?概 述

塑料擠出成型是用加熱的方法使塑料成為流動(dòng)狀態(tài)，然后在一定壓力的作用下使它通過(guò)塑模，經(jīng)定型后制得連續(xù)的型材。擠出法加工的塑料制品種類(lèi)很多，如管材、薄膜、棒材、板材、電纜敷層、單絲以及異形截面型材等。擠出機(jī)還可以對(duì)塑料進(jìn)行混合、塑化、脫水、造粒和喂料等準(zhǔn)備工序或半成品加工。因此，擠出成型已成為最普通的塑料成型加工方法之一。

用擠出法生產(chǎn)的塑料制品大多使用熱塑性塑料，也有使用熱固性塑料的。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、氯化聚醚等熱塑性塑料以及酚醛、脲醛等熱固性塑料。

擠出成型具有效率高、投資少、制造簡(jiǎn)便，可以連續(xù)化生產(chǎn)，占地面積少，環(huán)境清潔等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)擠出成型生產(chǎn)的塑料制品得到了廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量占塑料制品總量的三分之一以上。因此，擠出成型在塑料加工工業(yè)中占有很重要的地位。
擠出成型機(jī)頭典型結(jié)構(gòu)分析

機(jī)頭是擠出成型模具的主要部件，它有下述四種作用。

（1）使物料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

（2）產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品密實(shí)。

（3）使物料通過(guò)機(jī)頭得到進(jìn)一步塑化。

（4）通過(guò)機(jī)頭成型所需要的斷面形狀的制品。

現(xiàn)以管材擠出機(jī)頭為例，分析一下機(jī)頭的組成與 結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖所示

1．口模和芯棒

口模成型制品的外表面，芯棒成型制品的內(nèi)表面，故口模和芯棒的定型部分決定制品的橫截面形狀和尺寸。

2．多孔板（過(guò)濾板、柵板）

如圖8-2所示，多孔板的作用是將物料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還能阻止未塑化的塑料和機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)頭。此外，多孔板還能形成一定的機(jī)頭壓力，使制品更加密實(shí)。

3．分流器和分流器支架

分流器又叫魚(yú)雷頭。塑料通過(guò)分流器變成薄環(huán)狀，便于進(jìn)一步加熱和塑化。大型擠出機(jī)的分流器內(nèi)部還裝有加熱裝置。

分流器支架主要用來(lái)支撐分流器和芯棒，同時(shí)也使料流分束以加強(qiáng)攪拌作用。小型機(jī)頭的分流器支架可與分流器設(shè)計(jì)成整體。

4．調(diào)節(jié)螺釘

用來(lái)調(diào)節(jié)口模與芯棒之間的間隙，保證制品壁厚均勻。

5．機(jī)頭體

用來(lái)組裝機(jī)頭各零件及擠出機(jī)連接。

6．定徑套

使制品通過(guò)定徑套獲得良好的表面粗糙度，正確的尺寸和幾何形狀。

7．堵塞

防止壓縮空氣泄漏，保證管內(nèi)一定的壓力。
擠出成型機(jī)頭分類(lèi)及其設(shè)計(jì)原則

1.分類(lèi)

由于擠出制品的形狀和要求不同，因此要有相應(yīng)的機(jī)頭滿(mǎn)足制品的要求，機(jī)頭種類(lèi)很多，大致可按以下三種特征來(lái)進(jìn)行分類(lèi)：

（1）按機(jī)頭用途分類(lèi)

可分為擠管機(jī)頭、吹管機(jī)頭、擠板機(jī)頭等；

（2）按制品出口方向分類(lèi)

可分為直向機(jī)頭和橫向機(jī)頭，前者機(jī)頭內(nèi)料流方向與擠出機(jī)螺桿軸向一致，如硬管機(jī)頭；后者機(jī)頭內(nèi)料流方向與擠出機(jī)螺桿軸向成某一角度，如電纜機(jī)頭；

（3）按機(jī)頭內(nèi)壓力大小分類(lèi)

