【大学课件】塑料挤出成型工艺及模具设计

塑料挤出成型工艺及模具设计欢迎学习塑料挤出成型工艺及模具设计课程本课程将深入探讨塑料挤出成型的工艺流程、设备原理和模具设计技巧塑料挤出成型工艺概述定义特点塑料挤出成型是一种连续生产塑高效率、低成本，适用于生产长料制品的工艺，通过熔融、挤压条形、管状等连续截面的塑料制和冷却塑料来制造各种形状的产品品应用广泛应用于管材、型材、薄膜、电线电缆等领域塑料挤出成型的主要工艺参数温度压力控制塑料的熔融状态，影响产品质量影响塑料的流动性和成型速度，决定和生产效率产品的密实度速度包括螺杆转速和牵引速度，影响产品尺寸和表面质量塑料挤出机的基本组成和工作原理料斗储存和输送塑料原料机筒加热和传送塑料熔体螺杆搅拌、压缩和输送塑料机头连接模具，塑造最终产品形状单螺杆挤出机的结构及其特点结构特点主要由一根螺杆、机筒、加热系统和传动系统组成•结构简单，操作方便•适用范围广•产量较高•混炼性能一般双螺杆挤出机的结构及其特点结构优点由两根相互啮合的螺杆组成，可混炼性能好，适用于加工热敏性并转或反转材料缺点应用结构复杂，成本较高，维护难度适用于特种工程塑料、改性塑料大等高性能材料的加工模具的基本组成及其功能模芯1决定产品的内部形状模腔2决定产品的外部形状流道系统3引导塑料熔体流动冷却系统4控制产品冷却速度和均匀性模具设计的基本原则功能性1满足产品的形状和尺寸要求生产效率2优化流道设计，提高生产效率经济性3合理选材，降低制造和维护成本可靠性4确保模具使用寿命和产品质量稳定性模具的冷却系统设计水冷气冷使用冷却水通道，适用于大多数模具利用空气流动散热，适用于小型模具油冷使用导热油，适用于高温模具模具的加热系统设计电加热油加热常用方式，通过电热管或电热圈加热模具控制精确，响应快速适用于大型模具或需要均匀加热的场合热惯性大，温度分布均匀模具的喷嘴设计确定喷嘴类型计算喷嘴尺寸12根据产品特性选择直流道、侧根据产品截面积和生产速度确流道等喷嘴类型定喷嘴直径优化喷嘴形状考虑热平衡34设计流线型内腔，减少压力损设计加热装置，保持喷嘴温度失和材料滞留稳定模具的型腔设计分析产品结构1明确产品的几何特征和尺寸要求确定分型面2选择合适的分型面位置，便于脱模设计抽芯机构3对于有内腔或凹槽的产品，设计抽芯结构考虑收缩率4根据材料特性，预留适当的收缩余量模具的流道设计主流道连接喷嘴和分流道，通常采用圆锥形分流道将熔体均匀分配到各个型腔浇口连接分流道和型腔，控制熔体流入速度模具的浇口设计点浇口边浇口适用于小型产品，浇口痕迹小适用于薄壁产品，填充均匀扇形浇口膜浇口适用于大型平面产品，减少翘曲适用于精密产品，填充压力低模具的通气孔设计位置尺寸设置在型腔最后填充处和易产生气穴宽度通常为

0.02-

0.05mm，深度为3-的位置5mm形状可采用直槽、锯齿状或多级台阶式模具的收缩率和收缩量的计算收缩率计算收缩量计算收缩率=模具尺寸-产品尺寸/模具尺寸×100%收缩量=产品尺寸×收缩率模具材料的选择模具钢铝合金常用H

13、P20等，具有高强度、高硬度和良好的耐磨性适用于小批量生产，导热性好，加工方便铜合金特种合金用于高导热要求的部件，如冷却水管如钛合金，用于特殊工艺要求的模具模具的制造工艺粗加工1锯切、铣削等初步成型精加工2精铣、磨削等提高精度热处理3淬火、回火等提高硬度表面处理4镀镍、氮化等提高耐磨性模具表面处理工艺电镀氮化涂层镀铬、镀镍等，提高耐蚀性和硬度提高表面硬度和耐磨性如PVD、CVD涂层，提高耐磨性和脱模性模具的维护和保养日常清洁定期检查每次使用后清洁模具表面，防止检查模具各部件是否磨损、变形残留物积累或损坏润滑保养防锈处理定期对活动部件进行润滑，减少使用防锈油或防锈剂保护模具表摩擦磨损面挤出模具的常见问题及解决方案问题解决方案•产品尺寸不稳定•调整温度和压力•表面缺陷•优化冷却系统•熔体流动不均匀•改进流道设计模具设计实例分析（）1需求分析确定产品规格和性能要求结构设计设计模具整体结构和关键部件仿真分析进行流动、冷却等仿真分析优化改进根据分析结果优化设计方案模具设计实例分析（）23D模型流动分析温度分布展示模具的整体结构和内部构造模拟塑料熔体在模具内的流动状态分析模具各部位的温度变化情况模具设计实例分析（）3设计初稿1根据产品要求完成模具初步设计仿真优化2通过CAE软件进行流动、冷却仿真，优化设计制造装配3根据优化后的设计图纸制造和装配模具试模调试4进行试模生产，根据问题进行调整和完善挤出成型工艺的质量控制温度控制压力监测精确控制各区域温度，确保材料充分实时监测挤出压力，保证产品稳定性熔融尺寸检测在线测量产品尺寸，及时调整生产参数挤出成型工艺的自动化与数字化智能控制系统机器视觉检测实现生产参数的自动调节和优化自动检测产品表面缺陷和尺寸偏差数据采集与分析远程监控与维护收集和分析生产数据，提高工艺实现设备远程监控和故障诊断稳定性挤出成型工艺的新发展趋势绿色环保1开发可降解材料和回收技术智能制造2应用人工智能和大数据技术复合材料3开发新型复合材料挤出工艺微纳米挤出4研究微纳米级产品的挤出成型挤出成型技术的应用领域实际案例分享和交流汽车行业建筑行业医疗行业汽车密封条和装饰条的挤出成型工艺优化大口径PVC管材的挤出工艺改进和质量提升精密医疗导管的挤出成型技术创新总结与展望技术创新1不断开发新材料、新工艺和新设备智能化升级2推进数字化和智能化生产绿色发展3注重环保和可持续发展人才培养4加强专业人才的培养和技能提升。