1、第七章 塑料容器擠出成型,包裝容器制造概論,3學(xué)時講授+1學(xué)時練習(xí),教學(xué)重點： 1、擠出成型原理 2、擠出成型工藝 3、擠出成型工藝參數(shù) 4、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)及分類,第一節(jié) 擠出成型原理及其工藝特性,一、擠出成型原理及其特點 二、擠出成型工藝過程 三、擠出成型工藝參數(shù),第二節(jié) 擠出成型設(shè)備,一、擠出機 二、擠出成型模具,一、擠出成型原理及其特點,1、擠出成型原理 2、擠出成型特點 3、用途,二、擠出成型工藝過程,第一階段,第二階段,第三階段,干法塑化 濕法塑化,二、擠出成型工藝過程,以熱塑性塑料的干法塑化擠出成型為例： 1、原料的準(zhǔn)備 2、擠出成型 3、塑件的定型與冷卻 4、塑件的牽引、卷取

2、和切割,三、擠出成型工藝參數(shù),1、溫度 2、壓力 3、擠出速度 4、牽引速度,一、擠出機,1、分類 2、主要參數(shù) 3、組成,二、擠出成型模具,1、擠出成型模具的分類及作用 2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成,一、常用結(jié)構(gòu),1、直通式擠管機頭 2、直角式擠管機頭 3、旁側(cè)式擠管機頭 4、微孔流道擠管機頭,二、機頭內(nèi)主要零件的尺寸及其工藝參數(shù),1、口模 2、芯棒,三、定徑套的設(shè)計,1、外徑定型 2、內(nèi)徑定型,1、擠出成型原理 首先將粒狀或粉狀塑料加入料斗中，在旋轉(zhuǎn)的擠出機螺桿的作用下，塑料向前方輸送并不斷地接受外加熱和物料之間及物料與料筒之間的剪切摩擦熱，逐漸熔融呈粘流態(tài)，然后在擠壓作用下，塑料熔體通過具

3、有一定形狀的擠出模具（機頭）口模以及一系列輔助裝置（定型、冷卻、牽引、切割等裝置），從而獲得截面形狀一定的塑料型材。,一、擠出成型原理及其特點,2、擠出成型特點 連續(xù)成型，生產(chǎn)量大，生產(chǎn)率高，成本低； 塑件形狀簡單，截面形狀不變，模具結(jié)構(gòu)較簡單，制造維修方便； 塑件的內(nèi)部組織均衡緊密、尺寸比較穩(wěn)定，適應(yīng)性強； 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、應(yīng)用廣泛。,一、擠出成型原理及其特點,一、擠出成型原理及其特點,3、用途,管材擠出,棒材擠出,片材擠出,薄膜材擠出,網(wǎng)材擠出,異形材擠出,二、擠出成型工藝過程,1、原料的準(zhǔn)備 粉料： 粒料：常用 干燥 除雜,一般不用，易吸濕，壓縮比大，不利于輸送。,用烘房或烘箱使

4、水分降至0.5一下。,二、擠出成型工藝過程,2、擠出成型,原料,螺桿推擠熔體,加熱塑化,熔體通過過濾網(wǎng),機頭成型,外加熱 剪切摩擦熱,二、擠出成型工藝過程,3、塑件的定型與冷卻 （1）定型 棒材、管材定徑套、定徑環(huán)、定徑板 薄膜、單絲無需定徑，僅冷卻即可 板材、片材壓輥（定型冷卻）,不管采用何種方法，都是使管坯內(nèi)外形成壓力差，使其緊貼在定徑套上冷卻定型。,二、擠出成型工藝過程,3、塑件的定型與冷卻 （2）冷卻 空氣冷卻 水冷卻,冷卻速率過塊,易造成殘余應(yīng)力過大，尤其是硬質(zhì)塑料,冷卻速率過慢,生產(chǎn)效率低，塑件變形，尤其是軟質(zhì)塑料,二、擠出成型工藝過程,4、塑件的牽引、卷取和切割 （1）牽引 “離

5、模膨脹現(xiàn)象”,牽引速度略大于擠出速度,目的： 消除塑件尺寸變化值。 對塑件進行適當(dāng)?shù)睦欤岣咚芗|(zhì)量。,正常,非正常,牽引速度過大,影響： 塑件的厚度、直徑減小，縱向抗斷裂強度增高，扯斷伸長率降低,二、擠出成型工藝過程,4、塑件的牽引、卷取和切割 （2）切割或卷曲 切割棒、管、板、片等 卷曲薄膜、電纜、單絲,三、擠出成型工藝參數(shù),1、溫度 擠出成型溫度應(yīng)指塑料熔體的溫度。但實際把料筒的溫度近似看作擠出成型溫度。,三、擠出成型工藝參數(shù),1、溫度 具體溫度視不同塑件而定，見表36。,三、擠出成型工藝參數(shù),1、溫度,軸向溫度波動 徑向溫差,不良影響： 塑件產(chǎn)生殘余應(yīng)力，各點強度不均勻，表面灰暗無光

