塑料异型材挤出模具课件.ppt

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1、挤出模头设计挤出模头设计 在塑料异型材在塑料异型材挤出成型出成型过程中，程中，对于由于由挤出机出机挤出的熔融的模塑料，出的熔融的模塑料，挤出模出模头起着起着稳流流、分流分流和和成型成型3种作用种作用通通过挤出模出模头流道被流道被挤出的模塑料型坯，出的模塑料型坯，还须经过气隙之后，被气隙之后，被牵引引进入定型模入定型模进行定型和冷却，才能最行定型和冷却，才能最终成成为塑料异型材塑料异型材产品。品。挤出模头流道的基本要求挤出模头流道的基本要求要有正确的出口截面形状要有正确的出口截面形状从模从模头挤出的异型材型坯的截面形状，不是出的异型材型坯的截面形状，不是产品的最品的最终截面形状，最多只是截面形状

2、，最多只是近似形状近似形状。型坯型坯挤出模出模头后受后受牵引引经过气隙气隙进入定型模入定型模中，至少中，至少还将受到将受到3种不能忽略的作用：种不能忽略的作用：离模膨离模膨胀拉伸拉伸变形形冷却收冷却收缩，改变型坯截面的形状和尺寸改变型坯截面的形状和尺寸挤出模头出口截面形状的设计挤出模头出口截面形状的设计必须考虑到这些作用的结果必须考虑到这些作用的结果离膜膨胀离膜膨胀聚合物熔体聚合物熔体挤出物的尺寸和截面形状与出物的尺寸和截面形状与挤出口出口模不同，有明模不同，有明显的的胀大，大，这一一现象被称象被称为巴拉巴拉斯斯(Barus)效效应，又称，又称为离模膨离模膨胀(Die Swell)或或出口膨出

3、口膨胀要让型材坯料均匀地挤出要让型材坯料均匀地挤出 在模头出口处，在模头出口处，要求要求料流截面上各部分的料流截面上各部分的平均流速应相等平均流速应相等（亦有称之为流速分布均匀）。（亦有称之为流速分布均匀）。否则否则，在同样的牵引速度下，在同样的牵引速度下，离开模头离开模头后的后的型型坯坯各部分的形状就会产生不一样的变化。各部分的形状就会产生不一样的变化。流速流速较快的部分就会比流速较慢的部分体积增加较快的部分就会比流速较慢的部分体积增加，这样，很难保证对型材产品截面形状的要求这样，很难保证对型材产品截面形状的要求问题问题：异型材绝大部分是薄壁型材，且一般：异型材绝大部分是薄壁型材，且一般截截

4、面形状都十分复杂面形状都十分复杂，壁厚也并不完全相等壁厚也并不完全相等。尤。尤其是异型材的其是异型材的各种功能块结构大多数不是规范各种功能块结构大多数不是规范的几何形状的几何形状。方法方法：必须对各部分流道中的：必须对各部分流道中的流动阻力进行调流动阻力进行调整整。另外，异型材各部分流道的前后级之间是。另外，异型材各部分流道的前后级之间是相互关联的，分流部分的流道设计也会影响成相互关联的，分流部分的流道设计也会影响成型部分流道中流速的分布型部分流道中流速的分布合理的流道设计合理的流道设计需要产生适当的背压需要产生适当的背压模塑料只有在一定的模塑料只有在一定的压力下才能力下才能实现塑化的要塑化的

5、要求，求，该压力称力称为背背压。背背压的大小主要是由模塑料料流通的大小主要是由模塑料料流通过模模头流流道道时产生的生的压力降力降(p)所决定的。所决定的。背背压过低低会会导致模塑料塑化不良，不能保致模塑料塑化不良，不能保证制品的制品的物理性能；而物理性能；而背背压高高将消耗更多的将消耗更多的动力，力，过高高还可能可能对设备造成造成过度的磨度的磨损，甚至，甚至损坏。坏。影响背影响背压的因素的因素：型坯截面的复：型坯截面的复杂程度、模程度、模头流道的流道的结构、型坯的构、型坯的挤出速度和模塑料的流出速度和模塑料的流变性能等都有直接的影响。性能等都有直接的影响。流道的变化应尽量平缓流道的变化应尽量平

6、缓流道壁面曲流道壁面曲线应呈流呈流线型，不能有突型，不能有突变。引起。引起料流方向改料流方向改变的的扩张或收或收缩角的半角的角度，角的半角的角度，一般要求不大于一般要求不大于1 2。流道流道变化的化的过程，程，应尽可能做到均匀尽可能做到均匀，或只是，或只是让熔体料流平熔体料流平缓地加速；地加速；这样做的目的都是做的目的都是为了减了减轻熔体料流中的高分子熔体料流中的高分子链段可能段可能产生的生的弹性性变形的程度，使得形的程度，使得弹性效性效应所引起的所引起的离模膨离模膨胀等不利影响减至最低等不利影响减至最低，而，而让熔体破裂等熔体破裂等现象象产生的可能性生的可能性趋于零于零。要让型材坯料在离开模

