材料成型设备复习.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流材料成型设备复习.精品文档.第一章1、成形加工（生产）：以模具为基本工具来获得所需制件的形状和尺寸。1）、成形：固态毛坯材料（金属或非金属）在外界压力的作用下，借助模具通过材料的塑性变形来获得所需制件的形状、尺寸和性能。如：冲压、锻造等。成形加工特点：生产效率高、材料利用率高、工件精度高、高复杂程度、高一致性等。成形生产包括：模具工业和成形设备工业2）、成型：液态或半固态毛坯材料（金属和非金属）在外界压力的作用下，通过流动填充模具型腔来获得制件的形状和尺寸。如：压铸、注塑等。1、成型设备的作用：1）为各类成形工艺服务，借助于模具进行生产。 与

2、工艺的关系： 新工艺 _ 新设备,新设备 _ 新工艺2）一个国家工业生产的重要组成部分。表现在：A. 完成生产的重要手段B. 国家工业基础和技术水平的重要标志2、成型设备的类型：1）、金属成形设备：锻压设备、铸造设备等。2）非金属成型设备：塑料成型设备、橡胶成形设备、陶瓷成形设备、玻璃成形设备等。我国成型设备的现状（考的可能小）A. 能满足国内各行业的大部分需求： 类别较齐全、完善，已形成装备体系 拥有最强大的技术队伍 形成一定规模的科研、生产、销售能力B. 仍然是国家工业体系中的薄弱环节 技术工艺落后，设备性能和可靠性不高 产品品种不能完全满足成形生产的需要 缺少具有自主知识产权的高档产品

3、成套连线进展缓慢，设备数控化水平低曲柄曲柄压力机主要是通过曲柄连杆机构获得材料成形所需力和直线位移。主要用于冲压成形（冲孔、落料、弯曲、拉深等），故又称冲床。还可进行挤压、锻造等工艺。工作原理：电动机传动系统（带传动、齿轮传动）曲柄连杆机构滑块作往复直线运动。上、下模分别安装在滑块和工作台上，可完成材料的成形工艺。操纵机构对滑块的运动进行控制。实质：利用曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复运动。1、工作机构：组成：曲柄、连杆、滑块。曲柄压力机的工作机构，整个设备的核心。作用：将电动机（飞轮）的旋转运动转变为滑块的上下往复运动，给模具提供工作所需的成形力和位移。附加有装模高度调节机构、

4、超载保护装置、打料装置等附属机构，提供辅助功能。曲柄：1）曲轴式： （1）曲轴受力复杂。承受变形 抗力、传递扭矩。（ 2）加工难度大。应用：中小型压力机。2）偏心轮式：（1）偏心轮只传递扭矩，芯 轴承受变形抗力。 （2）加工方便。偏心轮采用铸造加工，芯轴是直轴。 应用：大中型压力机。连杆：由连杆盖、连杆体和调节螺杆组成。1）装模高度调节装置（1）调节连杆长度： 节方便，结构紧凑球头加工难调节螺杆抗弯强度差。应用；中小型压力机（2）调节滑块高度：电机调节，效率高。采用整体连杆，抗弯强度高。连杆与滑块采用柱销连接，加工方便。应用：大中型压力机。（3）调节工作台。用于小型压力机。J12型过载保护装置

5、：作用：防止设备因过载造成零部件损坏 。类型：压塌块式与液压式。1）压塌块式过载保护装置：结构简单，加工方便。疲劳破坏，影响效率。只能用于单点压力机 ，不能保证多点同时卸荷2）液压式过载保护装置：过载临界点可准确设定。过载后设备恢复容易。可用于多点、大型、闭式压力机。滑块：滑块是一个箱形结构。作用： 上端与连杆连接。下端安装模具的上模部分。与床身导轨导滑，保证运动精度。1）模具的装夹：小型模具：采用模柄固定。大型模具：采用T形槽固定。2）打料装置：（1）刚性打料：简单，可靠。但只能在滑块的上死点附近打料。（2）气动打料：可在回程的任一位置打料，但需气缸。2、 传动系统：组成：皮带轮传动、齿轮传

6、动。作用：传递能量和运动，速度下降、扭矩增加。3、操纵机构：组成：离合器与制动器（刚性离合器与带式制动器、磨擦离合与制动器）相应的电气元件。作用：操纵和控制工作机构的运动、停止，实现开模和合模等工艺动作。刚性离合器与带式制动器的工作特性：结构简单，制造方便。运行维护成本低。刚性离合，易产生冲击与碰撞。滑块不能停在任意位置，调模不方便。 制动器一直工作，消耗能量。 应用：一般用于中、小型的开式压力机。注意：用该种压力机手工上料时，必须采用手工上料工具，且不准使用连续行程。摩擦式离合器和制动器工作特性离合与制动联锁控制，动作协调。工作时结合平稳无冲击，噪音小，并可在高速轴上工作。可在行程的任意位置

