UG塑胶模具设计结构分析是如何挤压成型的

1zv98zv1

塑料挤出成型是用加热的方法使塑料成为流动状态，然后在一定压力的作用下使它通过塑模，经定型后制得连续的型材。挤出法加工的塑料制品种类很多，如管材、薄膜、棒材、板材、电缆敷层、单丝以及异形截面型材等。挤出机还可以对塑料进行混合、塑化、脱水、造粒和喂料等准备工序或半成品加工。因此，挤出成型已成为最普通的塑料成型加工方法之一。

用挤出法生产的塑料制品大多使用热塑性塑料，也有使用热固性塑料的。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、氯化聚醚等热塑性塑料以及酚醛、脲醛等热固性塑料。

挤出成型具有效率高、投资少、制造简便，可以连续化生产，占地面积少，环境清洁等优点。通过挤出成型生产的塑料制品得到了广泛的应用，其产量占塑料制品总量的三分之一以上。因此，挤出成型在塑料加工工业中占有很重要的地位。

, O& {; C+ k/ a( z' _挤出成型机头典型结构分析

机头是挤出成型模具的主要部件，它有下述四种作用。
5 K7 b) Z* B( m3 x8 b; M; K8 y
（1）使物料由螺旋运动变为直线运动。
: m. K  [" G5 l8 Z; j& a. u+ Z
7 z2 \# A+ z& D/ v. o（2）产生必要的成型压力，保证制品密实。

, R* ?+ ^" V0 `; j9 p（3）使物料通过机头得到进一步塑化。
5 [) Q  r- z5 t, ?( ^
（4）通过机头成型所需要的断面形状的制品。

现以管材挤出机头为例，分析一下机头的组成与 结构，见图所示

9 J( w1 u; d# O  V
' G% O* X( O, @* g  K
) P3 T* m3 ^" m7 C  a- P
! L3 }: H3 `3 V: ^9 J

1zv98zv1

3 L& B( O5 Z( m% c+ l% D
) C% }" f% |6 ~' |0 N1．口模和芯棒
$ j3 S( M7 S' t% {
口模成型制品的外表面，芯棒成型制品的内表面，故口模和芯棒的定型部分决定制品的横截面形状和尺寸。

6 `, ?/ H3 z7 i2．多孔板（过滤板、栅板）

如图8-2所示，多孔板的作用是将物料由螺旋运动变为直线运动，同时还能阻止未塑化的塑料和机械杂质进入机头。此外，多孔板还能形成一定的机头压力，使制品更加密实。

3．分流器和分流器支架
, o) E7 L$ u" O% o- h8 I1 H
5 c3 I8 g& u0 u+ k; Q分流器又叫鱼雷头。塑料通过分流器变成薄环状，便于进一步加热和塑化。大型挤出机的分流器内部还装有加热装置。
0 C* i4 X9 U2 t+ \: j' I; {/ _
分流器支架主要用来支撑分流器和芯棒，同时也使料流分束以加强搅拌作用。小型机头的分流器支架可与分流器设计成整体。

2 g6 k  `0 ^  }0 P' `. F1 [* t+ S4．调节螺钉

用来调节口模与芯棒之间的间隙，保证制品壁厚均匀。

5．机头体

用来组装机头各零件及挤出机连接。
; C- y' U! ?# c; O2 `
: O0 u6 B( e! a5 L: [" L6．定径套

使制品通过定径套获得良好的表面粗糙度，正确的尺寸和几何形状。
4 j/ _" J! ^0 W) q, @
# W6 E5 V" s# H/ a. X; S& C; T7．堵塞
5 G) D7 |2 P4 B0 T
防止压缩空气泄漏，保证管内一定的压力。
/ O4 a5 B0 I5 v. Z( j2 J, d+ n" e
挤出成型机头分类及其设计原则

* v! ^- W0 w, w1.分类

由于挤出制品的形状和要求不同，因此要有相应的机头满足制品的要求，机头种类很多，大致可按以下三种特征来进行分类：

（1）按机头用途分类
# e( ?6 G0 [* l+ K
可分为挤管机头、吹管机头、挤板机头等；

（2）按制品出口方向分类

( `# k, ^' t1 ?6 g" g" `& w8 Z) n可分为直向机头和横向机头，前者机头内料流方向与挤出机螺杆轴向一致，如硬管机头；后者机头内料流方向与挤出机螺杆轴向成某一角度，如电缆机头；
' y& e, {# v( g1 ?( b
/ B- o6 `4 K" E7 N+ D（3）按机头内压力大小分类
' x  p1 N* h2 T
. G# @7 J0 x- R% G( H6 n可分为低压机头（料流压力为MPa）、中压机头（料流压力为4-10MPa）和高压机头（料流压力在10MPa以上）。

