第三章 挤出成型工艺与模具结构
挤出成型工艺及模具设计_课件
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。
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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
内装置电热器时导入导线。
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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
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.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
12
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
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（2）内径定型
通过定径套内的循环水冷却定型 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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定径芯长度：与管材壁厚及牵引速度有关，一般取80～ 300mm，牵引速度和壁厚大时，取大值。反之，取小值。 定径芯直径：一般比管材内径直径大2%～4%，始端比终端 直径大，锥度为0.6:100～1.0:100。
塑料成型工艺与磨具设计课后习题答案
第一章答案1．高分子聚合物链结构有哪些特点？根据链结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？答：高分子聚合物链结构具有以下结构特点（1）高分子呈现链式结构（2）高分子链具有柔性（3）高聚物的多分散性根据链结构的不同，高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。
2．根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？试阐述其结构特点和性能特点。
答：根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成固体和液体，固体又有晶态和非晶态之分。
（1）聚集态结构的复杂性因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起，可导致晶态和非晶态结构。
高聚物的比小分子物质的晶态有程序差得多，但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。
高分子链具有特征的堆方式，分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可能形成某种螺旋结构。
如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成，则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同，可能形成多种多样的微相结构。
复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。
（2）具有交联网络结构某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构，这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。
这种高聚物不能被溶剂溶解，也不能通过加热使其熔融。
交联对此类材料的力学性能有重要影。
高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结，勾结点可看成为可移的交链点。
3．在线型非晶态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为哪三种力学状态的区域？温度点0b、0g、0f、0d表征什么意义？答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为玻璃态、高弹态、粘流态。
0b称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度。
0g称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃态温度。
