擠出管材的模具設(shè)計(jì)及加工工藝PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1擠出管材的模具設(shè)計(jì)及加工工藝擠出管材的模具設(shè)計(jì)及加工工藝管機(jī)頭分類(lèi)管機(jī)頭分類(lèi) 按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分：直通式、側(cè)式、籃式、螺旋芯棒式直通式、側(cè)式、籃式、螺旋芯棒式 等等 按用途分：按用途分：硬管、軟管、波紋管、復(fù)合管等硬管、軟管、波紋管、復(fù)合管等 管材管材 燃?xì)夤?、壓力管、上下水管、排水管、排燃?xì)夤堋毫?、上下水管、排水管、排灌管、穿線(xiàn)管、硅芯管、軟管、醫(yī)用軟管、發(fā)灌管、穿線(xiàn)管、硅芯管、軟管、醫(yī)用軟管、發(fā)泡管、單壁、雙壁波紋管、多層復(fù)合管材等泡管、單壁、雙壁波紋管、多層復(fù)合管材等 原原料料 UPVC、PE、PP、PPR、ABS 、PU、PA等等 、第1頁(yè)/共105頁(yè)塑料擠出成型設(shè)備塑料擠

2、出成型設(shè)備第2頁(yè)/共105頁(yè)第3頁(yè)/共105頁(yè)第4頁(yè)/共105頁(yè)第5頁(yè)/共105頁(yè)第6頁(yè)/共105頁(yè)4. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、收效快（一）管材生產(chǎn)線(xiàn)組成（一）管材生產(chǎn)線(xiàn)組成 第7頁(yè)/共105頁(yè)管材生產(chǎn)是擠出成型最重管材生產(chǎn)是擠出成型最重要的方法之一要的方法之一 。擠出模具是管材成型的關(guān)擠出模具是管材成型的關(guān)鍵部件！鍵部件！第8頁(yè)/共105頁(yè)第9頁(yè)/共105頁(yè)第10頁(yè)/共105頁(yè) 管材機(jī)頭設(shè)計(jì)管材機(jī)頭設(shè)計(jì)第11頁(yè)/共105頁(yè)第12頁(yè)/共105頁(yè)擠出管材成型機(jī)頭示意圖擠出管材成型機(jī)頭示意圖 組成組成定型部分導(dǎo)流部分分流部分入流部分 四個(gè)功能部分四個(gè)功能部分：第13頁(yè)/共105頁(yè)1.1.入流部分入流部分 功能

3、功能使來(lái)自擠塑機(jī)的塑料熔體，由使來(lái)自擠塑機(jī)的塑料熔體，由螺旋運(yùn)動(dòng)逐漸螺旋運(yùn)動(dòng)逐漸變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)2.2.分流部分分流部分 功能功能將熔體按所需制品形狀進(jìn)行分流，由柱狀分將熔體按所需制品形狀進(jìn)行分流，由柱狀分流成為環(huán)狀。流成為環(huán)狀。3.3.導(dǎo)流部分導(dǎo)流部分 功能功能通過(guò)模腔內(nèi)流道幾何形狀與尺寸的變化，產(chǎn)通過(guò)模腔內(nèi)流道幾何形狀與尺寸的變化，產(chǎn)生必要的成型壓力生必要的成型壓力將分流部分流出物料進(jìn)行導(dǎo)流并壓實(shí)將分流部分流出物料進(jìn)行導(dǎo)流并壓實(shí)4.4.定型部分定型部分 功能功能通過(guò)機(jī)頭成型段及模唇的調(diào)節(jié)作用，獲得所通過(guò)機(jī)頭成型段及模唇的調(diào)節(jié)作用，獲得所需斷面形狀的連續(xù)制品需斷面形狀的連續(xù)制品熔體坯

