挤出机机头课件.ppt

1、1、挤出机机头分类2、挤出机机头的作用3、挤出机机头的设计原则4、挤出机机头的组件5、工艺参数计算6、管材挤出的机头介绍1、挤出机头的分类、挤出机头的分类：(1)按挤出成型的塑料制件分类：有管材按挤出成型的塑料制件分类：有管材 棒材棒材 板材板材 片材片材 网材、单丝网材、单丝 粒料粒料 各种异型材各种异型材 吹塑薄膜吹塑薄膜 电线电缆等电线电缆等(2)按制品出口方向分类：有料流方向与挤出机螺按制品出口方向分类：有料流方向与挤出机螺杆轴向一致的直向机头如硬管机头和料流方向与杆轴向一致的直向机头如硬管机头和料流方向与挤出机螺杆轴向成某一角度横向机头如电缆机头挤出机螺杆轴向成某一角度横向机头如电缆

2、机头(3)按机头内压力大小分类按机头内压力大小分类：有低压机头：有低压机头(料流压力料流压力小于小于4MPa)中压机头中压机头(料流压力为料流压力为41OMPa)和高压机头和高压机头(料流压力大于料流压力大于1OMPa).2、挤出机头主要作用：、挤出机头主要作用：(1)使物料由螺旋运动变为直线运动。(2)产生必要的成型压力，保证制品密实。(3)使物料通过机头得到进一步塑化。(4)通过机头成型所需要的断面形状的塑料制品。3、挤出机头设计原则挤出机头设计原则1.内腔呈流线型内腔呈流线型：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（表面粗糙度应小于1.63.2m）；2.足够的压缩比足够

3、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；3.正确的截面形状和尺寸正确的截面形状和尺寸：要对口模进行适当的形状和尺寸补偿；4.合理的选择材料合理的选择材料：为提高机头的使用寿命，机头材料应选择耐磨、耐腐蚀、硬度高的钢材或合金钢。4、挤出机机头的结构组成、挤出机机头的结构组成挤出模的主要零件：口模、芯棒、过滤板、过滤网、分流器、分流器支架、调节螺钉、定型套和机头体。主要结构的作用：主要结构的作用：1）口模和芯模分别成型制品内外表面，定型部分决定了制品的横截面形状 和尺寸；2）分流器是使通过它的熔体变成薄环状，平稳地进入成形区。同时，进一步加热和塑化塑料；3）定型套对成形管材进行冷却定

4、型，以保证制品良好质量，正确的尺寸和几何形状；4）调节螺钉用来控制成形区内的口模和芯棒之间的间隙及同轴度，以保证挤出塑件壁厚的均匀。5、口模、芯模定型部分长度的选择 为消除熔接缝,使物料压力稳定且均匀挤出,口模、芯模定型部分长度通常为口模间隙宽度的15 倍以上,定型段长度为分流处芯棒直径的2 倍以上。6、压缩比 压缩比即流道最大截面积与挤出口模环隙面积之比,值体现了压力降的大小。值过小,易造成泡膜挤压不实,膜厚不均;值过大,则熔料在流道中易过热且在出口发生熔胀。一般取1.5 3 为宜。工艺参数的确定工艺参数的确定1.口模1）口模外径：D=d/k v式中 D口模的内径(mm)。vD管材的外径（m

5、m）vK补偿系数，见表5-4表表5-4 补偿系数补偿系数k值值v2）定型段长度L1a、按管材外径计算:L1=（0.53）D 通常当管子直径较大时定型长度取小值，因为此时管子的被定型面积较大，阻力较大，反之就取大值。同时考虑到塑料的性质，一般挤软管取大值，挤硬管取小值。b、按管材壁厚计算：L1=nt v式中 t一管材壁厚(mm)；v n一 系数,见表5-5。2.芯棒 1)芯棒的外径 芯棒的外径由管材的内径决定，根据生产经验：d=D-2e 式中 d一芯棒的外径(mm)；D一口模的内径(mm)；e一口模与芯棒的单边间隙(mm)，e=(0.830.94)t t一材料壁厚(mm)。2)定型段、压缩段L2