0f称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。
0d称为热分解温度，它是塑料使用的上限温度。
4．绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体，试写出非牛顿流体的指数流动规律，并表述其意义。
第三章 挤出成型工艺与模具结构
3．机头与挤出机的连接
常用国产挤出机与机头的连接形式如图3－3、 图3－4所示。 在图3－3中，机头以螺纹联接在机头法兰上， 机头法兰以4～6个铰链螺钉与机筒法兰连接固定。 图3－4所示为挤出机与机头的又一种连接形 式。机头以8个内六角螺钉与机头法兰连接固定， 机头法兰与机筒法兰由定位销定位，机头外圆与 机头法兰内孔配合，保证机头与挤出机的同心度。
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。
3.1.1 挤出成型原理和特点 1．挤出成型原理
首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在旋转 的挤出机螺杆的作用下，加热的塑料通过沿螺杆 的螺旋槽向前方输送。在此过程中，塑料不断接 受料筒的外加热和螺杆与塑料之间、料筒与塑料 之间的剪切摩擦热，逐渐熔融呈黏流态，然后在 挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状 的挤出模具，从而获得具有一定截面形状的塑料 型材，如图3－1所示。
3.6 吹塑薄膜挤出成型机头
薄膜是目前广泛使用的塑料挤出产品， 薄膜的厚度一般为0.01～0.25mm。薄膜的常 用生产方法是吹塑成型，就是由挤出机机头 挤出塑料管坯，同时从机头中心通入压缩空 气，将管坯吹成所需直径的薄膜。吹塑法可 以加工软、硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、聚酰胺等塑料薄膜。
2．挤出成型的特点
（1）连续成型，生产量大，生产率高，成 本低。 （2）塑件截面恒定，形状简单。 （3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳 定准确。 （4）适用性强，除氟塑料以外，几乎能 加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料。
挤出模具设计PPT课件
挤出机头设计原则
1.内腔呈流线型 为了使塑料熔体能沿着机头中的流道
均匀平稳地流动而顺利挤出，机头的内腔 应呈光滑的流线型。 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。
挤出机头设计原则
3.正确的截面形状和尺寸
由于塑料的物理性能和压力、温度等因素引起的 离模膨胀效应，及由于牵引作用引起的收缩效应使 得机头的成型区截面形状和尺寸并非塑件所要求的 截面形状和尺寸，因此设计时，要对口模进行适当 的形状和尺寸补偿，合理确定流道尺寸，控制口模 成型长度，获得正确的截面形状及尺寸。
2.直角式挤管机头 其用于内径定径的场合，冷却 水从芯棒中穿过。成型时塑料熔体包围芯棒并产生 一条熔接痕。熔体的流动阻力小，成型质量较高。 但机头结构复杂，制造困难。
管材挤出机设计
3.旁侧式挤管机头 其与直角式挤管机头 相似，其结构复杂。
三种机头的特征
机头类型 项目特征
直通式
挤出口径
适用于小口径管材
挤出模具结构的阐述
1、口模3是用来成型塑件的外表面的,芯棒4用来成型塑件的内表面的,所 以口模和芯模决定了塑件的截面形状｡
2.过滤网和过滤板 过滤网9的作用是将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动,过滤杂质,并形
成一定的压力;过滤板又称多孔板, 同时还起支承过滤网的作用｡ 3.分流器和分流器支架 4、分流器6(又称鱼雷头)使通过它的塑料熔体分流变成薄环状以平稳地
(1)芯棒的外径 芯棒的外径由管材的内径决定， 但由于与口模结构设计同样的原因，即离模膨胀和 冷却收缩效应，所以芯棒外径的尺寸不等于管材内 径尺寸。根据生产经验，可按式(5-4)计算：
d= D-2e
（5-4）
《挤出成型技术》课件
根据制品形状和尺寸进行结构设计，确保制品成型质量、提高生产 效率。
冷却系统
设计合理的冷却系统，控制模具温度，减小制品成型后的收缩率。
挤出成型设备的操作与维护
01
操作规程
制定严格的设备操作规程，确保 操作人员熟悉设备性能和安全操 作要求。
维护保养
02
03
故障排除
定期对设备进行维护保养，检查 各部件磨损情况，及时更换易损 件。
高分子材料在挤出成型技术中的优势在于其可塑性强、加工温度低、成型周期短 等，使得制品具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优良性能。同时，高分子材料在挤 出成型过程中易于实现自动化和智能化生产，提高了生产效率和产品质量。