7、头之要让型材坯料在离开模头之前有足够的纯剪切流动过程前有足够的纯剪切流动过程让料流在料流在纯剪切流剪切流动的的过程中尽可能充分地程中尽可能充分地实现弹性松弛，性松弛，这也就是也就是说，模，模头流道出口前都流道出口前都要要有一段足有一段足够长的平直段的平直段（或称成型段）。（或称成型段）。平直段平直段长度也度也绝不是越不是越长越好。平直段越好。平直段长，会增大背会增大背压，增加功耗；，增加功耗；会延会延长模塑料在高温段的停留模塑料在高温段的停留时间，这尤其尤其对PVC塑料是十分不利的；塑料是十分不利的；很重的模很重的模头对于制造和使用也都是很不利的。于制造和使用也都是很不利的。流道壁表面需要十分

8、光滑流道壁表面需要十分光滑由于流道壁表面的状况，由于流道壁表面的状况，对于聚合物熔体于聚合物熔体在流道中的在流道中的挤出流出流动状状态会会产生很大的影生很大的影响。所以要求流道壁表面不但要平整光滑，响。所以要求流道壁表面不但要平整光滑，而且要求粗糙度一致。不能有缺陷，更不而且要求粗糙度一致。不能有缺陷，更不能有能有死角和毛刺死角和毛刺，以至出，以至出现挂料挂料现象，象，这一点一点对于于PVC塑料更加重要塑料更加重要挤出模头的基本结构挤出模头的基本结构影响挤出模头结构设计的主要因素影响挤出模头结构设计的主要因素（1）异型材的截面形状）异型材的截面形状-影响影响挤出模出模头结构构 挤出模出模头的的

9、总体体结构根据异型材的构根据异型材的类型区分，型区分，中中空型材的空型材的挤出模出模头必必须设计分流分流锥、分流支架和型、分流支架和型芯芯结构来形成中空型材的主空腔构来形成中空型材的主空腔；开式型材开式型材（包括半开式型材）没有主空腔，所以开（包括半开式型材）没有主空腔，所以开式型材的式型材的挤出模出模头一般一般没有分流没有分流锥、分流支架和型分流支架和型芯构件芯构件。挤出模出模头流道的复流道的复杂程度程度，主要是，主要是由由于于异型材截异型材截面的复面的复杂情况决定情况决定的。异型材截面上功能的。异型材截面上功能块和空腔和空腔数目越多，截面形状就越复数目越多，截面形状就越复杂，挤出模出模头的

10、流道也的流道也会更加复会更加复杂。异型材截面面。异型材截面面积的均匀分布，有利于的均匀分布，有利于模模头中料流的均匀分流，容易中料流的均匀分流，容易实现均匀均匀挤出出（2）挤出模塑料的配方）挤出模塑料的配方-影响挤出模头结构影响挤出模头结构模塑料配方不但决定着塑料熔体的黏度，而且也模塑料配方不但决定着塑料熔体的黏度，而且也影响着塑料熔体的影响着塑料熔体的弹性效性效应，因此是影响，因此是影响挤出出模模头结构构设计的重要因素。的重要因素。对于于PVCPVC塑料：抑制或塑料：抑制或缓解解PVCPVC塑料的塑料的热降解降解过程，是程，是PVC-UPVC-U加工中首先要考加工中首先要考虑的重要的重要问题

11、。添加。添加热稳定定剂，或利用或利用润滑滑剂和加工助和加工助剂等改等改变熔体流熔体流变状况，以状况，以获得得较低的加工温度，是低的加工温度，是模塑料配方方面模塑料配方方面可采取的措施；可采取的措施；而而缩短模短模头流道流道长度，改善流道度，改善流道结构，减少料流在模构，减少料流在模头内的内的时间，杜，杜绝积料和挂料料和挂料现象，象，则是是模模头结构构设计方面方面可考可考虑采取的措施。采取的措施。对于一定的要求来于一定的要求来说，这两方面的措施是可以互两方面的措施是可以互补的。的。实际上，上，PVC-U模塑料是有十多种模塑料是有十多种组分的干分的干混粉料，其采混粉料，其采购和混料作和混料作业的的

12、过程，程，难免存免存在一些不确定因素。因此出料不均在一些不确定因素。因此出料不均现象所引象所引起的异型材型坯形状的畸起的异型材型坯形状的畸变，在一定范，在一定范围内，内，是塑料异型材的尺寸公差所允是塑料异型材的尺寸公差所允许的；的；进而可而可以通以通过各种工各种工艺手段（如微手段（如微调温度和速度等）温度和速度等），减，减轻或改善；或改善；（3）挤出机的性能）挤出机的性能-影响挤出模头结构影响挤出模头结构在一台在一台挤出机上已出机上已经实现型坯均匀型坯均匀挤出的出的挤出出模模头，调换挤出机后原先的流道平衡状出机后原先的流道平衡状态被打被打破，不再有均匀的出料，型坯破，不再有均匀的出料，型坯发生

