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第四章 塑料挤塑成型模具 PowerPoint Presentation
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第四章 塑料挤塑成型模具

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第四章 塑料挤塑成型模具

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  1. 第四章 塑料挤塑成型模具 第六节 线缆包覆挤出机头设计 一、挤压式包覆机头 二、导管式包覆机头 第七节 异型材挤出机头设计 一、概述 二、异型材挤出机头结构设计 三、定型模设计

  2. 第六节 线缆包覆挤出机头设计 • 包覆机头分类: • 挤压式:在金属导线外包覆一层软质塑料绝缘层——电线; • 套管式:在多股塑料电线束外面再包覆一软质塑料绝缘导管——电缆。 一、挤压式包覆机头 • 包覆机头一般采用直角式机头、45°机头或其它斜角机头。 • 导线包覆层厚度可通过更换口模尺寸、改变挤出速度、芯线牵引速度及导向锥轴向位置来调节。

  3. 一、挤压式包覆机头 • 口模定型段长度:L=(1~1.5)D; • 导向棒前端面到口模定型段距离:M=(1~1.5)D; • 导向棒导向孔与导线间约有0.05mm间隙,除保证良好的同心度外,还可防止塑料熔体反向渗入。 • 电线包覆速度:通常为800~1200m/min(很高),最高可达2400m/min,对导向孔的磨性要求高,常用硬质合金制造。 • 口模对中性调节:可用调节螺钉3加以调节。

  4. 一、挤压式包覆机头 • 口模预对中机头:机头不需要进行对中调节,且导线进入内导向环之前已被一薄层熔体所包围,有润滑作用,降低了导向孔的磨损。

  5. 二、导管式包覆机头 • 导管式包覆机头结构:设计成直角式机头,它是将塑料挤成管,在口模外立即收缩包覆在芯线上,与挤压式不同。 • 收缩方法:提高芯线牵引速度或抽真空。 线与塑料未直接接触;芯线与导入孔单边间隙可为0.2~0.3mm

  6. 二、导管式包覆机头 • 包覆层厚度:随口模尺寸、导向棒头部尺寸、挤出速度、芯线牵引速度等不同而变化。 • 口模定型段长度L为口模出口直径的0.5倍以下,否则螺杆背压大、产量低,且电缆表面出现流痕,影响表面质量。

  7. 第七节 异型材挤出机头设计 一、概述 • 异型材:除圆棒、圆管、片材、薄膜、线、丝之外的挤出制品统称之;产量最大的是建材、汽车家电行业用异型材。 1、异型材分类 • 按材料分:单一塑料、多种材料复合异型材; • 按截面结构特征分:封闭式、开放式、半封闭式、实心、复合异型材等。

  8. 一、概述 2、异型材设计原则 • 异型材截面:应尽可能简单;空心型材腹筋应尽可能少,厚度应比外壁厚薄20~30%,以免缩痕明显。 • 异型材壁厚:应尽可能均匀,减小内应力和翘曲变形。硬聚氯乙烯(RPVC)异型材壁厚常用1.2~1.4mm。 • 异型材过渡圆角:断面转角处最好呈圆角过渡; R≤(0.25~0.5)mm×壁厚,外圆角至少为R0.4mm。

  9. 一、概述 2、异型材设计原则 • 截面对称或轴向对称:容易避免歪扭翘曲,内应力易取得平衡。 • 表面缩痕装饰:加装饰线(凸或凹)。 • 挤出机选择:已知异型材尺寸规格后就可选择设备(表4-8-1)。

  10. 二、各类异型材挤出机头设计 • 异型材挤出机头结构:分板孔式、多级式、流线型等形式。 • 板孔式:结构最简单,但流道断面变化急,易滞料,只适用于SPVC、橡胶类密封型材及少量聚烯烃型材的挤出。 • 多级式:流道采用逐级变动的形式,大大减少的滞料死角,但仍不适用于热敏性塑料。 • 流线型:流道完全呈流线型逐渐变化,无滞料死角,适用于RPVC及各种热塑性塑料异型材的挤出。

  11. 1、板孔式异型材挤出机头 • 特点:流道全部加工在一块口模板上,由机颈到异形流道是突然变化的,存在较多流动死角,只能用于不易分解的SPVC、聚烯烃等料挤出,连续生产时间不宜过长,需定期清理。 截面突变处

  12. 1、板孔式异型材挤出机头 • 机颈座内流道是挤出机出口到口模板成型孔之间的过渡,形状可为圆形、矩形过渡状。 • 成型段长度:薄壁件L/t≥10;当壁不均时成型段长度应制成不等的长度,使各处流速趋于平衡。

  13. 1、板孔式异型材挤出机头 • 异型芯模的固定:封闭式或半封闭式中空异型材芯模最常用桥式支撑结构,其横断面应制成流线型,以减少滞料。 • 中空异型材封闭部分应导入空气或低压空气,以便定型。