新型挤出成型技术的研发与推广
随着科技的不断发展，新型挤出成型技术不断涌现，如微孔塑料挤出技术、异型截面管材挤出技术、 反应挤出技术等。这些新型技术的研发和应用，极大地丰富了挤出成型制品的种类和性能，满足了不 同领域的需求。
挤出成型技术的应用领域
挤出成型技术广泛应用于塑料加工行业，如管材、型材、薄膜、板材等产品的生产 。
除了塑料加工行业，挤出成型技术还应用于橡胶、陶瓷、玻璃纤维等材料的加工。
随着科技的发展，挤出成型技术的应用领域不断扩大，如3D打印技术的出现，使得 挤出成型技术也可以用于制造个性化的定制产品。
02
挤出成型设备
挤出成型工艺的控制要素
温度控制
温度是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包括 机筒温度、模具温度等。温度的控制直接影响着 塑料的塑化和产品质量。
速度控制
速度控制包括挤出速度、注射速度等，它影响着 产品的产量和质量。合理地调整速度参数，可以 提高生产效率和产品质量。
压力控制
压力也是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包 括挤出压力、注射压力等。压力的控制对于塑料 的流动性和产品的致密性至关重要。
塑料挤出成型工艺及模具设计教学
其他质量问题的原因与解决方案
06
塑料挤出成型工艺实例分析
管材挤出成型工艺主要包括原料准备、模具设计、挤出成型、冷却定型和牵引切割等步骤。
工艺流程
关键技术
应用领域
管材挤出成型的关键技术包括温度控制、压力调节、模具设计和材料选择等。
管材挤出成型广泛应用于建筑、给排水、农业灌溉等领域。
塑料挤出成型工艺及模具设计教学
目录
contents
挤出成型工艺简介 塑料挤出成型设备 塑料挤出成型模具设计 塑料挤出成型工艺参数控制 塑料挤出成型质量问题及解决方案 塑料挤出成型工艺实例分析
01
挤出成型工艺简介
挤出成型工艺是一种塑料加工技术，通过螺杆旋转加压，使塑料从挤出机机筒中连续挤出，经过模具定型后形成所需的制品形状和尺寸。
详细描述
04
塑料挤出成型工艺参数控制
温度参数控制是塑料挤出成型工艺中的重要环节，它直接影响着产品的质量和生产效率。
温度参数控制包括机筒温度、模具温度和塑料温度的控制。机筒温度的设置要根据塑料的特性和工艺要求来确定，以保证塑料在机筒内能够充分塑化。模具温度则影响着塑料的流动和成型，其设定要根据产品的大小、形状和材料特性来决定。塑料温度的控制也十分重要，合适的塑料温度可以保证塑料在挤出过程中保持稳定的流动状态。
常见的冷却定型设备包括冷却水槽、冷却隧道等。
这些设备通常配有强力的风扇，以加速冷却过程。
其他辅助设备
除了上述主要设备外，挤出成型工艺还需要其他辅助设备，如切粒机、振动筛、上料机等。
这些设备在生产过程中起到各自的作用，如切粒机用于将挤出的塑料切成一定长度的小颗粒，振动筛则用于筛选出不合格的塑料颗粒。
塑胶挤出成型工艺及模具结构分解
5、连接部分 机头与挤出机用螺钉及法兰连接 6、分流器 使塑料熔体分流变成薄环状以平稳地进入成型区， 同时进一步塑化． 7、分流器支架 支撑分流器及芯棒 8、定径套 通过冷却，使从机头口模挤出的塑件横截面稳定下来， 并进行精整，从而获得精度更高的横截面形状和尺寸
3.3.2 管材挤出机头主要零件的结构尺寸和工艺参数
1 口模
确定口模内径和定型段长度
（1） 口模的内径D 由于管材离开口模后压力降低，体积膨胀；同冷 却和牵引收缩等原因使塑件外径不等于口模内径 d
s
确定口模的内径D方法：
D=k
（2） 定型段长度L1
口模与型棒的平直部分的长度成为定型段 定型段长度过长会使料流阻力过大，过短起不到定型作用 A 按管材外径确定L1 Ｂ 按管材壁厚确定L1 L1=ｎｔ
L1=(0.5～３）ds
２ 芯棒
确定芯棒外径、型棒成型段长度、 压缩段长度，压缩角
（１） 芯棒的外径
d D 2 (0.83 ~ 0.94)t
Ｌ１‘≥Ｌ１
（２） 芯棒成型段长度Ｌ１‘ （３） 芯棒压缩段段长度Ｌ２
Ｌ２＝（１.５～２.５）Ｄ０ （４） 压缩角β 低粘度塑料，β＝４５～６０°
挤出材料 聚烯烃 聚氯乙烯
定型套内径 (1.02-1.04)DS (1.00-1.02)DS
定型套长度 10DS 10DS
（2） 真空法外定径 真空定型套与机头口模不能联接在一起，应有 20～100mm距离。
１） 定径套内的真空度一般要求53～66kPa,真空孔径在 0.6～１.２mm范围内,与塑料熔体粘度和管壁厚有关,度大 或管壁厚度大时,孔径取大值,反之取小值 2） 真空定径套内径见表3-6 3） 真空定径套的长度一般应大于其他类型定径套长度
挤出成型原理及工艺