13、了畸生了畸变。甚。甚至在同一至在同一规格型号的两台格型号的两台挤出机之出机之间，也会出，也会出现型坯畸型坯畸变。（4）型材挤出的速度）型材挤出的速度-影响挤出模头结影响挤出模头结构构 塑料异型材塑料异型材挤出的速度是出的速度是挤出模具（包括模出模具（包括模头和和定型模）定型模）设计的一个十分重要的参数。的一个十分重要的参数。对于模于模头来来说，随着，随着挤出速度出速度的提高，的提高，熔体剪切速率熔体剪切速率将提高，将提高，体体积流量流量Q将增加，模将增加，模头压力降力降p将增大将增大剪切速率的提高剪切速率的提高也将改也将改变熔体的黏熔体的黏弹性性状况，很明状况，很明显，分流引起的拉伸流，分流引

14、起的拉伸流动会会强烈；熔体入口效烈；熔体入口效应、离模膨离模膨胀等等弹性性现象也都会增象也都会增强，超，超过一定界限一定界限（临界剪忉速率界剪忉速率）还将会出将会出现熔体破裂熔体破裂现象。象。在在较低低挤出速度下料坯均匀出速度下料坯均匀挤出，截面形状正确的出，截面形状正确的挤出模出模头，提高，提高挤出速度后，将可能失去平衡，出出速度后，将可能失去平衡，出现出料不均出料不均现象和型坯形状的畸象和型坯形状的畸变。（5）挤出模头的制造工艺挤出模头的制造工艺 -影响挤出模头结构影响挤出模头结构制造工制造工艺强烈地影响着烈地影响着挤出模出模头的的结构构设计，满足同一种异型材足同一种异型材挤出成型的流道基

15、本要求，出成型的流道基本要求，可以可以设计出很多种可行的出很多种可行的挤出模出模头结构形式。构形式。由于由于电加工技加工技术的不断完善，特的不断完善，特别是慢走是慢走丝大大锥度度线切割机床的普遍使用，以及磨料流加工切割机床的普遍使用，以及磨料流加工技技术和高速高精度和高速高精度铣削加工技削加工技术的的发展，使得展，使得挤出模出模头模板和流道的加工都更加方便快捷，模板和流道的加工都更加方便快捷，加工加工质量也更加有保障；量也更加有保障；挤出模头结构设计挤出模头结构设计塑料异型材塑料异型材挤出模出模头的的设计是从合理的异型材是从合理的异型材截面截面图开始的。开始的。在异型材在异型材挤出模出模头的的

16、设计中，当然也是在整个中，当然也是在整个挤出模具的出模具的设计中，首先要考中，首先要考虑的是异型材在的是异型材在挤出生出生产线上的上的坐坐标位置位置。异型材的挤出中心异型材的挤出中心 异型材的异型材的挤出中心出中心即即挤出系出系统中心中心线与与挤出中出中的异型材截面的交点。的异型材截面的交点。根据异型材截面根据异型材截面图，选择异型材的异型材的挤出中心，出中心，主要有主要有3种做法。种做法。选择异型材横截面的重心异型材横截面的重心作作为异型材的异型材的挤出出中心。中心。这主要考主要考虑有利于熔体有利于熔体质量流的均匀分量流的均匀分流。流。对于横截面面于横截面面积相相对比比较集中的异型材集中的异

17、型材挤出模具，作出模具，作这样选择的的较多。多。T为型材重心为型材重心O为异型材挤出中心为异型材挤出中心选择异型材横截面外形的中心作异型材横截面外形的中心作为异型材的异型材的挤出中心。出中心。这是主要考是主要考虑让熔体分流路径上熔体分流路径上压力力损失均衡（失均衡（图b）对于横截面形状于横截面形状较分散的异型材分散的异型材，这样的的选择会会较有利于有利于实现整个模整个模头流道均衡地分流，流道均衡地分流，对提高模提高模头的出料的出料稳定性是大有好定性是大有好处的（的（图c）选择异型材的挤出中心选择异型材的挤出中心方法二方法二选择异型材的挤出中心选择异型材的挤出中心方法三方法三选择异型材横截面的主

18、要型腔的中心异型材横截面的主要型腔的中心，作，作为挤出中心出中心或根据前两种或根据前两种选择方法作适当方法作适当调整整选择异型材的异型材的挤出中心出中心，也就是在，也就是在确定模确定模头的的料流开始分流前的流道中心料流开始分流前的流道中心，与，与挤出生出生产线上上异型材截面的位置异型材截面的位置关系，关系，这对实现均衡分流是均衡分流是有影响的。有影响的。选择异型材的异型材的挤出中心出中心对分流流道的形状、大分流流道的形状、大小和方向小和方向，对均衡分流的影响会更加均衡分流的影响会更加强烈。因烈。因此，此，选择异型材的异型材的挤出中心，出中心，应该综合考合考虑分分流流道的流流道的结构构设计异型材

19、挤出的方位异型材挤出的方位异型材异型材挤出方位的出方位的选择主要取决于型材主要取决于型材牵引引夹持持的需要和定型模型腔的型板分的需要和定型模型腔的型板分块加工的有关要求加工的有关要求要求既能便于要求既能便于稳定地定地夹紧型材型材，又不至于，又不至于让夹紧力造成形状力造成形状还没有完全没有完全稳定定的异型材有大的的异型材有大的变形形，要求异型材在要求异型材在挤出生出生产线上的上的上下两个面最好能上下两个面最好能为平行面平行面（异型材（异型材牵引几乎都是采用履引几乎都是采用履带式式牵引引装置，装置，牵引力是通引力是通过两根履两根履带的橡胶的橡胶块夹持型材持型材来来传递的的)。决定了大部分塑料决定了

