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1、窗框异型材挤出机头设计摘 要塑料窗框具有传统窗框难以比拟的优异性能，是国家建设部推广使用的节能、环保型产品。目前已广泛用于各种建筑工程中，其发展空间很大，前景十分看好。本文是关于窗框异型材挤出机头的设计，设计主要包含两部分内容，一是80型推拉框挤出机头和定型模的设计,二是窗框异型材原材料配方的设计。其中挤出机头模具设计是该设计的重要内容，也是设计的难点。挤出机头模具的设计主要包括机头各部件外形和尺寸的设计以及定型模的设计。定型模的设计主要包括定型模腔的设计和定型模长度的设计。原材料配方设计主要包括PVC树脂型号、稳定剂、改性剂、润滑剂、着色剂、加工助剂和填充剂等的选取和分配比例。 关键词：PV
2、C-U，塑料异型材，窗框，机头，定型模Design of Extruder Head Mold of the Window Frame ProfilesABSTRACTPlastic window frames has excellent performance that traditional window frames difficult to compare. It is so energy-saving and environment-friendly as to becoming the product that ministry of our construction promot
3、es its use. For the present, plastic window frames has been widely used in all kinds of architectural engineering, it has a bright future. This article is about the design of sash profile extruder head. The design consists mainly of two parts. The first part includes sliding frame of 80 type extrude
4、r head and the design of stock mould. The second part includes the design of sash profiles raw recipe. Wherein the extruder head design is the important part of the design, but also the difficulty of the design. The design of the extruder die for the various components includes the shape and size of
5、 the head design and sizing die design. The design includes sizing die cavity shape length of the mold design and the design of the type. Formulation materials include the selection and allocation ratio of PVC resin model, stabilizers, modifiers, lubricants, colorant, processing aids and fillers and
6、 so on.KEY WORDS:：PVC-U， plastic profile， window frame， extruder head， stock mould前 言1第1章 概述21.1 塑料门窗异型材概述21.2 硬聚氯乙烯塑料窗的发展与现状21.2.1 硬聚氯乙烯塑料窗的性能和特点21.2.2 硬聚氯乙烯塑料窗的发展历史41.2.3塑料窗框异型材的发展趋势5第2章 塑料制件的结构设计及螺杆挤出机的选择72.1 80型推拉窗框横截面的设计72.1.1 设计原则72.1.2 外形和空腔设计72.1.3 壁厚设计72.1.4 圆角设计82.2 螺杆挤出机的选择9第3章 产品配方设计113.
7、1 配方设计目的113.2 配方设计原理113.2.1 配方设计应考虑的因素113.2.2 制品主要性能和原材料的关系123.2.3 主原料和助剂的选择及作用133.3 产品配方设计15第4章 挤出机头结构设计164.1 挤出机头设计的基本要求164.2 口模截面图的设计174.2.1 异型材的挤出中心的选取174.2.2 型材主体口模图形的设计174.2.3 内筋口模图形的设计184.2.4 口模图形中功能块的设计19第5章 分流支架的设计205.1 分流支架流道设计的的流量平衡原则205.2 分流支架流道的设计205.3 分流筋外形尺寸的设计21第6章 型芯和分流锥的设计236.1 内筋内
8、流道的设计236.2 内筋外流道的设计246.3 型芯分块安装246.4 型芯和分流锥外形设计24第7章 模腔的设计267.1 综述267.1 收缩段流道设计267.2 成型段流道设计27第8章 模头模板设计和强度校核288.1 模头模板的设计288.2 模头的强度校核28第9章 定型模设计309.1 综述309.2 定型模长度的设计309.3 定型模型腔的设计309.3.1 真空吸附面积和真空槽设计309.3.2 冷却水路设计319.3.3 定型模型腔尺寸计算31结 论33谢 辞34参考文献35外文资料翻译37中文翻译45前 言近年来塑料挤出成型模具的产量和发展水平十分迅速，高效率、自动化、