挤出成型原理及工艺挤出成型是目前比较普遍的塑料成型方法之一，适用于所有的热塑性塑料及部分热固性塑料，可以成型各种塑料管材，棒材，板材、电线电缆及异形截面型材等，还可以用于塑料的着色、造料和共混等。
挤出型材的质量取决于挤出模具，挤出模具主要是由机头和定型装置两部分组成，其结构设计的合理性是保证塑件成型质量的决定性因素。
一挤出成型原理及特点1.挤出成型原理挤出成型主要用于成型热量性塑料，其成型原理如图2-4所示（以管材的挤出为例）。
首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。
在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。
图2-4挤出成型原理1－挤出机料筒；2－机头；3－定径装置；4－冷却装置；5－牵引装置；6－塑料管；7－切割装置2.挤出成型特点挤出成型所用的设备为挤出机，结构比较简单，操作方便，应用非常广泛，所成型的塑件均为具有恒定截面形状的连续型材。
挤出成型的特点如下：1）生产过程连续，可以挤出任意长度的塑件，生产效率高。
2）模具结构也较简单，制造维修方便，投资少、收效快。
3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。
4）适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。
变更机头口模，产品的截面形状和尺寸可相应改变，这样就能生产出各种不同规格的塑件。
二挤出成型工艺热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段。
第一阶段是塑料原料的塑化塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉准或粒状变成粘流态物质。
第二阶段是成型粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。
挤出成型工艺及挤出模
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
2、棒材挤出成型机头
2、棒材挤出成型机头
2、棒材挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
4、电线电缆挤出成型机头
4、电线电缆挤出成型机头
（3）塑件的定型与冷却 管材的定径方法：定径套、定径环、定径板
3、挤出成型工艺
（3）塑件的定型与冷却
3、挤出成型工艺
（4）塑件的牵引Biblioteka 卷曲和切割 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。
4、挤出成型工艺条件
（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。
5、温度调节系统：使挤出成型设备具有一定温度。
6、定径套：对塑件进行冷却定型，以获得完好的塑件。
定型模：让从口模中挤出的塑料的既定形状稳定下来
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
（1）直通式
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
（2）直角式
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
（3）旁侧式
二、挤出成型模具的组成及分类
挤出机头：挤出塑料制件成型的主要部件产生必要的成型压力。
1、口模和芯棒：相当于型腔和型芯，用于成型塑件的内外表面。
2、过滤网和过滤板：将塑料熔体的螺旋运动转变为直线运动，并过滤杂 质。
3、分流器和分流器支架：使塑料熔体平稳地进入成型区，同时进一步加 热和塑化。
4、机头体：组装并支承机头的各个零部件。
《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版
《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版第一章：塑料成型工艺概述1.1 塑料成型的基本概念塑料的定义与特性塑料成型的定义与分类1.2 塑料成型工艺流程塑料原料的准备塑料的加热与塑化塑料的冷却与固化塑料的脱模与后处理1.3 塑料成型工艺参数温度压力速度时间第二章：塑料模具概述2.1 模具的分类与结构模具的分类模具的基本结构2.2 模具的设计原则模具设计的要求与步骤模具设计中的关键参数2.3 模具的材料与制造模具材料的选用原则模具的制造工艺第三章：塑料注射成型工艺与模具设计3.1 注射成型工艺概述注射成型原理与特点注射成型工艺参数3.2 注射模具的结构设计模具的型腔与型芯设计模具的冷却系统设计模具的加热系统设计3.3 