20、大部分塑料门窗主型材在窗主型材在挤出生出生产线上都上都是是以可以可视面面为上下面上下面，而且，而且，为方便型坯方便型坯进入定入定型模，常型模，常让面面积较小的一个可小的一个可视面在下面在下边对于推拉窗框型材可以有两种方法来于推拉窗框型材可以有两种方法来夹持。但持。但是，型材的是，型材的夹持方法不同，持方法不同，定型模型腔的型板定型模型腔的型板分分块方式方式会有改会有改变。这对型腔板的加工、水气型腔板的加工、水气路的布置和定型模的操作路的布置和定型模的操作影响很大，直接影响影响很大，直接影响到到挤出模具的制造成本和作出模具的制造成本和作业稳定性，所以是定性，所以是挤出模具出模具设计时首先要考首先

21、要考虑的的问题。口模截面图设计口模截面图设计 P279口模截面口模截面图（简称称为口模口模图形）是形）是挤出模出模头流流道出口的截面形状，是由道出口的截面形状，是由挤出模出模头的型芯（包的型芯（包括型芯括型芯镶件）和口模板（亦称成型板）两种零件）和口模板（亦称成型板）两种零件构成的。件构成的。口模口模图形确定了形确定了型芯（包括内筋）的外形和口型芯（包括内筋）的外形和口模板的内腔尺寸模板的内腔尺寸，是，是挤出模出模头上最关上最关键的尺寸。的尺寸。正确的口模正确的口模图形是形是挤出模出模头设计的基本要求之的基本要求之一。一。口模出口口模出口处，如果型坯各部分的平均速度相等，若不，如果型坯各部分的

22、平均速度相等，若不考考虑自重的影响，那么均匀自重的影响，那么均匀挤出的型坯出的型坯还要受到三方要受到三方面的作用：面的作用：熔体离模膨熔体离模膨胀；型坯型坯牵伸收伸收缩；型坯冷却型坯冷却收收缩。对于平于平缝口模中熔体的流口模中熔体的流动可以看作是一可以看作是一维流流动，其，其挤出型坯的离模膨出型坯的离模膨胀也是一也是一维的，只的，只发生在生在型坯壁厚型坯壁厚方向方向。关于型坯的关于型坯的牵伸收伸收缩，挤出物受出物受牵伸作用伸作用产生的形状生的形状和尺寸和尺寸变化，遵循化，遵循几何相似形几何相似形规律律。在均匀冷却的条。在均匀冷却的条件下，件下，型坯的冷却收型坯的冷却收缩也是也是线性的性的。设型

23、坯在型坯在进入定型模后，由于真空吸附的定型作用，入定型模后，由于真空吸附的定型作用，能能够基本保持原有的基本保持原有的挤出形状。那么，通出形状。那么，通过定塑模后定塑模后型材的最型材的最终尺寸尺寸应该是，型坯离开口模是，型坯离开口模时的尺寸与的尺寸与这三方面作用三方面作用结果的果的线性叠加性叠加。型材主体口模图形的设计型材主体口模图形的设计口模图形设计举例口模图形设计举例 塑料异型材的型材主体塑料异型材的型材主体绝大部分是中空薄壁框，我绝大部分是中空薄壁框，我们以中空薄壁矩形框型材为们以中空薄壁矩形框型材为例，来推导型材主体口模图例，来推导型材主体口模图形设计的计算公式形设计的计算公式设型材壁

24、厚型材壁厚为h，口模出口，口模出口缝隙高度隙高度为h。由。由于型材壁厚于型材壁厚h是是挤出型坯离开口模出型坯离开口模时的尺寸的尺寸（即口模出口（即口模出口缝隙高度隙高度h），），经过离模膨离模膨胀、牵伸收伸收缩和冷却收和冷却收缩三方面作用三方面作用线性叠加后的性叠加后的尺寸，所以有：尺寸，所以有：则口模图形中口模缝隙高度则口模图形中口模缝隙高度h的计算公式为的计算公式为 设矩形框型材截面外形长为设矩形框型材截面外形长为A，宽为，宽为B，其相，其相应的壁厚中心线之间的距离分别为应的壁厚中心线之间的距离分别为Ao和和Bo 设该设该型材口模图形外形的长和宽分别为型材口模图形外形的长和宽分别为A和和B

25、，其相，其相应的口模缝隙中心线之间的距离分别为应的口模缝隙中心线之间的距离分别为A0 和和B0。由于由于平缝口模的离模膨胀只发生在型坯壁厚平缝口模的离模膨胀只发生在型坯壁厚方向方向，所以可以认为该型材型坯的离模膨胀，所以可以认为该型材型坯的离模膨胀，以以口模缝隙中心线为中心对称发生口模缝隙中心线为中心对称发生，即型材壁厚中，即型材壁厚中心线之间的距离不受离模膨胀作用的影响，但仍心线之间的距离不受离模膨胀作用的影响，但仍受到牵引收缩和冷却收缩两方面的作用，受到牵引收缩和冷却收缩两方面的作用，-（5-6）-5-9 型材壁厚中心线之间的距离不受离模膨胀的型材壁厚中心线之间的距离不受离模膨胀的影响，仅

