挤出机头的设计和制造
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。
挤出成型工艺及模具设计_课件
二、挤出成型机头概述
1. 挤出机头的作用 使熔融塑料由螺旋运动变为直线运动； 产生必要的成型压力，保证制品密实； 使塑料通过机头得到进一步塑化； 通过机头口模以获得截面形状相同、连续的塑料制品。
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2. 机头的分类
按机头的几何形状分类 圆环机头：管材机头、棒材机头、造粒机头等 平板状机头：平模机头、板材机头、异型材机头等
内装置电热器时导入导线。
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2. 管材的定径和冷却
为了使管材获得较低的表面粗糙值、准确的尺寸和几何 形状，管材离开口模时，必须立即进行定径和冷却，由定 径套来完成。
有两种方法： ❖ 外径定型 ❖ 内径定型
我国塑料管材标 准大多规定外径为基 本尺寸，故国内较常 用外径定型法。
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（1）外径定型 适用于管材外径尺寸精度要求高、外表面粗糙度要求低的
按机头进出料方向分类 水平直通式机头 直角式机头
按机头的用途分类 吹膜机头、管材机头、板材机头、棒材机头、异型材 机 头等。
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3.挤出机头的组成（以直通式管材机头为例）
口模 芯棒 分流器和分流器支架 机头体 过滤网和过滤板 连接部分 定径套
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① 口模和芯棒 ② 挤出模的主要成型零件，口模用来成型塑件的外表
41
（2）内径定型
通过定径套内的循环水冷却定型 特点：保证管材内孔圆度，操作方便；宜用于直角式挤管机头
和旁侧式挤管机头。
适用：内径尺寸要求准确、圆度要求高的情况。
1-管材 2-定径芯模 3-芯棒 4-回水流道
5-进水管 6-排水管 7-进水嘴
42
定径芯长度：与管材壁厚及牵引速度有关，一般取80～ 300mm，牵引速度和壁厚大时，取大值。反之，取小值。 定径芯直径：一般比管材内径直径大2%～4%，始端比终端 直径大，锥度为0.6:100～1.0:100。
挤出机机头
上述三种机头的特征对比
管材机头尺寸设计
8、螺旋芯棒模头
优点: 1) 熔体能沿着口模的圆周均匀分布, 在制品上没有流动痕迹( 结合线) , 制品在圆 周方向上的厚度公差和各种性能均匀; 2) 压 力降和流动阻力较低, 在较高的产量下挤出物 的温度较低; 3) 机械应力和热应力较低,制品 有良好的机械强度; 4) 模头结构坚固, 适合高 粘度材料的吹塑成型, 同时, 机头的装拆操作
2.芯棒 1)芯棒的外径 芯棒的外径由管材的内径决定， 根据生产经验： d= D-2e 式中 d一芯棒的外径(mm)； D一口模的内径(mm)； e一口模与芯棒的单边间隙(mm)， e =(0.83－0.94)t t一材料壁厚(mm)。
2)定型段、压缩段L2和收缩角 a、芯棒定型段的长度与L1相等或稍长。 b、L2可按下面经验公式计算： L2=（1.5－2.5）D0 式中 L2一芯棒的压缩段长度(mm)； D0一塑料熔体在过滤板出口处的流道 直径(mm)。 c、芯模收缩角： 低粘度塑料 =45°－60° 高粘度塑料 =30°－50°
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ε =4－10 高粘度塑料 ε =2.5－6.0
7管材挤出机的机头
分类
1）直通式机头
2）直角式机头
3）旁侧式机头
1)直通式机头 结构简单、制造容易、成本低、料流阻 力小等优点；但这种机头的缺点是在生产外 径 大的管材时芯模加热困难，分流器支架 造成的接缝处管材强度低。适用于加工RPVC、 SPVC、 PA、PC、PE和PP等塑料管材，一般 用于挤小口径的管材。
3、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 （表面粗