7、制动，实现“寸动行程”，调模方便。结构复杂，加工成本高。需要压缩空气作动力源，运行成本高。应用：一般用于大、中型的闭式压力机。4、能源部分：组成：电动机和飞轮。作用：电动机：提供机器运行能量。 飞轮：提供压力机的短时工作能量。通过速度的变化能储存和释放能量。5、 支承部分：组成：床身、工作台、紧固零件等。作用：把压力机的所有零部件连成一个整体。床身: 作用： 连接和固定所有部件/为运动部件提供导向/承受全部运动负荷特点：重量比例大/结构复杂/加工量大6、辅助系统：润滑系统、送料装置、气垫等#&：开式闭式压力机是根据床身的受力特点和送料方式判断（补充）v 三、曲柄压力机的分类1、按床身结构：1）

8、闭式压力机：分：（整体闭式机身、 组合闭式机身）机身刚性好，导向精度高，操作不方便，多用于中大型压力机。（160T以上）整体式：装配量小， 刚度好，但加工运输 困难。组合机身：加工运输 方便，多用于大中型。应用：大、中型压力机2）开式压力机：三面敞开，便于操作，但刚性差，多用于小压力机, 易于自动送料 C型机身，工作时易产生角变形，会加剧模具磨损，影响工件质量。分：（双柱可倾式、 单柱固定式、 单柱固定台式（100T以下）2、按工艺用途： 1）通用曲柄压力机：冲裁、弯曲、拉深等2）专用拉深压力机：大型覆盖件的拉深。 3）冷挤压曲柄压力机：冷挤压成形。 4）热模锻曲柄压力机：模锻成型板料冲压压力

9、机（ 通用压力机、 拉深压力机、板料高速自动机、板冲多工位压力机）体积模锻压力机（ 热模锻压力机 、挤压机、精压机、平锻机、 冷墩自动机、 精锻机）剪切机（ 板料剪切机、棒料剪切机）3、按滑块数目：1）单动压力机2）双动压力机 4、按连杆数目：点：是指曲柄连杆机构中连杆的数目。点数多，滑块运动的平稳性好，抗偏载能力强。1）单点压力机2）双点压力机3）四点压力机5、按传动系统的位置：1）上传动曲柄压力机：2）下传动曲柄压力机：6、按床身固定形式：固定台、活动台、床身可倾J () - ():J表示：类型代号；():变形设计，A第一次，B第二次;第3、4位分别是：组别，型别：第5位是：标称压力；最后

10、一位：改进设计J1（第一组）：开式单柱压力机 J11单柱固定台压力机。 J12单柱活动台压力机。J2 （第二组）： 开式双柱压力机 J21开式双柱固定台压力机。J23开式双柱可倾压力机。J3 （第三组）： 闭式压力机。 J31闭式单点压力机。J36闭式双点压力机。J39闭式四点压力机J4 （第四组）：拉深压力机。 J41闭式单点单动压力机。J42闭式双点单动压力机。 J45闭式单点双动压力机。J46闭式双点双动压力机。 J5 （第五组）： 螺旋压力机。 J53摩擦螺旋压力机。J57液压螺旋压力机。J58电动螺旋压力机。J8：冷挤压压力机 J87曲轴式挤压机。J88肘杆式挤压机。 J89其余形式

11、挤压机。五、曲柄压力机的工作特性1、工作时形成封闭力系，振动小，不需大的基础。2、曲柄滑块机构有严格的运动规律，便于实现机械化、自动化。（上下死点、运动速度、闭合高度等固定。）3、采用飞轮储存和释放能量，大大减少电机的功率。（工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击）4、床身刚度好、滑块导向精度高。5、结构简单，制造容易，工艺万能性好。定行程设备，不能超载，装模不方便曲柄压力机的特点1、 刚性传动，滑块运动具有强制性质 a. 上下死点、运动速度、闭合高度等固定便于实现机械化和自动化 b. 定行程设备自我保护能力差 2、工作时形成封闭力系 a. 不会造成强烈冲击和振动b. 不允许超负荷使用 3、一个工作

12、循环中负荷作用时间短，主要靠飞轮释放能量 a. 工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击 b. 不能够超能量使用标（公）称压力：滑块运行到距下死点前某一特定距离或曲柄旋转到距下死点前某一特定角度时，滑块所允许承受的最大作用力。我国为小型R5和大型R10系列，有：63KN、100KN、160KN、250KN、315KN、400KN、630KN等。标称压力角：小型压力机，30。大中型压力机，20 滑块行程：滑块从上死点运行到下死点所走过的距离。S=2R R曲柄半径。反映了压力机的工作范围，影响模具的开模行程 。封闭高度：是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台板下表面的距离。 装模高度：是指滑块在下死点时，

13、滑块下表面到工作台板上表面的距离。v 装模高度：不包括台板厚度，主要用于闭式压力机。封闭高度：包括台板厚度，主要用于开式压力机。 压力机的选择：根据冲压件的工艺性质、产量大小以及尺寸量精度要求，选择压力机的类型。1、初选设备：选择压力机的主参数计算冲压力；选择压力机的公称压力2、 校核参数：装模高度、滑块行程、作台尺寸、模柄孔尺寸、滑块中心到机身的距离（喉深） 专用曲柄压力机：（双动压力机）结构特点：外滑块：由多杆机构驱动，作间隙直线运动，提供压边力。在机身导轨内往复运动内滑块：由曲柄滑块机构驱动，作连续往复直线运动，提供拉深成形力。工作原理：滑块下行时（工作时），外滑块提前运动（导前行程为滑

14、块行程的0.1-0.15），先压住坯料，停止运动,提供压边力；然后内滑块下行进行拉深成形。滑块回程时，内滑块先行，外滑块不动，压料板起卸料作用。工作特点：1）、压边力大且稳定可靠，在大型、复杂的覆盖件拉深中可设置拉深筋来控制金属的流动变形。2）压边力平稳冲击小，符合拉深变形的工艺需要。3）采用正装拉深模结构，易于实现机械化、自动化。4）合适的拉深速度。内滑块：下行慢，回程快。5）简化模具结构。冷挤压机：在常温下，利用外力使金属坯料发生塑性流动，获得所需的工件的形状与尺寸。分为正挤压、反挤压和复合挤压三类。特点：工件尺寸精度高、表面质量好、强度高、寿命长，但变形抗力大，对模具和成形设备的要求高。

15、应用：齿轮、轴承内外圈、型材等黑色金属或有色金属的成形。冷挤压机的类型1）按工作机构：曲柄式、肘杆式、拉力肘杆式。2）按传动系统：上传动、下传动。3）按床身的安装：立式、卧式。4）按动力来源：机械式、液压式。冷挤压对设备的要求：1）设备的刚度要求高。2）设备提供的变形能量大。3）滑块的导向精度高。4）合适的挤压速度。5）可靠的过载保护装置和顶料装置。热模锻压力机：模锻：锤上模锻、水压机模锻、压力机模锻压力机热模锻工艺的特点：加工精度高、生产效率高、材料利用率高、易实现机械化、自动化，但设备投资大、毛坯下料精度要求高。热模锻工艺对设备的要求：1）设备的床身刚度高。2）滑块抗偏载能力强3）滑块的行

16、程次数高。4）上、下模要有顶出装置5）可靠的防过载装置（门车）热模锻压力机的类型与型号规格：类型：连杆式、双滑块式、楔式、双动式等。1）连杆式：曲柄滑块机构、气动摩擦离合与与制动、二级传动、象鼻式滑块、楔形工作台。2）楔式：垂直方向没有连杆、曲轴，刚度高。楔块支撑面积大，抗偏载能力强，适合于多膛模锻。型号规格MP2000：连杆式热模锻压力机，标称压力为2000T。KP2000：楔式热模锻压力机，标称压力为2000T。楔形工作台式：属于下调节式，通过调整工作台的高度来实现装模高度调节。特点：刚度好，降低了从动部分的转动惯量，但位于模具的下面，易污染、氧化，调节困难。偏心蜗轮式：属于上调节式。电动

17、机带动偏心蜗轮转动，连杆与滑块的调节位置发生改变，使滑块的下平面高度发生变化，从而调节装模高度。特点：调节方便，应用广。热模锻压力机（三）主要缺点：工艺万能性差，不能进行滚压、拔长类工艺要求配套预制毛坯的设备、结构复杂，造价高第三章液压机采用液压传动获得所需的成形力。电能机械能液压能机械能。属于静压工作。工艺万能性好。应用：可用于金属板料的冲压、金属锻造成形、金属型材的挤压成形、粉未冶金成形、塑料和橡胶的压制成型、人造金刚石和陶瓷的压制成形、工件的校直和压装等工作原理：帕斯卡原理：在一个密闭的容器中，液体的压力在各个方向上处处相等。液压机的结构组成：1）本体部分（三梁四柱）：承受工作负荷。安装

18、固定液压缸和模具。完成工艺所需的动作。2）液压系统：（动力元件、执行元件、控控制元件、辅助元件 ）实现能量的的转换。对活动横梁的运动进行控制液压机的工作过程：空程向下工作行程回程停止顶出缸顶出顶出回程1、液压机的类型：水压机：工作介质为乳化液（98%的软水+2%的乳化脂）。价格便宜、成本低，不污染环境，不燃烧，可用于热加工。但密封困难，无润滑，易生锈。用于大型的锻造液压机油压机：润滑性好，不生锈，易密封。但易燃，不能用于热加工，污染场地。用于中2、按工艺特点分：一般用途液压机锻造液压机挤压液压机冲压液压机塑料压制液压机、另外还有校正液压机、手动液压机、层压液压机等。3、按本体结构分：梁柱组合式