26、受到牵伸收缩和冷却收的作用影响，仅受到牵伸收缩和冷却收的作用成型段（平直段）流道设计成型段（平直段）流道设计 p324模腔成型段流道都分成多模腔成型段流道都分成多块模板来加工，模板来加工，这是是因因为异型材复异型材复杂的的结构所形成的构所形成的细小流道，只小流道，只有分有分块才能才能进行精整加工，才方便模具行精整加工，才方便模具调试时的修正的修正 有两种分有两种分块的方法：的方法：纵向分向分块和横向分和横向分块纵向分向分块是将模腔中刀具或精整工具无法触及是将模腔中刀具或精整工具无法触及的流道剖分开来方便加工；横向分的流道剖分开来方便加工；横向分块是将整个是将整个模腔流道截成几段，以便精整工具从

27、每段的两模腔流道截成几段，以便精整工具从每段的两端触及流道内部加工。端触及流道内部加工。不不论纵向分向分块或横向分或横向分块，一般都要在模，一般都要在模头的的出口出口处设计一一块横截流道的口模板（成型板），横截流道的口模板（成型板），保保证模模头出口出口为完整的口模完整的口模图形形状。口模板形形状。口模板的厚度，一般的厚度，一般设计为20mm，少有，少有15mm，这是是在方便加工和在方便加工和强度之度之间找平衡的找平衡的结果。果。L=(2050)h 收缩段流道设计 P323收缩段流道有两种构成方法分流支架设计分流支架设计 P294分流支架分流支架结构是构是针对中空型材（塑料中空型材（塑料门窗异

28、型窗异型材材绝大部分是中空型材）大部分是中空型材）设计的，的，为保保证型芯型芯和分流和分流锥在模在模头流道中流道中悬空空，以形成异型材的，以形成异型材的空腔，所以要有空腔，所以要有分流筋分流筋支撑型芯和分流支撑型芯和分流锥。特征：特征：形成了由分流筋分开的若干个分流道，形成了由分流筋分开的若干个分流道，成成为分流支架流道的一个特征。分流支架流道的一个特征。分流支架流道另外一个要求：分流支架流道另外一个要求：即在口模即在口模图形基形基础上上扩大流道截面，使分流大流道截面，使分流支架流道在向成型段流道（即形成口模支架流道在向成型段流道（即形成口模图形形的平直流道的平直流道过渡渡时有一个明有一个明显

29、的收的收缩过程。程。作用一作用一:是使得是使得经分流筋分流后再分流筋分流后再汇合的熔料合的熔料在收在收缩流道中，流道中，对流流动有有稳定作用定作用作用二作用二:是可以通是可以通过控制收控制收缩角角(即控制平直即控制平直段段长度，来局部度，来局部调节模模头各部分的出口流量，各部分的出口流量，实现均匀均匀挤出。出。收缩段斜面的角度称为收缩角a，常在1020之间选择；根据分流支架流道在口模图形基础上外扩35mm的情况；收缩段流道长度约1015mm。而独立的收缩板的厚度一般设计为2030mm因此因此对于开式型材，没有型芯和分流于开式型材，没有型芯和分流锥，不需要分流支架，不需要分流支架，但是也要但是也

30、要设计一段在口模一段在口模图形基形基础上上扩大流道截面形的平直大流道截面形的平直流道，一端与流道，一端与圆柱流道展开后的机柱流道展开后的机颈流道相流道相连接，另一端与接，另一端与进入成型段之前的收入成型段之前的收缩流道相流道相连接接这一段平直流道的一段平直流道的长度可度可以被以被设计得很短，但是，都要在成型段流道之前形成一段收得很短，但是，都要在成型段流道之前形成一段收缩的流道，以便的流道，以便调节模模头出口的流量出口的流量分流支架流道分流支架流道a为平行于平行于挤出方向的平直流道，出方向的平直流道，内内侧边界界b-般般选择与口模与口模图形的内形的内侧边界一致，界一致，也就是和模也就是和模头中

31、型芯的外形尺寸一致中型芯的外形尺寸一致。这样设计的的最大好最大好处是，从分流是，从分流锥经分流支架分流支架到型芯，由多到型芯，由多块模板模板组成的流道的内成的流道的内侧尺寸一尺寸一致，可以直接用致，可以直接用线切割的方法切割的方法获得，得，这样大大大大方便了机械加工，也有利于保方便了机械加工，也有利于保证多多块模板装配模板装配的精度，的精度，获得平滑的得平滑的衔接。接。分流支架流道的外分流支架流道的外侧边界界c，一般是在型材主体的口，一般是在型材主体的口模模图形基形基础上，将上，将口模口模图形的外形的外侧边界向外平移界向外平移约35mm形成。在有功能形成。在有功能块的部位，需要根据功能的部位，

