塑料挤出模具设计
塑料型材挤出成型工艺与模具设计的关键点介绍
塑料型材挤出成型工艺与模具设计的关键点介绍挤出成型是塑料产品主要的成型方法之一，目前广泛应用在建筑、电器、照明等领域。
塑料挤出成型是将熔融状态下的塑料在压力下通过开孔的模口挤出，以获得截面与模口孔形状近似的连续的塑料制品。
通过挤出成型的方法，可以获得许多不同类型的塑料制品，如板材、管材、异型材、薄膜、棒材和纤维。
下面结合实际应用介绍4点挤出成型及模具设计需要注意的关键点：1.根据产品结构类型选择挤出成型定型方式。
通用的定型方式主要有风冷和水冷两种，一般开放式的较厚型材采用风冷方式定型模，没有定型套，直接采用开放的铜片定型产品外轮廓，优势是有助于改善表面拉线问题以及产品细节卡位形状可调性更强；封闭的结构产品采用水冷定型套方式进行定型，保证产品外型尺寸，优势是挤出速度快。
2.挤出产品材料的选择。
对于光学要求高的可以选择高光效的PC材料，对于支架类产品考虑成本因素可选择ABS、PVC材料，还有一些线条灯以及透光性更好需求的可以考虑采用PMMA材料。
不同的材料，就需要选择合适的加工温度以及烤料温度。
3.依据产品结构和材料特性，选择合适的模具设计方案。
对于一些结构简单的产品，尽量优先考虑采用1出多的模具方案，有利于提升加工效率。
由于PC材料粘性更强，在LED 照明产品中应用时，只有一些结构简单的管状结构适合开1出2或1出4的挤出模具，当产品结构复杂时，只能采用1出1的模具成型。
PVC材料、ABS材料加工稳定性更好，成型的产品尺寸稳定性更好，一般优先直接烤料采用1出多的挤出模具方式。
4.结合实际工艺模具加工可行性，产品外型设计需要更加合理。
第一，产品壁厚尽可能设计均匀，壁厚差异太大，容易导致产品挤出内应力过大，一般建议壁厚设计相差不要超过1.3倍。
第二，产品拐角位置需要注意设计圆角，尽可能保证内外部同心，一般圆角宜设计R0.2mm，不宜设计太大，太大容易导致局部料流过快，影响产品成型结构；也不宜过小，太小容易导致产品局部应力过大问题。
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
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（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
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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。
挤出塑料模具课程设计
挤出塑料模具课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握塑料模具的基本概念、分类及挤出模具的工作原理。
2. 学生能够描述挤出塑料模具的设计流程，包括模具结构、材料选择和工艺参数的确定。
3. 学生了解塑料成型过程中的常见问题及解决办法。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件进行挤出模具的设计，具备初步的模具设计能力。
2. 学生能够运用实验设备进行挤出成型实验，掌握实验操作的基本技能。
3. 学生能够分析挤出模具设计中的问题，并提出合理的改进方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对塑料模具设计和制造的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高学生的团队协作能力。
3. 学生能够认识到塑料模具在工业生产中的重要性，增强学生的社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，旨在培养学生的模具设计能力、实验操作技能和问题分析解决能力。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实际应用相结合，为未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 塑料模具基础知识：- 模具的分类、结构及其工作原理。
- 塑料材料的基本性能及选用原则。
- 挤出模具的设计原理和流程。
2. 挤出模具设计方法：- 模具结构设计：包括型腔、型芯、导向装置等。
- 模具材料选择：根据塑料性能和成型工艺选择合适的模具材料。
- 模具工艺参数确定：分析成型过程中压力、温度、速度等参数的影响。
3. 挤出成型实验与问题分析：- 实验设备操作：学会使用挤出机、模具等设备进行实验。
- 实验操作技能：掌握挤出成型过程中各项操作要领。
- 常见问题分析：分析成型过程中可能出现的缺陷，并提出解决方案。