注射模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第四章：塑料挤出成型工艺与模具设计4.1 挤出成型工艺概述挤出成型的原理与特点挤出成型工艺参数4.2 挤出模具的结构设计模具的口模设计模具的定径套设计模具的切割装置设计模具的导向设计模具的调整方法第五章：塑料吹塑成型工艺与模具设计5.1 吹塑成型工艺概述吹塑成型的原理与特点吹塑成型工艺参数5.2 吹塑模具的结构设计模具的型腔设计模具的吹气系统设计模具的后处理设计5.3 吹塑模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第六章：塑料压缩成型工艺与模具设计6.1 压缩成型工艺概述压缩成型的原理与特点压缩成型工艺参数6.2 压缩模具的结构设计模具的型腔设计模具的压柱设计模具的冷却系统设计模具的导向设计模具的定位设计第七章：塑料压注成型工艺与模具设计7.1 压注成型工艺概述压注成型的原理与特点压注成型工艺参数7.2 压注模具的结构设计模具的型腔设计模具的压注系统设计模具的冷却系统设计7.3 压注模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第八章：塑料传递成型工艺与模具设计8.1 传递成型工艺概述传递成型的原理与特点传递成型工艺参数8.2 传递模具的结构设计模具的型腔设计模具的传递系统设计模具的冷却系统设计模具的导向设计模具的定位设计第九章：塑料成型工艺与模具设计的计算与模拟9.1 模具设计计算塑料收缩率的计算模具尺寸的计算模具强度的计算9.2 模具设计模拟模具流动分析模具冷却分析模具翘曲分析9.3 模具设计软件介绍模具设计软件的功能与特点模具设计软件的应用实例第十章：塑料成型工艺与模具设计的实践与应用10.1 塑料成型工艺实践成型工艺的操作步骤与注意事项成型过程中的常见问题与解决方法10.2 模具设计应用实例典型模具设计案例分析模具设计在实际生产中的应用10.3 塑料成型工艺与模具设计的未来发展塑料成型技术的发展趋势模具设计技术的创新与突破重点和难点解析重点环节1：塑料成型的基本概念与特性补充和说明：塑料成型的基本概念和特性是理解后续成型工艺与模具设计的基础。
《塑料成型工艺及模具设计》习题与答案
《塑料成型工艺及模具设计》习题第一章绪论1、塑料制品常用的成型方法有哪些？2、塑料模具的设计与制造对塑料工业的发展有何重要意义？3、塑料模具设计及加工技术的发展方向是什么？4、塑料制品的生产工序是？5、举例说明哪些日用品的加工要用到塑料模具？第二章注塑成型基础一、填空题1、受温度的影响，低分子化合物存在三种物理状态：、、。
2、塑料在变化的过程中出现三种但却不同的物理状态：、、。
3、用于区分塑料物理力学状态转化的临界温度称为。
4、随受力方式不同，应力有三种类型：、和。
5、牛顿型流体包括、和。
6、从成型工艺出发，欲获得理想的粘度，主要取决于对、、这三个条件的合理选择和控制。
7、料流方向取决于料流进入型腔的位置，故在型腔一定时影响分子定向方向的因素是。
8、注射模塑工艺包括、、等工作。
9、注塑机在注射成型前，当注塑机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒。
清洗的方法有、。
10、注射模塑成型完整的注射过程括、、、和、。
11、注射成型是熔体充型与冷却过程可为、、和四个阶段。
12、注射模塑工艺的条件是、和。
13、在注射成型中应控制合理的温度，即控制、和温度。
14、注射模塑过程需要需要控制的压力有压力和压力。
15、注射时，模具型腔充满之后，需要一定的时间。
16、内应力易导致制品和、、等变形，使不能获得合格制品。
17、产生内应力的一个重要因素是注射及补料时的。
18、制品脱模后在推杆顶出位置和制品的相应外表面上辉出现，此称为。
19、根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行和处理。
20、塑料在与下充满型腔的能力称为流动性。
二、判断题1、剪切应力对塑料的成型最为重要。
（）2、粘性流动只具有弹性效应。
（）3、绝大多数塑料熔体素属于假塑性流体。
（）4、塑料所受剪切应力作用随着注射压力下降而增强。
（）5、分子定向程度与塑料制品的厚度大小无关。
（）6、塑料的粘度低则流动性强，制品容易成型。
（）7、结晶型塑料比无定型塑料的收缩率小，增加塑料比未增加塑料的收缩大。
挤出成型工艺及模具设计
2020/3/31
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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。
挤出成型原理及工艺
挤出成型原理及工艺挤出成型是目前比较普遍的塑料成型方法之一，适用于所有的热塑性塑料及部分热固性塑料，可以成型各种塑料管材，棒材，板材、电线电缆及异形截面型材等，还可以用于塑料的着色、造料和共混等。