19、：三梁四柱，通用结构，应用广泛。单臂式：“C”形结构，操作方便。框架式：床身刚度高，用于压制成形。 双柱下拉式：稳定性好，用于锻造成形。液压机的工作特性1）容易获得较大的总压力和工作空间。2）容易获得较大的工作行程，并在任意位置提供额定压力和保压。3）工作平稳，冲击振动小，噪音小，工作环境好。4）压力、速度调节方便。5）结构简单、制造容易、操作方便。6）无固定下死点，工艺灵活性好7）运行速度慢、工作效率低，密封困难、易泄漏。液压机的本体结构（主机）对本体的要求： 满足工艺要求，且便于操作； 具有合理的强度、刚度和运动精度；使用可靠，经济性好，维护方便。组成：机架部件、液压缸部件、运动部分、导向

20、装置等。机架（机身）的典型结构形式作用：承受全部工作载荷， 安装其它零部件与模具， 为活动横梁提供导向。常见结构：梁柱组合式、单臂式、双柱下拉式、组合框架式等。1、 梁柱组合式组成方式：用立柱内、外螺母将上、下横梁联结成刚性框架。特点：结构简单、制造容易、精度一般，传统结构，应用广泛。常见有：三梁四柱式、多柱式、双柱卧式等。2、单臂式1）工作原理：主油缸：进油时，柱塞固定，缸体向下移动。属于单向作用缸。（成形） 回程缸：进油时，缸体固定，柱塞向上移动。实现开模。（回程）2）工作特点：“C”形床身，采用铸造或焊接，制造简单。开式床身，操作空间大。床身刚性差。适合：冲压、校正等小型液压机。3、双柱

21、下拉式1）结构特点：两根立柱和上、下横梁组成一个可动的封闭式框架，工作缸安装在下横梁上；工作柱塞安装在不动的固定横梁上，固定横梁上还有立柱导套和回程缸，立柱按对角线布置。2）工作原理： 成形：主缸进油，工作柱塞不动，工作缸带动封闭式框架下行，实现合模。 回程：回程缸。3）工作特点：下传动结构，压力机重心低，稳定性好，抗偏载能力强。工作缸在地下，不易损坏。上横梁不装油缸，可简化结构与尺寸。运动部分惯性大，急停难，浪费能量。安装基础要求高。适合：稳定性好，用于中、小型锻造液压机框架式机身：）结构特点：整体框架：空心箱形梁结构，整体焊接或整体铸造而成，立柱部分做成矩形截面，便于安装导向装置。抗弯性能

22、好，但加工、运输困难，用于中型液压机。组合框架：箱形梁结构，上下横梁与立柱采用键定位，中间用预应力拉杆螺栓连接与固定。类似闭式曲柄压力机的床身。用于大、中型液压机。2）工作特性：床身采用箱形梁焊接或螺栓连接，刚性好。箱形立柱便于设置导向装置，活动横梁导向精度高。改变立柱的受力状态，可提高床身的抗疲劳能力。结构复杂、制造成本高、操作不方便。适合：塑料制品、粉末冶金、挤压成形的液压。机架部件（梁柱组合式）：1、立柱1）立柱与横梁的连接（1）双螺母式：简单、方便，有间隙，易松动。应用广。（3） 锥台式：无间隙配合，机架刚度好，但加工难。双锥台式的刚度最好。3）锥套式：用独立的锥套代替锥台，减少加工难

23、度。但锥套易松动，用于大型液压机。2）立柱的预紧（双螺母式）（1）加热预紧：加热使立柱伸长，拧紧外螺母，立柱冷却收缩，产生预紧力防止松动。 特点：预紧效果好，可靠，应用广泛。（2）超压预紧：液压机加载到标称压力的1。25倍，立柱受拉伸长，拧紧内螺母，卸载后，立柱收缩产生预紧力。特点：方法简单、容易实现，但机架易变形3）立柱的导向（立柱与活动横梁）（1）圆柱面导套：简单、加工方便，但不能承受偏心载荷。用于小型液压机。多为剖分式结构。（2）球面导套：有球面活动体，可承受偏心载荷。（允许机架变形），一般用于大、中型液压机。单球面导套：中间柱塞与活动横梁为刚性连接。双球面导套：中间柱塞与活动横梁为球铰