6、和收缩角 a、芯棒定型段的长度与L1相等或稍长。b、L2可按下面经验公式计算：L2=（1.52.5）D0 式中 L2一芯棒的压缩段长度(mm)；D0一塑料熔体在过滤板出口处的流道直径(mm)。c、芯模收缩角：低粘度塑料=4560高粘度塑料=30503.分流器(1)分流锥的角度(扩张角)：低粘度塑料=30-80 高粘度塑料 =30-60 扩张角收缩角过大时料流的流动阻力大,熔体易过热分解;过小时不利于机头对其内的塑料熔休均匀加热,机头体积也会增大v(2)分流锥长度L5 L5=（11.5）D0 式中 D0一头于过滤板相连处的流道直径(mm)，如图5-6所示。(3)分流锥尖角处圆弧半径R：R=(0.

7、52)mm R不易过大，否则熔体容易在此处发生滞留(4)分流器表面粗糙度Ra Ra0.40.2m(5)栅板与分流锥顶间隔L6 L6=(1020)mm 或L50.1D1式中 D1一 杆直径，如图5-8所示。拉伸比和压缩比 拉伸比和压缩比是与口模和芯棒尺寸相关的工艺参数。根据管材断面尺寸确定口模环隙截面尺时，一般尚凭拉伸比确定(1)拉伸比I 所谓管材的拉伸比是口模和芯棒的环隙截面积与管材成型后的截面积之比，其计算公式如下：式中 I一拉伸比；D1一口模内径(mm)；D2一芯棒外径(mm)；d1一 塑料管材的外径(mm)；d2一塑料管材的内径(mm)。22212221ddDDI(2)压缩比压缩比 所谓

8、管材的压缩比是机头和多孔板相接处最大进料截面积与口模和芯棒的环隙截面积之比，反映出塑料熔体的压实程度。低粘度塑料=410 高粘度塑料 =2.56.07管材挤出机的机头分类1 1）直通式机头直通式机头2 2）直角式机头直角式机头3 3）旁侧式机头旁侧式机头1)直通式机头 结构简单、制造容易、成本低、料流阻力小等优点；但这种机头的缺点是在生产外径 大的管材时芯模加热困难，分流器支架造成的接缝处管材强度低。适用于加工RPVC、SPVC、PA、PC、PE和PP等塑料管材，一般用于挤小口径的管材。2)直角式机头 这种结构芯模一端为支承端。不存在分流器支架，熔料从机头一端进人芯模对面汇集，只可能生一条接缝

9、线。定径精度较髙，而且管材的内外壁同时进行冷却，出料均勻，管材质量好，产量高。3)旁侧式机头 来自挤出机的料流先流过一个弯形流道再进入机头一侧，料流包芯模后沿机头轴向流出。这种设计可使管材的挤出方向与挤出机呈任意角度，亦可与挤出机螺杆轴线相平行。但机头结构比较复杂,造价较髙。上述三种机头的特征对比上述三种机头的特征对比管材机头尺寸设计8、螺旋芯棒模头 优点:1)熔体能沿着口模的圆周均匀分布,在制品上没有流动痕迹(结合线),制品在圆周方向上的厚度公差和各种性能均匀;2)压力降和流动阻力较低,在较高的产量下挤出物的温度较低;3)机械应力和热应力较低,制品有良好的机械强度;4)模头结构坚固,适合高粘

10、度材料的吹塑成型,同时,机头的装拆操作简便;5)芯棒上易钻孔,易采用内冷系统。口模膨胀率主要影响因素1.剪切速率 当其它的参数不变时,挤出膨胀率随剪切速率的增加而增加,并在发生熔体破裂的临界剪切速率之前有一极大值(见图1),其原因是当剪切速率高时,相应缩短了熔体弹性能在口模中的松驰时间,当然当剪切速率增加时，温度升高也是导致膨胀率升高的主要原因.2.温度 由于挤出膨胀率依赖于聚合物的粘弹性,而粘度就是温度的函数,所以膨胀率很大程度上依赖于温度。一般来说,在低剪切速率时,温度低,粘弹性就高,膨胀率就大;反之,膨胀率就小。但最大膨胀随温度的升高而增加(如图1)。但pvc是特殊的。3.松驰时间 口模膨胀随熔体在口模内停留时间呈指数地减小,这主要由于在停留期间每个体积单元所引起的弹性变形得到逐步的恢复,使正应力有效的减小的结果。