教学内容参考教材相关章节，结合课程目标，按照以下进度安排：1. 塑料模具基础知识（2课时）2. 挤出模具设计方法（3课时）3. 挤出成型实验与问题分析（3课时）三、教学方法本章节采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：在塑料模具基础知识部分，通过教师系统的讲解，使学生掌握模具的基本概念、分类和工作原理。
塑料挤出成型工艺及模具设计
为了应对环保压力，生物降解塑料在 挤出成型工艺中逐渐受到重视，这类 材料在废弃后可自然降解，减少对环 境的负担。
智能化技术的应用
自动化控制
通过引入自动化控制系统，可以精确 控制挤出成型过程中的温度、压力、 速度等参数，提高产品质量和稳定性。
机器学习与人工智能
利用机器学习和人工智能技术对生产 数据进行挖掘和分析，优化工艺参数， 提高生产效率。
压缩系统
对塑料原料进行压缩和 输送，由压缩段、压缩
比和压缩角等组成。
模具系统
用于塑化、混合和输送 塑料原料，由加热器、 冷却系统和控制系统等
组成。
挤出系统
将塑料原料从模具中挤 出，由挤出机、螺杆和
机头等组成。
挤出模具的设计原则
适应塑料特性
根据塑料的熔点、粘度、结晶 度等特性，选择合适的模具结
构和材料。
环境友好型挤出成型工艺的发展
低温挤出
降低挤出温度可以减少能源消耗 ，同时降低冷却时间，提高生产 效率。
短流程工艺
通过优化模具结构和挤出机设计 ，实现短流程生产，减少材料浪 费和能源消耗。
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塑料挤出成型工艺及 模具设计
目 录
• 塑料挤出成型工艺概述 • 塑料挤出模具设计基础 • 塑料挤出成型工艺参数 • 塑料挤出成型模具的维护与保养 • 塑料挤出成型工艺的发展趋势与展望
01
塑料挤出成型工艺概述
挤出成型工艺简介
挤出成型工艺是一种常见的塑料加工技术，通过将塑料原料加热熔融，在挤出机 的压力作用下，通过模具口模形成连续的型材、管材、板材等制品。
每天工作前检查模具各部 件是否正常，如发现异常 应及时处理。
塑料挤出模具设计书籍
塑料挤出模具设计书籍1. 前言塑料挤出模具设计是塑料制品生产过程中至关重要的一环。
优秀的模具设计能够提高产品的制造效率和品质。
然而，塑料挤出模具的设计本身就具有一定的复杂性和挑战性。
本文将介绍一些经典和实用的塑料挤出模具设计书籍，希望能够为相关从业者提供帮助。
2. 《塑料挤出模具技术》《塑料挤出模具技术》是一本比较系统的、介绍塑料挤出模具设计的专业书籍。
该书由塑料挤出模具设计专家张敏波编写，共分为13章，内容包括挤出模具结构、设计原则、设计步骤、零件设计、配件设计、加热冷却、模具试验与调试等方面。
本书的设计思路清晰，图文并茂，既有专业性，同时也容易理解，对于从事挤出模具设计的人员非常有用。
3. 《挤出模具设计手册》《挤出模具设计手册》是一本典型的实用型书籍。
该书由《塑料加工技术》杂志社主编，内容涵盖了挤出模具的设计与加工，包括挤出机螺杆设计、模具设计、制造、调试等方面。
本书图文并茂，重点突出，对于初学者和实践工作者来说是一本不可多得的指导资料。
4. 《塑料成型模具设计与计算》《塑料成型模具设计与计算》是由罗杰·努弗德撰写的，介绍塑料成型模具设计的教材。
该书主要包括模具设计的基本步骤、结构类型、设计中的常见问题及其解决方法等。
全书以实例为主，针对不同材料，对模具的结构和尺寸做了具体的说明和计算，可以帮助模具设计者更好地理解模具的设计和使用。
5. 《挤出模具加工技术》《挤出模具加工技术》是一本针对模具加工人员编写的实用书籍。
本书主要介绍了模具的加工方法与技术，包括计算、铣削、机加工、电火花加工等方面。
此外还特别介绍了加工过程中的注意事项和技巧。
本书内容丰富，实用性强，能够为加工人员提供帮助。
6. 《塑料挤出模具设计案例分析》《塑料挤出模具设计案例分析》是由中国塑料加工协会科技委员会主编的一本书籍。
该书收集了一系列实际的挤出模具设计案例，并对每个案例进行了分析和介绍。
本书图文并茂，案例丰富，能够帮助读者全面了解挤出模具的设计和实际应用。
塑料挤出模具设计
塑料挤出模具设计塑料挤出模具设计指的是生产各种管道、线条、条形等复杂形状的产品，以满足消费者的需求。
挤出模具设计是塑料成型工艺中最关键的一环。
模具设计要求精度高、生产效率高、工艺优良、耐久性强等多个方面的考量，因此，在设计中需要注意各项要素，以达到预期的效果和质量标准。
首先，塑料挤出模具设计需要结合塑料挤出成型的工艺流程和参数，确保稳定的生产和高效的能源利用。
第一步是从材料入手，确定选用哪种材质，例如，挤出模具通常会使用热工模造型钢，湛江模具钢等合金类材料，这些材料能够提高模具的硬度和耐磨性，满足生产高要求产品的需要。
然后，根据产品形状等要求进行模具的设计，制定模具的大小、形状和几何参数，并结合模具的内部结构和装配装置，以确保正常的生产效果。
其次，在塑料挤出模具设计中需要注意模具的板数、结构和加工工艺。
挤出模具通常采用多板式结构，有顶板、底板、侧板、隔板等部件，用来固定塑料管材的截面形状、支撑挤出的压缩过程和控制形状等方面。
而在制作过程中，需要考虑到精度和几何形状的匹配关系，避免由于制造误差等问题造成挤出过程中的漏斗效应和产品的形状变形问题。
