第九章擠出模設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社CHINAMACHINEPRESS塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（第3版）第九章擠出模設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭第三節(jié)吹塑薄膜機(jī)頭第四節(jié)異型材擠出成型機(jī)頭第五節(jié)電線電纜擠出成型機(jī)頭第一節(jié)概述擠出成型即是固態(tài)塑料在一定溫度和一定壓力條件下熔融、塑化，利用擠出機(jī)的螺桿旋轉(zhuǎn)（或柱塞）加壓，使其通過特定形狀的口模而成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)型材。

一、擠出模分類及作用一般塑料型材擠出成型模具包括兩部分：機(jī)頭（口模）和定型模（套）。

（一）機(jī)頭的作用機(jī)頭是擠出塑料制件成型的主要部件，它使來自擠出機(jī)的熔融塑料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)一步塑化，產(chǎn)生必要的成型壓力，保證塑件密實(shí)，從而獲得截面形狀相似的連續(xù)型材。（二）定型模的作用

通常采用冷卻、加壓或抽真空的方法，將從口模中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來，并對(duì)其進(jìn)行精整，從而得到截面尺寸更為精確、表面更為光亮的塑料制件。

第一節(jié)概述一、擠出模分類及作用（三）機(jī)頭的分類（1）按擠出成型的塑料制件分類（2）按擠出塑件的出口方向分類（3）按塑料熔體在機(jī)頭內(nèi)所受壓力分類

第一節(jié)概述二、擠出模的結(jié)構(gòu)組成

圖9-1管材擠出成型機(jī)頭1-管材2-定徑套3-口模4-芯棒5-調(diào)節(jié)螺釘6-分流器7-分流器支架8-機(jī)頭體9-過濾板(多孔板)10、11-電加熱圈(加熱器)第一節(jié)概述三、擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)原則四、擠出模與擠出機(jī)(一)機(jī)頭與擠出機(jī)的關(guān)系(二)國產(chǎn)擠出機(jī)的主要參數(shù) 表9-1列出了我國生產(chǎn)的適用于加工管、板、膜、型材及型坯等多種塑料制件以及塑料包覆電線電纜的單螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù)。(三)機(jī)頭與擠出機(jī)的聯(lián)接第一節(jié)概述表9-1部分國產(chǎn)擠出機(jī)主要參數(shù)第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭一、常用結(jié)構(gòu) 直通式擠管機(jī)頭如圖9-1和圖9-2所示，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，但熔體經(jīng)過分流器及分流器支架時(shí)形成的分流痕跡(熔接痕)不易消除，另外還有長(zhǎng)度較大、整體結(jié)構(gòu)笨重的特點(diǎn)。圖9-2直通式擠管機(jī)頭1-芯棒2-口模3-調(diào)節(jié)螺釘4-分流器支架5-分流器6-加熱器7-機(jī)頭體第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭圖9-3直角式擠管機(jī)頭1-口模2-調(diào)節(jié)螺釘3-芯棒4-機(jī)頭體5-連接管第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭圖9-4旁側(cè)式擠管機(jī)頭1-溫度計(jì)插孔2-口模3-芯棒4、7-電熱器5-調(diào)節(jié)螺釘6-機(jī)頭體8、10-熔料測(cè)溫孔9-機(jī)頭11-芯棒加熱器12-溫度計(jì)插孔第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭圖9-5微孔流道擠管機(jī)頭第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭表9-2機(jī)頭特征比較第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭二、機(jī)頭內(nèi)主要零件尺寸及其工藝參數(shù)(一)口模 (1)口模的內(nèi)徑 k--系數(shù)，可以參考表9-3選取。表9-3系數(shù)k值選取表第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭(2)定型段長(zhǎng)度 c--系數(shù)，與塑料品種有關(guān)，具體數(shù)值見表9-4。表9-4定型段長(zhǎng)度L1的計(jì)算系數(shù)c第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭(二)芯棒(三)拉伸比和壓縮比 (1)拉伸比 拉伸比是指口模和芯棒在定型區(qū)的環(huán)隙截面積與擠出管材截面積之比值，它反映了在牽引力或牽引速度作用下，管材從高溫型坯到冷卻定型后的截面變形狀況，以及縱向取向程度和拉伸強(qiáng)度，它的影響因素很多，一般通過實(shí)驗(yàn)確定。其值見表9-5。 (2)壓縮比表9-5常用塑料擠出所允許的拉伸比第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭(四)分流器和分流器支架圖9-6分流器和分流器支架整體結(jié)構(gòu)示例第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭 分流器表面粗糙度Ra應(yīng)小于0.4～0.2μm。安裝分流器時(shí)，應(yīng)保證它與機(jī)頭體的同軸度在0.02mm之內(nèi)，并且與過濾板之間應(yīng)有一定長(zhǎng)度的空腔(如圖9-7所示L5)。圖9-7分流器與過濾板的相對(duì)位置1-分流器2-螺桿3-過濾板第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭三、定徑套的設(shè)計(jì)(一)外徑定型 外徑定型有兩種定徑方法，如圖9-8所示，圖9-8a為內(nèi)壓法定徑，圖9-8b為真空吸附法定徑。圖9-8外徑定型原理圖1-芯棒2-口模3-定徑套第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭 圖9-8a中，在管子內(nèi)部通入壓縮空氣(最好經(jīng)過預(yù)熱，表壓0.02～0.28MPa)，為保持壓力，可用堵塞防止漏氣。定徑套內(nèi)徑和長(zhǎng)度目前一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和管材壁厚來確定，見表9-6。