32、需要根据功能块截截面面面面积所占整个型材截面面所占整个型材截面面积的比例，适当增加向外的比例，适当增加向外平移的平移量平移的平移量d。所以，分流支架之后的收。所以，分流支架之后的收缩流道一流道一般是从外般是从外侧向内向内侧收收缩的的单面收面收缩流道流道(h)。形成分流支架分流道的形成分流支架分流道的分流筋布置分流筋布置e，追求分布和受，追求分布和受力的均匀性。力的均匀性。分流筋的布置将分流支架流道分隔成若干个分流道，分流筋的布置将分流支架流道分隔成若干个分流道，我我们必必须让这些分流道符合前文所提出的流量平衡的些分流道符合前文所提出的流量平衡的设计原原则流量平衡的计算流量平衡的计算分流筋外形尺

33、寸分流筋外形尺寸分流筋一般与流道壁垂直相交分流筋一般与流道壁垂直相交（如（如图），），这样设计方便加工，方便加工，对流道中的剪切流流道中的剪切流动 的干的干扰也最小。也最小。分流筋的厚度分流筋的厚度f，从减少从减少对剪切流剪切流动的干的干扰考考虑也希望薄一点，但保也希望薄一点，但保证承承载强度是第一位的。度是第一位的。实际一般在一般在13mm选取，最后通取，最后通过强度校核度校核确定。确定。分流筋入口角分流筋入口角-般在般在40左右，左右，可以更小一些，可以更小一些，但但不能不能够形成形成“刀口刀口”，因，因为这样反而容易反而容易“卷刃卷刃”挂料。挂料。分流筋的出口角分流筋的出口角对减减轻两股

34、料流合流两股料流合流线的的不良影响有一定的作用不良影响有一定的作用，对有有16的要求。的要求。但是，异型材但是，异型材对于合流于合流线的影响不是那么敏感，的影响不是那么敏感，出口角出口角-般取般取30 左右，也要避免出左右，也要避免出现过薄薄的的“刀口刀口”。分流筋与流道壁面相分流筋与流道壁面相连接的根接的根部都要部都要设计圆角。角。圆角的半径角的半径r一般取一般取0.20.5mm。分流筋的分流筋的设置在两置在两块分流支架板中的位置不一致，使得两分流支架板中的位置不一致，使得两块分流支架板上的分流道相互交叉分流支架板上的分流道相互交叉图5-20(a)，这样做做应该能能够减减轻由分流筋引起的，料

35、流分合所形成的合流由分流筋引起的，料流分合所形成的合流线的不良影响。的不良影响。分流筋的分流筋的设置尽量避开主型材可置尽量避开主型材可视面的位置。面的位置。这样做可以做可以避免可避免可视面的异型材外壁面的异型材外壁强度受合流度受合流线的影响，的影响，对于提高主型于提高主型材的落材的落锤冲冲击性能性能应该是有好是有好处的的图5-20(b)。将分流支架板（二）的流道外将分流支架板（二）的流道外侧向内向内侧少量收少量收缩，形成一，形成一段收段收缩流道流道c。这样有利于消除由分流支架板（一）的分流筋有利于消除由分流支架板（一）的分流筋造成的合流造成的合流线，同，同时也增加了一段便于也增加了一段便于调节

36、流流动平衡的收平衡的收缩流流道。道。由于加工技由于加工技术的的进步，型芯的外壁也可以在流步，型芯的外壁也可以在流动方向上加方向上加工出斜面，工出斜面，这样收收缩段可以形成双面收段可以形成双面收缩的收的收缩流道，更方便流道，更方便分流支架流道流量平衡的分流支架流道流量平衡的调节。型芯和分流锥设计型芯和分流锥设计 P304型芯和分流型芯和分流锥锥底的外形依据口模底的外形依据口模图形的内形的内侧边界界进行行设计，一般一般选择和内和内侧边界一致界一致。然而，形成异型材内筋和内部功能。然而，形成异型材内筋和内部功能块的料流的流道，都要的料流的流道，都要设置在型芯与分流置在型芯与分流锥上，上，这使得型芯的

37、使得型芯的结构构变得非常复得非常复杂。口模口模图形中确定了形中确定了内筋内筋和和内部功能内部功能块的流道的出口位置和形状的流道的出口位置和形状大小，但是它大小，但是它们的的供料流道供料流道各不相同，需要根据不同的内筋和各不相同，需要根据不同的内筋和内部功能内部功能块的的结构耍求，构耍求，结合不同的异型材的合不同的异型材的结构空构空间和模和模头制造工制造工艺的可行性的可行性进行行设计，会有很大的差异。而且，会有很大的差异。而且，内筋流内筋流道的合理道的合理设计非常重要，会非常重要，会直接影响到模直接影响到模头制作的制作的难易程度和易程度和模模头挤出的出的稳定性水平定性水平，已成，已成为进一步提高

38、一步提高挤出模出模头设计水平水平的一个关注重点。的一个关注重点。总结起来起来，内筋流道可以分成三，内筋流道可以分成三类结构形式构形式：内流道（也有：内流道（也有称称为内供料），外流道（也有称内供料），外流道（也有称为外供料）和型芯分外供料）和型芯分块安装安装型芯与分流锥外形设计型芯与分流锥外形设计型芯和分流型芯和分流锥底部的外形与分流支架流道的内底部的外形与分流支架流道的内侧边界是一致的，都是根据口模界是一致的，都是根据口模图形的内形的内侧边界界设计的，其中要去掉准的，其中要去掉准备作型芯吊作型芯吊锥处理的理的个个别型芯型芯块和螺和螺钉孔功能孔功能块流道的部分。流道的部分。型芯型芯实际上是口模