4、熔體坯。四個(gè)功能部分：四個(gè)功能部分：定型部分導(dǎo)流部分分流部分入流部分第14頁(yè)/共105頁(yè)作用作用 1. 使熔融物料的螺旋螺旋運(yùn)動(dòng) 直線(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。2. 將物料壓實(shí)壓實(shí)。3. 使物料進(jìn)一步塑化均勻進(jìn)一步塑化均勻。4. 成型成型制品。定型部分導(dǎo)流部分分流部分入流部分第15頁(yè)/共105頁(yè)1 1正確選擇結(jié)構(gòu)形式正確選擇結(jié)構(gòu)形式（1 1）成型制品種類(lèi)）成型制品種類(lèi)（2 2）原材料種類(lèi)和要求）原材料種類(lèi)和要求（3 3）成型工藝特點(diǎn)）成型工藝特點(diǎn)2 2流道結(jié)構(gòu)流道結(jié)構(gòu)（1 1）流道呈流線(xiàn)型）流道呈流線(xiàn)型（2 2）無(wú)突變）無(wú)突變（3 3）各連接處應(yīng)保證密封）各連接處應(yīng)保證密封（4 4）表面粗糙度）表面粗糙度（5

5、 5）應(yīng)具有一定壓縮比）應(yīng)具有一定壓縮比（6 6）保證口模出口處各點(diǎn)料流速度一致）保證口模出口處各點(diǎn)料流速度一致 管材機(jī)頭設(shè)計(jì)原則管材機(jī)頭設(shè)計(jì)原則 第16頁(yè)/共105頁(yè)3 3機(jī)頭選材機(jī)頭選材 （1 1）合理選材）合理選材（2 2）耐磨、耐腐蝕）耐磨、耐腐蝕（3 3）足夠的強(qiáng)度和剛度，進(jìn)行熱處理）足夠的強(qiáng)度和剛度，進(jìn)行熱處理（4 4）容易電鍍）容易電鍍（5 5）在高溫下不變形）在高溫下不變形4 4機(jī)頭結(jié)構(gòu)機(jī)頭結(jié)構(gòu)（1 1）結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工制造和裝拆維修）結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工制造和裝拆維修（2 2）形狀盡可能規(guī)則和對(duì)稱(chēng)）形狀盡可能規(guī)則和對(duì)稱(chēng)（3 3）成型部分應(yīng)能保證熔體擠出后具有所要求的截）成型部

6、分應(yīng)能保證熔體擠出后具有所要求的截面面 形狀和尺寸形狀和尺寸 第17頁(yè)/共105頁(yè)第18頁(yè)/共105頁(yè)1、柵板、柵板 2、機(jī)頭法蘭、機(jī)頭法蘭 3、鉸鏈螺釘、鉸鏈螺釘 4、機(jī)筒法蘭、機(jī)筒法蘭 5、機(jī)、機(jī)筒筒第19頁(yè)/共105頁(yè)1、機(jī)頭法蘭、機(jī)頭法蘭 2、鉸鏈螺釘、鉸鏈螺釘 3、機(jī)筒法蘭、機(jī)筒法蘭 4、柵板、柵板5、螺桿、螺桿 6、機(jī)筒、機(jī)筒 7、內(nèi)六角螺釘、內(nèi)六角螺釘 8、定位銷(xiāo)、定位銷(xiāo)第20頁(yè)/共105頁(yè)第21頁(yè)/共105頁(yè) 柵扳的結(jié)構(gòu)如圖所示，除具有分流、混合、促進(jìn)熔體塑化均勻外，還承擔(dān)著支承濾網(wǎng)的作用。柵板上流道孔眼直徑，通常為柵扳的結(jié)構(gòu)如圖所示，除具有分流、混合、促進(jìn)熔體塑化均勻外，還承

7、擔(dān)著支承濾網(wǎng)的作用。柵板上流道孔眼直徑，通常為36mm入口端應(yīng)有入口端應(yīng)有30一一45的錐角。流道孔總面積須占柵板有效面積的的錐角。流道孔總面積須占柵板有效面積的40一一70為宜，孔的排列應(yīng)緊湊合理；柵板應(yīng)有足夠機(jī)械強(qiáng)度和剛度，但其厚度也不宜過(guò)厚，以免造成過(guò)大阻力或滯料分解。為宜，孔的排列應(yīng)緊湊合理；柵板應(yīng)有足夠機(jī)械強(qiáng)度和剛度，但其厚度也不宜過(guò)厚，以免造成過(guò)大阻力或滯料分解。(1)非等徑孔同心圓排列非等徑孔同心圓排列(2)等徑孔同心圓排列等徑孔同心圓排列(3)等孔徑弧形面柵板等孔徑弧形面柵板(4)等孔徑六邊形排列等孔徑六邊形排列第22頁(yè)/共105頁(yè)1、平板、平板 2、濾網(wǎng)、濾網(wǎng) 3、4、濾網(wǎng)座