  14. 2、异型材多级式挤出机头 • 结构特点:由多块模板组成,断面形状分级变化;滞料状况比板孔式有明显改善;不适用于RPVC类制品长时间稳定生产,仅适用于简单型材和不易分解塑料挤出。

  15. 3、流线型异型材挤出机头 • 结构特点:流道内无滞料死点,断面尺寸连续变化,适用于各种材料的挤出成型。

  16. 3、流线型异型材挤出机头 • 注意点:机头流道结构应简单,便于加工、清理和修正。 • 图4-8-11:压缩比小(2~2.5),流道短,适于双螺杆挤出机;压缩比小,芯棒支撑筋要薄(2~3 mm),以便消除熔接痕。 组合结构便于线切割加工流道

  17. 3、流线型异型材挤出机头 组合结构便于加工 • 机头特点:流道先扩大再压缩,有较大压缩比(达5~7),使挤出机料筒压力增大,提高密实度,且熔接痕熔合好。

  18. 3、流线型异型材挤出机头 • 图4-8-13:封闭式中空异型材挤出型芯结构,内部隔腔通有空气,防止制品收缩变形。

  19. 3、流线型异型材挤出机头 • 异型材壁厚不均时,口模定型段长度应有不同,厚壁处长些,薄壁处短些;若厚薄两部位紧紧相连时,口模定型段应增设一隔板,避免薄壁处熔体横向流入厚壁处,隔板应在离口模出口3~5mm处终止,以便熔体重新熔合。 • 挤出断面畸变补偿:二维流动的异型材因断面各点速度差和粘弹性影响,目前多采用预变形补偿(凭经验);补偿量与树脂种类、口模定型段长度、挤出速度等有关。

  20. 三、定型模设计 • 异型材的最终形状和尺寸公差主要由定型模决定; • 其尺寸精度主要取决于定型手段和定型模的完美程度;壁厚精度可达±3~6%;全尺寸(宽、高)±1~2%。 • 定型方法:有多板定型、滑移定型、压缩空气外定型、内定型、辊筒定型、真空定型等。 1、多板式定型模 • 图4-8-16:将数块定型板排列在冷却水中,尺寸逐渐变小,最后一块板尺寸应比制品大2~3%(冷至室温还会收缩);此法可用于定型厚壁或实心异型材;定型板可用黄铜、青铜或铝板制造。

  21. 1、多板式定型模 • 定型板定型长度:随型材而异,一般中空异型材取3mm,实心异型材取2.5mm,入口处均应有R0.5mm圆角。 2、滑移式定型模 • 主要用于开放式异型材定型,制品多为薄壁型材。 • 制品挤出口模形状可与制品一致,也可先挤成板或管坯,进入定型模后折弯成要求的形状。

  22. 2、滑移式定型模 • 异型材移动速度:视定型模长度和异型材壁厚而定,对于1mm壁厚的异型材通过速度可达3~4.5m/min,厚4mm异型材通过速度为0.5~0.7m/min。 先挤成管坯,剖切展平后进入定型模成型 • 异型管材定型模:结构与管材定型模类似,仅断面形状不同而已,不再重述。

  23. 3、真空定型模 • 形状复杂的封闭式中空异型材,一般采用1~4段真空定型模来定型,如图4-8-21所示。 真空室 冷却水道

  24. 3、真空定型模 • 真空定型模设计要点: • 容易引入型坯、易于拆卸和清理;通常制成可开启的组合结构; • 真空室易于清理,真空通道保持畅通; • 采用导热性好的材料制造,如铝合金,以加快冷却速度,同时耐磨性要好; • 定型模一般由相互分开的1~4段组成,壁越厚所需段数越多,每段长400~600mm,通道尺寸应按收缩情况逐段缩小。

  25. 3、真空定型模 • 口模尺寸:受出模膨胀和牵引拉薄缩小两因素的影响,但总的是会缩小,故尺寸比定型模入口尺寸大;长流道机头约大2~5%,短流道机头大0.4~1.5%。 • 壁厚尺寸:膨胀量大于收缩量,口模间隙要比型材壁厚小,如RPVC口模间隙取型材壁厚的90%。 • 定型模冷却:有并错流和逆错流两种方式,水道直径取10~16mm,水温10~18℃为宜。

  26. 3、真空定型模 1 mm的真空缝 真空缝排列前密后疏

  27. 思考题 • 异型材挤出机头设计关键是什么?流道结构对异型材挤出有何影响?如何选用? • 当异型材截面上存在壁厚差别大的区域,在挤出机头设计时应注意什么问题? • 封闭式和开放式异型材挤出机头结构有何区别?其定型模设计要求为何? • 作业三:生产聚丙烯塑料薄膜,已知薄膜厚度为0.15mm,折径为300mm,试设计其吹膜机头结构,完成相关计算,并画出机头结构图。