由此可见，塑料挤出模具设计、制造和精密加工是一项极其繁琐的工程。
其次，一个优秀的塑料挤出模具设计还需要考虑到产品配合、冷却和粘连等环节。
对于不同的挤出产品，需要根据其特点和要求进行设计和制作。
例如，在挤出大规格、壁厚较大的产品时，应该考虑到的是冷却和卡边设计，以便解决加热带来的产品变形问题；而在厚度较薄、曲度较大的产品上，需要考虑到的是粘连和多层结构的细致设计，以确保产品的精度和美观度。
最后，优秀的塑料挤出模具设计还需要考虑到制造和维护成本的问题。
制造成本与材料、加工和手工制作等资源的利用效率密切相关；而维护成本则往往与使用寿命相关，需要定期进行检查和维护，切勿忽略隐患和故障点。
这样才能确保模具的长期使用效应和成本效益。
总之，塑料挤出模具设计是制造各类产品的重要前提和要素，需要注重各个方面的细节和技术，以满足消费者的需求和制造公司的要求。
挤出模具设计课程设计
挤出模具设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过挤出模具设计的学习，使学生掌握挤出模具的基本结构、工作原理和设计方法，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）了解塑料挤出成型的基本原理和工艺过程；（2）掌握挤出模具的组成、结构和作用；（3）熟悉挤出模具的设计方法和步骤。
2.技能目标：（1）能够分析挤出成型工艺参数对模具设计的影响；（2）具备挤出模具零件尺寸计算和选材的能力；（3）学会使用相关软件进行挤出模具设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队协作精神；（2）强化学生对模具行业的认识，提高学生对模具设计的兴趣；（3）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.塑料挤出成型的基本原理和工艺过程；2.挤出模具的组成、结构和作用；3.挤出模具设计方法和步骤；4.挤出模具零件尺寸计算和选材；5.挤出模具设计软件的使用。
教学过程中，将结合具体案例进行分析，使学生能够更好地理解和掌握所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解理论知识，使学生掌握挤出模具设计的基本原理和方法；2.案例分析法：分析实际案例，使学生了解挤出模具设计的过程和注意事项；3.实验法：通过实验操作，使学生熟悉挤出模具的结构和作用；4.讨论法：分组讨论，培养学生团队协作能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓宽学生的知识视野；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解教学内容；4.实验设备：准备现代化的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，全面、客观地评价学生的学习成果。
挤出成型模具结构设计方案
挤出成型模具结构设计方案挤出成型模具在塑料加工中扮演着至关重要的角色，其结构设计直接影响着制品的质量和生产效率。
本文将探讨挤出成型模具的结构设计方案，旨在帮助提高生产效率和制品质量。
主要结构组成挤出成型模具主要由进料系统、螺杆、模腔和冷却系统组成。
进料系统负责将塑料颗粒送入螺杆，螺杆通过旋转和推进实现塑料的压缩和加热，而模腔则决定了最终制品的形状和尺寸。
冷却系统则用于快速降温和固化塑料制品。
结构设计要点1.螺杆设计：螺杆的设计直接关系到塑料在挤出过程中的压缩、混合和进料能力。
合理设计螺杆的螺距、螺槽深度和压力比可以有效提高生产效率和塑料的均匀性。
2.模腔设计：模腔的结构应考虑到制品的形状、尺寸和壁厚，以确保最终产品符合设计要求。
同时，必须考虑模腔的冷却系统，以避免制品变形和缺陷。
3.冷却系统设计：冷却系统的设计影响着挤出过程中塑料的温度控制和降温速度。
为了提高生产效率和制品质量，冷却系统应布局合理，确保塑料均匀、迅速地冷却固化。
4.材料选择：挤出成型模具的材料选择应考虑到耐磨性、耐腐蚀性和热传导性。
通常情况下，选择高强度、耐磨损的合金钢作为模具材料，以确保模具的寿命和稳定性。
结构优化建议1.流道优化：合理设计流道结构，减少塑料的流动阻力和压力损失，提高进料效率。
2.增加冷却通道：在模腔周围增加冷却通道，提高冷却效率，减少制品变形和翘曲。
3.模具光洁度：保持模具表面的光洁度，减少制品表面缺陷的产生。
4.辅助装置：考虑在模具中增加辅助装置，如拉伸机构或气动系统，以实现特定制品的形状和结构。
结语挤出成型模具结构设计是塑料加工生产中至关重要的环节，合理的设计方案可以提高生产效率、降低成本并保证制品质量。
通过本文的介绍，希望能对挤出成型模具的设计提供一定的指导和参考，以满足不同生产需求的要求。
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第9章挤出模具设计
9．1 概述