24、连接。常用钢材：常用材料：35、45、40Cr、20MnMo、20MnSiMo等。2、横梁。特点：一般为箱形结构，外形轮廓大、承受载荷大。制造方法：铸造和焊接。 1）上横梁：安装液压缸。2）活动横梁：连接活塞杆、安装上模、工件打料、保证导向（1）行程开关限位。（2）机械保险3）下横梁：即工作台，安装下模和顶出装置液压缸部件：主要由三种结构： 活塞缸、柱塞缸、差动柱塞缸主要组成部件：缸体、柱塞（活塞）、导套、密封等1） 柱塞式液压缸：单向作用缸。结构简单，缸体内壁要求低，加工容易。应用：用于大、中型液压机中的主缸、回程缸或单向移动缸2）活塞式液压缸：双向作用缸。结构复杂，成本高。缸体内壁要求高，

25、加工难。应用：用于中、小型液压机的主工作缸、顶出缸等。）差动柱塞式液压缸：（双头柱塞式）增加导向精度，可承受偏心载荷。单向作用缸。密封困难。应用：用于卧式液压机。液压密封要求：密封性能好，不泄漏；摩擦阻力小，寿命长；维修简单，易拆换；制造容易，成本低。密封材料：1）在一定温度范围内，化学稳定性好，不溶于工作液体。2）与金属接触不互相腐蚀、粘着。3）在一定时间范围内，不软化或硬化。4）弹性好，不易变形。5）耐磨性好，摩擦系数小。易于制造，成本低。常用密封材料：耐油橡胶、聚氨脂橡胶、聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料、尼龙等。液压缸的损坏形式及原因： 1）破坏形式：气蚀或疲劳-裂纹-开裂（1）圆筒壁部：

26、内表面向外扩展（2）法兰部分：外部过渡处产生裂纹向内扩展（3）缸底部分：由内向外。（4）气蚀：气体冲击，内壁产生蜂窝状的麻点。2）原因分析：设计角度、加工制造、安装使用。液压垫（顶出缸）：作用类同于曲柄压力机中的气垫不同点： 易于获得大的作用力、压力稳定且调整容易动作控制灵活液压系统的作用：1）实现能量的的转换：电机的机械能液压能（高压液体） 机械能（活动横梁的运动）。2、对活动横梁的运动进行控制，满足工艺需要。对液压系统有要求：1、工艺要求：快速下行减速压制保压延时快速回程任意位置停止。2、液压系统的总要求：1）在操作上，调模时要有手动操作，工作时要有半自动或全自动。2）在运行速度上，空程、

27、回程时要快速，工作时要减速。3）工作液体的压力要合适，既要满足成形压力要求，以要便于密封。 2032MPa5） 在工艺特点上，大、中型液压机要进行压力分级，满足不同的工艺需要。5）成形结束后，回程前主缸要卸压，以防止冲击振动。液压系统的组成元件：1、动力元件：液压泵：电机输出的机械能液体的压力能（高压液体）。2、执行元件：液压缸：在压力油的推动下，完成对外做功，驱动工作部件。即：液压能机械能。3、控制元件：各种控制阀，是液压系统的核心，起神经中枢的作用。作用：控制液压系统中液体的压力、流量、流向，来满足执行元件对力、速度和运动方向的要求。1）按功能不同：（1）压力控制阀：溢流阀、减压阀等。（2

28、）方向控制阀：单向阀、换向阀等。（3）流量控制阀：节流阀、调速阀等2）按操作动力：手动、机动、液动、气动、电磁动力等。3）按连接方式：管式、板式、法兰连接式、集成块式等。4、辅助元件：油箱、管道、压力表、接头等。作用：起储油、输油、连接、过滤、测压等作用。典型液压系统的特点（Y32315）主缸采用活塞式液压缸，双向工作，工作台面积大，活塞行程长，满足多种工艺的要求。2、设有顶出缸，可进行顶件、反拉深、压边等。3、主缸上设有充液箱，可实现空程快速下行，提高效率。4、设有延时保压系统，可满足塑料、橡胶、粉末冶金的压制成形。5、具有点动、手动、半自动等工作方式，操作方便，且压力、速度、行程可调6、结

29、构简单，维修方便液压机技术参数与选择：标称压力：是指液压机名义上能产生的最大压力，它反映液压机的主要加工能力，是液压机的主参数或特征参数最大净空距离（开口高度）：活动横梁位于上极限位置时，其下底面至工作台上表面的距离。影响：操作空间（工作取出所需的空间），即模具的开模行程。最大行程：指活动横梁能够移动的最大距离。影响：模具的入模深度。反映液压机能加工零件的最大高度。液压机的选择：根据制件的压制成型工艺要求及模具结构特点选择液压机类型； 初选设备：选液压机的主参数计算制件压制成型所需的成型力； 选择液压机的标称压力校核参数：顶出力和顶出行程装模高度最大净空距离工作台尺寸最大行程：v 几点注意1、