Cz--計(jì)算系數(shù)，參考表9-7選取。表9-6內(nèi)壓定徑套尺寸(mm)表9-7計(jì)算系數(shù)Cz第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭(二)內(nèi)徑定型 管材的內(nèi)徑定型如圖9-9所示，通過定徑套內(nèi)的循環(huán)水冷卻定型擠出管材，其主要優(yōu)點(diǎn)在于能保證管材內(nèi)孔的圓度且操作方便。圖9-9內(nèi)徑定型原理圖1-管材2-定徑套3-機(jī)頭4-芯棒第三節(jié)吹塑薄膜機(jī)頭圖9-10芯棒式機(jī)頭1-芯棒2-緩沖槽3-口模4-壓環(huán)5-調(diào)節(jié)螺釘6-上機(jī)頭體7-機(jī)頸8-緊固螺母9-芯棒軸10-下機(jī)頭體第三節(jié)吹塑薄膜機(jī)頭 (1)口模與芯棒的單邊間隙 (2)口模定型段長(zhǎng)度 口模定型段長(zhǎng)度L1值一般憑經(jīng)驗(yàn)參考表9-8選取，通常L1≥15δ，以控制薄膜厚度。表9-8定型段長(zhǎng)度L1與間隙δ的關(guān)系塑料聚氯乙烯聚乙烯聚酰胺聚丙烯L1（16～30）δ（25～40）δ（15～20）δ（25～40）δ第三節(jié)吹塑薄膜機(jī)頭 (3)緩沖槽尺寸 (4)芯棒擴(kuò)張角與分流線斜角 吹塑薄膜機(jī)頭除了芯棒式機(jī)頭外，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，還有十字形機(jī)頭(中心進(jìn)料式機(jī)頭)、螺旋芯棒式機(jī)頭、旋轉(zhuǎn)式機(jī)頭和多層復(fù)合薄膜吹塑機(jī)頭。吹塑薄膜機(jī)頭選用的擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比i≥20，應(yīng)有過濾板和過濾網(wǎng)，機(jī)頭直徑的選取不應(yīng)超出擠出機(jī)的許用范圍，見表9-9。表9-9擠出機(jī)與口模直徑關(guān)系(mm)擠出機(jī)螺桿直徑Φ45Φ65Φ90Φ120Φ150吹塑薄膜機(jī)頭的口模內(nèi)徑<12075～220150～300>220>250第四節(jié)異型材擠出成型機(jī)頭 一、板式機(jī)頭 這種機(jī)頭如圖9-11所示，機(jī)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造，安裝調(diào)整也方便，但機(jī)頭內(nèi)流道截面會(huì)在口模模腔入口處出現(xiàn)急劇變化圖9-11板式機(jī)頭1-芯棒2-口模3-支承板4-機(jī)頭體第四節(jié)異型材擠出成型機(jī)頭二、流線型機(jī)頭 這種機(jī)頭如圖9-12所示，要求機(jī)頭內(nèi)流道從進(jìn)料口開始至口模的出口，其截面必須由圓形光滑地過渡為異型材所要求的截面形狀和尺寸。圖9-12流線型機(jī)頭第四節(jié)異型材擠出成型機(jī)頭三、異型材擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1)必須對(duì)口模成型區(qū)的截面形狀進(jìn)行一定的修正

圖9-13口模形狀與塑件形狀的關(guān)系a)口模截面形狀b)塑件截面形狀第四節(jié)異型材擠出成型機(jī)頭 (2)機(jī)頭結(jié)構(gòu)參數(shù) (3)機(jī)頭口模的尺寸 機(jī)頭口模的定型段長(zhǎng)度L1和口模流道縫隙的間隙尺寸δ在設(shè)計(jì)上可參考表9-10選取。生產(chǎn)尺寸精度較高的中空異型材是機(jī)頭口模設(shè)計(jì)中的難題，設(shè)計(jì)時(shí)可參考表9-11選取。表9-10不同塑料口模的L1、δ、t的關(guān)系表9-11口模流道外圍尺寸與塑件外圍尺寸的關(guān)系第五節(jié)電線電纜擠出成型機(jī)頭一、擠壓式包覆機(jī)頭

圖9-14擠壓式包覆機(jī)頭1-芯