第7章 塑料挤出成型工艺及模具

塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计塑料挤出成型是一种常用的塑料加工方法，通过将塑料材料加热熔融，然后通过挤出机器将熔融的塑料挤出成型，最后通过冷却固化形成所需的塑料制品。

在挤出成型过程中，机头是起着关键作用的部件，它的设计直接影响着成型品的质量。

下面本文将主要介绍塑料挤出成型工艺及机头的设计。

塑料挤出成型工艺主要包括材料的预处理、熔融、挤出、冷却固化以及后续的修整工序等。

首先是材料的预处理，对于塑料颗粒来说，需要将其进行干燥处理以去除其中的水分，从而避免在挤出过程中出现气泡的问题。

然后将塑料颗粒放入挤出机中，通过传热系统将其加热到熔融状态。

接下来是挤出过程，将熔融的塑料提供给机头，然后通过机头的尺寸和形状来决定挤出产品的形状。

挤出成型的最后一步是冷却固化，通过冷却水或者风扇等方式将挤出的塑料制品迅速冷却，使其固化定型。

机头的设计是塑料挤出成型中的关键环节，它决定了挤出产品的形状和质量。

在机头的设计中应注意的几个要点如下：首先是机头的出料口结构，出料口的尺寸和形状直接影响到产品的尺寸和外观。

出料口的设计应根据产品的形状和尺寸来确定，通常采用方形、圆形或者其他一些特殊形状。

出料口的尺寸要与挤出机的产量匹配，保证挤出的塑料在出料口出现均匀流动，从而避免产生流痕或者厚薄不均的现象。

其次是机头的冷却方式，机头的冷却方式直接影响产品的冷却效果和固化速度。

常用的机头冷却方式有水冷却和风冷却两种。

水冷却能够快速降低塑料温度，适用于大批量生产；而风冷却则适用于小批量生产，具有灵活性和节约能源的优势。

此外，机头的加热和保温系统也很重要，通过控制机头的温度来保证塑料的熔融状态和流动性。

机头的加热系统一般采用电加热或者油加热，保温方法可采用加热套或者外加热器等。

最后，机头的结构与塑料材料的特性密切相关。

不同的塑料材料具有不同的流动性和熔融温度，需要选择相应的机头结构来适应。

同时，机头的结构应该尽量简洁，减少塑料的滞留，避免塑料材料的分解和变质。

塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计塑料挤出成型是一种常见的塑料成型工艺，它通过将塑料材料通过加热、软化后，通过挤出机将塑料熔液挤压到模具中，最后通过冷却固化成型产品。

下面将详细介绍塑料挤出成型的工艺以及模具的设计。

首先，塑料挤出成型的工艺流程如下：1.塑料原料准备：选择适合挤出成型的塑料原料，并进行干燥处理，确保原料中的水分含量低于要求。

2.加热软化塑料：将干燥后的塑料原料放入挤出机的加料斗中，通过加热和搅拌使原料软化并融化成为熔液。

3.挤出成型：通过螺杆旋转运动将熔液从挤出机的喂料段挤出到模具中，模具分为头模和口模两个部分，头模通过模头将塑料熔液挤出模具的形状中，口模用于调整产品尺寸和形状。

