毕业设论文挤出机管材机头设计.doc

1 课 程 设 计 课程名称 成 形 设 备 题目名称 挤出机管材机头设计 学 院 材料与能源学院 专业班级 材料成型及控制工程 学 号 姓 名 任课教师 2014 年 6 月 26 日摘 要挤出成型方法广泛应用于管材、棒材、异型材、中空制品以及单缝等产品的生产挤出机同时还可以对塑料进行混合、塑化、脱水、造粒、和喂料等准备工序或半成品加工因此挤出成型已成为最普遍的塑料成形加工方法之一挤出成型是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法，是一种技术要求较高的成型方法。

挤出模的设计要求设计者对塑料特性的完全掌握和对挤出模具设计具有的丰富经验双螺杆挤出机做为应用范围比较广泛的挤出机，而在设计过程中，实际遇到的问题很复杂，由于塑料的种类不同，它们的剪切速度、表而粘度不同，以及润滑剂、填充剂由于种类和配量的不同，其流动性也不同故挤出模的结构设计仍以实际经验为主，多数采用最终试模的方式确定其形状本设计中主要设计的是挤出模中各零件的工作面尺寸、外形尺寸、整体结构形式，由于塑料材质特性对于挤出模的要求非常的高，所以进行了主要零件的加工制造工艺的设计，还进行了机头和挤出主机的连接方式的设计目 录 3第1章 绪论 41.1 设计的意义 41.2 国内外研究的现状 41.3 挤出机的发展趋势 6第2章 塑料挤出机 72.1 挤出机的发展历程 72.2 塑料挤出机的辅助设备及控制系统 72.3 挤出机的分类及挤出制品用途 102.4 塑料挤出机挤出成型生产工艺路线 122.5 挤出机的机械原理 13第3章 挤出模的结构和功能 143.1 挤出模的结构 143.2 挤出模的功能 143.3 挤出模设计准则及设计步骤 15第4章 挤出模参数设计计算 174.1 材料材质特性 174.2 挤出机形式的确定 174.3 挤出模各零件尺寸设计 174.4 挤出模各零件工作表面尺寸设计计算 17参考文献 27[5] 李绍炎主编. 自动机与自动线.[M].北京:清华大学出版社,2010.2 28第1章 绪 论1.1 设计的意义 在塑料挤出成型设备中，塑料挤出机通常称之为主机，而与其配套的后续设备塑料挤出成型机则称为辅机。

塑料挤出机经过100多年的发展，已由原来的单螺杆衍生出双螺杆、多螺杆，甚至无螺杆等多种机型塑料挤出机（主机）可以与管材、薄膜、捧材、单丝、扁丝、打包带、挤网、板（片）材、异型材、造粒、电缆包覆等各种塑料成型辅机匹配，组成各种塑料挤出成犁生产线，生产各种塑料制品因此，塑料挤出成型机械无论现在或将来，都是塑料加工行业中得到广泛应用的机种之一近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国塑料挤出成型工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展通过本次课程设计实践，采用CAD/CAM (Master CAM、UG、Pro/E)技术可以使设计者从繁重计算和绘图工件中得到解脱采用人机结合，各尽所长，充分发挥其人的创造思维能力，控制设计过程，使挤出机的设计趋于合理化本次设计，是对我们所学知识的一种检索，我相信它会使我们在各方而都得到很大的提高 自第一台挤出机问世以来，挤出技术得到良好的快速发展从开始的柱塞式到更为先进的螺杆式，从原始的手动操作到完全的自动控制，从产品单一到产品的多元化，挤出成型技术正逐渐成熟。

如今，挤出成型具有生产效率高，制造方便，可以连续化生产等特点，在塑料成型加工工业中占有很重要的地位 半个世纪以来，我国的塑料工业经历了从无到有，从小到大的发展历程，尤其是改革开放二十年来得到高速发展，已初步形成了部类齐全的工业体系，从产量上已跻身世界先进行列塑料机械行业是为塑料工业提供技术装备的行业，强劲的市场需求促进塑料机械行业的发展与此同时，挤出成型技术得到了很好的发展1.2 国内外研究的现状塑料成型加工是一门工程技术，所涉及的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺其成型方法有：压缩模塑、层压成型、冷压模塑、传递模塑、低压成型、挤出成型、挤拉成型、注射成型、吹塑成型、浇铸、手糊成型、纤维缠绕成型、压延、涂覆、发泡成型、二次成型、二次加工等其中挤出成型也称挤压模塑或挤塑，它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法，是塑料成型加工的重要成型方法之一大部分热塑性塑料都能用此方法成型挤出成型是在挤出机上进行的，挤出机是塑料成型加工机械的主要装备之一挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料挤出的制晶都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。

此外，还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等与其他成型方法相比，挤出机及其成型有下述主要特点：生产过程是连续的，因而其产品也是连续的；生产效率高；应用范围广，不仅能连续生产各种制品，而且还可以进行混合、塑化、造粒、脱水喂料和着色等的准备工序；投资少，收效快根据螺杆的数量，塑料挤出机可以分为：无螺杆挤出机（其中又分柱塞式挤出机和黏弹熔体挤出机）、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机（其中又分平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机以及反向和同向旋转的双螺杆挤出机）、多螺杆挤出机或行星螺杆挤出机；根据螺杆的转速，塑料挤出机可以分为：普通挤出机、高速挤出机和超高速挤出机；根据装配结构，塑料挤出机可以分为：整体式挤出机和分体式挤出机；根据安装位置的不同，塑料挤出机可以分为：卧式挤出机（螺杆在空间里水平安装）、立式挤出机（螺杆直立于地而安装）；根据其功能的不同，塑料挤出机还可以分为：排气式挤出机、混炼挤出机、两段式挤出机和超高分子量聚合物挤出机、往复式单螺杆挤出机等目前国内应用最多的是务实单螺杆整体装配式挤出机和双螺杆挤出机 在常规单螺杆挤出机组的性能方而，我国已能生产螺杆直径为Φ12~250mm的多种规格、门类齐全的挤出机组，长径比大多为25—30。