30、机身形式：不同结构机身，强、刚度一般符合如下关系： 框架式 梁柱式 单臂式 ，但操作方便与工艺适应性常常正好相反2、上传动油压机：一般不用于热成形3、偏心载荷不可过大：模具和设备的压中心尽量重合。4、液压机工作压力的调整。溢流阀或调压阀。第四章 塑料挤出成型机塑料挤出机：各种型材，可进行塑料的造粒、为吹塑备料1、挤出成型过程：加料输送与塑化分流、压缩与成型（模具）定型与定型牵引切割与卷取。挤出成型设备：挤出机、辅机、控制系统。1）挤出机（主机）：挤压系统、传动系统、加热冷却系统。（1）挤压系统：由螺杆、料筒组成。作用：原料的塑化。使塑料熔体定温、定压、定量地向机头运动。（2）传动系统：电机（油

31、马达）、调速装置（减速器）等.作用：传递扭矩和转速，驱动螺杆。调节螺杆转速，满足不同的工艺需要（3）加热冷却系统：加热圈、冷却管道等。作用：对螺杆和料筒进行加热和冷却，满足挤压过程中对温度的要求。2） 辅机：机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置等。（1）机头（挤塑模）作用：使塑料熔体由螺旋运动直线流动。使原料进一步塑化。获得制品所需的截面形状与尺寸。使熔体压实，提高制品的刚度和内在质量。获得一定的体积产量。（2）定型装置（定型模）：采用加压和冷却的方法，使来自机头的高温连续体的形状稳定下来，并进行精整。（3）冷却装置：使制品进一步冷却到室温。（4）牵引装置：作用：克服定型阻力

32、，使挤出过程连续进行。调节制品的壁厚。使制品拉伸定，提高强度（5）切割装置：（硬管）将制品切成一定的长度，即定尺。（6）卷取装置：（软管）将制品绕成圈。3)、控制系统：电器、仪表、控制面板等。作用：对主机、辅机的各种运动、温度、压力进行检测与控制，满足工艺需要。挤出机的类型1）按螺杆数目：单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机等。2）按螺杆的安装位置：（1）卧式挤出机：螺杆水平安装，重心低，稳定性好，操作、维修方便，但占地面积大，常用。（2）立式挤出机：螺杆垂直安装，占地面积小，但操作、维修不方便，少用3）按装配结构：（1）整体式：采用非标减速机构，结构紧凑，专业主产，常用。（2）分体式：采

33、用标准减速器，装配要求低，料筒热量不传至减速器，但设备体积大，少用。4）按是否排气：非排气挤出机、排气挤出机。常用：单螺杆、非排气、卧式、整体挤出机挤出机的主要技术参数：1）螺杆直径D：指螺杆的外圆直径。是挤出机的主参数，表征挤出机的主要加工能力。2）螺杆的长径比D/L：指螺杆的有效长度和螺杆直径之比。3）螺杆的转速范围：nmaxnmin 4）生产能力Q:(公斤/小时）还有：主螺杆驱动电机功率，料筒加热功率，机器的中心高等。（见表4-1）螺杆的分段（分区）：固体输送段、熔化段、均化段。固体输送段（加料段）：1、作用：1）来自料斗的物料在螺杆的作用下，向前输送。 2）物料在螺在槽内被压实，有利排

34、气。2、固体输送效率Qs：Qs：螺杆的转速、螺杆直径、螺槽深度、螺纹升角、物料与料筒的摩擦系数等。熔融段（压缩段、转化段）：1、作用：1）物料由固态转变成粘流态，即塑化。 2）熔体被进一步压实、排气。2、熔融理论（熔融效率）：ZT物料完全熔融所需的螺杆长度。1）物料的特性：比热、导热系数、熔点等。2）工艺条件：螺杆的转速、料筒的温度等。3）螺杆的几何参数：螺槽的渐变度、螺杆与料筒的间隙等。熔体输送段（计量段、均化段）：1、作用： 1）已塑化的熔体被搅拌，使组分均化 2）熔体被定温、定压、定量地向机头输送2、熔体在输送段的流态： 1）正流QZ：熔体沿螺槽向机头方向流动。 2）逆流QP：（压力流）

35、熔体由于反压力沿螺槽向料斗方向流动。机头、过滤网等。3）横流QR：熔体在螺槽内作环形流动。对挤出量影响不大，一般不计，但影响熔体的传热、混合、均化。4）漏流QL：熔体由于反压力在螺杆和料筒之间的间隙内向料斗方向流动Q =QZQPQL3、提高熔体输送效率的措施：1）提高螺杆的转速。2）加大螺杆的直径。3）增大均化段的长度。4）减小螺杆与料筒的间隙。5）在模具设计中降低熔体的反压力四、挤出过程：加料段：物料在螺槽内被压实并向前输送。熔融段：物料被进一步压实，排出空气，同时吸收来自料筒的外热和物料在螺槽内挤压、剪切产生的摩擦热（内热），物料由固态变成粘流态（塑化）。均化段：塑化的熔体被搅拌、成分均化

