第五章挤出机头设计及制造
塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计
塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计塑料挤出成型是一种常用的塑料加工方法，通过将塑料材料加热熔融，然后通过挤出机器将熔融的塑料挤出成型，最后通过冷却固化形成所需的塑料制品。
在挤出成型过程中，机头是起着关键作用的部件，它的设计直接影响着成型品的质量。
下面本文将主要介绍塑料挤出成型工艺及机头的设计。
塑料挤出成型工艺主要包括材料的预处理、熔融、挤出、冷却固化以及后续的修整工序等。
首先是材料的预处理，对于塑料颗粒来说，需要将其进行干燥处理以去除其中的水分，从而避免在挤出过程中出现气泡的问题。
然后将塑料颗粒放入挤出机中，通过传热系统将其加热到熔融状态。
接下来是挤出过程，将熔融的塑料提供给机头，然后通过机头的尺寸和形状来决定挤出产品的形状。
挤出成型的最后一步是冷却固化，通过冷却水或者风扇等方式将挤出的塑料制品迅速冷却，使其固化定型。
机头的设计是塑料挤出成型中的关键环节，它决定了挤出产品的形状和质量。
在机头的设计中应注意的几个要点如下：首先是机头的出料口结构，出料口的尺寸和形状直接影响到产品的尺寸和外观。
出料口的设计应根据产品的形状和尺寸来确定，通常采用方形、圆形或者其他一些特殊形状。
出料口的尺寸要与挤出机的产量匹配，保证挤出的塑料在出料口出现均匀流动，从而避免产生流痕或者厚薄不均的现象。
其次是机头的冷却方式，机头的冷却方式直接影响产品的冷却效果和固化速度。
常用的机头冷却方式有水冷却和风冷却两种。
水冷却能够快速降低塑料温度，适用于大批量生产；而风冷却则适用于小批量生产，具有灵活性和节约能源的优势。
此外，机头的加热和保温系统也很重要，通过控制机头的温度来保证塑料的熔融状态和流动性。
机头的加热系统一般采用电加热或者油加热，保温方法可采用加热套或者外加热器等。
最后，机头的结构与塑料材料的特性密切相关。
不同的塑料材料具有不同的流动性和熔融温度，需要选择相应的机头结构来适应。
同时，机头的结构应该尽量简洁，减少塑料的滞留，避免塑料材料的分解和变质。
第五章__挤出成型解析
✓料筒：包裹在螺杆外部的装置，起到受热受压 的作用，物料的塑化和加热、加压都在其中进 行，大部分都有冷却装置（风、水冷）；
✓螺杆：利用它才能使料筒内的塑料向前移动， 得到加压和热量（摩擦热）；
①螺杆的直径（D）和长径比（L/D），长径 比决定了体积容量以及塑化的均匀性。
※ 对机头结构的要求：
Ⅰ. 口模定型部分应有适当长度。 A. 使物料处于稳定流动; B.减小熔体弹性和出口膨胀； C. L长，产量提高; D.太长，笨重，阻力大，Q降低。 Ⅱ.机头中过渡部分应光滑，呈流线型。 原因：防止物料的停滞和分解。
Ⅲ. 应设置调节装置，改善周边的流率分布。（厚度均匀）
5.2.2 挤出机的辅助设备
5.1 挤出设备
• 由挤出机、机 头和口模、辅 机等组成。
主要设备
5.1.1 单螺杆挤出机的组成
单螺杆挤出机主要 由传动系统、加料 系统、塑化系统、 加热与冷却系统、 控制系统等组成。
挤出系统是最主要 的系统，它由料筒、 螺杆、多孔板和过 滤网组成。
单螺杆挤出机的结构
✓传动系统：是带动螺杆转动的部分，通常由电 机、减速机构以及轴承等组成；
※物料处理设备 主要指预热干燥等设备
※挤出物处理设备 主要指冷却、牵引、切割、卷取、检测设 备
※控制生产工艺的设备 主要指各种测控设备
5.2.2 挤出机的一般操作方法
※设备调试 ※安全 ※清洗
5.3 单螺杆挤出原理
学习目标：
掌握挤出理论中影响生产和产品质量的因素
5.3 单螺杆挤出工作原理
5.3.1 固体输送
稳定流动时，Fs= Fbz，则Asfs=Abfbcosφ
塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计
塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计塑料挤出成型是一种常见的塑料成型工艺，它通过将塑料材料通过加热、软化后，通过挤出机将塑料熔液挤压到模具中，最后通过冷却固化成型产品。
下面将详细介绍塑料挤出成型的工艺以及模具的设计。
首先，塑料挤出成型的工艺流程如下：1.塑料原料准备：选择适合挤出成型的塑料原料，并进行干燥处理，确保原料中的水分含量低于要求。
