β，然后在计算外锥长度，直至合适。
设计时，一般模芯外锥角度β应不大于45°，与模套内锥角度γ的角度差应控制在3～10°，具体应根据机头实际结构尺寸及挤出材料的不同，选择一个合理角度。
2模套1）模套最大外径ΦD3：根据模套座（或机头内筒直径）设计，一般小于筒径2～3mm，此间隙工艺调整偏心、确保同心度的必须。
基于Polyflow的塑料异型材挤出模头功能块流道的设计
图 4 将图 2 简化后的型材主体流道截面图
图 6 功能块 1 口模形状
图 5 将图 3 简化后的型材主体流道截面图
在 Polyflow 的前处理软件 gambit 中建模并进行 网格划分 , 为了保证精度 , 单元类型选用六面体单 元 ,划分工具选用 Map ,通过对边的划分控制网格生 成的数量 , 将入口的压力设为 21 MPa , 出口的压力 设为 0 ,其余各壁面边界速度为 0 ,最后代入 Polyflow 进行计算 。设图 6、7 所示流道的平均速度分别为v k 和v s ,计算得 : v k = 27. 47 mm/ s , v s = 27. 31 mm/ s 。
64
结构 , 可实现功能块 1 与其型材主体的出口平均流 速一致 。
《模具工业》2007 年第 33 卷第 7 期
61
基于 Polyflow 的塑料异型材挤出模头 功能块流道的设计
张 振 , 朱元吉 (合肥工业大学 摩擦学研究所 , 安徽 合肥 230009)
摘要 : 针对塑料异型材挤出模头中几何形状复杂的功能块流道设计依赖于经验 , 常常造成模头挤出不 稳定的现状 , 应用 Polyflow 软件 , 以挤出模头出口截面上各子区域的平均流速相等的设计准则 , 对功能 块流道的合理设计进行了研究 , 以 2 种不同类型的功能块为例 , 给出了数值设计的方法和步骤 , 获得的 功能块流道结构与适用的挤出模头设计基本一致 。 关键词 :模头 ;塑料异型材 ;功能块 ;有限元 中图分类号 : TQ320. 5 , TP39 文献标识码 :B 文章编号 :1001 - 2168( 2007) 07 - 0061 - 04
3. 2 型材主体平均流速的数值计算 关于图 2、3 所示模头的口模图形 , 其内筋和功
《挤出模具》课件
采用铍铜电极穿过工件与电极间 的间隙，产生雷击放电，在瞬间 加热工件材料，使其融化或铸造， 并在冷却后去除工件表面的氧化 皮。
挤出模具的发展趋势
智能化
在生产安全、生产效率、能源利用、故障预测等 多个方面实现智能化，并越来越逐渐成为挤出模 具制造的一个重要发展方向。
多功能化
随着技术的提升和用户需求的改变，挤出模具需 要不断提高其多功能性，包括实现可反复使用、 适应高速生产、提高自动化程度等方面的发展。
轻量化
越来越多的企业把轻量化产品作为其长期发展战 略，并通过改进挤出模具的生产工艺和模具材料 等方面，不断加速产品轻量化的进程。
个性化
挤出模具产品的个性化生产需求越来越强烈，具 有快速设计和生产、小批量生产能力的挤出模具 将会获得更多的市场空间和竞争力。
3
挤出
使熔化的塑料通过压力进入模具腔内，并在腔内形成预定形状，随后挤出模具带 动挤出工件连续运动，形成不间断连续的生产流程。
挤出模具的应用领域
塑料制品
在生产吸塑包装盒、水管、电线套管、装饰材料、 日用品、零部件等方面广泛应用。
金属材料
可制作输送带、铜排、铝合金杆、不锈钢管等各 类金属材料，达到多样化的生产需求。
《挤出模具》PPT课件
通过这个PPT，你可以了解挤出模具的工作原理、应用领域、优势和局限性、 设计要点以及制造工艺和发展趋势。
什么是挤出模具
挤出过程
区别
把可加工的物质加热至临界温度， 运用高压使物质从挤出机前端的 模头中挤出，经过冷却剂固化成 所需形状。
挤出模具是用于加工塑料、金属 等的工具，与塑料注射模具区别 在于前者是连续生产的，后者则 是间歇生产的。
分类
按形状和用途分类，包括板材、 棒材、管材、线材、膜材和异型 材挤出模具等。
挤出模具设计的规则及步骤
模具，是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。
模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。
