挤出成型工艺与模具结构.ppt
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1、第第3 3章章 挤出成型工艺与模具结构挤出成型工艺与模具结构 挤出成型原理和工艺过程挤出成型原理和工艺过程3.1 电火花线切割加工电火花线切割加工3.2管材挤出成型模具管材挤出成型模具3.3棒材挤出成型机头棒材挤出成型机头3.4板材、片材挤出成型机头板材、片材挤出成型机头3.5吹塑薄膜挤出成型机头吹塑薄膜挤出成型机头3.6第一页,编辑于星期日:六点 二十八分。3.1 3.1 挤出成型原理和工艺过程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、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,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
2、形状。挤出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、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。所占比例很大的价格方法。第二页,编辑于星期日:六点 二十八分。首先将粒状或粉状塑料加入料斗中,在旋转的挤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
3、在挤压系统的作用下,塑料熔体通熔融呈黏流态,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,如图状的塑料型材,如图3 31 1所示。所示。3.1.1 3.1.1 挤出成型原理和特点挤出成型原理和特点1挤出成型原理挤出成型原理第三页,编辑于星期日:六点 二十八分。2挤出成型的特点挤出成型的特点(1 1)连连续续成成型型,生生产产量量大大,生生产产率率高高,成成本低。本低。(2 2)塑件截面恒定,形状简单。)塑件截面恒定,形状简单。(3 3)塑塑件件内内部部组组织织均均衡衡紧紧密密,尺尺寸寸比比较较稳稳
4、定准确。定准确。(4 4)适用性强,除氟塑料以外,几乎能)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。加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料。第四页,编辑于星期日:六点 二十八分。经过干燥处理的塑料原料由挤出机料斗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,这一过程称为具有一定流动性的均匀熔体,这一过程称为塑化。塑化。3.1.2 3.1.2 挤出成型的工艺过程挤出成型的工艺过程1塑化阶段塑化阶段第五页,编辑于星
5、期日:六点 二十八分。2挤出成型阶段挤出成型阶段 均均匀匀塑塑化化的的塑塑料料熔熔体体随随螺螺杆杆的的旋旋转转向向料料筒筒前前端端移移动动,在在螺螺杆杆的的旋旋转转挤挤压压作作用用下下,通通过过一一定定形形状状的的口口模模而而获获得得与与口口模模形形状状一一致的型材。致的型材。第六页,编辑于星期日:六点 二十八分。3定型冷却阶段定型冷却阶段 塑塑件件离离开开机机头头口口模模后后,首首先先通通过过定定型型装装置置和和冷冷却却装装置置,使使其其冷冷却却变变硬硬而而定定型型。在在大大多多数数情情况况下下,定定型型和和冷冷却却是是同同时时进进行行的的,只只有有在在挤挤出出各各种种管管材材和和棒棒材材时