挤出型材的质量取决于挤出模具，挤出模具主要是由机头和定型装置两部分组成，其结构设计的合理性是保证塑件成型质量的决定性因素。
一挤出成型原理及特点1.挤出成型原理挤出成型主要用于成型热量性塑料，其成型原理如图2-4所示（以管材的挤出为例）。
首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。
在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。
图2-4挤出成型原理1－挤出机料筒；2－机头；3－定径装置；4－冷却装置；5－牵引装置；6－塑料管；7－切割装置2.挤出成型特点挤出成型所用的设备为挤出机，结构比较简单，操作方便，应用非常广泛，所成型的塑件均为具有恒定截面形状的连续型材。
挤出成型的特点如下：1）生产过程连续，可以挤出任意长度的塑件，生产效率高。
2）模具结构也较简单，制造维修方便，投资少、收效快。
3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。
4）适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。
变更机头口模，产品的截面形状和尺寸可相应改变，这样就能生产出各种不同规格的塑件。
二挤出成型工艺热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段。
第一阶段是塑料原料的塑化塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉准或粒状变成粘流态物质。
第二阶段是成型粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。
塑料挤出成型工艺及模具设计PPT学习教案
图7-9所示。
③芯模收缩角β：对低黏度塑料，
β=45°~60°，对高黏度塑料，β=30°~50°。
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3 塑料通过分流器使料层变薄，便于被均匀加热，以
利于塑料进一步塑化。分流肋应尽可能少些，小型机头 3根，中型机头4根，大型机头6~8根。
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图7-8 分流器和分流器支架的结构图
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（2）真空法外定径：在定径套内壁2上打很多小孔，做 抽真空用，借助真空吸附力将管材外型紧贴于定径套内 壁2上，与此同时，在定径套外壁1、内壁2夹层内通入 冷却水，管坯伴随真空吸附过程的进行而被冷却硬化。
装置比较简单 ，管口不必堵 塞，常用生产 小型管材
图7-11 真空法外定径
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2 （1）水平直通式机头：
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7-2 直通式管材挤出机头
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（2）直角式机头：这种机头的进料方向与出料方向垂 直相交，有的机头口模出料口垂直朝上，如图7-3的吹 膜机头；也有朝下的，如图7-4所示的吹塑空心坯料机 头。
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机头与挤出机的连接方式二：
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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。
3.2.2 挤出成型模具分类
1、按塑料制件的形状分类 挤出成型的塑件主要有管材、棒材、板材、片材、 网材、单丝、粒料、各种异型材、吹塑薄膜、带 有塑料包覆层的电线电缆等，所用的机头相应称 为管机头、棒机头等。 2、按塑料制件的出口方向分类：分为直通机头和 角式机头。 3、按塑料熔体所受的压力分类：低压机头（压力 小于4MPa）和高压机头（压力大于10MPa）。
2．挤出成型的特点
（1）连续成型，生产量大，生产率高，成 本低。 （2）塑件截面恒定，形状简单。 （3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳 定准确。
（4）适用性强，除氟塑料以外，几乎能 加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料。
3.1.2 挤出成型的工艺过程