4.冷却固化产品：挤出的塑料熔液通过模具挤出后，经过冷却后塑料会迅速固化成为产品形状。

5.切割和收集产品：将固化成型的塑料产品进行切割和收集，以完成整个挤出成型的过程。

接下来，我们来详细介绍一下塑料挤出成型的机头设计。

挤出机头是塑料挤出成型的重要部件，它主要负责将熔化的塑料材料从挤出机中挤出，并形成所需的产品形状。

挤出机头的设计需要考虑以下几个方面：1.挤出机头的结构：挤出机头通常由挤出机芯、流道和模头组成。

挤出机芯用于将熔化的塑料材料从挤出机中挤出，流道负责将熔液引导到模头当中，模头则通过调整挤出物料的流量和形状来控制最终产品的形状。

2.流道设计：流道的设计需要考虑熔液的流动特性，合理设计流道的尺寸和形状，以确保熔液在流道中流动顺畅，不发生堵塞和死角。

同时，流道的设计还需要考虑产品的外形和尺寸要求，以保证挤出的塑料产品形状准确。

3.模头设计：模头是挤出成型中最重要的部分，它通过模头的形状和结构来决定产品的外形。

模头的设计需要考虑产品的尺寸、形状以及挤出速度等因素，合理设计模头的流道和出口形状，以保证产品的成型质量。

4.温度控制：塑料挤出成型中，温度对产品的成型质量和表面光洁度有很大影响，因此挤出机头的设计需要考虑温度的控制。

塑料成型工艺及模具设计塑料成型是一种通过模具设计和加工塑料制品的工艺。

塑料成型工艺主要包括注塑成型、吹塑成型和挤塑成型。

注塑成型是最常见的塑料成型工艺之一。

该工艺首先将选定的塑料颗粒加热熔化，然后将熔融的塑料注入一个模具中。

模具通常由两个部分组成，分别是一个固定模具和一个活动模具。

熔融的塑料在模具中冷却和固化后，活动模具打开，成品塑料制品从中取出。

注塑成型工艺具有制品尺寸稳定、生产效率高和适合大批量生产等优势。

吹塑成型是另一种常用的塑料成型工艺。

它主要用于制作一些中空或异型制品，如瓶子或塑料容器等。

吹塑成型的过程通常分为两个步骤：首先是挤出成型，将熔融的塑料通过挤出机挤出成一个长管状；然后是吹塑成型，将挤出成的塑料管放入一个气压模具中，通过内部气压逐渐将塑料推向模具壁上，使其与模具壁接触并冷却固化。

吹塑成型工艺具有成本低、生产效率高和对模具要求较低的优点。

挤塑成型是将熔融的塑料通过挤出机挤出成所需形状的工艺。

挤塑成型通常适用于制造长条状、薄壁制品，如塑料管、塑料板材等。

挤塑成型的过程分为三个步骤：首先是塑料熔化和挤出，将塑料颗粒加热熔化后，通过挤出机将其挤出成所需形状；然后是冷却固化，将挤出的塑料通过水冷却，使其迅速固化；最后是切割和整形，将挤出的塑料制品切割成所需长度，并进行整形和修整。

挤塑成型工艺具有生产效率高、成本低和适合大批量生产的特点。

在塑料成型过程中，模具设计起着非常重要的作用。

模具的设计需要考虑到塑料制品的形状和尺寸要求，以及生产效率和成本等因素。

模具通常由若干个零部件组成，包括固定模具、活动模具和模具芯等。

模具的设计需要考虑到注塑或吹塑成型过程中的塑料流动、冷却和固化等因素，以保证制品的质量和尺寸稳定。

总而言之，塑料成型是一种常见的制造工艺，通过模具设计和制造塑料制品。

不同的塑料成型工艺具有不同的特点和优势，可以根据制品需求选择合适的成型工艺。

模具设计是塑料成型过程中的关键要素，需要综合考虑多种因素，以满足制品质量、生产效率和成本的要求。

第一章答案1．高分子聚合物链结构有哪些特点？根据链结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？答：高分子聚合物链结构具有以下结构特点（1）高分子呈现链式结构（2）高分子链具有柔性（3）高聚物的多分散性根据链结构的不同，高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。

2．根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？试阐述其结构特点和性能特点。

答：根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成固体和液体，固体又有晶态和非晶态之分。

（1）聚集态结构的复杂性因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起，可导致晶态和非晶态结构。

高聚物的比小分子物质的晶态有程序差得多，但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。

高分子链具有特征的堆方式，分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可能形成某种螺旋结构。

如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成，则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同，可能形成多种多样的微相结构。

复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。

（2）具有交联网络结构某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构，这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。

这种高聚物不能被溶剂溶解，也不能通过加热使其熔融。

交联对此类材料的力学性能有重要影。

高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结，勾结点可看成为可移的交链点。

3．在线型非晶态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为哪三种力学状态的区域？温度点Øb、Øg、Øf、Ød表征什么意义？答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为玻璃态、高弹态、粘流态。