同样，挤出模具在制造和设计过程中，要兼顾性能和效率，以及成本诸多因素，以下总结了以下挤出模具在设计和制造中涉及到的原则，分享给大家。
挤出模具的设计包括以下诸多内容精度条件、几何形状设计、批量大小、成型设备、尺寸稳定性及表面质量等诸多内容。
第一：几何形状设计方面在设计时，经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量。
例如，制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模（凹模），但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模（凸模），这样一来，塑件订购方会综合考虑到这两点，制品能在最佳条件下进行生产。
第二：批量的大小方面实验用，模具产量小时，可采用木材或树脂进行制造。
但是，如果实验用模具是为了获得制品有关收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时，应该使用单型腔模具来实验，且能保证其能在生产条件下运用。
模具一般用石膏、铜、铝或铝-钢合金制造，很少用到铝-树脂。
第三:尺寸公差方面在成型过程中，塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。
如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度，可能导致要将阳模转换为阴模。
塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%。
第四：塑件的光洁面就成型材料能够包住的范围而言，塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。
如果可能的话，塑件的光洁面不要与模具表面接触。
第五：余量的控制如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边，在高度方向上，至少要有6～8mm的余量。
其他的修整工作，如磨削、激光切削或射流，也必须留有余量。
刀口模切割线间的间隙最小，冲孔模修整时的分布宽度也很小，这些都是要注意的。
第六：收缩和变形塑料易收缩（如PE) ，有些塑件易变形，无论如何预防，塑件在冷却阶段都会发生变形。
在这种条件下，就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。
挤出成型模具结构设计方案
挤出成型模具结构设计方案挤出成型模具在塑料加工中扮演着至关重要的角色，其结构设计直接影响着制品的质量和生产效率。
本文将探讨挤出成型模具的结构设计方案，旨在帮助提高生产效率和制品质量。
主要结构组成挤出成型模具主要由进料系统、螺杆、模腔和冷却系统组成。
进料系统负责将塑料颗粒送入螺杆，螺杆通过旋转和推进实现塑料的压缩和加热，而模腔则决定了最终制品的形状和尺寸。
冷却系统则用于快速降温和固化塑料制品。
结构设计要点1.螺杆设计：螺杆的设计直接关系到塑料在挤出过程中的压缩、混合和进料能力。
合理设计螺杆的螺距、螺槽深度和压力比可以有效提高生产效率和塑料的均匀性。
2.模腔设计：模腔的结构应考虑到制品的形状、尺寸和壁厚，以确保最终产品符合设计要求。
同时，必须考虑模腔的冷却系统，以避免制品变形和缺陷。
3.冷却系统设计：冷却系统的设计影响着挤出过程中塑料的温度控制和降温速度。
为了提高生产效率和制品质量，冷却系统应布局合理，确保塑料均匀、迅速地冷却固化。
4.材料选择：挤出成型模具的材料选择应考虑到耐磨性、耐腐蚀性和热传导性。
通常情况下，选择高强度、耐磨损的合金钢作为模具材料，以确保模具的寿命和稳定性。
结构优化建议1.流道优化：合理设计流道结构，减少塑料的流动阻力和压力损失，提高进料效率。
2.增加冷却通道：在模腔周围增加冷却通道，提高冷却效率，减少制品变形和翘曲。
3.模具光洁度：保持模具表面的光洁度，减少制品表面缺陷的产生。
4.辅助装置：考虑在模具中增加辅助装置，如拉伸机构或气动系统，以实现特定制品的形状和结构。
结语挤出成型模具结构设计是塑料加工生产中至关重要的环节，合理的设计方案可以提高生产效率、降低成本并保证制品质量。