2.加热软化塑料：将干燥后的塑料原料放入挤出机的加料斗中，通过加热和搅拌使原料软化并融化成为熔液。
3.挤出成型：通过螺杆旋转运动将熔液从挤出机的喂料段挤出到模具中，模具分为头模和口模两个部分，头模通过模头将塑料熔液挤出模具的形状中，口模用于调整产品尺寸和形状。
4.冷却固化产品：挤出的塑料熔液通过模具挤出后，经过冷却后塑料会迅速固化成为产品形状。
5.切割和收集产品：将固化成型的塑料产品进行切割和收集，以完成整个挤出成型的过程。
接下来，我们来详细介绍一下塑料挤出成型的机头设计。
挤出机头是塑料挤出成型的重要部件，它主要负责将熔化的塑料材料从挤出机中挤出，并形成所需的产品形状。
挤出机头的设计需要考虑以下几个方面：1.挤出机头的结构：挤出机头通常由挤出机芯、流道和模头组成。
挤出机芯用于将熔化的塑料材料从挤出机中挤出，流道负责将熔液引导到模头当中，模头则通过调整挤出物料的流量和形状来控制最终产品的形状。
2.流道设计：流道的设计需要考虑熔液的流动特性，合理设计流道的尺寸和形状，以确保熔液在流道中流动顺畅，不发生堵塞和死角。
同时，流道的设计还需要考虑产品的外形和尺寸要求，以保证挤出的塑料产品形状准确。
3.模头设计：模头是挤出成型中最重要的部分，它通过模头的形状和结构来决定产品的外形。
模头的设计需要考虑产品的尺寸、形状以及挤出速度等因素，合理设计模头的流道和出口形状，以保证产品的成型质量。
4.温度控制：塑料挤出成型中，温度对产品的成型质量和表面光洁度有很大影响，因此挤出机头的设计需要考虑温度的控制。
挤出机模头
挤出机模头挤出机模头是塑料加工行业中至关重要的一部分，它扮演着将塑料颗粒加热融化并挤出成型的关键角色。
挤出机模头的设计和制造对产品的质量、生产效率以及能耗等方面都有着重要影响，因此在塑料加工过程中，选择合适的挤出机模头至关重要。
首先，挤出机模头通常由进料口、螺杆、机筒以及模具等部分构成。
进料口的设计需要考虑塑料颗粒的均匀输送，避免出现堵塞或者不均匀加热的情况。
螺杆的设计则需要根据不同的塑料原料，调整螺杆的螺距、压力等参数，以确保塑料颗粒被充分融化并进行均匀挤出。
机筒的材质需要具备耐高温、耐磨损等特性，以保证挤出机的稳定运行。
而模具则决定了最终产品的形状和尺寸，需要根据产品的要求进行精准设计和加工。
在选择挤出机模头时，除了考虑其结构设计外，还需要考虑生产工艺、原料特性以及产品要求等因素。
不同的塑料原料需要不同类型的挤出机模头来加工，例如对于高粘度的塑料，需要选择高压力、高温度的挤出机模头，以确保塑料能够充分熔化并顺利挤出。
同时，在生产过程中，需要对挤出机模头进行定期清洗和维护，以保证其长期稳定运行。
另外，在挤出机模头的设计中，还需要考虑如何有效控制生产过程中的能耗和废品率。
通过优化挤出机模头的结构设计，提高加热效率和塑料流动性，可以降低生产过程中的能耗，减少废品率，提高生产效率。
同时，合理选择工艺参数，如挤出速度、温度等，也可以对产品的质量和成型效果产生重要影响。
总的来说，挤出机模头作为塑料加工产业中的关键设备，其设计和选择对产品质量、生产效率以及能耗等方面都有着重要影响。
通过合理选择挤出机模头、优化生产工艺以及加强设备维护等措施，可以提高塑料制品的生产质量，降低生产成本，推动塑料加工行业的可持续发展。
1。
挤出机机头设计
序言跟着我国橡胶机械工业的快速发展，橡胶制品的应用范围也在不停扩大，所以对于挤出成型技术也有了更高的要求。
在挤出成型的一系列过程中，以温度的调理控制和熔融的物料进入挤出机机头以及橡胶在挤出机主机中塑化的过程最为重要。
螺杆作为橡胶挤出机主机的重要零件，它的设计加工已经很完美了。
跟着各种各种的智能控制系统的发展，温度调理控制系统也获得了进展。
但是，挤出机机头的构造设计却仍旧有很大的提高空间，并无发展的很完美。
这是因为在挤出成型的整个过程中，会碰到各种复杂的状况。
而对于机头的设计，当前并无合用于所有状况的理论公式，实质经验是挤出机机头的设计的主要依照。
机头设计后，往常用试模的方法来确立最后的形状。
这不只增添了设计人员的工作强度，也为整个的设计过程造成了诸多不便，同时也提高了成产成本。
挤出机作为橡胶工业的基本设施，在生产橡胶制品的过程中起侧重要的作用，也是决定产质量量的重要设施之一。
外国橡胶挤出机经历了不一样的发展阶段，从最初的柱塞式挤出机开始发展，此中经历了一般冷喂料型挤出机以及销钉冷喂料挤出机等阶段，再到此刻的复合挤出机，其发展的日趋完美，性能和生产能力也不停提高。