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
挤出机头的分类及特点有哪些机头设计的主要
挤出机头的分类及特点有哪些机头设计的主要
挤出机头是塑料挤出机中的关键部件，负责将加热融化的塑料通过模具的形状挤出成型。
根据挤出机头的不同设计和结构，可以将其分为多种分类，并且每种分类都具有其独特的特点和优势。
首先，从结构形式上来看，挤出机头可以分为光圈式机头、螺杆式机头和板式机头三种主要类型。
光圈式机头由针管和鞍座组成，适用于挤出螺纹、型材、带材等产品；螺杆式机头主要由挤出螺杆和机筒组成，适用于挤出管材、板材等产品；板式机头由板状合模和螺杆组成，适用于挤出薄膜、片材等产品。
不同类型的机头适用于不同的产品挤出加工，有着各自独特的特点和优势。
其次，从挤出成型方式上来看，挤出机头又可以分为单层机头、多层机头、中空机头等。
单层机头适用于一次性成型的产品，结构简单、生产效率高；多层机头可以实现多层产品挤出成型，产品层次丰富，适用于复合产品的生产；中空机头适用于中空结构产品的挤出，如管材、异形材等，具有独特的设计和挤出方式。
最后，挤出机头的特点还包括挤出均匀性、调节精准、耐磨耐高温等。
好的挤出机头设计可以保证挤出产品的均匀性和一致性，提高生产效率和产品质量；精准的调节设计可以使挤出机头适应不同材料和产品的生产需求；耐磨耐高温的材质和表面处理则可以延长机头的使用寿命，减少维护成本。
综上所述，挤出机头作为塑料挤出机中的重要组成部分，其分类和特点根据不同的设计和结构而有所不同，每种类型都有其适用的领域和优势。
在实际生产中，选择合适的挤出机头设计将对产品的质量和生产效率产生重要影响，因此选择合适的挤出机头至关重要。
1。
挤出机机头设计原则和参数选择 韩兵
2．管材挤出机头零件的设计 （1） 口模
口模是成型管材外表面的零件，其 结构如图8-6所示。口模内径不等于塑料 管材外径，因为从口模挤出的管坯由于 压力突然降低，塑料因弹性恢复而发生 管径膨胀，同时，管坯在冷却和牵引作 用下，管径会发生缩小。这些膨胀和收 缩的大小与塑料性质、挤出温度和压力 等成型条件以及定径套结构有关，目前 尚无成熟的理论计算方法计算膨胀和收 缩值，一般是根据要求的管材截面尺寸， 按拉伸比确定口模截面尺寸。所谓拉伸 比是指口模成型段环隙横截面积与管材 横截面积之比。
L2=（1.5～2.5）D0
（8-4）
式中D0——栅板出口处直径。 芯模直径d1可按下式计算；
d1=d—2δ
(8-5)
式中δ—芯模与口模之间间隙；
d—口模内径。
由于如上所述塑料熔体挤出口模后的膨胀 与收缩，使δ不等于制品壁厚，δ可按下式计 算式：中k—经验系 数 ，kt k=1.（168～-61）.20;
5．机头体 用来组装机头各零件及挤出机连接。 6．定径套 使制品通过定径套获得良好的表面粗糙度，正确 的尺寸和几何形状。 7．堵塞 防止压缩空气泄漏，保证管内一定的压力。
挤出成型机头分类及其设计原则
1．分类 由于挤出制品的形状和要求不同，因此要有相应
的机头满足制品的要求，机头种类很多，大致 可按以下三种特征来进行分类： （1）按机头用途分类 可分为挤管机头、吹管机头、挤板机头等；
2．设计原则
为了使挤出制品具有外观光洁性、尺寸准确性、形状与位置精确 准确性、单位长度的质量和物理力学性能等，一般遵循下面几个原 则：
（1）流道呈流线型 为使物料能沿着机头的流道充满并均匀地被挤 出，同时避免物料发生过热分解，机头内流道应 呈流线型，不能急剧地扩大或缩小，更不能有死 角和停滞区，流道应加工得十分光滑，表面粗糙 度应在Ra 0.4um以下。 （2）足够的压缩比 满足具体制品对机头压力的要求从而使制品密 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。
挤出机机头设计
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4、工艺较易控制，生产操作起来比较简单，便于实现自动化生产。
设备占地面积小，污染少，易于保持清洁的生产环境。
5、可以实现一机多用。
对于同一台挤出机，只需更换机头，就能加工不同的制品。
挤出机机头是连接在机筒上的零件，挤出产品的形状取决于机头，其主要作用有：1、改变挤出物料的运动状态，由螺旋运动状态改变为直线运动。