8、、濾網(wǎng)座 5、螺栓、螺栓 6、殼體、殼體 7、氟塑料環(huán)、氟塑料環(huán)8、魚(yú)雷體、魚(yú)雷體 9、分流支架套、分流支架套 10、熱電偶、熱電偶 11、螺栓、螺栓 12、限位板、限位板13、加熱器、加熱器 14、多孔板、多孔板 15、支承環(huán)、支承環(huán) 16、推力桿、推力桿第23頁(yè)/共105頁(yè)第24頁(yè)/共105頁(yè)一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 口模、芯棒、分流器、分流器支架、口模、芯棒、分流器、分流器支架、機(jī)頭體、調(diào)節(jié)螺釘、連接螺釘?shù)葯C(jī)頭體、調(diào)節(jié)螺釘、連接螺釘?shù)?1.1.基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 2.2.工作原理工作原理 直通式管機(jī)頭直通式管機(jī)頭第25頁(yè)/共105頁(yè)第26頁(yè)/共105頁(yè)第27頁(yè)/共105

9、頁(yè)第28頁(yè)/共105頁(yè)1、橡皮片堵、橡皮片堵頭頭2、定徑套、定徑套3、口模、口模4、芯棒、芯棒5、調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺栓6、分流錐、分流錐7、芯棒支架、芯棒支架8、模體模體9、過(guò)濾過(guò)濾板板第29頁(yè)/共105頁(yè)二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)二、設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1. 1. 壓縮比壓縮比 壓縮比壓縮比分流器支架出口處截面積與芯棒口模間的分流器支架出口處截面積與芯棒口模間的 截面積之比截面積之比 =3=31010 低粘度物料低粘度物料：410 高粘度物料高粘度物料：36 另一種方法：取分流器支架直徑與口模直徑之比另一種方法：取分流器支架直徑與口模直徑之比 UPVC： PE：2 大管取小值；小管取大值大管取小值；小管取大值 第30

10、頁(yè)/共105頁(yè)分流錐長(zhǎng)度分流錐長(zhǎng)度L L4 4 L4=（1）D D分流錐最大直徑分流錐最大直徑 錐尖半徑錐尖半徑r r 2 mm熱穩(wěn)定性好的物料熱穩(wěn)定性好的物料： max90熱穩(wěn)定性差的物料熱穩(wěn)定性差的物料： 60 2.2.分流錐分流錐擴(kuò)張角擴(kuò)張角 作用作用 使熔料逐漸變成環(huán)形使熔料逐漸變成環(huán)形 第31頁(yè)/共105頁(yè)3.3.分流器支架分流器支架 分流筋形狀分流筋形狀 要要求求 流線(xiàn)型、不得有大的拐角、有利于熔接線(xiàn)的消流線(xiàn)型、不得有大的拐角、有利于熔接線(xiàn)的消除除支撐分流器及芯棒支撐分流器及芯棒 作用作用 收縮角擴(kuò)張角收縮角擴(kuò)張角第32頁(yè)/共105頁(yè)分流筋寬度分流筋寬度b b b912 mm 分流

11、筋長(zhǎng)度分流筋長(zhǎng)度l l l3080 mm 分流筋高度分流筋高度s s s1025 mm 分流筋數(shù)量分流筋數(shù)量n n n=48 擴(kuò)張角：擴(kuò)張角：60 收縮角：收縮角：30 UPVC：10 第33頁(yè)/共105頁(yè)4.4.口?？谀?作用作用 成型管材外表面成型管材外表面 定型長(zhǎng)度定型長(zhǎng)度L1 經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式： L13D D 管材外徑管材外徑 國(guó)外資料國(guó)外資料： L1=（1030）h h 管材壁厚管材壁厚 國(guó)內(nèi)資料國(guó)內(nèi)資料： L1=（3040）hUPVC：（：（1833）h PPVC：（：（1525）hPE： （1422）h PP： （1422）h PA： （1323）h 第34頁(yè)/共105頁(yè)口模直

