《挤出模具》PPT课件

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1、概述一、挤出成型模具种类及特点二、挤塑模设计基础三、挤塑模设计要点圆棒材挤出机头设计一、圆棒材挤出机头结构二、水冷定径套结构设计管材挤出机头设计一、管材挤出机头结构设计二、管材挤出机头定径套设计吹塑薄膜挤出机头设计一、吹膜机头的分类及特点二、吹膜机头的结构设计三、吹塑薄膜的冷却定径装置板片材挤出机头设计一、板片材挤出机头类型二、平缝式机头的设计要点线缆包覆挤出机头设计一、挤压式包覆机头二、导管式包覆机头一、挤出成型模具种类及特点概述1、挤塑模（机头）的种类挤塑成型：塑料熔体经挤塑模成型为具有一定断面

2、形状的粘流态的连续体，再经定型模（定径套）调整断面形状和尺寸，最后由冷却装置冷却定型为连续的型材。挤出成型制品种类：管、板、棒、膜、单丝、电线、电缆、异形材、复合型材，以及塑料网、中空型坯和造粒等。机头种类：按用途分：挤管机头、挤板机头、异型材机头……；按机头内压分：低压（≤4MPa）、中压（＞4~104MPa）和高压（＞104MPa）机头；按制品出口方向与螺杆轴向关系分：直向机头和横向机头。2、挤出机头特点2、挤出机头特点模腔为熔体流经的通道，要求满足物料流动和成型的双重要求；挤出机头与挤出机、定

3、径装置等是密切相关的，设计不当则产品质量和生产效率将受到严重的影响。挤出机头是连续工作的，工作稳定性要高、故障率要少；挤出产品质量和生产效率不仅仅取决于机头，还取决于定型装置、冷却装置和牵引装置等辅助设备，整个系统需要协调工作。机头设计：包括机头内流道设计、刚强度和结构设计以及加热控温方式设计等；流道结构尺寸设计是关键。（一）机头流道结构塑料熔体在管道内流动的流速分布形式：一维流动：熔体在流道截面上各点流速分布仅沿一个方向变动，只需用一个垂直于流向的坐标表示。忽略两端二、挤塑模设计基础二维流动：流速

4、分布需用两个垂直于流向的坐标表示。塑料熔体在矩形、椭圆形、三角形、梯形、多边形等截面内平行流动都属于二维流动。三维流动：流速分布需用两个垂直于流向的坐标表示，同时流道尺寸沿流动方向也有变化，即流速分布要用三个坐标表示。对于多数挤塑制品对成型起决定作用的是口模的平直部分，可视为一维流动进行求解。1、塑料熔体在圆管内流动取一微单元建立力平衡方程，可推得熔体在圆管中的总体积流率为：式中k——真实流动常数；m——非牛顿指数，牛顿流体m=1，非牛顿流全m>1。对于一般的塑料熔体都是非牛顿流体，真实流动常数k和

5、m是用毛细管流变仪做出的流动曲线来求解的（见图4-1-10）对于圆管流道，利用实验曲线可以求得k′（表观流动常数）和m，相应的可求出qv、Δp以及流道几何尺寸R、L之间的关系：若要按真实剪切速率的公式（4-1-9）计算，认为两式的m近似相同，须将k′转换成真实流动常数k，比较式（4-1-13）和（4-1-9）可得将算出的真实流动常数k代入式（4-1-9）即可进行计算。2、塑料熔体在宽扁孔内流动取一微单元建立力平衡方程，可推得熔体在宽扁孔中的总体积流率为：利用实验曲线可先求得k′，再求k，由k和m可求

6、出qv、Δp和流道几何尺寸W、H、L之间的关系。实际宽扁孔类型：宽度有限，W/H较大的扁孔和圆形或非圆形环隙孔。宽度有限的宽扁孔按上述方法计算，忽略了扁孔两端壁面的影响，存在一定的误差；当W/H≥10时，误差可以控制在7%以下。对于环形间隙，虽不存在两端有侧壁的问题，但上下两侧壁长度相差较大时，也存在一定的误差。图4-1-12断面都可作为宽扁孔处理。3、塑料熔体在圆锥形管或楔形扁槽内流动圆锥形流道内的熔体流动属二维流动，处理方法是将流道分成若干段等直径的微元，通过积分计算其压力降。对于楔形扁槽也可分

7、成若干段等高的扁孔加以计算。锥形流道通常作为机头的过渡流道，其侧壁与机头轴线夹角应在30°以下。大锥角会使物料滞留时间过长而分解；大锥角还使物料受拉伸应力过大而出现熔体破裂；大锥角流动阻力大，锥角越大，流速分布越不均匀，使挤出制品变形，应增设一段无锥角的过渡段使流速变均匀。4、塑料熔体在异形横截面直管内流动对于三角形、半圆形、矩形、正方形、椭圆等二维流动的截面，非牛顿流体流过时的压差与体积流率关系只能求得近似解；可通过图表查出断面形状系数后代入公式求解。对于非牛顿流体，η应换成该剪切速率和挤出温度下

8、的表观粘度ηa，ηa随剪切速率的增加而降低，其值可查塑料流变性能测试曲线，也可按下式计算：式中f——形状系数；η——牛顿粘度。通常挤出机头的流道由依次连接的各类基本几何形状流道组成，压力损失可分段计算，再相加得总压力损失。例：挤出φ6.4mm的LDPE棒，为便于冷却和定型，口模处采用较低的挤出温度（121℃），要求产量为23.6kg/h，塑料棒牵引速度为流出口模的平均速度，机头压力为8.4MPa，此时物料密度为0.795g/cm3。熔体流动曲线（图4-1-16）中剪应