36、，并定温、定量、定压地挤向机头。挤出机的主要结构“：一、挤压系统：螺杆、料筒1、螺杆（常规三段螺杆）1）螺杆的型式：（1）等距变深螺杆：从加料段到均化段。螺距不变，螺槽深度由深变浅。渐变型：螺槽深度的变化是在一个较长的轴向距离内完成。从加料段到均化段，螺槽深度由深变浅。适合：加工热敏性塑料。特点：螺槽深度变化平缓，塑化时对物料的挤压、剪切作用小，物料的温升小。突变型：螺槽深度的变化是在一个较短的轴向距离内完成。螺槽深度的变化是在压缩段完成的。特点：螺槽深度的变化是在压缩段完成的，塑化时物料受到的挤压、剪切作用强，温升大，有利于塑化。适合：粘度低，具有突变熔点的比历史最高水平晶型塑料。总特点：螺

37、距不变，加工容易，螺杆的根径小（加料段），强度差。（2）等深变距螺杆：螺槽的深度不变，但螺距从加料段到均化段由大变小。特点：螺杆的根径不变，强度大，螺杆的转速高，可提高生产效率。但变距螺杆加工困难。(3)变深变距螺杆:螺槽的深度和螺距都发生变化.2）螺杆的直径D：是挤出机的特征参数。（1）按产量来确定：产量Q与螺杆的直径和转速有关.（2）按挤出制品的截面尺寸来确定。（见表4-2，P131）小挤出机，管材直径不大于螺杆直径；大中型挤出机，管材直径可大于螺杆直径。 （3） 挤出机螺杆直已标准化：20、30、45、65、90、120、200、250、300等。3）螺杆的分段与各段参数：（1）加料段：

38、L1、H1、（2） 压缩段：L2、（3）均化段：H3、L34）螺杆的头部结构：（1）球体螺杆头：加工简单，但易产生滞料。适合：加工流动性好的低粘度塑料。（2）尖锥体螺杆头：能搅动过渡过区的物料，减少滞料产的生。适合：流动性差的热敏性塑料。（3）鱼雷体螺杆头：均化段有一段光杆，起进一步塑化和稳压的作用。适合：粘度大、导热性差、难熔融的塑5）螺杆与料筒的间隙（1）影向挤出机的生产能力。（2）影响物料的熔融。（3）影响挤出机的的使用寿命。（4）影响挤出机的成本。（5）间隙的确定与加工塑料的特性有关。6）螺杆的材料。）工作条件：高温、高压、磨损、腐蚀、大扭矩。加工要求： 高精度、低粗糙度、高表面硬度和

39、心部韧性适宜材料： 45、40Cr、38CrMoAl，表面渗氮1）常规三段螺杆的缺陷（1）固体输送效率低。（2）物料的熔融效率低。（3）挤出时压力波动大，影响制品厚的均匀性。（4）容易产生“扫膛”影响设备的寿命（5）不适合塑料的混炼、着色等特殊加工。新型螺杆2）分离型螺杆：压缩段/结构：（1）在压缩段设置一条附加螺纹（副螺纹）。 固相槽：与加料段相通，由宽变窄，终止于均化段。 液相槽：起始于加料段，由窄变宽，与均化段相通。（2）副螺纹的间隙比主螺纹大，允许熔体通过。工作特点：（1）挤出制品壁厚均匀，质量好。（2）生产能力提高。 （3）扫膛现象少，寿命提高。 （4）排气性能好。3）屏障型螺杆：均

40、化段/结构特点：在均化段的未端安装了一段外径等于螺杆直径的屏障段。 （1）圆柱面上开有进、出料的纵向沟槽。进料槽：只进不出，与均化段相通。 出料槽：只出不进，与螺杆头相通。 （2）将进、出料槽分开的棱面与料筒的间隙在小不等。按转动方向，出料槽前面的棱面与料筒的间隙为大间隙，这条棱为屏障棱，允许熔体通过。出料槽后面的棱面现料筒的间隙为小间隙（正常间隙），熔体通不过。工作原理：（屏障段的作用） （1）熔体中的未塑化的大碎片被屏障段过滤掉了。 （2）物料在进、出料槽中受到挤压剪切作用，有利于塑化。（3）物料在屏障段受到搅拌、均化，混和作用好。特点：挤出制品质量好，加工简单4）分流型螺杆：熔化段或均化