通过本文的介绍，希望能对挤出成型模具的设计提供一定的指导和参考，以满足不同生产需求的要求。
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。
挤出成型工艺参数包括
挤出成型工艺参数包括挤出成型是一种常见的塑料加工方法，通过将塑料物料加热至熔融状态后在挤出机中进行挤压，从而获得所需的塑料制品。
在挤出成型过程中，各项工艺参数的设置直接影响着成型产品的质量和生产效率。
以下是挤出成型工艺参数的一般包括：1. 挤出温度：挤出温度是指塑料物料在挤出机内的加热温度，通常需要根据所用塑料的种类来确定合适的挤出温度。
过高或过低的挤出温度都会导致产品质量下降。
2. 挤出速度：挤出速度是指挤出机内挤出头的旋转速度或者挤出压力的大小，对于不同形状和尺寸的挤出制品，需要调整合适的挤出速度以保证产品的均匀性和一致性。
3. 挤出压力：挤出压力是指塑料物料在挤出机内受到的挤出压力，通常需要根据挤出产品的形状和尺寸来确定合适的挤出压力，以确保产品的外观和尺寸精准度。
4. 模头设计：模头是塑料挤出的重要组成部分，模头的设计直接影响到挤出产品的成型效果和质量。
合理的模头设计能够减少产品缺陷和材料浪费。
5. 冷却方式：挤出成型后的塑料制品需要进行冷却固化才能得到最终的形态和性能，冷却方式的选择对产品的性能和表面质量有重要影响，例如水冷却、风冷却等。
6. 拉伸速度：对于一些需要拉伸的塑料制品，拉伸速度是一个重要的挤出影响参数，适当的拉伸速度可以使产品达到理想的拉伸强度和尺寸稳定性。
7. 压力控制：在挤出成型过程中需要对挤出机的压力进行控制，确保产品形状和尺寸的一致性，同时减少挤出过程中的产生的缺陷。
挤出成型工艺参数的合理设置对于塑料制品的成型质量和生产效率至关重要，只有充分了解和掌握这些参数的特点和调整方法，才能更好地实现挤出成型过程的优化和产品质量的提升。
希望以上内容能对您了解挤出成型工艺参数有所帮助。
1。
塑料挤出机模头设计考核试卷
17.在挤出机模头设计过程中，以下哪个因素对制品的收缩率影响最大？()
A.口模直径
B.口模长度
C.模头温度
D.冷却速度
18.以下哪个因素与挤出制品的翘曲变形关系最大？()
A.口模形状
B.口模温度
C.挤出速度
D.冷却速度
19.以下哪种方法可以有效地提高挤出机模头的耐磨性？()
A.增加口模长度
C.冷却系统的主要作用是保持熔体温度的稳定性
D.冷却系统的主要作用是提高挤出制品的尺寸精度
9.以下哪种材料适用于挤出机模头的制造？()
A.铸铁
B.铝合金
C.不锈钢
D.铜合金
10.在模头设计过程中，以下哪个参数不是影响熔体破裂的主要因素？()
A.口模直径
B.口模长度
C.模头温度
D.口模内表面粗糙度
11.以下哪个因素对挤出制品的力学性能影响最大？()
A.增加口模长度
B.提高模头温度
C.增加冷却水量
D.优化口模内表面粗糙度
15.以下哪种现象是挤出机模头设计不合理导致的？()
A.挤出制品尺寸不稳定
B.挤出制品表面出现波纹
C.挤出制品力学性能较差
D.挤出过程中熔体破裂
16.以下哪个因素对挤出制品的颜色均匀性影响最大？()
A.口模形状
B.模头温度
C.挤出速度
B.聚氯乙烯
C.聚苯乙烯
D.聚丙烯
2.挤出机模头的结构设计不包括以下哪一项？()
A.口模
B.定径套
C.传动系统
D.冷却系统
3.以下哪种因素对挤出机模头的流变性能影响最大？()
A.材料粘度
B.模头温度
C.挤出压力
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
基于UG的管材挤出模头参数化设计与研究的开题报告
基于UG的管材挤出模头参数化设计与研究的开题报告一、研究背景与意义随着工程制造技术的进一步发展和应用，管材挤出模头的使用越来越广泛。
现有的管材挤出模头设计大多依赖经验和传统的手工设计方法，效率低下，且难以满足特殊要求的生产制造需求。
因此，采用参数化设计方法，提高管材挤出模头的设计效率和生产制造的精度和稳定性，成为了当前研究的重要方向。
二、国内外研究现状国内外已有很多关于管材挤出模头设计的研究。