6、时,才才有有一一个个独立的定型过程。独立的定型过程。冷冷却却一一般般采采用用空空气气冷冷却却或或水水冷冷却却,冷冷却却速度对塑件性能有很大影响。速度对塑件性能有很大影响。第七页,编辑于星期日:六点 二十八分。4塑件的牵引、切割和卷取塑件的牵引、切割和卷取 塑塑件件从从口口模模挤挤出出后后,一一般般会会因因压压力力的的解解除除而而发发生生膨膨胀胀现现象象,而而冷冷却却后后又又会会产产生生收收缩缩现现象象,使使塑塑件件的的形形状状和和尺尺寸寸发发生生改改变变。如如果果不不加加以以引引导导,就就会会造造成成塑塑件件停停滞滞,使使塑塑件件不不能能顺顺利利挤挤出出。因因此此,在在冷冷却却的的同时,要连续
7、均匀地将塑件引出,这就是牵引。同时,要连续均匀地将塑件引出,这就是牵引。通通过过牵牵引引的的塑塑件件可可根根据据使使用用要要求求在在切切割割装装置置上上裁裁剪剪(如如棒棒材材、管管材材、板板材材、片片材材等等)或或在在卷卷取取装装置置上上绕绕制成卷(如薄膜、单丝、电线电缆等)。制成卷(如薄膜、单丝、电线电缆等)。第八页,编辑于星期日:六点 二十八分。温温度度是是挤挤出出成成型型中中的的重重要要参参数数之之一一。严严格格地地说说,挤挤出出成成型型温温度度应应该该是是指指料料筒筒中中的的塑塑料料熔熔体体温温度度,但但是是该该温温度度在在很很大大程程度度上上取取决决于于料料筒筒和和螺螺杆杆的的温温度
8、度,所所以以,在在实实际际生生产产中中为为了了检检测测方方便便,经经常常用用料料筒筒温温度近似表示成型温度。度近似表示成型温度。挤挤出出挤挤出出过过程程中中的的温温差差和和温温度度波波动动,都都会会影影响响塑塑件件的的质质量量,使使塑塑件件产产生生残残余余应应力力,各各点点强强度度不不均均匀匀,表面灰暗无光。表面灰暗无光。3.1.3 3.1.3 挤出成型工艺参数挤出成型工艺参数 1温度温度第九页,编辑于星期日:六点 二十八分。2压力压力 在在挤挤出出过过程程中中,由由于于塑塑料料流流动动的的阻阻力力、螺螺杆杆槽槽深深度度的的变变化化、过过滤滤板板、过过滤滤网网和和口口模模产产生生阻阻碍碍等等原
9、原因因,在在塑塑料料内内部部形形成成一一定定的的压压力力,而而这这种种压压力力是是塑塑料料经经历历物物理理状状态态变变化化而而达达到到均均匀匀密密实实的的重重要要条件。条件。压压力力随随时时间间的的变变化化也也会会产产生生周周期期性性波波动动,对对塑塑件件质质量量有有不不利利的的影影响响,如如局局部部疏疏松松、表表面面不不平平、弯弯曲曲等等。为为了了减减小小压压力力波波动动,应应合合理理控控制制螺螺杆杆转转速速,保保证证加加热热和冷却装置的温控精度。和冷却装置的温控精度。第十页,编辑于星期日:六点 二十八分。3挤出速度挤出速度 挤挤出出速速度度是是指指在在单单位位时时间间内内,从从挤挤出出机机
10、头头的的口口模模中中挤挤出出塑塑化化好好的的物物料料量量或或塑塑件件长长度度。它它反反映映挤挤出出生产能力的高低。生产能力的高低。影影响响挤挤出出速速度度的的因因素素有有很很多多,如如料料筒筒的的结结构构、螺螺杆杆转转速速、加加热热冷冷却却系系统统的的结结构构和和塑塑料料的的性性能能等等。在在挤挤出出机机结结构构和和塑塑料料品品种种及及塑塑件件类类型型确确定定的的情情况况下下,挤挤出出速速度度与与螺螺杆杆转转速速有有关关,因因此此调调整整螺螺杆杆转转速速是是控控制挤出速度的主要措施。制挤出速度的主要措施。第十一页,编辑于星期日:六点 二十八分。4牵引速度牵引速度 从从机机头头和和口口模模中中挤
11、挤出出的的成成型型塑塑件件,在在牵牵引引力力作作用用下下将将会会发发生生拉拉伸伸取取向向,拉拉伸伸取取向向程程度度越越高高,塑塑件件沿沿取取向向方方位位上上的的拉拉伸伸强强度度也也越越大大,但但冷冷却却后后长长度度收收缩缩也也大大。通通常常,牵牵引引速速度度可可与与挤挤出出速速度度相相当当,两两者者的的比比值值称为牵引比,一般应略大于称为牵引比,一般应略大于1 1。第十二页,编辑于星期日:六点 二十八分。3.2 3.2 挤出成型模具概述挤出成型模具概述 挤挤出成型塑件的截面形状均取决于出成型塑件的截面形状均取决于挤挤出出模具,所以,模具,所以,挤挤出模具出模具设计设计的合理性,是保的合理性,是
