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。
3 I( J3 R# A9 K+ n! d% ^
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。
# L/ ~/ j' ?0 v
挤出成型机头典型结构分析
8 b) }5 ~' e3 ?
机头是挤出成型模具的主要部件，它有下述四种作用。
5 r4 A0 ~: z$ |8 }4 k  t, T6 [
5 C2 {# I+ @5 @1 \6 t, C（1）使物料由螺旋运动变为直线运动。
) ~: Q- Y% a$ g5 I
（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。
3 W3 ]6 \7 _7 X8 d
（4）通过机头成型所需要的断面形状的制品。
" F5 D2 ]- B& t4 r. R( a( m1 k
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
) Q: a. F& g  ~# q4 e


+ w0 ~; P9 p" G  l) G/ ]
! v( w- t+ M4 s4 j( H

1zv98zv1

' K3 ^" \7 [) H/ R' G7 S( b; V
1．口模和芯棒
" A& [2 k! P' y/ _; y/ I4 \
7 @" D$ x- ]# X5 m/ ~% _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。

2．多孔板（过滤板、栅板）
* P1 a% z: T1 X& i2 w2 e# B
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。

' R0 O$ r' b3 `' x* z3．分流器和分流器支架

+ y- H5 `0 {; r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。
1 [! O# @0 Z: N* \8 V2 _3 V9 c
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。
" x+ F" C# S8 J  k8 F4 X" s
4．调节螺钉

- d/ u: c  j4 {, H  g. g7 e7 X" S用来调节口模与芯棒之间的间隙，保证制品壁厚均匀。
' a4 z# o2 S7 {. r. Z
- B2 K9 t/ X, P5．机头体

用来组装机头各零件及挤出机连接。

6．定径套
! a$ k; W% V4 k) q
! Q3 A: x5 t5 ]2 [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。
" l& R7 w* e' T" e; Z
( v5 _9 s& x7 e/ G( _2 D+ b1 ]( f7．堵塞

* [; K1 k" F: W% {防止压缩空气泄漏，保证管内一定的压力。
$ M) b# N' ~- W+ y( x% l
挤出成型机头分类及其设计原则

1.分类

/ C  A9 |$ p" x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：
8 f" f$ ^9 p2 v9 Z
（1）按机头用途分类

可分为挤管机头、吹管机头、挤板机头等；
& ]6 b7 y! p" v
（2）按制品出口方向分类
$ T+ ^. l# A5 ]/ Q  X" R
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；

$ v/ m0 F' f; C7 \（3）按机头内压力大小分类

" W* m3 C; T$ d: k( c' Y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）。
8 @1 Y; F9 J- f0 H0 ^
  O. k, @( A; k$ n8 u2．设计原则

6 d" a+ S6 M' B" G（1）流道呈流线型
/ I! i6 E  [  ~- a
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。

" ]) f: m- Z/ A+ ?$ n& x' n（2）足够的压缩比

; c! V- q7 U1 K% n1 ]2 M+ J2 p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。

, z4 F* ~& w3 D7 T
% ?" H# A( \* O# O/ U. {: \# ^

1zv98zv1

（3）正确的断面形状

6 x! g, Q! F/ }9 R- c; ~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。
' I* K5 R5 U/ T) K' x6 z
2 C7 f2 T6 }# a$ p6 s5 s/ Y/ L（4）结构紧凑
5 B& ~2 \* I, h% _5 Y( Z
7 T( o; B1 `* B1 a# i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。
9 o$ W! }( v& Y! s: k
（5）选材要合理

( I  x& J+ |8 ], q4 I% x: W# G5 L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。
8 e* r5 R5 s5 s# Q2 X" b
0 r9 x0 ~1 Y. O0 l* x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。
1 c- V/ w2 t+ s$ B" u4 E3 i4 p
: K, D+ |4 C: v+ E9 W6 u, @' K$ D4 F! f0 I典型挤出机头及设

) a, h) O- t4 G7 K( c& v2 b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。
管材挤出机头及设计

* W, B2 U& d$ `9 X1．管材挤出机头的结构形式
* F  M: X9 y+ e: z, H2 l0 C$ _
常见的管材挤出机头结构形式有以下几

0 x9 B5 [% F+ c（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。
. u# f! @" B  ^/ b( n( }7 O5 k/ E
（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。
, ?, f6 p2 H5 q$ [( @5 J$ [& W$ S
4 |! l: Z) ~7 v$ h0 Q（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。
0 C+ O# g7 k2 O- a7 b
3 |$ L/ c- G8 E3 x3 c7 V! F( n2．管材挤出机头零件的设计

（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。
, l6 c1 w; D6 i' W: V& x6 `: u
" y, S7 c7 U, F$ y/ M6 g+ \9 G# B
  C8 n4 n- S3 o/ b

5 D) \$ `" l' t6 ?9 a