41、段（1）销钉螺杆：结构：在螺槽上安装方形或圆形销钉。设在熔化段：破碎固体床，促进塑化。设在均化段：促进物料的均化与混合。（2）孔分流螺杆（DIS螺杆）结构：混炼头直径等于螺杆外径。 设有数量相等的进料槽、出料槽，以小孔相通。作用：促进物料在均化段的混炼和塑化料筒的类型:（1）整体式：精度易保证，装配简单；便于设置加热装置；加工不便；摩损后不易修复。（2）组合式：料筒分段加工，然后按需要组合装配。分段加工，降低了制造难度；可改变长径比；加热装置安装不便；同轴度差。适合：实验用、小批量挤出3）双金属式：料筒由两层不同的金属组成。衬套式：内层为合金钢，可更换。加工装配难。浇注式：离心浇注一层耐摩合金

42、。适合：大批量生产。料筒的内部结构（加料段）(提高固体输送率)（1）加料段内壁为锥形：（加料口）增加加料口处物料的通过面积，加大物料输送量。（2）内壁纵向开槽：增加物料与料筒的摩擦系数，提高加料段的固体输送效率。（3）对加料段进行冷却：避免熔膜出现，保持物料的固体摩擦性质。料筒与机头的连接（1）铰状螺钉连接：装拆方便，应用最广。（2）螺栓连接：可靠性好，但装拆不方便。（3）剖分连接：装拆速度快，只用于小型模具。分流板与过滤网（多孔板）作用：1）使熔体由螺旋运动转化成直线运动。（2）支撑过滤网，起过滤作用。（3）产生流动阻力，使熔体压实，提高制品的强度。（4）使物料进一步塑化。（5）在机头安装时

43、起对中定位作用。多孔板孔径（1）同径孔：中间疏，边缘密。（2）不同径孔：中间小，边缘大。加料方法：（1）重力加料：物料依靠自身的重量进行供料。只有一个普通的料斗，简单方便，但易出现“架桥”，供料不均匀。（2）强制加料：料斗中设有搅拌器，实现强制供料。可克服“架桥”现象，保证供料均匀，另外还寻物料有压填作用。传动系统：1、组成：原动机、调速装置和减速装置。2、作用：1）传递扭矩和转速，驱动螺杆。2）调节螺杆转速和扭矩，满足不同的工艺需要。3、调速要求：1）无级调速。 2）有一定的调速范围。4、速度选择：粘度高，热稳定性差的塑料：选低速。低粘度、非热敏性塑料：选高速。常见调速系统：1）三相整流调速

44、电机+减速器：可靠性好，维修方便，但调速范围小。2）直流调速电机+减速器：调速方便，速度变化范围大，但成本高。3） 液压油马达：无级调速加热冷却系统：1、加热方法：1）液体加热：矿物油、有机溶剂等。特点：加热均匀，温度高；温度波动小；但加热系统复杂，成本高；加热介质分解，有毒、易燃。2）蒸汽加热：温度高，升温快，可冷热交替，但成本高。3）电加热：简单、方便、最常用。（1）电阻加热： 加热圈（加热板）：结构简单，安装调整方便，详用广泛，但采用云母片绝缘，（500度）热负荷小。 铸铝加热器：采用氧化镁绝缘，热负荷大，电阻丝密封，不易氧化，寿命长。（2）电感应加热：在料筒上安装了感应线圈和矽钢片，通

45、电后产生涡流使料筒发热。加热效率高，升温快，反应灵敏，但在本高，装拆不方便。冷却方法：（1）风冷：柔和、设备简单，但冷却速度慢，受气温的影响。适合：中小型挤出机。（2）水冷：冷却效率高，安装方便，但制造困难，密封困难。适合：大、中型挤出机。螺杆的冷却：压缩段：保持物料固态，提高输送效率。均化段：控制熔体温度，防止分解。结构：水内冷料斗座的冷却：（1） 防止料斗中的物料熔化形成“拱桥”（2）防止热量传给轴承或减速器第四节 挤出机辅机：挤出设备：主机：塑化，定温、定压、定量地挤出塑料熔体。机头：使塑料熔体由螺旋运动直线流动。使原料进一步塑化。获得制品所需的截面形状与尺寸。使熔体压实，提高制品的刚度

46、和内在质量。获得一定的体积产量。 辅机： 制品形状尺寸的稳定， 物料形态的变化， 制品内部分子的取向等。冷却定型装置：1、外径定型法：保证制品的外部尺寸与形状。1）内压充气法：在机头芯棒中通入压缩空气。（1）结构简单，成本低。（2）操作不方便。（3）气塞与制品摩擦，阻力大，影响挤出效率。2）真空定径法：在定型号模中设置真空室，使制品与定型模接触。（1）操作简单、方便。（2）管材外表面质量好。（3）可用于异型材的定型。（4）设备投资大，成本高。（5）管材直径较大时，圆度难保证2、内定径法：使管材的内径与定型芯棒接触，芯棒内通冷却水。（1）成型机头只能采用直角机头或偏心机头。（2）制品内表面质量好。（3）操作简单，运行成本低。牵引装