国内研究主要集中在挤出工艺、优化设计算法等方面，如利用FEM有限元分析方法，分析管材挤出过程中的流场分布、挤压力分布等参数，通过对参数的调整以达到优化设计的目的。
国外研究更加注重实际工程应用，如通过对管材挤出过程的全面理解和掌握，设计出可靠且高效的管材挤出模头，实现对管材挤出过程的实时监控和自动化控制等。
三、研究内容和方法本研究基于UG平台，采用参数化设计方法，对管材挤出模头进行研究。
具体包括：1. 确定挤出模头的三维模型，根据模头材料、挤出管材的材质和规格等参数，确定模头的基本结构和形状。
2. 建立管材挤出模头的参数化模型，将模头参数化，包括模头内外部结构参数、配料比例、孔径等参数，实现模头设计的自动化和智能化。
3. 针对管材挤出过程中可能出现的问题，如流道阻力、挤压力不均等情况，对模头的优化设计算法进行研究和探索，使模头在挤出过程中能够稳定运行且产出合格的产品。
4. 利用有限元分析方法，对管材挤出模头进行模拟分析，分析流场分布、挤压力分布等相关参数，验证管材挤出模头设计的可行性和有效性。
四、预期成果和意义通过本研究，预期能够得到以下成果：1. 建立管材挤出模头的参数化设计模型，提高设计效率，降低设计难度。
2. 提出管材挤出模头的优化设计算法，优化模头内部结构参数和孔径等参数，使模头在挤出工艺中的性能得到更好的发挥。
3. 通过有限元分析方法，分析模头的挤出过程中的流场分布、挤压力分布等相关参数，验证管材挤出模头的设计的可行性和有效性。
pok挤出工艺参数
pok挤出工艺参数
POK（挤出挤压）工艺是指塑料挤出加工过程中的一系列参数和设定，这些参数对于生产塑料制品的质量和性能具有重要影响。
以下是一些常见的POK挤出工艺参数：
1. 温度，挤出机的加热区域通常分为若干个加热段，每个段都有相应的温度控制。
通常需要设定合适的挤出温度以确保塑料料料在挤出过程中能够达到适当的流动性和塑性。
2. 压力，挤出机的压力控制是非常重要的，挤出压力的设定需要根据具体的塑料材料和产品要求来调整，以确保挤出过程中塑料能够顺利地通过模头并保持一定的压力以获得理想的挤出效果。
3. 螺杆转速，螺杆转速对于挤出工艺也是至关重要的参数，它直接影响着塑料的流动速度和挤出量。
合适的螺杆转速能够保证挤出均匀，过高或过低的转速都可能导致挤出不良。
4. 模头设计，模头的设计对挤出工艺也有重要的影响，包括模头的结构、出口形状、压力分布等因素都需要合理设计以满足产品的挤出要求。
5. 冷却，挤出后的塑料制品需要进行冷却固化，冷却的速度和
方式都会影响最终产品的性能和外观。
6. 物料配比，不同的塑料配比会影响挤出后的产品性能和外观，需要根据具体要求合理调配原料比例。
综上所述，POK挤出工艺参数涉及到温度、压力、螺杆转速、
模头设计、冷却方式和物料配比等多个方面，合理设定这些参数对
于保证挤出产品的质量和性能至关重要。
挤出模具设计要点
挤出模具设计要点欧洲特别是德国是塑料门窗异型材的发祥地，塑料挤出技术和理论也比较发达，许多挤出模的设计思想都源于此。
文献[1]提出了著名的横向流动最小化（Cross Flows Minimized）原则。
认为熔体流过一系列的截面，把截面再分为不同的小段，通过调整截面形状尺寸，使截面上各个区域上的质量流率成比例，其比例大小为该截面区域占截面总面积之比。
该思想比较经典，与挤出模机颈段建模方法中的面积测绘法有异曲同工之妙。
文献[2]进一步发展了这种思想，总结了调节流动平衡的方法和数值分析的三种途径，讨论了横截面计算和单独流动对挤出流动的影响。
波兰Sarsaw 理工大学的K.Wilczynski在《A computer model for a polymer single-screw extrusion》中提出了一个针对单螺杆挤出成型过程的计算机模型SSEM。
SSEM能模拟挤出成型的全过程，可根据给定的工艺参数预测流动特性。
在实验中对其设计及模拟的正确性进行了检验，试验对比显示模拟结果与实测数据相差4%～10%，其设计具有较高的可信度。
英国Dundee大学的G S H Chan和K K B Hon在《Integration of computing techniques for plastics extrusion die design》中介绍了他们应用DUCT软件根据给定的模头进口截面与模头出口截面尺寸自动生成流线型挤出流道。