固特波企业是在挤出机的发展过程中，最初申请了用挤出机来进行胶电线生产的专利，并改良了该挤出机设施。
由此，挤出方法对于生产日趋重要，而先前的手动式挤出机也逐渐地被电动控制挤出机所代替。
初期的电缆和电线络绎不绝地被柱塞式挤出机生产出来，电缆的生产用挤出法也由此而确立。
挤出机是挤出成型加工过程中的主要设施，除此以外，还有机头、牵引装置、冷却定型装置等隶属设施。
橡胶在机筒内塑化熔融，经过机头制成所需要的形状，最后经过冷却定型后便可获取与机头截面形状相符合的产品。
挤出成型法对比于其余种类的成形方法主要拥有以下明显的长处：1、设施制造简单，成本较低，投产快，投资少。
2、产量高，效率快。
3、能够实现连续化生产。
制造较长的型材、管材等也比较简单。
并且产品均匀密实，质量高。
挤出机机头设计资料
前言随着我国橡胶机械工业的快速发展，橡胶制品的应用范围也在不断扩大，因此对于挤出成型技术也有了更高的要求。
在挤出成型的一系列过程中，以温度的调节控制和熔融的物料进入挤出机机头以及橡胶在挤出机主机中塑化的过程最为重要。
螺杆作为橡胶挤出机主机的重要部件，它的设计加工已经很完善了。
随着各种各样的智能控制系统的发展，温度调节控制系统也取得了进展。
然而，挤出机机头的结构设计却仍然有很大的提升空间，并没有发展的很完善。
这是因为在挤出成型的整个过程中，会遇到各种复杂的情况。
而对于机头的设计，目前并没有适用于所有情况的理论公式，实际经验是挤出机机头的设计的主要依据。
机头设计后，通常用试模的方法来确定最后的形状。
这不但增加了设计人员的工作强度，也为整个的设计过程造成了诸多不便，同时也提高了成产成本。
挤出机作为橡胶工业的基本设备，在生产橡胶制品的过程中起着重要的作用，也是决定产品质量的重要设备之一。
国外橡胶挤出机经历了不同的发展阶段，从最初的柱塞式挤出机开始发展，其中经历了普通冷喂料型挤出机以及销钉冷喂料挤出机等阶段，再到现在的复合挤出机，其发展的日益完善，性能和生产能力也不断提高。
固特波公司是在挤出机的发展过程中，最先申请了用挤出机来进行胶电线生产的专利，并改进了该挤出机设备。
由此，挤出方法对于生产日益重要，而先前的手动式挤出机也渐渐地被电动操控挤出机所取代。
早期的电缆和电线源源不断地被柱塞式挤出机生产出来，电缆的生产用挤出法也由此而确定。
挤出机是挤出成型加工过程中的主要设备，除此以外，还有机头、牵引装置、冷却定型装置等附属设备。
橡胶在机筒内塑化熔融，通过机头制成所需要的形状，最后经过冷却定型后就可获得与机头截面形状相吻合的产品。
挤出成型法相比于其他类型的成形方法主要具有以下显著的优点：1、设备制造容易，成本较低，投产快，投资少。
2、产量高，效率快。
3、可以实现连续化生产。
制造较长的型材、管材等也比较容易。
而且产品均匀密实，质量高。
挤出机机头与机口的确定与制作
式中， ——轴向力； ——周向力； ——轴 向速度； ——周向速度 ； 绞刀螺旋升角。
轴向
Ｆ１
的原料 ， 表现 的流体特性明显， 对机头结构要求较
低； 塑性指数偏低的原料 ， 其表 现的固体特性 比较 明显 ， 料 之 间 的 亲 和力 较 低 ， 原 在机 头 内挤 压 较难 实现形成稳定平衡泥流， 因而对机头的尺寸和 内部
逐渐过渡为矩形的筒体 。机头后端的圆形法兰和
泥缸 的前法 兰联 接， 前端 的方形法 兰用来 固定机
口（ 木 龙 口 ） 或 。机头 的 内腔后 端 为 圆形 ， 径 等于 直 泥 缸衬 套 的 内径 （ 衬套 时 为 泥缸 内径 ）前 端 的形 无 ，
１ ——长方形法兰；——连接部分；——后段圆形法兰 ２ ３
料在螺旋运动中所受的挤压力 ，可分解为轴 向力
和周向力 ， 运动速度 ｖ同样可以分解为轴向速 度 和周向速度 ， 具体如下。
对于机头与机 口连接处 ， 一种情况是机头出口 内尺寸与机 Ｖ进 Ｈ内尺寸相一致 （ ｔ 机头无死泥区 ） ，
科 技纵 横
８Ｊｉｅ ｆｃ ｌ６ ｌｃ ｃ ｌ Ｉ００ １ ６
设计 。 口设计和制作也缺乏严密的科学性。 机 因此 ， 提高机头和机 口的设计与制造质量 ， 对提高砖坯质 量及 企业 的生产 意义重 大 。
１ 机 头几何 尺寸和 结构 的确 定 １１ 机 头 的特征 和作 用 ．
机头的作用是促使泥料在螺旋绞刀的作用下 ， 逐渐挤压使其成为结构致密、 向机 Ｅ方 向整体移动 ｌ 的泥段 。图 ｌ 为机 头 的结 构 ， 头通 常 为 圆柱 形 并 机