2、为保证制品质量密实，使挤出物料产生一定的压力。
3、进一步促进物料塑化。
4、使物料的截面形状满足产品设计要求。
1挤出机机头设计要求概述1.1挤出机机头通用设计原则挤出机机头要遵循一定的合理的原则来进行相关设计，总结起来讲，主要有以下几个原则：1、为缩短清洗时间和组装时间，挤出机机头的零部件要尽量少，而且要注意各个零部件的相互配合以及对中性。
2、要尽量减少机头中相关的连接环节。
部件数量减少的同时不但可以节约成本，也2、流道中截面积大的区域流速也低，熔融的物料在这样的区域滞留的时间也就越长，这会引起像PE这样的热敏感型混合物料的降解。
针对这类材料，要服从最小流道体积原则，可以通过减小缝隙挤出机机头分配流道的方法，以便缩短挤出机机头的轴向长度。
3、机头流道中要避免物料流动方向的突变，也要防止截面积突变，即流道中不能有死角，所以各个位置的半径不能小于 3mm。
4、在设计挤出机机头的平行成型区时，要消退流道端部的可逆的形变，且要根据生产的产品的性质和所加工熔融物料来进行设计。
挤出成型机头应设置适当的_装置
挤出成型机头应设置适当的装置在塑料加工生产线上，挤出成型机是一个非常重要的设备，通常用于将塑料材料通过加热、挤压和成型等工艺步骤，制成各种塑料制品。
挤出成型机头作为挤出机的关键部件之一，起着至关重要的作用。
为了确保挤出成型过程顺利进行并生产出高质量的塑料制品，必须在挤出成型机头上设置适当的装置。
首先，挤出成型机头应设置压力传感器。
通过在挤出机头部安装压力传感器，可以实时监测挤出机头内部的压力变化情况。
这样的设计能够及时发现压力异常，并及时采取措施进行调整，以确保挤出成型过程中的稳定性和一致性。
压力传感器的设置还可以帮助生产人员更好地掌握挤出机的工作状态，提高生产效率。
其次，挤出成型机头应配置温度控制装置。
在挤出成型过程中，塑料材料需要通过恰当的温度来达到合适的流动性，从而保证成型的质量和精度。
设置温度控制装置可以对挤出机头的温度进行精确控制和调节，确保塑料材料在挤出过程中保持适宜的熔融状态，从而避免塑料因温度过高或过低而造成的质量问题。
此外，挤出成型机头还应当配备过滤器装置。
塑料原料在挤出过程中，可能会夹杂一些杂质、颗粒或异物，如果这些杂质进入到挤出机头中，不仅会影响最终制品的质量，还可能会导致挤出机头堵塞或损坏。
因此，设置过滤器装置能够有效地过滤掉这些杂质，保持挤出物料的纯净性，延长设备的使用寿命，提高生产效率。
最后，挤出成型机头还应当配置冷却装置。
挤出成型过程中，塑料材料通过机头时会受热变软，而成型后需要快速冷却固化才能保持形状。
因此，设置冷却装置可以在塑料制品成型完成后迅速将其冷却，避免变形和开裂的情况发生，同时也有助于提高生产效率和产品质量。
综上所述，挤出成型机头应设置适当的装置，如压力传感器、温度控制装置、过滤器装置和冷却装置等。
这些装置的合理配置不仅可以保障挤出成型过程的稳定性和一致性，还可以提高生产效率，保证塑料制品的质量和精度。
因此，在塑料加工生产线上，合理设计和配置挤出成型机头装置至关重要。
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第五章挤出机头设计及制造
第一节挤出成型模具的分类及作用
一、挤出成型模具包括两部分:机头和定型模｡
1.机头的作用
机头是挤出塑料制件成型的主要部件,它使来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动,并进一步化,产生必要的成型压力,保证塑件密实,从而获得截面形状一致的连续型材。
2.定型模的作用
通常采用冷却､加压或抽真空的方法,将从口模中挤出的塑料的既定形状稳定下来,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｡
3.机头的分类
(1)按挤出成型的塑料制件分类：通常的挤出成型塑件有管材､棒材､板材､片材､网材、单丝､粒料､各种异型材､吹塑薄膜､电线电缆等｡
(2)按制品出口方向分类：可分为直向机头和横向机头,直向机头内料流方向与挤出机螺杆轴向一致,如硬管机头;横向机头内料流方向与挤出机螺杆轴向成某一角度,如电缆机头｡
(3)按机头内压力大小分类可分为低压机头(料流压力小于4MPa)､中压机头(料流压力为4—1OMPa)和高压机头(料流压力大于1OMPa).