39、上是口模图形的内形的内侧边界，在界，在挤出方出方向投影所形成的柱体，高度等于分流支架之后向投影所形成的柱体，高度等于分流支架之后的模的模头长度，即口模板、度，即口模板、预成型板和收成型板和收缩板加板加在一起的高度。如果需要在型芯上在一起的高度。如果需要在型芯上设置内筋内置内筋内流道，流道，则要将型芯截出一段作要将型芯截出一段作为型芯型芯镶件，分件，分别加工，但是型芯的加工，但是型芯的总高度不高度不变。型芯。型芯镶件也件也可可仅取型芯上的部分型芯取型芯上的部分型芯块截出，截出，这样常常可常常可以更加方便内筋流道的构建和加工以更加方便内筋流道的构建和加工机颈内腔设计机颈内腔设计 P333 机机颈内

40、腔都需要从内腔都需要从圆形的截面形状，形的截面形状，转变成与成与分流支架流道外分流支架流道外侧一致的形状。一致的形状。对于不于不设置多孔板的机置多孔板的机颈，这一一过程是从程是从圆柱柱流道（流道（图52）的末端开始；）的末端开始；在多孔板之后直接在多孔板之后直接扩展的机展的机颈，从多孔板，从多孔板过流流面（面（图5-39）开始；）开始；多孔板之后多孔板之后设计缩颈的机的机颈，可以，可以认为是从是从缩颈的外截的外截圆热（图5-40）开始。）开始。入口截面入口截面为圆形，出口截面形，出口截面为一任意形状，如一任意形状，如何在人口何在人口圆周上确定与出口截面上各点相周上确定与出口截面上各点相对应的点

41、，是的点，是设计内腔形状内腔形状转变的关的关键。这里有一里有一种比种比较简便的方法，称便的方法，称为比例比例间隔法隔法 内筋口模图形的设计内筋口模图形的设计 P283 内筋是指中空型材主体内部起分腔作用的分内筋是指中空型材主体内部起分腔作用的分隔筋，与型材主体内部的功能隔筋，与型材主体内部的功能块，如凸筋、螺，如凸筋、螺钉孔等是相区孔等是相区别的。的。内筋口模内筋口模图形形设计有两方面的有两方面的问题：内筋与内筋与外壁外壁连接位置的确定接位置的确定和和内筋内筋挤出的出的缝隙高度及隙高度及形状的形状的设计。(1)口模图形中内筋与外壁连接的位置口模图形中内筋与外壁连接的位置首先确定口模首先确定口模

42、图形中内筋与外壁形中内筋与外壁连接的位置。接的位置。根据口模根据口模图形中壁厚中心形中壁厚中心线之之间的距离不受离的距离不受离模膨模膨胀的影响，的影响，仅决定于决定于牵伸收伸收缩和冷却收和冷却收缩的原的原则。可以先在型材截面。可以先在型材截面图上确定内筋的中上确定内筋的中心心线，及其与外壁中心，及其与外壁中心线相交的交点；相交的交点；根据式根据式(5-9)计算，在口模算，在口模图形中，形中，该交点和与交点和与其相其相邻外壁中心外壁中心线之之间的距离，或者和其他的的距离，或者和其他的内筋与外壁中心内筋与外壁中心线的交点之的交点之间的距离（的距离（图5-10），以中心），以中心线的交点来确定口模的

43、交点来确定口模图形中内筋形中内筋与外壁与外壁连接的位置。接的位置。考考虑一些特殊因素一些特殊因素对连接位置的影响。接位置的影响。(一一):与外与外壁拐角壁拐角连接的内筋，由于拐角接的内筋，由于拐角处热熔体相熔体相对集中，集中，并且散并且散热困困难，往往会造成内筋，往往会造成内筋连接接处的冷却的冷却较慢。慢。所以，离开模所以，离开模头后，后，该处的的连接点会在接点会在较长时间处于易移于易移动的黏流状的黏流状态，因而可能，因而可能出出现飘移移现象象。(二）与二）与圆拐角或拐角或圆弧面弧面连接的内筋。由于存在接的内筋。由于存在圆弧面向弧面向圆心收心收缩的作用，造成内筋的作用，造成内筋连接点的偏移。接

44、点的偏移。另外，重力另外，重力对于于还处于易移于易移动状状态的的连接点的下沉接点的下沉作用，也往往会作用，也往往会对连接点的最接点的最终位置有影响。位置有影响。处理理这些影响的些影响的办法是法是预留偏移量留偏移量，即在口模，即在口模图形中按照型材成型后，内筋形中按照型材成型后，内筋连接点可能的最接点可能的最终位置位置与与设计位置的偏差，在相反的方向按位置的偏差，在相反的方向按该偏差量移偏差量移动内筋内筋连接点，致使内筋接点，致使内筋连接点接点发生偏移后的位置，生偏移后的位置，正好在型材正好在型材设计的位置上的位置上(2)口模图形中内筋的缝隙高度和形状口模图形中内筋的缝隙高度和形状确定了口模确定