作 方 法 以及 注 意 问题 。
关键词 ： 出机 ； 头； 口； 挤 机 机 确定； 制作
挤出机头
系数n的取值表
硬聚 软聚 聚酰 聚乙 聚丙 烯 烯 氯乙 氯乙 胺 烯 烯 （PA） （PE） （PP） PA） PE） PP） （HPV （SPV C） C） 系数n 18－ 15－ 13－ 14－ 14－ 系数n 18－ 15－ 13－ 14－ 14－ 33 25 22 22 22 塑料 品种
压缩比
• 压缩比 E 所谓管材的压缩比是机头和多孔 板相接处最大进料截面积与口模和芯棒的 环隙截面积之比，反映出塑料熔体的压实 程度。 • 低粘度塑料 E=4－10 • 高粘度塑料 E=2.5－6.0
分流器和分流器支架的结构图
R
α
A A-A放 大 a a
A
压缩空气
分流器和过滤板的相对位置
• 1－分流器 3－过滤板 2－螺杆
• • • • •
补偿系数K
• 塑料种类 定径套定管材内径 定径套定 管材外径 • 聚氯乙烯（PVC） 0.95-1.05 • 聚乙烯（PE） 1.05-1.10 • 聚烯烃 1.20-1.30 0.90-1.05
定型段长度L1
• 按管材外径计算: • L1=（0.5—3）D • 通常当管子直径较大时定型长度取小值，因为 此时管子的被定型面积较大，阻力较大，反之就 取大值。同时考虑到塑料的性质，一般挤软管取 大值，挤硬管取小值。 • 按管材壁厚计算： • L1=nt • 式中 t一管材壁厚(mm)； • n一 系数
挤出机头的设计
——2012
挤出机头设计原则
• 1.内腔呈流线型 • 为了使塑料熔体能沿着机头中的流道 均匀平稳地流动而顺利挤出，机头的内腔 应呈光滑的流线型，表面粗糙度应小于1.6 －3.2m. 3.2m. • 2.足够的压缩比 • 为使制品密实和消除因分流器支架造 成的结合缝，根据制品和塑料种类不同， 应设计足够的压缩比。 •
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难点：读懂各种挤出机头的结构图
重点：1.管材挤出机头设计； 2.板材与片材挤出机头设计； 3.挤出机头设计及制造实例。
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
一、挤出成型模具的分类及作用
问题 ➢ 挤出成型原理
目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头
挤出过程是将塑料加热，使之呈黏流 状态，在加压的情况下，通过具有一 定形状的口模而成为截面与口模形状
➢ 机头的作用 （1） 使物料由螺旋运动变为直线运动； （2）产生必要的成型压力，保证制品密实； （3）使物料通过机头得到进一步塑化； （4）通过机头成型所需要的断面形状
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
定型模的作用
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出
棒材挤出机头 相仿的连续体，然后通过冷却，使其
吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
成为具有一定几何形状和尺寸的塑料。 由黏流态变为高弹态，最后冷却定型 为玻璃态，成为需要的制品。
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
挤出成型模具包括两部分：机 头和定型模
问题
目的与要求 ➢ 机头 挤出塑料制件成型的主要部件 重点和难点 产生必要的成型压力。
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。 ——李白
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
机头体
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
机头体8相当于模架，用来组装机头各零件及挤出
机连接。机头体需与挤出机筒连接，连接处应密封 以防塑料熔体泄漏。
第五章 挤出机头设计
异型材挤出机头
思考与练习
第五章 挤出机头设计
2009/11/5Fra bibliotek调节螺钉
问题
目的与要求 ➢ 图5-1所示调节螺钉5用于调节口模与 重点和难点 芯棒之间的间隙,保证制品壁厚均匀.
挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
2009/11/5
过滤网和过滤板
➢ 过滤网9的作用是将塑料熔体由螺旋
问题 目的与要求 重点和难点
运动转变为直线运动，同时还能阻止 未塑化的塑料和机械杂质进入机头.此
挤出机头概述 外过滤板又称多孔板，它还能形成一
管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出
定的机头压力,同时还起支承过滤网的 作用。
电线电缆挤出
分流器和分流器支架
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
分流器6 分流器又称鱼雷头.塑料通过 分流器变成薄环状,便于进一步加热和 塑化.分流器支架7主要用来支承分流 器及芯棒，同时也使料流分束以加强 搅拌作用，但产生的熔接痕影响塑件 强度。小型机头的分流器与其支架可 设计成一个整体。
➢ 将从口模中挤出的塑料的既定形状采 用冷却、加压或抽真空的方法使其稳 定下来，并对其进行精整，从而得到 截面尺寸更为精确、表面更为光亮的 塑料制件。
电线电缆挤出
异型材挤出机头
思考与练习
第五章 挤出机头设计
§5.1挤出机头概述
一、挤出成型模具的分类及作用
2009/11/5
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
热图（加热器）
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
口模和芯模
问题 目的与要求 重点和难点
➢ 口模3用以成型制品的外表面。芯棒4 用来成型塑件的内表面的，所以口模 和芯模决定了塑件的截面形状。
挤出机头概述
管材挤出机头
棒材挤出机头
吹塑薄膜挤出
电线电缆挤出
异型材挤出机头
思考与练习
第五章 挤出机头设计
定型模
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
离开成型区后的塑料熔体虽已具有给
定型模 挤出机头概述
管材挤出机头 ➢
让从口模中挤出的塑料的既
棒材挤出机头 定形状稳定下来
吹塑薄膜挤出
电线电缆挤出
异型材挤出机头
思考与练习
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
挤出成型模具包括两部分：机 头和定型模
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
2009/11/5
温度调节系统
问题 目的与要求 重点和难点
➢ 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， 如图5-1所示的电加热圈10、11。
挤出机头概述
管材挤出机头
棒材挤出机头
吹塑薄膜挤出
电线电缆挤出
异型材挤出机头
思考与练习
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
挤出成型模具的组成（见图７－１）
第五章 挤出机头设计
一、挤出成型模具的分类及作用
2009/11/5
问题
目的与要求
重点和难点
挤出机头概述
管材挤出机头
棒材挤出机头
吹塑薄膜挤出
电线电缆挤出
异型材挤出机头
图5-1 管材挤出成型机头
思考与练习 1-管道 2-定径管 3-口模 4-芯棒 5-调节螺钉
6-分流器 7-分流器支架 8-机头体 9-过滤板10、11-电加
问题： 1.压注模可分为哪些不同形式? 2.压注模浇口位置和数量的选择应遵循什么原则？ 3.压注模为何要设排气槽？
第五章 挤出机头设计
2009/11/5
问题 目的与要求 重点和难点 挤出机头概述 管材挤出机头 棒材挤出机头 吹塑薄膜挤出 电线电缆挤出 异型材挤出机头 思考与练习
目的与要求：
1.掌握挤出模（机头）的概念和总体结构。 2.掌握各种组成挤出机头零件名称和结构。 3.了解各种挤出机头的各组成机构及其功能。 4.了解各种挤出机头的工作原理。