二、挤出成型模具的结构组成
以典型的管材挤出成型机头为例,如图5-1所示,挤出成型模具的结构可分为以下几个主要部分｡
图5-1 管材挤出成型机头
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-电加热图(加热图)
1.口模和芯模
口模3是用来成型塑件的外表面的,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｡
2.过滤网和过滤板
过滤网9的作用是将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动,过滤杂质,并形成一定的压力;过滤板又称多孔板, 同时还起支承过滤网的作用｡
3.分流器和分流器支架
分流器6(又称鱼雷头)使通过它的塑料熔体分流变成薄环状以平稳地进入成型区,同时进一步加热和塑化;分流器支架7主要用来支承分流器及芯棒,同时也能对分流后的塑料熔体加强剪切混合作用,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｡
4.机头体
机头体8相当于模架,用来组装并支承机头的各零件｡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｡
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,如图5-1所示的电加热圈10､11｡
6.调节螺钉
图5-1所示调节螺钉5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｡
7.定型模
离开成型区后的塑料熔体虽已具有给定的截面形状,但因其温度仍较高不能抵抗自重变形,为此需要用径套2对其进行冷却定型, 以使塑件获得良好的表面质量､准确的尺寸和几何形状｡
三、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.
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。
3.正确的截面形状和尺寸
由于塑料的物理性能和压力、温度等因素引起的离模膨胀效应，及由于牵引作用引起的收缩效应使得机头的成型区截面形状和尺寸并非塑件所要求的截面形状和尺寸，因此设计时，要对口模进行适当的形状和尺寸补偿，合理确定流道尺寸，控制口模成型长度，获得正确的截面形状及尺寸。
4.合理的选择材料
机头内的流道与流动的塑料熔体相接触，磨损较大；有的塑料在高温成型过程中还会产生化学气体，腐蚀流道。
因此为提高机头的使用寿命，机头材料应选择耐磨、耐腐蚀、硬度高的钢材或合金钢。
第二节管材挤出机设计
一、常用管材挤出机头结构
常用的管材挤出机头结构有直通式、直角式和旁侧式三种形式.
1.直通式挤管机头图5-1及图5-2所示机头主要用于挤出薄壁管材，其结构简单，容易制造。
图5-2所示直通式挤管机头适用于挤出小管，分流器和分流器支架设计成一体，装卸方便。
塑料熔体经过分流器支架时，产生几条熔接痕，不易消除。
直通式挤管机头适用于挤出成型软硬聚氯乙烯、聚乙烯、尼龙、聚碳酸酯等塑料管材。
2.直角式挤管机头如图5-3所示。
其用于内径定径的场合，冷却水从芯棒3中穿过。
成型时塑料熔体包围芯棒并产生一条熔接痕。
熔体的流动阻力小，成型质量较高。
但机头结构复杂，制造困难。
图5－2直通式挤管机头图 5－3 直角式挤管机头1－芯棒2－口模3－调节螺钉 1－口模 2－调节螺钉 3－芯棒4－分流器支架5－分流器 6－加热器7－机头体 4－机头体 5－连接管
3.旁侧式挤管机头如图5-4所示。
其与直角式挤管机头相似，其结构更复杂，制造更困难。
图5－4 旁侧式管挤管机头
1－计插孔2－口模 3－芯棒 4、7－电热器 5－调节螺钉
6－机头体8、10－熔料测温孔9－机头11－芯棒加热器
三种机头的特征见表5-3。
表5-3 三种机头的特征
二、工艺参数的确定
主要确定口模、芯棒、分流器和分流器支架的形状和尺寸,在设计挤管机头时，需有已知的数据，包括挤出机型号、制品的内径、外径及制品所用的材料等.
1.口模
口模是用于成型管子外表面的成型零件。
在设计管材模时，口模的主要尺寸为口模的内径和定型段的长度。
如图5-1所示.
(1)口模的内径D 口模内径的尺寸不等于管材的外径的尺寸，因为挤出的管材在脱离口模后，由于压力突然降低，体积膨胀，使管径增大，此种现象为巴鲁斯效应。
也可能由于牵引和冷却收缩而使管径缩小。
膨胀或收缩都与塑料的性质、口模的温度、压力以及定径套的结构有关。