为使DUCT软件设计简单，文献中作了两个假设，即模头进口截面形状恒为圆形和模头出口截面尺寸等于异型材产品截面尺寸，即不考虑离模膨胀问题。
文中总结了以前两种生成流道的常规算法，对其作了巧妙的修改与组合，思路非常新颖。
Queen's University of Belfast的Sun Da-Wen和华南理工大学的彭玉成指出，目前异型材挤出制品应用很广，但其模具设计很复杂，现有的文献介绍实际设计经验的很少，因而他们在《Practical method to design hollow profile dies》中提出了一种简单的设计异型材挤出流道轮廓的方法，其依据条件是熔体在挤出模模头出口流速一致，该方法利用过渡线理论（transitional line method）与变流道厚度法理论（variable channel thickness method）对组成整个挤出流道的每一块模块型腔轮廓进行计算，并且在设计中考虑了各模块组合成整体型腔的平衡问题。
塑料挤出机的模头设计与优化方法研究进展报告考核试卷
A. 提高生产效率
B. 改善产品质量
C. 降低能耗
D. 减少维护成本
2. 以下哪些因素会影响塑料挤出模头的温度分布？（ ）
A. 挤出速度
B. 原料的热导率
C. 模头的冷却系统
D. 环境温度
3. 在塑料挤出模头设计中，以下哪些因素有助于减少挤出物的内应力？（ ）
A. 平板模头
B. 管状模头
C. 丝网模头
D. 螺旋模头
2. 塑料挤出模头的优化目标不包括以下哪项？（ ）
A. 提高挤出效率
B. 降低生产成本
C. 增加设备寿命
D. 提高原料利用率
3. 在塑料挤出模头的设计过程中，以下哪项因素最为关键？（ ）
A. 模头材质
B. 模头结构
C. 挤出速度
D. 原料性质
4. 以下哪种方法不属于塑料挤出模头的优化方法？（ ）
3. 阐述塑料挤出模头温度控பைடு நூலகம்的重要性，以及影响模头温度分布的主要因素。
4. 结合实际应用，讨论塑料挤出模头优化对提高挤出产品质量和生产效率的影响。
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. D
3. D
4. D
5. C
6. C
7. D
8. D
9. B
10. D
11. A
12. B
13. D
14. C
15. C
4. 塑料挤出模头的流道设计应该遵循______原则，以保证流体流动的均匀性。
5. 塑料挤出模头的优化主要目的是提高生产效率和______。
6. 在塑料挤出模头的冷却系统中，冷却水的流量应与模头的______相匹配。
PE管材挤出模头的一般知识
P E管材挤出模头的一般知识(总2页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除PE管材挤出模头的一般知识在目前的管材市场上，PE管材以较高的速度正在赶上和超过PVC管材的用量。
在生产中和现在或将来的项目中很有必要了解生产PE管材的重要部件—挤出模头。
现在常用的两种挤出模头为螺旋芯棒式模头和筛篮式模头。
现就这两种模头分别作以论述，供大家参考。
在管材挤出线中，无论PVC管材还是PE管材，模头对于产品质量都起着非常关键的作用，其作用是使挤出机挤出来的熔融物均匀地通过整个模头断面。
管材模头与挤出产品的要求相适应，对于整条生产线的工作效率与经济性，具有决定性的作用。
对模头的两点基本要求是：1、模头必须适应所加工的材料；2、模头必须严格按照挤出量和管材的断面尺寸进行设计。
一、聚烯烃模头的发展过程对聚烯烃的挤出，从支架式模头发展到后来常用的螺旋式模头和筛篮式模头。
其目的都是尽可能消除由模头支架所引起的合模线，使进入模头的物料很好的混合，熔体更加均化。
1、支架式模头模头的分流体部分为支架式，生产小口径管材的模头为十字支架式，生产大口径管材的模头多为六条筋或八条筋。
这种模头的最大缺点就是如果前边的压缩段的压力太小的话，合流线有时消除的就不太好。
从而必须有足够高的压力使这些分离的料流再融合。
这要求具有相对高强度的结构，因此模头的整体重量很高。
这种模头一般多用于PVC管材的挤出。
