模具毕业设计：塑料异型材高速挤出模的研究

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1、塑料异型材高速挤出模具的研究李宏兵　隋丽慧　张焕　张改卿河南省工业设计学校摘要：高速挤出成型是一个系统工程，无论在模具、配方、工艺等方面均有别于先前的普通挤出成型。通常，衡量一条生产线的生产效率不是单纯看其挤出机的挤出量，而主要是看挤出的线速度。因此，要进行高速挤出成型，模具是首先需要改进的。本课题就国内塑料异型材高速挤出模具的现状和改进设计做出了一些有益的探讨和研究。关键词：塑料异型材；挤出模具；高速挤出模我国塑料异型材挤出模的发展概况近十多年来，我国塑料异型材行业发展迅猛，在国家的政策支持和业界人士的共同努力下，始终处于技术不断地进步和市场不断拓展之中。近几年，由于国

2、情的需要和国家政策导向，又一次获得了迅猛发展的机遇，现已形成了相当的行业规模。据有关统计报道，2005年全年消耗的塑料异型材在60万t以上，生产塑料门窗8000～9000万m2，比2000年增加200%以上。现国内进口和国产塑料异型材生产线的总数超过4000条，异型材生产能力已突破500万t，已建成十余家10000t以上的大型或超大型塑料异型材生产厂。门窗生产能力超过3亿m2。塑料异型材挤出模(以下简称挤出模)是塑料门窗的关键技术之一。我国挤出模的生产正是随着塑料门窗行业的发展而发展。国内挤出模的发展和现状长期以来，塑料异型材挤出成型加工，在我国塑料加工工业中一直是相对薄

3、弱的一个门类，所使用的是单螺杆挤出机，挤出模在较低的速率下(1m/min左右)生产截面相对简单的异型材。自80年代中期开始，为加速发展塑料门窗工业，我国开始大量进口国外先进的双螺杆异型材9挤出成型生产线。这样，花费数十亿美元，把我国塑料异型材的生产水平提高了一个档次。然而，发展塑料异型材门窗生产对挤出模的需求量大。而随挤出机组引进的几付或十几付挤出模，远远满足不了建筑门窗市场变化和发展的需要。当时，能适应这些先进挤出机组要求的挤出模，国际市场价格每付约3～4万美元，甚至更贵。而国内不能很好地配套，成了制约进一步发展的主要因素之一。这一状况及其形成的商机促进了挤出模的研究与

4、开发工作。也正因为如此，国内关于挤出模的研究和开发工作，基本以进口挤出模为样本开展，测绘仿制的多，实验性研究的少，机理性研究和探索更少。而挤出模的实践性很强，至今还没有形成严格的理论和固定的模式。我国挤出模的设计与制造在引进的国外先进挤出模和一些大学积极的参与下，获得了迅速的发展。　　但是，挤出模的设计要解决模塑料流动的非牛顿特性以及模塑型坏离模膨胀、牵引变形和冷却收缩等综合作用的问题；并受到挤出机组(主要为螺杆、螺筒)，模塑料配方(包括配方组分和混合状况)和操作工艺(温度、速度、冷却水和真空度)等多方面的影响。因此，仅仅简单的测绘仿制是很难真正设计出高质量挤出模的。尤其

5、面对复杂的异型材和原料配方的不断改进和发展，以及对异型材产品质量和生产效率要求的不断提高，就更加显现出理论和实验的缺乏。另外，局限于感性的经验，过多地依赖于反复的调试修模，所造成的必然是较多的失败和调试修模过程中大量的人力、能源和原材料浪费，也很难稳定地获得高质量的挤出模。然而，市场需求有着巨大的推动力，十多年来，我国的挤出模随着塑料门窗行业的发展，已形成了相当大的生产能力。据了解，目前国内每年挤出模实际交付使用超过500套的制造商已超过20家，此外还有更多的模具厂提供了大量的挤出模。2005年，国内生产的挤出模实际交付使用的总数已超过8000套。并且除单一熔体挤出的单腔

6、挤出模之外，还制造出了一模多腔、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤和低发泡钢塑共挤等各类挤出模。　　与此同时，挤出模的塑料异型材生产速度也不断地得到提高，国内领先的挤出模已经实现了主型材2.5m/min以上的挤出速度，但同国外的先进技术相比，生产速度还有一定的差距。计算机技术的应用进一步促进了我国挤出模的发展，现已开发成功了实用的挤出模CAD系统，并和数控机床连接，实现了CAD/CAM集成；使用了慢走丝四坐标线切割机床和进口的磨料流挤压研磨抛光机床加工挤出模模腔，大大地提高了生产效率和制造精度。模具行业于1998年制定并发布实施了塑料挤出模行业标准--JB/T8744

7、-8746-1998，这更是行业走向成熟的表现。国产挤出模与进口挤出模的差距虽然我国的挤出模已形成了相当大的生产能力，但与进口的先进挤出模相比，还存在着一定的差距。因此，尽管进口挤出模的价格高出国产挤出模五六倍，甚至十多倍，每年还是有上千套挤出模进口。国产挤出模与进口先进挤出模的差距主要表现在以下几个方面：　　9(1)进口的先进挤出模的异型材挤出速度高于国产挤出模。异型材挤出速度除受到挤出模的影响外，还受挤出机组、型材配方和一些工艺条件的影响，由于进口的挤出模都和进口的塑料异型材生产系统相配套，所以能保证稳定高速挤出。进口挤