可分為低壓機(jī)頭（料流壓力為MPa）、中壓機(jī)頭（料流壓力為4-10MPa）和高壓機(jī)頭（料流壓力在10MPa以上）。

2．設(shè)計(jì)原則

（1）流道呈流線(xiàn)型

為使物料能沿著機(jī)頭的流道充滿(mǎn)并均勻地被擠出，同時(shí)避免物料發(fā)生過(guò)熱分解，機(jī)頭內(nèi)流道應(yīng)呈流線(xiàn)型，不能急劇地?cái)U(kuò)大或縮小，更不能有死角和停滯區(qū)，流道應(yīng)加工得十分光滑，表面粗糙度應(yīng)在Ra 0.4um以下。

（2）足夠的壓縮比

為使制品密實(shí)和消除因分流器支架造成的結(jié)合縫，根據(jù)制品和塑料種類(lèi)不同，應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的壓縮比。

（3）正確的斷面形狀

機(jī)頭的成型部分的設(shè)計(jì)應(yīng)保證物料擠出后具有規(guī)定的斷面形狀，由于塑料的物理性能和壓力、溫度等因素的影響，機(jī)頭的成型部分的斷面形狀并非就是制品的相應(yīng)的斷面形狀，二者有相當(dāng)?shù)牟町?#xff0c;設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮此因素，使成型部分有合理的斷面形狀。由于制品斷面形狀的變化與成型時(shí)間有關(guān)，因此控制必要的成型長(zhǎng)度是一個(gè)有效的方法。

（4）結(jié)構(gòu)緊湊

在滿(mǎn)足強(qiáng)度條件下，機(jī)頭結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，其形狀應(yīng)盡量做得規(guī)則而對(duì)稱(chēng)，使傳熱均勻，裝卸方便和不漏料。

（5）選材要合理

由于機(jī)頭磨損較大，有的塑料又有較強(qiáng)的腐蝕性，所以機(jī)頭材料應(yīng)選擇耐磨、硬度較高的碳鋼或合金鋼，有的甚至要鍍鉻，以提高機(jī)頭耐腐蝕性。

此外，機(jī)頭的結(jié)構(gòu)尺寸還和制品的形狀、加熱方法、螺桿形狀、擠出速度等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)具體情況靈活應(yīng)用上述原則。
典型擠出機(jī)頭及設(shè)計(jì)

常見(jiàn)的擠出機(jī)頭有管材擠出機(jī)頭、吹管膜機(jī)頭、電線(xiàn)電纜包覆機(jī)頭、異形材料擠出機(jī)頭等。
管材擠出機(jī)頭及設(shè)計(jì)

1．管材擠出機(jī)頭的結(jié)構(gòu)形式

常見(jiàn)的管材擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：

（1）直管式機(jī)頭 圖8-3為直管式機(jī)頭。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有分流器支架。芯模加熱困難，定型長(zhǎng)度較長(zhǎng)。適用于PVC、PA、PC、PE、PP等塑料的薄壁小口徑的管材擠出。

（2）彎管式機(jī)頭 圖8-4為彎管式機(jī)頭。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒(méi)有分流器支架，芯模容易加熱，定型長(zhǎng)度不長(zhǎng)。大小口徑管材均適用,特別適用于定內(nèi)徑的PE、PP、PA等塑料管材成型。

（3）旁側(cè)式機(jī)頭 圖8-5為旁側(cè)式機(jī)頭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒(méi)有分流器支架，芯模可以加熱，定型長(zhǎng)度也不長(zhǎng)。大小口徑管材均適用。

2．管材擠出機(jī)頭零件的設(shè)計(jì)

（1） 口模

口模是成型管材外表面的零件，其結(jié)構(gòu)如圖8-6所示。口模內(nèi)徑不等于塑料管材外徑，因?yàn)閺目谀D出的管坯由于壓力突然降低，塑料因彈性恢復(fù)而發(fā)生管徑膨脹，同時(shí)，管坯在冷卻和牽引作用下，管徑會(huì)發(fā)生縮小。這些膨脹和收縮的大小與塑料性質(zhì)、擠出溫度和壓力等成型條件以及定徑套結(jié)構(gòu)有關(guān)，目前尚無(wú)成熟的理論計(jì)算方法計(jì)算膨脹和收縮值，一般是根據(jù)要求的管材截面尺寸，按拉伸比確定口模截面尺寸。所謂拉伸比是指口模成型段環(huán)隙橫截面積與管材橫截面積之比。

總結(jié)

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