9、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大。可以说，一个国家模具设计生产能力的强弱、水平的高低，影响着产品质量和经济效益的提高。目前发达国家模具标准化程度达到30%以上，我国模具标准化工作也有了很大进展，基本上配齐了主要模具类别的零件标准。模具标准化为塑料模具设计和制造带来极大方便，由于标准件可直接购买，因此模具设计制造者只需精心设计加工型腔，这使得塑料模具的设计和制造周期大为缩短，成本降低质量得到保证。本次毕业设计主要是针对80型塑料推拉框挤出机头（模头）的设计，设计中主要依据聚合物加工流变学和传热学等基础理论，来分析和计算挤出机头各零部件的形状和尺寸。采用CAD软件重点对挤出机头
10、各块模板进行了参数化设计。例如：本次设计中的成型板，分流支架板，以及型芯和分流锥都有详细的尺寸。在做异型材挤出模具设计时，根据实际情况，对没有标准或成熟理论支持的部件设计时，多采用了采用经验数据。第1章 概述1.1 塑料门窗异型材概述许多聚合物可以通过挤出成型工艺制成横向截面为非圆形、环形等常规形状的各种复杂形状的连续型体，通常称这种连续型材为塑料异型材。塑料异型材可以通过塑料挤出机由挤出工艺生产，其制品具有外观色泽鲜艳，光亮平滑，不需要油漆涂饰，耐腐蚀等特点。可以通过改变挤出机机头的形状，生产多种截面形状复杂的异型材制品。近年来，塑料异型材在建筑、家具、电器、汽车等领域得到了广泛的应用，尤其
11、在建筑业中用途最广，可用作塑料门窗框、门板、楼梯扶手、壁材、隔墙、屏风、线槽、地板条、密封条等建筑材料。其中，塑料门窗是塑料建材众多品种中的佼佼者，它是继木门窗、钢门窗、铝合金门窗之后的第四代新型建筑门窗，是人们至今寻觅到的较理想的门窗材料。塑料门窗异型材是以聚合物树脂为主，以各种助剂和增强材料为辅制成的一类新型材质的门窗。塑料门窗按材质可分为塑料包覆门窗（喷塑门窗）、组合塑料门窗和全塑门窗三大类。其中，全塑门窗是目前发展最快、技术最成熟、用量最大的一类，是塑料门窗发展的主流产品。全塑门窗是完全以塑料材料制造而成的，主要以由挤出成型的改性硬质聚氯乙烯（PVC-U）塑料中空异型材组装而成的塑料门
12、窗为主。1.2 硬聚氯乙烯塑料窗的发展与现状1.2.1 硬聚氯乙烯塑料窗的性能和特点1. 硬聚氯乙烯塑料窗的主要性能（1）隔热、保温性隔热、保温是塑料门窗的整体突出优点。原因是PVC-U塑料热导率极低，仅为钢材的1/4-1/5，铝材的1/4-1/3；塑料窗框异型材多为多腔室中空断面结构，各封闭的空气腔室进一步改善了它的热性能；型材侧面带有嵌固弹性密封条的凹槽，在此嵌装密封条，使成窗缝隙热的渗透量大大降低。由于上述原因，塑料窗框的隔热效果远远优于铝、钢、木窗。（2）物理性能塑料窗框的物理性能主要包括抗风压强度、空气渗透性（气密性）、雨水渗透性（水密性）、保温及隔声等性能。由于PVC-U材料的优良
13、性能，塑料异型材具有的独特的多腔结构，精湛的挤出、组装工艺，以及通过嵌入钢质加强筋进行补强，使得塑料窗框具有一系列优良性能。（3）耐候性能通过优化配方、添加紫外光屏蔽剂和吸收剂，以阻止阳光中紫外线对窗框的老化破坏作用，大大提高了PVC-U塑料窗的使用寿命。（4）燃烧性能PVC-U塑料不助燃、不自燃、燃烧后能自熄，安全可靠。防火的安全性高于木门窗，其氧指数通常大于40%。但PVC-U型材燃烧时会变软，释放出的氯化氢会使人感到很强的窒息性气味。2. 硬聚氯乙烯塑料窗框的特点塑料异型材自诞生以来得到了快速的发展和应用，尤其近年来在建筑门窗领域的应用非常广泛，这一切与其独特的性能特点是分不开的。塑料异
14、型材的主要特点如下：（1）轻质 塑料异型材的密度在1.5g/cm3以下，个别的甚至只有0.9g/cm3。因此，其轻质的特点使其在建筑、汽车等领域的应用具有突出的优势。（2）环保 塑料产品具有可回收再利用的特点，对于减少资源消耗具有重要的现实意义，是国家提倡的节能环保材料，符合当今世界发展潮流。（3）节能 塑料异型材不但生产能耗低，为钢材的1/5，铝材的1/8，而且绝热性、气密性、水密性、隔音性等极佳。因此，在当今全球能源危机问题日益严重的今天，合理使用塑料异型材显得尤为重要。（4）美观、耐用 塑料异型材与铝材相比，具有色彩丰富、表面形式多样的优点。另外，塑料异型材本身的耐腐蚀特性使其具有防水耐
15、油、历久如新的优点。（5）成本低 塑料异型材密度小，单位质量的价格低于铝型材；且具有一定的弹性，运输、堆放过程中因变形而产生的损耗较小。另外，塑料异型材在安装时多采用扣、粘等安装形式，施工简便快捷，大大降低了安装成本。（6）开发周期短 塑料异型材从产品设计到样品生产，一般只需320天的时间。而且，塑料异型材还可以进行二次加工以满足使用过程中各种线型的需要。目前，世界上已开发出的众多异型材制品当中，以塑料门窗应用为最，而PVC门窗异型材在其中又占据了主导地位，约为塑料门窗总量的90%以上。1.2.2 硬聚氯乙烯塑料窗的发展历史总结欧洲塑料窗的发展，大体经历了如下四个阶段：用塑料外包覆钢架或木框，实际上只起到了对芯材的防腐蚀作用。用PVC混合料挤出单腔室异型材制造的塑料窗，这种窗承受风压的能力和耐热变形性能都存在一定问题。挤出的PVC-U异型材（内部有塑料加强筋）为多腔室异型材，虽然其耐热变形性得到提高，但当承受较强的风压时仍存在一定问题，只能用作小面积窗体。挤出的多腔室PVC-U异型材内衬金属加强筋制成的整体窗，即目前各国通用的塑料窗。第四代塑料窗的开发成功，解决了PVC-U塑料