Øb 称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度。

Øg 称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃态温度。

Øf 称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。

在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。

根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行塑后处理，常进行退火和调质处理。

塑料模具的组成零件按其用途可以分为成型零件与结构零件两大类。

在注射成型时为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在动模上。

塑料一般是由树脂和添加剂组成。

塑料注射模主要用来成型热塑性塑料件。

压缩成型主要用来成型热固性塑料件。

排气是塑件成型的需要，引气是塑件脱模的需要。

注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。

凹模其形式有整体式和组合式两种类型。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。

树脂分为天然树脂和合成树脂。

注射模塑最主要的工艺条件，即“三要素”是压力，时间和温度卧式注射机SX-Z-63/50 中的50 表示锁模力为（D ）A、500 cmB、50 cmC、50kND、500kN注射机料筒温度的分布原则是什么（ A ）A、前高后低B、前后均匀C、后端应为常温D、前端应为常温热塑性塑料在常温下，呈坚硬固态属于（ A ）A、玻璃态B、高弹态C、粘流态D、气态下列不属于塑料模失效形式的是（ D ）A、变形B、断裂C、磨损D、冷却凹模是成型塑件（B ）的成型零件A、内表面B、外表面C、上端面D、下端面球头铣刀主要用于加工塑料模具零件中的( D )内容A、大平面B、孔C、键槽D、轮廓下列不属于注射模导向机构的是（ D ）A、导柱B、导套C、导向孔D、推杆主流道一般位于模具中心位置，它与注射机的喷嘴轴心线（ D ）A、垂直B、相交C、相切D、重合下列不属于推出机构零件的是（ C ）A、推杆B、复位杆C、型芯D、推板压缩模具中凸模的结构形式多数是（ B ）的，以便于加工制造。

A、不锈钢B、整体式C、工具钢D、组合式以下属于天然树脂的是（ A ）。

A、松香B、环氧树脂C、聚乙烯D、PVC下列不属于塑料模具结构零件的作用的是（ D ）A、装配B、定位C、安装D、成型下列不属于稳定剂的是： D ,A、光稳定剂B、热稳定剂C、抗氧剂D、树脂（）的作用，除了用其顶部端面构成冷料穴的部分几何形状之外，还负责在开模时把凝料从主流道中拉出。

《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版第一章：塑料成型工艺概述1.1 塑料成型的基本概念塑料的定义与特性塑料成型的定义与分类1.2 塑料成型工艺流程塑料原料的准备塑料的加热与塑化塑料的冷却与固化塑料的脱模与后处理1.3 塑料成型工艺参数温度压力速度时间第二章：塑料模具概述2.1 模具的分类与结构模具的分类模具的基本结构2.2 模具的设计原则模具设计的要求与步骤模具设计中的关键参数2.3 模具的材料与制造模具材料的选用原则模具的制造工艺第三章：塑料注射成型工艺与模具设计3.1 注射成型工艺概述注射成型原理与特点注射成型工艺参数3.2 注射模具的结构设计模具的型腔与型芯设计模具的冷却系统设计模具的加热系统设计3.3 注射模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第四章：塑料挤出成型工艺与模具设计4.1 挤出成型工艺概述挤出成型的原理与特点挤出成型工艺参数4.2 挤出模具的结构设计模具的口模设计模具的定径套设计模具的切割装置设计模具的导向设计模具的调整方法第五章：塑料吹塑成型工艺与模具设计5.1 吹塑成型工艺概述吹塑成型的原理与特点吹塑成型工艺参数5.2 吹塑模具的结构设计模具的型腔设计模具的吹气系统设计模具的后处理设计5.3 吹塑模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第六章：塑料压缩成型工艺与模具设计6.1 压缩成型工艺概述压缩成型的原理与特点压缩成型工艺参数6.2 压缩模具的结构设计模具的型腔设计模具的压柱设计模具的冷却系统设计模具的导向设计模具的定位设计第七章：塑料压注成型工艺与模具设计7.1 压注成型工艺概述压注成型的原理与特点压注成型工艺参数7.2 压注模具的结构设计模具的型腔设计模具的压注系统设计模具的冷却系统设计7.3 压注模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第八章：塑料传递成型工艺与模具设计8.1 传递成型工艺概述传递成型的原理与特点传递成型工艺参数8.2 传递模具的结构设计模具的型腔设计模具的传递系统设计模具的冷却系统设计模具的导向设计模具的定位设计第九章：塑料成型工艺与模具设计的计算与模拟9.1 模具设计计算塑料收缩率的计算模具尺寸的计算模具强度的计算9.2 模具设计模拟模具流动分析模具冷却分析模具翘曲分析9.3 模具设计软件介绍模具设计软件的功能与特点模具设计软件的应用实例第十章：塑料成型工艺与模具设计的实践与应用10.1 塑料成型工艺实践成型工艺的操作步骤与注意事项成型过程中的常见问题与解决方法10.2 模具设计应用实例典型模具设计案例分析模具设计在实际生产中的应用10.3 塑料成型工艺与模具设计的未来发展塑料成型技术的发展趋势模具设计技术的创新与突破重点和难点解析重点环节1：塑料成型的基本概念与特性补充和说明：塑料成型的基本概念和特性是理解后续成型工艺与模具设计的基础。