2、带破料板的支架式模头最简单的方法是将一破料板放在支架之后，由支架所引起的几道料流被分成众多更小的料流。
因此，机械应力从支架部分向前推移，而合模线大体上被大量小的料流消除。
这种PE模头多用于低密度聚乙烯、小口径管材生产中。
以前我公司在西厂生产的低密度PE 排水灌溉用管材所用模头就为此种模头。
现在这类模头已经趋于淘汰，在一些私营小厂还在用。
3、螺旋芯棒式模头和筛篮式模头带破料板的支架式模头在现有的中高密度聚乙烯管材生产中已很少使用。
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对于推拉窗框型材可以有两种方法来夹持 型材的夹持方法不同，定型模型腔的型板分块 方式会有改变。这对型腔板的加工、水气路的 布臵和定型模的操作影响很大，直接影响到挤 出模具的制造成本和作业稳定性，所以是挤出 模具设计时首先要考虑的问题。
口模截面图 设计
口模截面图（简称为口模图形）是挤出模头流道出口 的截面形状（图5-7），是由挤出模头的型芯（包括 型芯镶件）和口模板（亦称成型板）两种零件构成的。 口模图形确定了型芯（包括内筋）的外形和口模板的 内腔尺寸，是挤出模头上最关键的尺寸。正确的口模 图形是挤出模头设计的基本要求之一。
挤出模头设计的基本要求
3）需要产生适当的背压 挤出机螺杆与螺筒之间的模塑料，只有 在一定的压力下才能实现塑化的要求，该 压力称为背压。 背压的大小主要是由模塑料料流通过 模头流道时产生的压力降(△p)所决定 的。背压过低会导致模塑料塑化不良， 不能保证制品的物理性能；而背压高将 消耗更多的动力，过高还可能对设备造 成过度的磨损，甚至损坏 影响背压的因素------
5 挤出模头的制造工艺
制造工艺强烈地影响着挤出模头的结构设计， 满足同一种异型材挤出成型的流道基本要求， 可以设计出很多种可行的挤出模头结构形式。 模板厚度的选择、分流的结构设计和各分流道 的流量调节方式等都可以有所不同，许多考虑 都是为了能够适应不同的加工制造工艺的要求
挤出模头结构设计
1 异型材在挤出生产线上的坐标位臵 在异型材挤出模头的设计中，首先要考虑的是异型材 在挤出生产线上的坐标位臵 挤出模头安装后，其中心线应该是挤出机的挤出系统 中心线的延长线。因此，确定了挤出型坯（即异型材） 在挤出模头上的坐标，也就确定了异型材在挤出生产 线上的坐标位臵
挤出模头设计的基本要求
4）流道的变化应尽量平缓 流道壁面曲线应呈流线型，不能有突变。引起 料流方向改变的扩张或收缩角的半角的角度， 一般要求不大于12°。 流道变化的过程，应尽可能做到均匀，或只 是让熔体料流平缓地加速；要避免出现料流 减速的现象。这样做的目的都是为了减轻熔 体料流中的高分子链段可能产生的弹性变形 的程度，使得弹性效应所引起的离模膨胀等 不利影响减至最低，而让熔体破裂等现象产 生的可能性趋于零
3 挤出机的性能
挤出机机型和规格不同，机筒和螺杆的结构 等方面都存在有差异。这些差异会影响被塑 化的模塑料的结构形态，及其所表现出来的 熔体黏弹性性能
4 型材挤出的速度
塑料异型材挤出的速度是挤出模具（包括模头和定型 模）设计的一个十分重要的参数。对于模头来说，随 着挤出速度的提高，熔体剪速率γ，将提高，体积流 量Q将增加，模头压力降△p将增大。剪切速率γ 的提 高也将改变熔体的黏弹性状况，很明显，分流引起的 拉伸流动会强烈；熔体入口效应、离模膨胀等弹性现 象也都会增强，超过一定界限（临界剪切速率Y。）还 将会出现熔体破裂现象。因此，在较低挤出速度下已 获得平衡（料坯均匀挤出，截面形状正确）的挤出模 头，提高挤出速度后，将可能失去平衡，出现出料不 均现象和型坯形状的畸变
5 多层流动
在多股聚合物熔体汇 合形成的多层流动中， 会出现两种现象：囊 包和界面不稳定 囊包现象是指，当两 股熔体并行流动时， 低黏度的熔体总是试 图包围高黏度的熔体。 界面不稳定现象与囊 包现象无直接的关系， 因为在相同材料的合 流共挤出中也会发生 分界面不稳定现象
两层熔流汇合后，流道在二维方向上的变动 （扩张或收缩）会在分界面上产生正应力，这 对分界面有正负两方面的影响。 扩张型流道对不稳定有较强的加剧作用，而收 缩型流道对流动有稳定作用。有经验指出，分 流筋的流出角约8°，对界面稳定最有利
问题？ 异型材的挤出中心?