1．塑化阶段
经过干燥处理的塑料原料由挤出机料斗 加入料筒后，在料筒温度和螺杆旋转、压 实及混合作用下，由固态的粒状或粉状转 变为具有一定流动性的均匀熔体，这一过 程称为塑化。
3.1.1 挤出成型原理和特点
1．挤出成型原理
首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在旋转 的挤出机螺杆的作用下，加热的塑料通过沿螺杆 的螺旋槽向前方输送。在此过程中，塑料不断接 受料筒的外加热和螺杆与塑料之间、料筒与塑料 之间的剪切摩擦热，逐渐熔融呈黏流态，然后在 挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状 的挤出模具，从而获得具有一定截面形状的塑料 型材，如图3－1所示。
通过牵引的塑件可根据使用要求在切割装置 上裁剪（如棒材、管材、板材、片材等）或在卷 取装置上绕制成卷（如薄膜、单丝、电线电缆 等）。
3.1.3 挤出成型工艺参数
1．温度
温度是挤出成型中的重要参数之一。严格地说， 挤出成型温度应该是指料筒中的塑料熔体温度， 但是该温度在很大程度上取决于料筒和螺杆的温 度，所以，在实际生产中为了检测方便，经常用 料筒温度近似表示成型温度。
2．挤出成型阶段
均匀塑化的塑料熔体随螺杆的旋转向料 筒前端移动，在螺杆的旋转挤压作用下， 通过一定形状的口模而获得与口模形状一 致的型材。
3．定型冷却阶段
塑件离开机头口模后，首先通过定型装 置和冷却装置，使其冷却变硬而定型。在 大多数情况下，定型和冷却是同时进行的， 只有在挤出各种管材和棒材时，才有一个 独立的定型过程。
3．挤出速度
挤出速度是指在单位时间内，从挤出机头的 口模中挤出塑化好的物料量或塑件长度。它反映 挤出生产能力的高低。
影响挤出速度的因素有很多，如料筒的结构、 螺杆转速、加热冷却系统的结构和塑料的性能等。 在挤出机结构和塑料品种及塑件类型确定的情况 下，挤出速度与螺杆转速有关，因此调整螺杆转 速是控制挤出速度的主要措施。
（3）分流器和分流器支架
分流器又称为鱼雷头，塑料熔体通过分流器 能够分流变成薄环状而平稳进入成型区，便于进 一步加热和塑化。分流器支架主要用来支承分流 器和芯棒，同时也能对分流后的塑料熔体起加强 剪切混合作用。
（4）机头体
机头体相当于模架，与挤出机料筒连接，用 来组装并支承机头的各零部件。
（5）温度调节系统
第3章 挤出成型工艺与模具结构
3.1
挤出成型原理和工艺过程
3.2
电4
棒材挤出成型机头
3.5 板材、片材挤出成型机头 3.6 吹塑薄膜挤出成型机头
3.1 挤出成型原理和工艺过程
挤出成型一般用于热塑性塑料的管材、 棒材、板材、薄膜、线材等连续型材的生产， 所得到的塑件均具有稳定的截面形状。挤出 成型在热塑性塑料成型中是一种用途广泛、 所占比例很大的价格方法。
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。
挤出挤出过程中的温差和温度波动，都会影响 塑件的质量，使塑件产生残余应力，各点强度不 均匀，表面灰暗无光。
2．压力
在挤出过程中，由于塑料流动的阻力、螺杆槽 深度的变化、过滤板、过滤网和口模产生阻碍等 原因，在塑料内部形成一定的压力，而这种压力 是塑料经历物理状态变化而达到均匀密实的重要 条件。
压力随时间的变化也会产生周期性波动，对塑 件质量有不利的影响，如局部疏松、表面不平、 弯曲等。为了减小压力波动，应合理控制螺杆转 速，保证加热和冷却装置的温控精度。
为了保证塑料熔体在机头中正常流动及挤出 成型质量，机头上一般设有可以加热的温度调节 系统，如图3－2中的10、11电加热圈。
（6）调节螺钉
调节螺钉是用来调节控制成型区内口模与芯 棒间的环隙及同轴度，以保证挤出塑件壁厚均匀。
2．定径装置（定径套）
离开成型区后的塑料熔体虽然已经具有 给定的截面形状，但是因为制件温度较高 不能抵抗自重而变形，因此需要使用定径 套对制件进行冷却定型，使其获得良好的 表面质量、准确的尺寸和几何形状。
（1）口模和芯棒
口模的作用是成型塑件的外表面，芯棒的作 用是成型塑件的内表面，口模和芯棒的定型部分 决定了塑件的截面形状。
（2）过滤板和过滤网
过滤板又称为多孔板，和过滤网共同将塑料 熔体由螺旋运动转变为直线运动，并能过滤杂质。 过滤板同时还起到支承过滤网的作用，并且增加 了塑料流动阻力，使塑件更加密实。
3.2.1 挤出成型模具的结构组成
1．机头
机头是挤出塑料制件成型的主要部件，它的作 用是将来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动转变为 直线运动，并进一步塑化，产生必要的成型压力， 保证塑件密实，从而获得截面与口模形状相似的 型材。下面以典型的管材挤出成型机头为例，介 绍机头的结构组成，如图3－2所示。
机头主要由以下几个部分组成：