6、。,產(chǎn)生原因： 加熱系統(tǒng)不穩(wěn)定； 螺桿轉(zhuǎn)速變化； 螺桿設(shè)計和選用不妥。,三、擠出成型工藝參數(shù),2、壓力 （1）作用 克服因螺桿槽深度的變化，過濾板、過濾網(wǎng)和口模等產(chǎn)生料流阻力，即使塑料物理狀態(tài)發(fā)生變化。 使塑件均勻密實。,三、擠出成型工藝參數(shù),2、壓力 （2）壓力波動,壓力波動,不良影響： 塑件局部疏松，表面不平，彎曲等。,產(chǎn)生原因： 螺桿、料筒的設(shè)計； 螺桿轉(zhuǎn)速變化； 加熱系統(tǒng)不穩(wěn)定。,三、擠出成型工藝參數(shù),3、擠出速度 擠出速度是指單位時間內(nèi)由擠出機頭和口模中擠出的塑化好的物料量或塑件長度，它表征著擠出生產(chǎn)能力的高低。 （1）影響因素,機頭、螺桿和料筒的結(jié)構(gòu),螺桿轉(zhuǎn)速,加熱冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu),塑

7、料性能,在擠出機的結(jié)構(gòu)和塑料品種及塑件類型已確定的情況下，擠出速度僅與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。,三、擠出成型工藝參數(shù),3、擠出速度,擠出速度波動,不良影響： 形狀、尺寸精度不良。,三、擠出成型工藝參數(shù),3、擠出速度 （2）保證擠出速度均勻的措施 設(shè)計與生產(chǎn)的塑件相適應(yīng)的螺桿結(jié)構(gòu)和尺寸； 嚴格控制螺桿轉(zhuǎn)速； 嚴格控制擠出溫度。,三、擠出成型工藝參數(shù),4、牽引速度 通常，牽引速度可與擠出速度相當(dāng)。牽引速度與擠出速度的比值稱牽引比，其值必須等于或大于1。 表37是幾種塑料管材的擠出成型工藝參數(shù)。,一、擠出機,1、分類 （1）按擠出機工作連續(xù)性分 螺桿式擠出機（連續(xù)式擠出機） 柱塞式擠出機（間歇式擠出機） （2

8、）按安裝方式分 立式擠出機 臥式擠出機,一、擠出機,1、分類 （3）按工藝方法分 干法擠出機 濕法擠出機 抽絲或噴絲法擠出機 （4）按可否排氣分 排氣式擠出機 非排氣式擠出機,一、擠出機,1、分類 （5）按螺桿數(shù)量分 單螺桿擠出機 雙螺桿擠出機 多螺桿擠出機 目前應(yīng)用最廣泛的是臥式單螺桿非排氣式擠出機。,一、擠出機,2、主要參數(shù) 螺桿直徑 長徑比 螺桿轉(zhuǎn)速 電動機功率 生產(chǎn)能力 詳見表81,標(biāo)志著擠出機的擠出量,表示擠出機塑化能力和質(zhì)量,影響擠出量及熔體流動性,一、擠出機,3、組成 （1）擠壓系統(tǒng) （2）傳動系統(tǒng) （3）加熱冷卻系統(tǒng),主要由螺桿、機筒組成。,主要用來驅(qū)動螺桿，保證螺桿在工作中所

9、需的扭距和轉(zhuǎn)速。,保證擠出成型過程中的溫度控制。,二、擠出成型模具,1、擠出成型模具的分類及作用 機頭（口模） 定型模（套）,作用：使來自擠出機的熔融塑料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動，并進一步塑化，產(chǎn)生必要的成型壓力，保證塑件密實，從而獲得截面形狀相似的連續(xù)型材。,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，并對其進行精整，從而得到截面尺寸更為精確、表面更為光亮的塑料制件。,二、擠出成型模具,1、擠出成型模具的分類及作用 機頭的分類 按擠出成型的塑料制件分類 管機頭、棒機頭等。 按擠出塑件的出口方向分類 直通機頭 角式機頭 直角機頭,熔體在機頭內(nèi)的擠出流向與擠出機

10、螺桿的軸線平行,熔體在機頭內(nèi)的擠出流向與擠出機螺桿的軸線呈一定角度,二、擠出成型模具,1、擠出成型模具的分類及作用 按塑料熔體在機頭內(nèi)所受壓力分類 低壓機頭（P10MPa）,二、擠出成型模具,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成（以管材為例） （1）口模和芯棒 口模用來成型塑件的外表面，芯棒用來成型塑件的內(nèi)表面，由此可見，口模和芯棒決定了塑件的截面形狀。,二、擠出成型模具,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 （2）過濾網(wǎng)和過濾板 過濾網(wǎng)的作用是將塑料熔體由螺旋運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，過濾雜質(zhì)，并形成一定的壓力。 過濾板又稱多孔板，同時還起支承過濾網(wǎng)的作用。,二、擠出成型模具,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 （3）分流器

11、和分流器支架 分流器（俗稱魚雷頭）使通過它的塑料熔體分流變成薄環(huán)狀以平穩(wěn)地進入成型區(qū)，同時進一步加熱和塑化。 分流器支架主要用來支承分流器及芯棒， 同時也能對分流后的塑料熔體加強剪切混合作用。,二、擠出成型模具,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 （4）機頭體 機頭體相當(dāng)于模架，用來組裝并支承機頭的各零部件。 機頭體需與擠出機筒聯(lián)接，聯(lián)接處應(yīng)密封以防塑料熔體泄漏。,二、擠出成型模具,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 （5）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為了保證塑料熔體在機頭中正常流動及擠出成型質(zhì)量，機頭上一般設(shè)有可以加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 （6）調(diào)節(jié)螺釘 調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)節(jié)控制成型區(qū)內(nèi)口模與芯棒間的環(huán)隙及同軸度，以保證擠出塑件壁厚均勻。,2、擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 （7）定徑套 定徑套對成型后溫度仍較高而不能抵抗自重變形的塑料熔體進行冷卻定型，以