塑料的挤出成型工艺塑料挤出成型工艺是一种常见的塑料加工方法，广泛应用于塑料制品的生产中。

在挤出成型工艺中，塑料颗粒经过加热软化后，在挤出机器中通过模头挤压成型，形成所需的截面形状，然后经过冷却固化成为最终产品。

这种工艺具有成本低、生产效率高、适用性广等优点，因此在各种塑料制品的生产中得到了广泛的应用。

首先，塑料挤出成型工艺的核心设备是挤出机。

挤出机通常由加料系统、螺杆、加热系统、模头和冷却系统等部分组成。

在加料系统中，塑料颗粒被输送到机器中，经过加热软化后，进入由螺杆驱动的挤出口。

螺杆的旋转推动了塑料颗粒前进，并且在经过加热、压缩后使得塑料颗粒变得具有流动性。

当塑料颗粒通过模头时，受到模具形状的限制，从而呈现出与模具相同的截面形状。

其次，塑料挤出成型工艺可以根据产品不同的形状和要求进行调整。

通过更换不同形状的模具，可以生产出不同截面形状的产品，如圆形、矩形、异形等。

此外，挤出机的加热、冷却系统也可以根据不同的塑料材料进行调节，确保塑料颗粒在适宜的温度范围内进行加工，从而保证产品质量。

此外，塑料挤出成型工艺应用广泛，涵盖了塑料制品的各个领域。

例如建筑材料领域中的塑料管道、塑料板材；包装行业中的塑料薄膜、塑料瓶等；汽车行业中的塑料零部件等。

由于塑料材料种类繁多，挤出成型工艺适用性广，可以适用于不同类型的塑料材料进行加工，从而满足各种行业对塑料制品的需求。

总的来说，塑料挤出成型工艺是一种成本低、生产效率高、适用性广的塑料加工方法，得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断进步和塑料材料的不断创新，挤出成型工艺也在不断发展和完善，为塑料制品的生产提供了更多可能性。

希望通过不断的研究和实践，挤出成型工艺能够更好地应用于各个领域，为社会生产生活带来更多便利和效益。

1。

第六章压制成型2. 简述热固性塑料模压成型的工艺步骤。

将热固性模塑料在以加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下经过一定的时间，使其发生化学反应而变成具有三维体形结构的热固性塑料制品。

(1)计量(2)预压(3)预热(4)嵌件安放(5)加料(6)闭模(7)排气(8)保压固化(9)脱模冷却(10)制品后处理4. 在热固性塑料模压成型中，提高模温应相应地降低还是提高模压压力才对模压成型工艺有利？为什么？在一理论的操作温度下，模温提高时，物料的黏度下降、流动性增加，可以相对应的降低模压；但假设继续升高模温会使塑料交联反应速度增快、固化速率升高此时便需要提高模压。

