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1、挤出模具的有关研究摘 要：本文主要概述了有关挤出模具的结构以及一些常见的机头分类，系统的介绍了挤出模具的生产系统的结构、原理和其中涉及影响参数设定因素等。关键词:外挤压挤出模具 结构组成 工作原理 一、概念 挤出模具属于成型模具的一种，只不过他的出料方式是通过挤出这个动作来实现。在铝异型结构广泛应用，也用在塑胶件中。在挤出机前端，用于做管材，或异型材。模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。二、结构 挤出模具主要有机头和定径装置组成1、 机头 机头是挤出模具的主要部件，它的作用是将来自挤出机的熔融塑料
2、由螺旋运动转变为直线运动，并进一步塑化，产生必要的成型压力，保证塑件密实，从而获得截面与口模形状相似的型材。其分类有管机头、棒机头薄膜机头、异型材机头、电线电缆机头等。下面以典型的管机头为例，介绍机头的结构组成。如下图机头主要由以下几个部分组成：（1）口模和芯棒 口模的作用是成型塑件的外表面，芯棒的作用是成型塑件的内表面，口模和芯棒的定型部分决定了塑件的截面形状。（2）过滤板和过滤网过滤板又称为多孔板，和过滤网共同将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动，并能过滤杂质。过滤板同时还起到支承过滤网的作用，并且增加了塑料流动阻力，使塑件更加密实。（3）分流器和分流器支架 分流器又称为鱼雷头，塑料熔体通过
3、分流器能够分流变成薄环状而平稳进入成型区，便于进一步加热和塑化。分流器支架主要用来支承分流器和芯棒，同时也能对分流后的塑料熔体起加强剪切混合作用。（4）机头体 机头体相当于模架，与挤出机料筒连接，用来组装并支承机头的各零部件。（5）温度调节系统 为了保证塑料熔体在机头中正常流动及挤出成型质量，机头上一般设有可以加热的温度调节系统。（6）调节螺钉 调节螺钉是用来调节控制成型区内口模与芯棒间的环隙及同轴度，以保证挤出塑件壁厚均匀2、定径装置离开成型区后的塑料熔体虽然已经具有给定的截面形状，但是因为制件温度较高不能抵抗自重而变形，因此需要使用定径套对制件进行冷却定型，使其获得良好的表面质量、准确的尺
4、寸和几何形状。三、作用原理 外挤压挤出模具是目前应用最广、最通用的挤出模具类型。其结构如图1所示。这种模具结构形式已成为挤出制品惯用的固定模式, 且形成了一套完整的设计理论。在加工过程中, 塑料挤出制品的成型过程, 如图2 所示。 图中示意不同阶段的物料变化对应于模具结构的不同部位。图示将机头流道分成4 个区域, 每个区域具有不同的作用。(l) 初始流道及扩张区(A区) 其作用是将从挤出机螺杆旋转挤出的熔料由螺旋流动完全转化为直线向前流动, 同时将圆柱状熔料锥分成空心熔料。(2) 分流梭支架区( B区) 其作用是将从A区压来的初成产品形状的熔料转化为几大股。对于异型材及管材, 分流梭支架是必不
5、可少的。支架是支承芯模在口模中心的必需部件, 支架上的分流筋会切开熔料成几大股。(3) 压缩区(C区) 为了消除分流梭支架切开的合流缝和流体受压缩后产生的非平行流动, 压缩区应做成惭缓式, 压缩角不宜过大。否则, 压缩形成过快, 容易引起不稳定流动。(4) 定型区(D区) 定型区是料流从被迫压缩转化为逐渐缓行。熔体逐渐松弛, 此时熔体合流缝的熔接程度进一步加强, 同时消除压缩产生的内应力, 此区也称为端截面流道。如图2所示。图2示意熔料截成对应于不同的模具区域。不难分析熔料流经挤出机机头过程中形状的变化。图中示意不同阶段的物料变化, 对应于模具结构的不同部位。图2示意熔料不同截面对应于不同模具
6、区域。不难分析, 熔料流经挤出机机头过程中形状的变化。四、 压挤出模具相关的重要参数 描述挤出模具的主要参数, 目前主要采用压缩比与长径比。1、压缩比是描述塑料熔体经过挤出模具分流梭支架切分成多股后, 进行相互熔接时受挤压的压力比例。压缩比对挤出制品的熔接缝的形成及其强度起着决定作用。PVC 制品的熔接强度不同于其它塑料材料, 受材料影响的因素较多。为了使制品获得较为牢靠的熔接强度, 常采用较大的压缩比。2、长径比I是描述挤出制品的几何形状在模具中定位定型与相应时间的关系。长径比与所用物料的私度关系较大。对于勃度较大的物料, 长径比宜取较小值; 对于猫度较小的物料可取较大值。五、模具参数与挤出
7、成型产品质量的关系 模具设计成功与否, 主要依靠挤出制品的质量进行评价, 探讨挤出质量与模具的关系非常必要。挤出制品的质量主要体现在两个方面: 一是外观质量, 对于硬制品来讲, 表观质量显得更重要一些, 主要体现在几何尺寸的相符性、表面的光泽等; 二是制品的物理机械性能, 比较有代表性的有拉伸性能、抗冲击性能、耐热性能、抗应变性能等。挤出制品的质量不仅与所用的主辅材料性能及加工工艺有关, 而且与挤出模具的结构相关。挤出模具不仅造就了制品的几何形状, 同时挤出制品的大部分内在性能是在挤出模具中形成的, 如挤出制品的拉伸、抗冲击、熔接缝强度等, 这一点对于PV C 材料的加工显得非常重要。依照PV
8、C材料的加工性能, 笔者将挤出模具的主要参数对制品质量的影响,总结下:1、压缩比增大 有利于增加制品熔接强度;有利于熔接处的外观平整;有利于提高制品的内外表面光泽;有利于提高制品的拉伸与抗冲击性能。2、压缩比过大 挤出过程中膨胀过大, 不利于加工;挤出速率的波动较大;影响挤出速率的提高。3、长径比增大 有利于产品的几何定型尺寸的形成;有利于产品的外观质量;有利于增加熔接处的强度;有利于挤出速率的平衡。4、长径比过大 降低挤出速率;模具产生的反压力过大;制品的内应力较大。参考文献1、 聚氯乙烯内挤压挤出模具的设计李正光 上海塑料 2008 年第3 期(总第143 期)2、 塑料异型材挤出模具设计分析 王培剑； 焦国昌； 徐凯宏；机电产品开发与创新 2011年01期3、 塑料挤出模具设计的分析吴有章 武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2001年02期
