塑料模具设计教程_8-2挤出模与挤出机的关系

    挤出成型模具必须安装在与其相适应的挤出机上才能进行生产。进行挤出模具结构设计时，必须要考虑挤出机的技术参数、机头与挤出机的连接形式等，这样所选用的挤出机才能满足模具设计和成型工艺的要求。

8-2-11 挤出机的分类及结构组成

1．挤出机的分类

    挤出成型的塑料品种及塑件形状的不断变化和发展，对挤出机的性能要求越来越高，挤出机的类型也日益增多，其分类方法主要有以下几种：

（1）按螺杆数目分类

    可分为单头螺杆挤出机（如图8-2所示）和双头螺杆挤出机（如图8-3所示）等。

（2）按挤出机中是否有螺杆存在

    可分为螺杆式挤出机和柱塞式挤出机（如图8-4所示）。

（3）按螺杆的转动速度

    可分为普通型挤出机（转速在100r/min以下）、高速挤出机（转速在100～300r/min）和超高速挤出机（转速在300～1500r/min）。

（4）按挤出机中螺杆所处的空间位置

    可分为卧式挤出机（如图8-2和8-3所示）和立式挤出机（如图8-4所示）。

（5）按在加工过程中是否排气

    可分为排气式挤出机（可排除物料中的水分、溶剂及不凝气体等）和非排气式挤出机。

    目前，应用最广泛的是卧式单螺杆非排气式挤出机。

2. 挤出机的结构组成

    挤出机由主机、辅机及控制系统三部分组成。

（1）主机

    主机由以下几部分组成：

1）挤出系统

    主要由螺杆和料筒组成，是挤出机的心脏，完成对塑料的塑化和挤出工作。塑料经过挤出系统塑化成均匀的熔体，并在挤出过程中所建立的压力下，连续、定量、定压、定温通过挤出机头。

2）传动系统

    传动系统的作用是驱动螺杆旋转，保证螺杆在工作过程中所需要的扭矩和转速，它由各种大小齿轮、传动轴、轴承及电动机组成。

3）加热冷却系统

    其作用是对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，以保证挤出成型过程在工艺要求的温度范围内进行。

图8-2  单螺杆挤出机示意图

1－机头连接法兰；2－过滤板；3－冷却水管；4－加热装置；5－螺杆；6－料筒；

7－液压泵；8－测速电机；9－轴承；10－料斗；11－变速箱；12－螺杆冷却装置

图8-3  双螺杆挤出机示意图

1－挤出机法兰；2－过滤板；3－料筒；4－加热装置；5－螺杆；6－视窗；7－料斗； 8－调节臂；

9－轴承；10－变速箱；11－电机

图8-4  柱塞式立式挤出机示意图

1－压缩空气；2－加料螺杆；3－搅拌器；4－液压缸；5－柱赛杆；6－柱赛头；7－绝热层；

8－加热器；9－加热器支承管；10－模管；11－制件；12－冷却水；13－热电偶

（2）辅机

    成型塑件的形状不同，挤出机辅机的组成也不同，辅机一般由以下几个部分组成：

1）冷却装置

    由定型装置出来的塑料在此得到充分的冷却，获得最终的形状和尺寸。

2）牵引装置

    牵引装置的作用是均匀地牵引制件，保证挤出过程连续，并对制件的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。

3）切割装置

    其作用是将连续挤出的制件切成一定的长度或宽度。

4）卷取装置

    其作用是将软制件（如软管、单丝等）卷绕成卷。

（3）控制系统

    挤出机的控制系统是由各种电器、仪表和执行机构组成，它控制挤出机组的主机、辅机、驱动液压缸（或气缸）和其它各种执行机构，以满足挤出工艺所要求的转速和功率；保证主、辅机能协调地运行；检测和控制主、辅机的温度、压力、流量和制件的质量，实现整个挤出机组的自动控制。

8-2-2 挤出机工艺参数的校核

    设计挤出机头时必须对以下项目进行校核：

1. 校核机头与挤出机的连接形式

    机头与挤出机的连接形式如图8-5所示。机头用螺纹连接安装在机头法兰上，而机头法兰与机筒法兰是用铰链螺钉固定的。挤出机的型号不同，安装机头部位的法兰盘结构尺寸也不相同，因此必须校核挤出机法兰盘的结构形式与尺寸、铰链螺钉长度、连接螺钉(栓)直径及分布数量等。

图8-5  机头与设备的连接形式

l－机头法兰；2－铰链螺钉；3－挤出机法兰；4－过滤板；5－螺杆；6－机筒；7－螺钉；8－定位销

图8-6所示为快速更换机头的一种连接形式。更换机头时，液压动力推动锁紧环2旋转，使螺纹部分松开，当旋转到开槽部位与右卡紧环的凸起部对准时，右卡紧环可绕铰链座上的铰链轴转动，退出锁紧环，这时可将机头移到右侧去清洗，然后换上已清洗好的左卡紧环(使左卡紧环的凸起对正锁紧环的开槽后，左卡紧环即可装入锁紧环中)，液压动力转动锁紧环2，使左卡紧环锁紧，即可连续供料。

图8-6  快速更换机头的连接形式

1－铰链座；2－锁紧环；3－固定套；4－过滤板；5－口模；6－测温器；7－手柄

2. 校核过滤板和过滤网的安装配合尺寸

    为了安装过滤板和过滤网，必须校核过滤板和过滤网的安装配合尺寸。安装时，过滤板的端部必须压紧，否则会漏料。

    表8-4为部分国产挤出机的主要技术参数

表8-4  部分国产挤出机的技术参数