异型材的挤出中心
异型材的挤出中心即挤出系统中心线与挤出中 的异型材截面的交点 ①选择异型材横截面的重心作为挤出中心 ②选择异型材横截面外形的中心作为挤出中心 ③选择异型材横截面的主要型腔的中心，作为 挤出中心
异型材挤出的方位
异型材挤出方位的选择主要取决于型材牵引夹持 的需要和定型模型腔的型板分块加工的有关要求 异型材牵引几乎都是采用履带式牵引装臵，牵引 力是通过两根履带的橡胶块夹持型材来传递的。 为便于稳定地夹紧型材，又不至于让夹紧力造成 形状还没有完全稳定的异型材有大的变形，要求 异型材在挤出生产线上的上下两个面最好能为平 行面。 这就决定了大部分塑料门窗主型材在挤出生产线 上都是以可视面为上下面，而且，为方便型坯进 入定型模，常让面积较小的一个可视面在下边
PVC-U模塑料熔体的性能，是由其复杂的配方 体系所决定的。模塑料配方不但决定着塑料熔 体的黏度，而且也影响着塑料熔体的弹性效应， 因此是影响挤出模头结构设计的重要因素。 挤出模塑料配方对挤出模头设计的影响，还 可能是这样的情况：对于一个已经实现均匀出 料的挤出模头，这时若模塑料的成分出现波动， 就会改变模塑料的黏弹性状况，破坏原先流道 保证的均匀出料的平衡状态。因此，挤出模头 的结构设计需要对模塑料成分的波动有更好的 适应性，能让均匀出料的平衡状态在型材挤出 过程中保持稳定。
2）要让型材坯料均匀地挤出 在模头出口处，料流截面上各部分的平均流 速相等。否则，在同样的牵引速度下，离开 模头后的型坯各部分的形状就会产生不一样 的变化——“稳” 薄壁型材——截面形状复杂——壁厚也并不 完全相等——异型材的各种功能块结构大多 数不是规范的几何形状。 要想获得均匀的流速分布，必须对各部分流 道中的流动阻力进行调整
塑料表观黏度的影响PV C-U挤出模塑料的熔体 黏度，可以减小挤出模头的阻力，降低挤出加 工过程的能耗。 温度少许的波动就可能导致熔体黏度很大的变 化，这对挤出模头的稳定作业是很不利的。 对PVC-U模塑料来说，因为PVC是热敏性树脂， 在考虑加工温度时，还需要特别考虑由热量引 起的热降解问题
离膜膨胀又称出口膨胀现象。 原因：受剪切而被迫舒展的高分子链出孔时突然 自由，高弹形变立即得以恢复。
解决：补偿，估计会膨胀多少，然后扣除。如要 做椭圆，采用近长方形模具
聚合物离模膨胀有以下特点。 1）膨胀比β随熔体剪切速率ý 的增大而增大。 2）在剪切速率ý 恒定的情况下，膨胀比β随 模头长径比(L／DA)的增加而减小，在L/DA 超过某一数值时，β趋于一定值。 3）膨胀总是在速度梯度最大的方向上最大， 也就是在截面尺寸最小的方向上最大
3熔体破裂
聚合物熔体在挤出 过程中，挤出速度 有一个极限值。大 于此极限值时，随 着速度不断增大， 可观察到挤出物光 滑的表面逐步出现 无光、粗糙、结节 以至扭曲等现象这 些现象统称熔体破 裂现象
4 壁滑移
在聚合物熔体流动中熔体黏附于流道的壁面， 对于硬质PVC在超过某一临界剪切应力时，这 些熔体会沿模壁滑移 在挤出模头设计中，让模头的工作点不落到可 能产生壁滑移的流动区域是十分必要的。 拐角处熔体流动就容易出现引起熔体破裂的黏 滑效应或材料滞留现象