12、徑口模直徑D 影響口模直徑的因素：影響口模直徑的因素： 擠出脹擠出脹大大 牽引拉牽引拉伸伸 冷卻收縮冷卻收縮 定徑方定徑方式式管材截面管材截面變大變大 管材截面管材截面變小變小管材截面管材截面變小變小 外定徑時(shí)外定徑時(shí)的真空度、定徑套內(nèi)徑與口模的真空度、定徑套內(nèi)徑與口模 直徑有關(guān)直徑有關(guān) 第35頁(yè)/共105頁(yè)考慮脹大和定徑收縮考慮脹大和定徑收縮 口模直徑：口模直徑： 管外DCD式中：式中： C系數(shù)系數(shù) PVC： ； PO： 拉伸比拉伸比環(huán)形截面積與管材截面積之比環(huán)形截面積與管材截面積之比 2222管內(nèi)管外DDdDI式中：式中：D口模直徑口模直徑 d芯棒直徑芯棒直徑 D管外管外管材外徑管材外徑

13、D管內(nèi)管內(nèi)管材內(nèi)徑管材內(nèi)徑 I拉伸比拉伸比 UPVC：；：； SPVC： 1.35 LDPE： ； HDPE：1.20 ABS： ； PA： 第36頁(yè)/共105頁(yè)5.5.芯棒芯棒 作作用用 導(dǎo)流、成型管材導(dǎo)流、成型管材內(nèi)表面內(nèi)表面 收縮角收縮角 =2030 定型長(zhǎng)定型長(zhǎng)度度 與與口?？谀６ㄐ烷L(zhǎng)度定型長(zhǎng)度相等相等 應(yīng)小于分流錐的擴(kuò)張角應(yīng)小于分流錐的擴(kuò)張角UPVC： 24； PO可稍大可稍大 第37頁(yè)/共105頁(yè) 壁厚調(diào)節(jié)壁厚調(diào)節(jié) 目的：管材壁厚均勻目的：管材壁厚均勻 調(diào)節(jié)螺釘數(shù)量調(diào)節(jié)螺釘數(shù)量： S=48 經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式： 222管內(nèi)管外DDIDd芯棒直徑芯棒直徑d d 第38頁(yè)/共105頁(yè)三、

14、特點(diǎn)三、特點(diǎn) 1.1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低； 中心進(jìn)料，易于物料均勻分配；中心進(jìn)料，易于物料均勻分配； 應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。2.2.缺點(diǎn)缺點(diǎn) 體積大，重量大；體積大，重量大；分流筋多，熔接線(xiàn)多。分流筋多，熔接線(xiàn)多。 第39頁(yè)/共105頁(yè)第40頁(yè)/共105頁(yè)第41頁(yè)/共105頁(yè)中心供料中心供料篩孔式機(jī)頭篩孔式機(jī)頭側(cè)向供料機(jī)頭側(cè)向供料機(jī)頭螺旋式機(jī)頭螺旋式機(jī)頭1、芯模、芯模2、芯模支架、芯模支架3、柵板、柵板4、螺旋式芯模、螺旋式芯模5、支架支柱、支架支柱第42頁(yè)/共105頁(yè)2.2.措施措施 安裝繞機(jī)頭軸線(xiàn)安裝繞機(jī)頭軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的部件的部件 分流筋表面分流筋表面噴涂噴涂不粘材

15、料不粘材料 將流道將流道加長(zhǎng)加長(zhǎng) 加熱加熱分流筋分流筋 使流過(guò)分流筋的物料迅速得到使流過(guò)分流筋的物料迅速得到壓縮壓縮 芯棒上帶多頭芯棒上帶多頭螺旋溝槽螺旋溝槽 采用采用阻尼筋或多孔板阻尼筋或多孔板 熔接線(xiàn)的影響熔接線(xiàn)的影響只能減小，不可能消除只能減小，不可能消除 1.1.形成原因形成原因 四、減小熔接線(xiàn)影響的措施四、減小熔接線(xiàn)影響的措施 第43頁(yè)/共105頁(yè)第44頁(yè)/共105頁(yè)第45頁(yè)/共105頁(yè)第46頁(yè)/共105頁(yè)藍(lán)式管機(jī)頭藍(lán)式管機(jī)頭 1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2.2.工作原理工作原理 第47頁(yè)/共105頁(yè)第48頁(yè)/共105頁(yè)第49頁(yè)/共105頁(yè) 直通式機(jī)頭的特殊形式；直通式機(jī)頭的特殊形式； 總壓力