塑料挤出成型是用加热的方法使塑料成为流淌状态，然后在一定压力的作用下使它通过塑模，经定型后制得连续的型材。
挤出法加工的塑料制品种类专门多，如管材、薄膜、棒材、板材、电缆敷层、单丝以及异形截面型材等。
挤出机还能够对塑料进行混合、塑化、脱水、造粒和喂料等预备工序或半成品加工。
因此，挤出成型已成为最一般的塑料成型加工方法之一。
用挤出法生产的塑料制品大多使用热塑性塑料，也有使用热固性塑料的。
如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、氯化聚醚等热塑性塑料以及酚醛、脲醛等热固性塑料。
挤出成型具有效率高、投资少、制造简便，能够连续化生产，占地面积少，环境清洁等优点。
通过挤出成型生产的塑料制品得到了广泛的应用，其产量占塑料制品总量的三分之一以上。
因此，挤出成型
在塑料加工工业中占有专门重要的地位。
一、挤出成型机头典型结构分析
机头是挤出成型模具的要紧部件，它有下述四种作用：
（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的制品。
现以管材挤出机头为例，分析一下机头的组成与结构，见图8-1所示。
1．口模和芯棒
口模成型制品的外表面，芯棒成型制品的内表面，故口模和芯棒的定型部分决定制品的横截面形状和尺寸。
2．多孔板（过滤板、栅板）
如图8-2所示，多孔板的作用是将物料由螺旋运动变为直线运动，同时还能阻止未塑化的塑料和机械杂质进入机头。
此外，多孔板还能形成一定的机头压力，使制品更加密实。
3．分流器和分流器支架
分流器又叫鱼雷头。
塑料通过分流器变成薄环状，便于进一步加热和塑化。
大型挤出机的分流器内部还装有加热装置。
分流器支架要紧用来支撑分流器和芯棒，同时也使料流分束以加强搅拌作用。
小型机头的分流器支架可与分流器设计成整体。
4．调节螺钉
用来调节口模与芯棒之间的间隙，保证制品壁厚均匀。
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。
二、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，机头种类专门多，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）按制品出口方向分类
可分为直向机头和横向机头，前者机头内料流方向与挤出机螺杆
轴向一致，如硬管机头；后者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（料流压力为MPa）、中压机头（料流压力为4-10MPa）和高压机头（料流压力在10MPa以上）。
2．设计原则
（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，同时幸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
为使制品密实和消除因分流器支架造成的结合缝，依照制品和塑料种类不同，应设计足够的压缩比。
（3）正确的断面形状
机头的成型部分的设计应保证物料挤出后具有规定的断面形状，由于塑料的物理性能和压力、温度等因素的阻碍，机头的成型部分的断面形状并非确实是制品的相应的断面形状，二者有相当的差异，设计时应考虑此因素，使成型部分有合理的断面形状。
由于制品断面形
状的变化与成型时刻有关，因此操纵必要的成型长度是一个有效的方法。
（4）结构紧凑
在满足强度条件下，机头结构应紧凑，其形状应尽量做得规则而对称，使传热均匀，装卸方便和不漏料。
（5）选材要合理
由于机头磨损较大，有的塑料又有较强的腐蚀性，因此机头材料应选择耐磨、硬度较高的碳钢或合金钢，有的甚至要镀铬，以提高机头耐腐蚀性。
此外，机头的结构尺寸还和制品的形状、加热方法、螺杆形状、挤出速度等因素有关。
设计者应依照具体情况灵活应用上述原则。
9.2 典型挤出机头及设计
常见的挤出机头有管材挤出机头、吹管膜机头、电线电缆包覆机头、异形材料挤出机头等。
一、管材挤出机头及设计
1．管材挤出机头的结构形式
常见的管材挤出机头结构形式有以下四种：
（1）直管式机头图8-3为直管式机头。
其结构简单，具有分流器支架。
芯模加热困难，定型长度较长。
适用于PVC、PA、PC、PE、
PP等塑料的薄壁小口径的管材挤出。
（2）弯管式机头图8-4为弯管式机头。
其结构复杂，没有分流器支架，芯模容易加热，定型长度不长。
大小口径管材均适用,特不适用于定内径的PE、PP、PA等塑料管材成型。
（3）旁侧式机头图8-5为旁侧式机头，结构复杂，没有分流器支架，芯模能够加热，定型长度也不长。
大小口径管材均适用。
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，一般是依照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。
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