12、保证证良好的良好的挤挤出成型工出成型工艺艺和和挤挤出成型出成型质质量的决量的决定因素。定因素。第十三页,编辑于星期日:六点 二十八分。机机头头是是挤挤出出塑塑料料制制件件成成型型的的主主要要部部件件,它它的的作作用用是是将将来来自自挤挤出出机机的的熔熔融融塑塑料料由由螺螺旋旋运运动动转转变变为为直直线线运运动动,并并进进一一步步塑塑化化,产产生生必必要要的的成成型型压压力力,保保证证塑塑件件密密实实,从从而而获获得得截截面面与与口口模模形形状状相相似似的的型型材材。下下面面以以典典型型的的管管材材挤挤出出成成型型机机头头为为例例,介介绍绍机机头头的的结构组成,如图结构组成,如图3 32 2所示
13、。所示。3.2.1 3.2.1 挤出成型模具的结构组成挤出成型模具的结构组成 1机头机头第十四页,编辑于星期日:六点 二十八分。机头主要由以下几个部分组成:机头主要由以下几个部分组成:(1 1)口模和芯棒)口模和芯棒 口口模模的的作作用用是是成成型型塑塑件件的的外外表表面面,芯芯棒棒的的作作用用是是成成型型塑塑件件的的内内表表面面,口口模模和和芯芯棒棒的的定定型型部部分分决决定定了了塑件的截面形状。塑件的截面形状。(2 2)过滤板和过滤网)过滤板和过滤网 过过滤滤板板又又称称为为多多孔孔板板,和和过过滤滤网网共共同同将将塑塑料料熔熔体体由由螺螺旋旋运运动动转转变变为为直直线线运运动动,并并能能
14、过过滤滤杂杂质质。过过滤滤板板同同时时还还起起到到支支承承过过滤滤网网的的作作用用,并并且且增增加加了塑料流动阻力,使塑件更加密实。了塑料流动阻力,使塑件更加密实。第十五页,编辑于星期日:六点 二十八分。(3 3)分流器和分流器支架)分流器和分流器支架 分分流流器器又又称称为为鱼鱼雷雷头头,塑塑料料熔熔体体通通过过分分流流器器能能够够分分流流变变成成薄薄环环状状而而平平稳稳进进入入成成型型区区,便便于于进进一一步步加加热热和和塑塑化化。分分流流器器支支架架主主要要用用来来支支承承分分流流器器和和芯芯棒棒,同同时时也能对分流后的塑料熔体起加强剪切混合作用。也能对分流后的塑料熔体起加强剪切混合作用
15、。(4 4)机头体)机头体 机机头头体体相相当当于于模模架架,与与挤挤出出机机料料筒筒连连接接,用用来来组装并支承机头的各零部件。组装并支承机头的各零部件。第十六页,编辑于星期日:六点 二十八分。(5 5)温度调节系统)温度调节系统 为为了了保保证证塑塑料料熔熔体体在在机机头头中中正正常常流流动动及及挤挤出出成成型型质质量量,机机头头上上一一般般设设有有可可以以加加热热的的温温度度调调节节系统,如图系统,如图3 32 2中的中的1010、1111电加热圈。电加热圈。(6 6)调节螺钉)调节螺钉 调调节节螺螺钉钉是是用用来来调调节节控控制制成成型型区区内内口口模模与与芯芯棒棒间间的环隙及同轴度,
16、以保证挤出塑件壁厚均匀。的环隙及同轴度,以保证挤出塑件壁厚均匀。第十七页,编辑于星期日:六点 二十八分。2定径装置(定径套)定径装置(定径套)离离开开成成型型区区后后的的塑塑料料熔熔体体虽虽然然已已经经具具有有给给定定的的截截面面形形状状,但但是是因因为为制制件件温温度度较较高高不不能能抵抵抗抗自自重重而而变变形形,因因此此需需要要使使用用定定径径套套对对制制件件进进行行冷冷却却定定型型,使使其其获获得得良良好好的的表面质量、准确的尺寸和几何形状。表面质量、准确的尺寸和几何形状。第十八页,编辑于星期日:六点 二十八分。1 1、按塑料制件的形状分类、按塑料制件的形状分类挤挤出出成成型型的的塑塑件
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- 挤出 成型 工艺 模具 结构
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