16、損失小總壓力損失?。?產(chǎn)量高，能耗低；產(chǎn)量高，能耗低； 機(jī)頭中熱耗散少機(jī)頭中熱耗散少； 重量輕；重量輕； 便于操作。便于操作。 3.3.特點(diǎn)特點(diǎn)第50頁(yè)/共105頁(yè) 篩孔套篩孔套 要求要求 足夠強(qiáng)度、足夠強(qiáng)度、小孔利于物料流動(dòng)小孔利于物料流動(dòng) 孔徑孔徑d d 口模直徑口模直徑D D D/DD/DT T1.4 D1.4 DT T篩孔套直徑篩孔套直徑 4.4.設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)d=1d=1 5.5.應(yīng)用應(yīng)用聚烯烴類(lèi)耐壓管材聚烯烴類(lèi)耐壓管材 第51頁(yè)/共105頁(yè)螺旋芯棒式管機(jī)頭螺旋芯棒式管機(jī)頭 2.2.工作原理工作原理 1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第52頁(yè)/共105頁(yè)第53頁(yè)/共105頁(yè)第54頁(yè)/共105頁(yè) 出料

17、均勻；出料均勻； 總壓力損失小總壓力損失小； 產(chǎn)量高，能耗低；產(chǎn)量高，能耗低； 機(jī)頭中熱耗散少機(jī)頭中熱耗散少； 無(wú)熔接線(xiàn)。無(wú)熔接線(xiàn)。 3.3.特點(diǎn)特點(diǎn)4.4.應(yīng)用應(yīng)用直徑直徑400mm400mm的聚烯烴類(lèi)管材的聚烯烴類(lèi)管材 第55頁(yè)/共105頁(yè)第56頁(yè)/共105頁(yè)第57頁(yè)/共105頁(yè)第58頁(yè)/共105頁(yè)第59頁(yè)/共105頁(yè)第60頁(yè)/共105頁(yè)第61頁(yè)/共105頁(yè)多口模管機(jī)頭多口模管機(jī)頭 1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2.2.工作原理工作原理 第62頁(yè)/共105頁(yè)第63頁(yè)/共105頁(yè)第64頁(yè)/共105頁(yè) 充分發(fā)揮擠出機(jī)的生產(chǎn)能力；充分發(fā)揮擠出機(jī)的生產(chǎn)能力； 節(jié)省占地面積節(jié)省占地面積； 熔體流速慢；熔體流速慢

18、； 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。3.3.特點(diǎn)特點(diǎn)5.5.應(yīng)用應(yīng)用小直徑薄壁管材小直徑薄壁管材 4.4.設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)帶流量調(diào)節(jié)的分配流道設(shè)計(jì)帶流量調(diào)節(jié)的分配流道設(shè)計(jì) 第65頁(yè)/共105頁(yè)波紋管機(jī)頭波紋管機(jī)頭 1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)形式與一般機(jī)頭基本相同，只是口模部分很長(zhǎng)結(jié)構(gòu)形式與一般機(jī)頭基本相同，只是口模部分很長(zhǎng)。 用用吹脹法吹脹法成型波紋成型波紋 2.2.成型原理成型原理 第66頁(yè)/共105頁(yè)用用真空吸附法真空吸附法成型波成型波紋紋 第67頁(yè)/共105頁(yè)第68頁(yè)/共105頁(yè)第69頁(yè)/共105頁(yè)第70頁(yè)/共105頁(yè)第71頁(yè)/共105頁(yè)多層擠出模具用于成型多種塑料或多種顏色的復(fù)合管材或復(fù)合膜，通常用多臺(tái)擠出機(jī)擠出成型。第72頁(yè)/共105頁(yè)第73頁(yè)/共105頁(yè)第74頁(yè)/共105頁(yè)第75頁(yè)/共105頁(yè)第76頁(yè)/共105頁(yè)第77頁(yè)/共105頁(yè)第78頁(yè)/共105頁(yè)第79頁(yè)/共105頁(yè)第80頁(yè)/共105頁(yè)1.管材；管材；2.定徑芯棒；定徑