一般而言提高温度应提高模压压力。

8. 试述天然橡胶硫化后的物理性能的变化，并解释之。

橡胶在硫化的过程中，交联密度发生了显着的变化。

随着交联密度的增加，橡胶的密度增加，气体、液体等小分子就难以在橡胶内运动，宏观表现为透气性、透水性减少，而且交联后的相对分子质量增大，溶剂分子难以在橡胶分子之间存在，宏观表现为能使生胶溶解的溶剂只能使硫化胶溶胀，而且交联度越大，溶胀越少。

硫化也提高了橡胶的热稳定性和使用温度范围。

天然橡胶在硫化过程中，随着线型大分子逐渐变为网状结构，可塑性减小，拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加，而伸长率、永久变形、疲劳生热等相应减小，但假设硫化时间再延长，则出现拉伸强度、弹性逐渐下降，伸长率、永久变形反而会上升的现象。

10. 橡胶的硫化历程分为几个阶段？各阶段的实质和意义是什么？(1) 焦烧阶段又称硫化诱导期，是指橡胶开始前的延迟作用时间，在此阶段胶料尚未开始交联，胶料在模型内有良好的流动性。

对于模型硫化制品，胶料的流动、充模必须在此阶段完成，否则就会发生焦烧，出现制品花纹不清、缺胶等缺陷。

焦烧阶段的长短决定了胶料的焦烧性能和操作安全性。

(2) 预硫化阶段焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。

在此阶段，随着交联反应得进行，橡胶的交联程度逐渐增加，并形成网状结构，橡胶的物理机械性能逐渐上升，但尚未到达预期的水平，但有些性能如撕裂性能、耐磨性能等却优于正硫化阶段时的胶料。

《塑料成型工艺及模具设计》课程标准一、课程基本情况开课单位:华天学院机电系课程编码:1103B101总学时:60总学分:3修课方式：必修考核方式：考试先修课程:《机械制图》、《机械设计基础》、《公差配合与测量技术》、《机械制造技术》、《模具数控加工及编程》适合专业:模具设计与制造专业教材：《塑料成型工艺与模具设计》高汉华、廖月莹主编，大连理工大学出版社参考书:《塑料成型工艺与模具设计》陈志刚主编，机械工业出版社《塑料成型工艺与模具设计》屈华昌主编,机械工业出版社二、课程简述本课程是模具设计与制造专业的主要专业课之一，也是模具设计与制造专业的核心课程之一。

本课程是在前序机械类课程:机械制图、公差配合与技术测量、机械基础学习基础上，以塑料模具为典型对象，为完成在实际岗位中对塑料模具设计的真实应用为目的的综合性、应用性的复合型课程。

为学生后续职业生存合发展奠定职业基础，是养成良好职业素养合严谨工作作风的整体能力的必须环节。

三、学习成果（1）能力目标①总体目标：通过本课程的学习，使学生能运用课程的基本原理和方法，具备设计中等复杂程度的注塑模具的能力.②具体目标：●模具工艺编制人员,具备分析塑料产品的工艺性，并能找出工艺难点，提出解决方法的能力；能编制常用的注塑成型工艺条件。

●模具设备维修人员，能选择合适的成型设备。

●模具设计人员，掌握塑料模具常用的几种分类和典型塑料模具结构,具备读图能力；能根据产品确定塑料模具的结构方案；能独立设计中等程度的注塑模具。

●模具钳工,能独立拆装简单的注射模具（2）知识目标●了解塑料的物理性能、流动特性，成型过程中的物理、化学变化情况.●掌握塑料的组成、分类以及常用塑料的特性。

●了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求.●掌握注塑成型设备对注射模具的要求●掌握常用注射模具的结构特点及相关零件的设计计算方法.●掌握注射模具拆装的基本常识。

掌握注射模具基本零件的英文专业词汇。