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PVC管材挤出模具设计

2021-05-09 22:27:11

pvc模具设计

塑胶挤压成型是将塑料加热成流动状态,然后在一定的压力下,经过塑胶成型,经过定型,制成连续的成品。

PVC管、膜、棒、PVC板、电缆敷层、单丝和异形截面PVC型材等各种塑料制品,采用挤压法加工。

挤塑机也可进行塑料的混炼、塑化、脱水、造粒、喂料等准备工序或半成品加工。挤出成型已经成为目前塑料最常用的成型加工方法之一。

大多数塑料产品采用挤出法生产,热塑性塑料和热固性塑料也有采用。例如PVC、PVC、PAM、尼龙、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、氯化醚等热塑性塑料,以及热固性的酚醛、脲醛等塑料。

挤压成型具有效率高,投资少,加工简单,可连续化生产,占地面积小,环保等优点。塑胶制品主要采用挤出法生产,其产量占塑胶制品总产量的二分之一以上。所以,挤出成型在塑料加工行业具有举足轻重的地位。

1.1典型挤压模头结构分析:

挤出成型模具的主要部件机头,具有以下四种功能。

(1)物料由螺旋运动变为直线运动;

生产所需的成型压力,以确保产品的致密性;

(3)通过机头对物料进行进一步塑化;

(4)截面形状要求用机头成形的产品。

本文以管材挤出机头为例,对其组成和结构进行了分析,见图。

一、口模及芯棒。

口模具成型产品的外型面,芯棒成型产品的内型面,故口模具和芯棒的成型部分决定产品横截面的形状和尺寸。

2.多孔板(过滤板,网格板)

从图中可以看出,多孔板的作用是将物料从螺旋式运动转变为直线运动,同时还可以防止未塑化的塑料和机械杂质进入头部开口,另外,多孔板还可以形成一定的头部压力,使产品更加致密。

三、转化器和转化器托架。

转换器又叫鱼雷头。经过分流器的塑料变成了薄环,便于进一步加热和塑化。在大型挤出机的分流器内也设有加热装置。

分流支架主要用于支撑分流管和芯棒,还可使料流分束增强搅拌作用。本实用新型的分流器支架可与分流器一体设计。

四、调整螺丝。

用于调整开口模具与芯棒的间隙,保证产品的壁厚均匀。

五、头部主体。

用于装配机头的各个部分和挤出机的连接。

六、固定直径。

通过定径套使产品获得良好的表面粗糙度、正确的尺寸及几何形状。

七、堵塞

预防压缩空气泄漏,保证一定压力的管道。

2.挤压模头的分类及设计原则。

一是分类。

因为挤压制品的形状和要求不同,所以要有符合挤压制品要求的机头,机头的种类很多,大致可以分为以下三类:

(l)按头部用途分类。

可以划分为挤管头,吹管头,挤板头等;

(2)按产品出品方向分类。

将其划分为直向头和横向头,前者机头内料流动方向一与挤出机的螺杆轴向一致,如硬管机头,而后者机头的内料流动方向一与挤出螺杆轴向成一定角度,如电缆机头。

根据机头内部压力的大小进行分类。

可以分成:

低气压(料流压力<40公斤/厘米2),

机头中压(料流量为40-100千克/厘米2。

压力机(流量压力大于100千克/厘米2)。

二、设计原则。

1)流道为流线形式。

为了能够在避免物料过热分解的情况下,沿机头的流道均匀地充填和挤压物料,机头内流道应为流线型,不能急剧扩张或缩小,更不能有死角和停滞区域,流道应加工得非常光滑,表面粗糙度低于Ra0.4um。

二是足够的压缩比。

为了保证制品的致密性,消除分流架产生的粘连缝隙,根据制品和塑料的不同,应该设计足够的压缩比。

压气率:指的是在模具内的熔料流道腔内,给料端部较大截面积与口模处环形截面的比例。一般情况下,压缩比为4~10,如粘度较高,则为2.5~6。

(3)正确的剖面形状。

在模具设计中,要保证挤出后的产品具有一定的截面形状,在模具设计中,要考虑到塑料的物理性能和压力、温度等因素,模具的截面形状不等于产品的相应截面形状,两者之间存在较大差异,在模具设计中要充分考虑到这些因素,使模具具有合理的截面形状。产品截面形状的变化与成型时间有关,因此控制必要的成型长度是一种有效的方法。

四、结构紧凑。

当强度达到要求时,机头结构紧凑,尽可能做到形状规则、形状对称、传热均匀、装卸方便、不漏料。

五、材料选择应合理。

因为头部磨损较大,有些塑料还具有较强的腐蚀性,所以头部材料应选择耐磨、硬度高的碳钢或合金钢,有些甚至要镀铬处理,以提高头部的耐蚀性。

另外,机头的结构尺寸与产品的形状,加热方式,螺杆形状,挤压速度等因素有关。设计人员应根据具体情况灵活运用上述原则。

管材挤压机常用的结构形式有以下三种:

(1)直管式机头的图形是直管式机头。该产品结构简单,采用分流器支撑,芯模难以加热,成型长度较长:适用于PVC、PA、PC、PE、PP等塑料的薄壁小口径管材挤压成型。塑胶管在挤出成型中应用最为广泛。

1)弯管式机头。

它的结构特点是内部没有分流架,熔体在机头内围绕芯棒流动成型,因此只产生一条分流线。本机最突出的优点是:挤出机筒易于接近芯棒上端,使其易于加热;与之配套的冷却装置可同时对管材内外径进行冷却定型,因此定型精度较高:流动阻力小,料流稳定,出料均匀,生产率高,产品质量好。但是,其结构复杂,制造难度大,生产占地面积大。

用途:医用管材PVC内径定型成型模具。

内径模塑PVC管材挤压模塑模具结构,多用于医用成型管材。这种塑胶管多为透明内壁和外壁平滑的小管径。本实用新型的模具结构不同于普通塑料成型模具,它具有内径冷却定型装置。在生产时,管坯内部的内径冷却定型装置已通过,为挤出模具的管坯冷却定型;内径冷却定型装置的外圆直径与管坯的内孔直径尺寸一致(或稍大),内部有冷却水通过。

(3)旁侧头部。

图解是侧边的头部。将直向式和横向式的优点结合起来。改变物料的方向可以消除由于横向机头一次变向而引起的不均匀现象。占用的空间小。其结构复杂,没有分流支架,芯模可加热且定型时间较短。管材的尺寸都是合适的。

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