2．设计原则

（1）流道呈流线型
/ y/ r- y, s5 |$ n) t2 J) y2 Q
为使物料能沿着机头的流道充满并均匀地被挤出，同时避免物料发生过热分解，机头内流道应呈流线型，不能急剧地扩大或缩小，更不能有死角和停滞区，流道应加工得十分光滑，表面粗糙度应在Ra 0.4um以下。
1 V* I+ X4 ~8 Q' L
（2）足够的压缩比
" c( u( N3 s& b5 i' |. f$ e
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。

" y$ K8 |5 a. ~! b0 t7 c
' J1 a% D- r4 e& }# W

+ E$ ~7 }8 p7 J# q

1zv98zv1

（3）正确的断面形状

机头的成型部分的设计应保证物料挤出后具有规定的断面形状，由于塑料的物理性能和压力、温度等因素的影响，机头的成型部分的断面形状并非就是制品的相应的断面形状，二者有相当的差异，设计时应考虑此因素，使成型部分有合理的断面形状。由于制品断面形状的变化与成型时间有关，因此控制必要的成型长度是一个有效的方法。

（4）结构紧凑
) p( C- `( j' W, m4 s  T
' _; w6 b$ c4 v  ^5 b, e- |& B在满足强度条件下，机头结构应紧凑，其形状应尽量做得规则而对称，使传热均匀，装卸方便和不漏料。
( o5 F6 l" ?8 i
（5）选材要合理
8 U: h- N* [: s* h) o
3 F* w- d* T; Y' V) f2 r! ^由于机头磨损较大，有的塑料又有较强的腐蚀性，所以机头材料应选择耐磨、硬度较高的碳钢或合金钢，有的甚至要镀铬，以提高机头耐腐蚀性。

此外，机头的结构尺寸还和制品的形状、加热方法、螺杆形状、挤出速度等因素有关。设计者应根据具体情况灵活应用上述原则。
$ d5 G" ]1 Z1 P+ T! ~
典型挤出机头及设

% Z( P- q6 P" A( d, _% I常见的挤出机头有管材挤出机头、吹管膜机头、电线电缆包覆机头、异形材料挤出机头等。
3 |* O. X/ L' G! ~# N4 O管材挤出机头及设计

1．管材挤出机头的结构形式
+ d) p, r% K# ^% K! C6 q& U# o
+ q& o' P& G$ d! [; I4 g, h常见的管材挤出机头结构形式有以下几
- |4 g: l& F3 \) K) W: }% Z
（1）直管式机头 图8-3为直管式机头。其结构简单，具有分流器支架。芯模加热困难，定型长度较长。适用于PVC、PA、PC、PE、PP等塑料的薄壁小口径的管材挤出。
4 K9 m% N8 h, I% |) i  N) w1 W! z
: g/ w" B: P$ p# }7 f（2）弯管式机头 图8-4为弯管式机头。其结构复杂，没有分流器支架，芯模容易加热，定型长度不长。大小口径管材均适用,特别适用于定内径的PE、PP、PA等塑料管材成型。

9 }8 X- O+ [& x3 b# o- _（3）旁侧式机头 图8-5为旁侧式机头，结构复杂，没有分流器支架，芯模可以加热，定型长度也不长。大小口径管材均适用。
% K- R- Z" y. D- n  H) ?9 Q
* o7 J% O3 J" d0 Y2．管材挤出机头零件的设计
% c7 q  q. g% ~! Q7 R9 F
（1） 口模

口模是成型管材外表面的零件，其结构如图8-6所示。口模内径不等于塑料管材外径，因为从口模挤出的管坯由于压力突然降低，塑料因弹性恢复而发生管径膨胀，同时，管坯在冷却和牵引作用下，管径会发生缩小。这些膨胀和收缩的大小与塑料性质、挤出温度和压力等成型条件以及定径套结构有关，目前尚无成熟的理论计算方法计算膨胀和收缩值，一般是根据要求的管材截面尺寸，按拉伸比确定口模截面尺寸。所谓拉伸比是指口模成型段环隙横截面积与管材横截面积之比。
; ~3 N. L- C% K



0 |/ H% b2 [, h$ q* W