挤出模头设计的基本要求
5）要让型材坯料在离开模头之前有足够的纯剪 切流动过程 目的是让料流在纯剪切流动的过程中尽可能 充分地实现弹性松弛，使得在模头流道的前 段熔体弹性效应对出口型坯的影响减至最小 程度。 即模头流道出口前都要有一段足够长的平直 段（或称成型段）。但是，平直段长度也绝 不是越长越好。平直段长，会增大背压，增 加功耗；
挤出模头设计的基本要求
6）流道壁表面需要十分光滑 流道壁表面对于聚合物熔体在流道中的挤出 流动状态会产生很大的影响，所以要求流道 壁表面不但要平整光滑，而且要求粗糙度一 致。不能有缺陷，更不能有死角和毛刺，以 至出现挂料现象
挤出模头的基本结构
要实现挤出模头流道的基本要求 方便加工制造
①挤出模头的稳流段常由多孔板和机颈前半段组成， 也有将机颈前半段和后半段分别设计成机颈和机颈 过渡板两块模板。也可以不使用多孔板，而将机颈 前半段流道设计成长圆柱形流道，起稳流作用。 ②挤出模头的分流段从机颈的后半段开始，包括分 流锥、分流支架板和收缩板。收缩板可以不单独分 割成一块模板，而与预成型板一起组成一块模板 （图5-1）。对于开式型材和半开式型材的挤出模头， 没有分流锥也没有分流支架板（图5-3）。 ③挤出模头的成型段涉及的模板有：模腔板（又称 预成型板）、口模板（又称成型板）和型芯（又称 模芯，开式型材没有模芯）。对于较简单的异型材 模头，也有将预成型板与口模板合为一块模板的做 法。
挤出模头设计的基本要求
1）要有正确的出口截面形状
从模头挤出的异型材型坯的截面形状——不 是产品的最终截面形状——近似 型坯挤出模头后受牵引经过气隙进入定型模 中，其至少还将受到3种不能忽略的作用：离 模膨胀、拉伸变形和冷却收缩，这些作用将 会改变型坯截面的形状和尺寸
挤出模头设计的基本要求
些添加剂的存在对模塑料的流动性能产生了复 杂的影响。其中以润滑剂的影响最为显著，
聚合物的粘弹性现象——1）入口效应
入口效应(Entry Effect)是指聚合物熔体在通过 截面急剧变化的入口区时，会产生特别大的压 力降即入口压力损失△pE 入口效应被总结为聚合物熔体中弹性的能量储 存，即在流道收缩面大分子沿流线敛集方向， 取向拉伸，以弹性变形能的形式消耗能量。 在PVC-U挤出模头的实践中，一般认为保持 入口半角α小于12°是有利的
塑料熔体的粘性流动
低分子流动
聚合物熔体黏性流动及其黏度的数学模型
影响黏性流动的因素
1 温度对黏度的影响 聚合物熔体的流动黏度受温度的影响十分显著， 一般黏度随着温度的升高而降低。 因为当温度升高时聚合物分子的链段活动能力 增加，熔体的“自由体积”也会扩大，所以聚 合物熔体的流动性增大，黏度降低。 不同的聚合物在不同的温度段，不同的剪切速 率和剪切应力范围内，其黏度受温度影响的敏 感程度是不同的
影响挤出模头结构设计的主要因素
1 异型材的截面形状 挤出模头流道的复杂程度，主要是由于异型材 截面的复杂情况决定的。 异型材截面上功能块和空腔数目越多，截面形 状就越复杂，挤出模头的流道也会更加复杂。 异型材截面面积的均匀分布，有利于模头中料 流的均匀分流，容易实现均匀挤出。