一些新型的混炼元件如分离型、屏障型、分流型、变流道型以及流速位置变换型等混炼元件得到了较为广泛的应用以直径为Φ90mm的单螺杆挤出机为例，从1961年其产量为90 kg/h，到1995年提高到600 kg/h，34年间产最整整提高了6.7倍；又如WP公司生产的同向平行双螺杆挤出机从1995～2001年的6年间，其螺杆转速从600 r/min提高到1800 r/min，产景则相应提高了2.5倍2000年我国挤出机的产量已达7784台，其中同向平双844台，异向平双及锥双1255台，在进口1817台挤出成型机中绝大部分是大型的、精密的机器 单螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位其发展的主要标志在于其关键零件——螺杆的发展近几年来，人们对螺杆进行了大量的理论和实验研究，至今已有近百种螺杆且已实现标准化常见的有分离型、剪切型、屏障型与波状型等从单螺杆发展来看，尽管近年来单螺杆挤出机已较为完善，但随着高分子材料和塑料制品的不断发展，还会涌现出更多新型螺杆挤出机从总体而言，单螺杆挤出机向着高速、高效、专用化方向发展1.3 挤出机的发展趋势1） 模块化和专业化 塑料挤出机模块化生产可以适应不同用户的特殊要求，缩短新产品的研发周期，争取更大的市场份额；而专业化生产可以将挤出成形装备的各个系统模块部件安排定点生产甚至进行全球采购，这对保证整齐质量、降低成本、加速资金周转都非常有利。

2） 高效、多功能化 塑料挤出机的高效主要体现在高产出、低能耗、低制造成本方面在功能方面，螺杆塑料挤出机已不仅用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆和陶瓷等领域3） 大型化和精密化 实现塑料挤出机的大型化可以降低生产成本，这在大型双螺杆塑料造粒机组、吹膜机组、管材挤出机组等方面优势更为明显国家重点建设服务所需的重大技术装备，大型乙烯工程配套的三大关键设备之一的大型挤压造粒机组长期依靠进口，因此必须加快国产化进程，满足石化工业发展需要4） 智能化和网络化发达国家的塑料挤出机已普遍采用现代电子和计算机控制技术，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和填料螺杆转速、填料量、各种原料的配比、电机的电流电压等参数进行检测，并采用微机闭环控制这对保证工艺条件的稳定、提高产品的精度都极为有利第2章 塑料挤出机2.1挤出机的发展历程挤出机起源于1 8世纪，英格兰的Joseph Bramah于1795年制造的用于制造无缝铅管的手动活塞式压出机被认为是世界上第一台挤出机从那时开始，在1 9世纪前5 0年内，挤出机基本上只应用于铅管的生产、通心粉和其它食品的加工、制砖及陶瓷工业。

在作为一种制造方法的发展过程中，第1次有明确记载的是R•Brooman在1 8 4 5年中申请的用挤出机生产同固特波胶电线的专利同特波公司的H•Bewlgy随后对该挤出机进行了改进，并于1851年将它用于包覆在Dover和Calais公司之间的第1根海底电缆的铜线上在此后的2 5年内， 挤出方法逐渐重要， 并且逐渐由电动操纵的挤出机迅速替代了以往的手动挤出机初期机械操纵的柱塞式挤出机生产了成千上万公里的绝缘电线和电缆，从而牢固地确立了挤出法用于生产电缆的地位早期生产电缆的挤出机无论是手动的、机械的或者液压的，全都是柱塞式的在这种生产过程中，柱塞将热的固特波胶压入到通有铜导线门模中，固特波胶从口模中挤出，这样就包覆在铜导线上形成绝缘层 自第一台挤出机问世以来，挤出技术得到的良好快速发展从开始的柱塞式到更为先进的螺杆式，从原始的手动操作到完全的自动控制，从产品单一到产品的多元化，挤出成型技术正逐渐成熟如今，挤出成型具有生产效率高，制造方便，可以连续化生产等特点，它在塑料成型加工工业中占有很重要的地位半个世纪以米，我国的塑料工业经历了从无到有，从小到大的发展过程，尤其是改革开放二十年来得到高速发展，已初步形成了部类齐全的工业体系，从产最上已跻身于世界先进行列。

塑料机械行业足为塑料工业提供技术装备的行业，强劲的市场需求促进塑料机械工业的发展挤出成型技术得到了很好的发展2.2 塑料挤出机的辅助设备及控制系统塑料挤出机组的辅机主要包括放线装置、校直装置、预热装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、收线装置挤出机组的用途不同其选配用的辅助设备也不尽相同，如还有切断器、吹干器、印字装置等校直装置：塑料挤出废品类型中最常见的一种是偏心，而线芯各种型式的弯曲则是产生绝缘偏心的重要原因之一在护套挤出中，护套表而的刮伤也往往是由缆芯的弯。