45、了口模图形中内筋与外壁中心形中内筋与外壁中心线的交点位置后，的交点位置后，内筋内筋缝隙的高度一般可以在两交点的隙的高度一般可以在两交点的连线两两边均布。均布。内筋的壁厚一般只有外壁厚度的内筋的壁厚一般只有外壁厚度的50%70%，若按式，若按式(5-6)设计，内筋，内筋挤出的出的缝隙高度会很小，隙高度会很小，为了了满足足与外壁有相同的平均出料速度的要求与外壁有相同的平均出料速度的要求，内筋流道出口内筋流道出口前的平直段前的平直段长度会很短，可能造成内筋出料不度会很短，可能造成内筋出料不稳定定。另外，同一个模另外，同一个模头中内筋流道的中内筋流道的结构可能有多种（如构可能有多种（如内流道、外流道和

46、吊内流道、外流道和吊锥分流等分流等结构形式，料流所受到构形式，料流所受到的阻力不相同，无法按式的阻力不相同，无法按式(5-6)假假设的前提的前提统一影响一影响参数。参数。内筋内筋缝隙高度的隙高度的设计值比式比式(5-6)计算的算的结果大，果大，但是，但是，内筋出料的平均速度却比外壁慢内筋出料的平均速度却比外壁慢，因而，因而内筋料流内筋料流挤出后所承受的出后所承受的牵伸比伸比i比外壁大比外壁大最后，最后，内筋型坯内筋型坯经受受较大比例的大比例的牵伸，形成比伸，形成比较平直平直的内筋，而且其中部的厚度的内筋，而且其中部的厚度还可能更薄一些。可能更薄一些。这样的的设计似乎似乎对防止防止较长内筋受重力

47、影响而内筋受重力影响而发生弯曲有好生弯曲有好处。在口模。在口模图形中，内筋形中，内筋缝隙高隙高度的具体数度的具体数值，要根据内筋流道的，要根据内筋流道的结构来构来进行行设计。内筋口模图形缝隙的形状内筋口模图形缝隙的形状型坯空腔内部的型坯空腔内部的交叉内筋得不到定型模型腔壁的定型交叉内筋得不到定型模型腔壁的定型作用作用，在自，在自然冷却然冷却的的过程中，由于程中，由于相交各内筋的冷却相交各内筋的冷却速度不一致，最速度不一致，最终造成交叉点的位置造成交叉点的位置发生偏移生偏移。为了了得到得到预期的内筋形状期的内筋形状，需要考需要考查交叉点的位置在交叉点的位置在冷却冷却过程中的偏移量程中的偏移量，而

48、在内筋口模，而在内筋口模缝隙隙设计时改改变形状，使得形状，使得发生偏移后的交叉点位置和交叉内筋的形生偏移后的交叉点位置和交叉内筋的形状能状能够符合符合预期的要求。然而，期的要求。然而，偏移量很偏移量很难准确掌握，准确掌握，因因为其大小不但与异型材中内筋的位置和其大小不但与异型材中内筋的位置和长短相关，短相关，而且和异型材而且和异型材挤出的工出的工艺过程相程相联系。系。挤出熔体温度出熔体温度的高低，模的高低，模头流道决定的相交各条内筋的出料快慢，流道决定的相交各条内筋的出料快慢，牵引速度的改引速度的改变以及冷却定型以及冷却定型结构的布置和冷却水温构的布置和冷却水温的的变化等都会化等都会对偏移量偏

49、移量产生影响。生影响。内筋流道结构形式内筋流道结构形式 P304内筋流道可以分成三内筋流道可以分成三类结构形式：构形式：一一 、内流道（也有称、内流道（也有称为内供料）；内供料）；二、外流道（也有称二、外流道（也有称为外供料）；外供料）；三、型芯分三、型芯分块安装安装内筋内流道设计内筋内流道设计 P304从分流从分流锥开始，开始，设计一直通流道，一直通流道，经过分流支分流支架板和型芯直接通往内筋的口模出口。所以，架板和型芯直接通往内筋的口模出口。所以，内筋的内流道是内筋的内流道是设计在型芯等构件内部的流道在型芯等构件内部的流道（所以称之（所以称之为内流道）。内流道）。相相对于型材主体流道来于型

50、材主体流道来说，内筋内流道是不与内筋内流道是不与主体流道相通的独立流道，直至接近口模出口，主体流道相通的独立流道，直至接近口模出口，离出口的距离离出口的距离为k1时，才与型材主体流道相，才与型材主体流道相连接接内筋的内流道内筋的内流道设计依据内筋的口模依据内筋的口模图形在形在挤出方向投出方向投影形成平直流道，流道截面多影形成平直流道，流道截面多为矩形。根据内筋口模矩形。根据内筋口模图形的形的变化，内筋内流道的截面也要作相化，内筋内流道的截面也要作相应的改的改变内内筋内流道的筋内流道的宽度度a，是用内筋口模，是用内筋口模图形的形的宽度度m，减，减去两去两边的内流道壁厚的内流道壁厚k2得到，即：得