概观

塑料挤出成型是将塑料加热到流动状态，然后使其在一定的压力下通过塑模，定型后再制成连续的型材。挤出法加工的塑料制品有很多种类，如管材、薄膜、棒材、板材、电缆涂覆、单丝和异形截面型材等。该挤出机还可用于混合、塑化、脱水、造粒、喂料等塑料制备工艺或半成品加工。因此，挤出成型成为常见的塑料成型加工方法之一。

挤出法生产的塑料制品大多使用热塑性塑料，有些还使用热固性塑料。例如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、 ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、氯化聚醚等热塑性塑料以及酚醛、脲醛等热固性塑料。

挤出成型具有效率高、投资低、制造简单，可连续化生产、占地面积小、环境清洁等优点。挤出生产的塑料制品用途广泛，产量占塑料制品总量的三分之一以上。因此，挤出成型在塑料加工行业中起到重要的作用。

挤出成型机头典型结构分析

机头是挤出成型模具的主要部件，具有以下四个功能。

（1）将物料从螺旋运动变为直线运动。

（2）产生必要的成型压力，保证产品的密实性。

（3）通过机头进一步塑化材料。

（4）通过机头成型具有所需断面形状的产品。

现在以管材挤出机头为例，分析机头的组成和结构。

1、口模和芯棒

口模成型产品的外表面和芯棒成型产品的内表面，因此口模和芯棒的定型部分决定了产品的横截面形状和尺寸。

2、多孔板（过滤板、栅板）

多孔板的作用是将材料从螺旋运动变成直线运动，同时可以防止未增塑塑料和机械杂质进入机头。此外，多孔板还可以形成一定的机头压力，使产品更加致密。

3、分流器和分流器支架

分流器也叫鱼雷头。分流器将塑料变成一个薄环，便于进一步加热塑化。大型挤出机的分流器内部还安装有加热装置。

分流器支架主要用于支撑分流器和芯轴，同时也使物流分束，增强搅拌效果。小型机头的分流器支架可以和分流器设计成一个整体。

4、调节螺钉

用于调整口模与芯轴之间的间隙，保证产品壁厚均匀。

5、机头体

用于组装机头各零件和连接挤出机。

6、定径套

通过定径套使产品获得良好的表面粗糙度、正确的尺寸和几何形状。

7、阻塞

防止压缩空气泄漏，保证管道内有一定的压力。

挤出成型机头的分类及设计原则

1、分类

由于挤出产品的形状和要求不同，因此应该有相应的机头来满足产品的要求，机头有很多种类，大致可以根据以下三个特点来分类：

（1）根据机头的用途分类

可分为挤管机头、吹管机头、挤板机头等；

（2）根据产品出口方向分类

可以分为直向机头和横向机头，前机头内物料的流动方向与挤出机螺杆的轴向一致，如硬管机头；后机头中物料流动的方向与挤出机螺杆的轴向成一定角度，如电缆机头；

（3）根据机头压力大小分类

可分为低压机头（料流压力为MPa）、中压机头（料流压力为4-10MPa）和高压机头（料流压力在10MPa以上）。

2、设计原则

（1）流道呈流线型

为了保证材料能够沿着机头的流道填充和均匀被挤出，同时避免材料过热分解，机头中的流道应该呈流线型，不要急剧膨胀或收缩，也不应该有死角或停滞区域，流道应加工得很平滑，表面粗糙度应低于Ra0.4um。

（2）足够的压缩比

为了使产品紧凑，去除分流支架造成的接缝，应根据产品和塑料的不同类型设计足够的压缩比。

（3）正确的断面形状

由于塑料的物理性能、压力、温度等因素，机头成型部分的设计应保证材料在挤出后具有规定的断面形状，机头成型部分的断面形状并不是产品对应的断面形状，两者之间存在相当大的差异，设计时应考虑这一因素，使成型件具有合理的断面形状。由于产品截面形状的变化与成型时间有关，控制必要的成型长度是一种有效的方法。

（4）结构紧凑

在满足强度的情况下，机头结构要紧凑，形状尽量规则对称，使传热均匀，装卸方便，不漏料。

（5）选材要合理

由于机头较大的磨损，以及部分塑料具有较强的腐蚀性，机头材料应为硬度、耐磨较高的碳钢或合金钢，有的甚至需要镀铬来提高机头的耐腐蚀性。

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

典型挤出机头和设计

常见的挤出机头有管材挤出机头、吹管膜机头、电线电缆包覆机头、异形材料挤出机头等。