挤出机头设计与制造----第五节 异型材挤出机头设计

第五节  异型材挤出机头设计

除了前面所述的挤出制品,凡是具有其他断面形状的塑料挤出制品,统称为异型材。异型材制品有日常生活中常见的塑料门窗,百叶窗,冰箱及铝门窗封条,如图5-19。

一、板式机头

如图5-20所示,此种机头由模座4和口模板3组成。口模板能迅速更换,适用于小规格、小批量、多品种异型材生产.但型材也难以达到高的尺寸准确性。目前多用于软聚氯乙烯型材的小批量订货和粘度不高、热稳定性较好的聚烯烃类塑料。

图5-19 异型材种类

图5-20 板式机头

1-芯棒 2-口模 3-扣模板 4-模座

二、流线型机头

 如图5-21所示,此种机头整个流道无任何“死点”,截面持续逐渐减小,流道表面光滑,直至成型区达恒截面。这样的机头流道,熔体无滞留点,且流速恒定增加,能获得最佳型材质量。但机头流道加工较困难,须经过特殊加工整体制成.

三、设计要点

    1.口模与制品形状的关系 口模的截面形状与制品的截面形状并不一致,这是因为异型孔各壁面与尖角部的流速不相等,其尖角部分流出的流量小于其直边部分,所以口模的形状应在直壁部收缩。图5—22a所示为口模形状,图5—22b所示为塑件的形状。

图5-21流线型机头

图5-22 口模与制品形状的关系

a)模口截面形状   b)塑件截面形状

    2.机头结构参数分流器扩张角对于成型条件要求严格的塑料如硬聚氯乙烯等应尽量控制在60左右;机头压缩比=3-13;压缩角=25-50。

    3.口模的尺寸设计异型材的壁厚如不完全一致时,则厚的部位流量大、阻力小。当牵引的速度按厚的部位的速度进行时,则薄的部位就更薄。反之则厚的部位出现曲折波浪。这种现象可以通过改变口模定型段的长度来解决。然而这种设计数据与实际很难一致,必须经过试模后修正。

    口模与实际制品尺寸的关系是随着物料种类、成型温度、成型速度及混炼状况等而变的,并无确定的规则。表5—19为模唇设计的经验数据。

表5—19 模唇设计的经验数据

材料

宽度

高度

成形段长高比(L/A)

CA

12%~20%

10%~30%

4:1 -16: 1

CAB

10%~20%

10%~20%

4:1 -16: 1

EC

-10%

20%

5:1

PS

-12%~20%

-15%~13%

6:1-24:1

PVC

-12%

3%

6:1

Actryloid

10%

-5%

-

EPC

10%

20%

4:1-16:1

    在挤出厚薄不一致的异型材时,要把厚的部分的定型段长度加长。表5—20为模唇的常用设计数据。

表7—2O模唇的常用设计数据

材料

宽度

高度

壁厚

定型段长度/mm

一般塑料

+20%

+35%

厚度一致时+20%

25-38

SPVC

+20%

+30%

厚度一致时+12.5%

厚度不一致时+13.2%

HPVC

+1%

+1%

+1.1%

13

PE

+10%

+15%

0%(试模时修正)

-

CA

CAB

PS

+20%

+20%

0%(壁厚较大时-10%以上)

25-38

    异型材的尺寸和几何形状精度,除了机头设计合理外,还主要取决于定型模。异型材的定型方式有很多种,本章主要介绍多板式定型、加压定型和真空定型三种结构形式。

   1.多板式定型 如图5-23所示,多板式定型是最简单的一种形式,将多块厚度为3-5mm的黄铜板或铝板,以逐渐加大的间隔放置在水槽中。板的中央开出逐渐减小的成形形状的孔。使从口模挤出的型材穿过定型板,边冷却边定型。考虑到冷却后的异型材还会收缩,所以最后一块定型板的形孔要比型材成型后的尺寸放大2% -3%.

图5—23 多板式定型

1-芯棒 2-口模 3-型材 4-定型板

    2.加压定型 亦称压缩空气外定型,通常仅适用于当量直径大于25mm以上的中空异型材。如图5-24所示,定型模5与挤出型材7之间的接触,靠空气压力(0.02-0.1MPa)。压缩空气由机头芯模1导人型材7内,并用浮塞9封闭。采用此种定型方法时,由于定型模与管材的接触面长,而且管内有一定的压力,所以成形的型材外表面尺寸精度较高而且表面粗糙度值较低。

图5—24 加压定型

1-芯模 2-压缩空气入口 3-机头体 4-绝热垫 5-定型模

6-冷却水 7-型材 8-链索 9-浮塞 10-水出口 11-水入口

    3.真空定型亦称真空外定型。如图5-25所示,型材与定型模间的紧密接触,是靠给定型模周围壁上的细孔或缝口抽真空来达到。在型材内无浮塞,只需维持大气压力即可。对于闭式空心型材,通常串联几个定型装置,例如窗用异型材的定型装置就分3段,每段约长400-500mm。当型材引入第1段中,由于受到拉挤压力而发生塑性变形,并沿模壁贴合形成与定型模截面相一致的型材外形。若想在型材上形成沟槽、突缘或凸起,可留在定型模的后一段进行, 以减少卡塞的危险。

图5-25 真空定型

1-冷却水入口 2-冷却水出口 3-真空 4-至真空泵

      4.参数的确定

     (1)定型模长度  实践表明,当异型材壁厚达2.5-3.5mm范围时,定型模总长度在1600-2600mm,这将给加工带来极大困难。为此,常将定型模分成多段制造,然后组装使用。其分段依据见表5—21。

表5—21 异型模定型模分段参考数据 (mm

异型材截面尺寸壁厚

定型模总长度

可分段数

壁厚

高X宽

500~1300

1200~2200

2000以上

1-2

2-3

3以上

1.5以下

1.5~3.0

3.0以上

40X200以下

80X300以下

80X300以下

(2)定型模型腔尺寸 由于异型材型坯在定型过程中,要经历冷却收缩和牵引拉长的变化,致使定型后的异型材的截面尺寸变小,故定型模径向尺寸必须适当放大。尺寸放大的唯一依据,是异型材定型收缩率,见表5—22

表5—22 异型材定型收缩率

塑料名称

ABS

CA

PA610

PA66

PE

PP

RPVC

SPVC

收缩率(%)

1-2

1.5-2

1.5-2.5

1.5-2.5

4-6

3-5

0.8-1.3

3.5-5.5

暂无评论...
  • 称呼:
  • 电话:
  • 邮件:
  • 内容:
  • 提交: