广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室

1. 塑料挤出成型Plastics Extrusion Molding异型材挤出成型 广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室 广东轻工职业技术学院高分子教研室

2. 项目10：认识型材生产线 广东轻工职业技术学院高分子教研室

3. 主要训练过程 项目10：认识型材生产线 • 任务10-1:认识生产线，及拆装模头 • 任务10-2:设定材料工艺及试开机运行 • 今天的任务： 任务10-2：设定材料工艺及试开机运行 广东轻工职业技术学院高分子教研室

4. 1. 任务告知： 拟实现的能力目标 • 生产线开启关闭及调节能力； • 工艺参数设定能力； • 定型装置调试能力； • 牵引装置调试能力； • 应急处理能力； 广东轻工职业技术学院高分子教研室

5. 2. 任务的引入 引导课文： • 异型材加工对挤出设备的要求是什么？ • ABS异型材的配方由哪些主要原料组成？各起什么作用？ • 塑料异型材挤出成型多用哪几种类型挤出机？各自有什么优点？ • 塑料异型材成型中模头的作用是什么 ？ • 异型材冷却定型冷却方式有哪些 ？ • 异型材挤出成型生产线上要控制哪些参数？控制要求有哪些 ？ • 何为加工助剂？在异型材的加工中一般为何要加入加工助剂 ？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

6. 3. 任务的实施 • 通过动手操作演示异型材生产线开机步骤 • 学生分组协同操作 广东轻工职业技术学院高分子教研室

7. 4. 任务深化 • 塑料异型材加工工艺参数设定方法 • 异型材定型、冷却、牵引的调试方法 广东轻工职业技术学院高分子教研室

8. 5.归纳总结 • 异型材生产线开启关闭及调节能力； • 异型材生产线工艺参数设定能力； • 异型材定型装置及调试能力； • 异型材牵引装置及调试能力； • 应急处理能力； • 方法能力 （主要学习技巧方面） • 社会能力 （主要职业精神、团结协作方面） 广东轻工职业技术学院高分子教研室

9. 6.拓展 如何保证小剂量物料均匀分散？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

10. 7.作业布置 根据任务的学习，撰写总结报告。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

11. 1. 塑料异型材生产工艺控制 • 原料及配方：准确把握原料的质量配比及其内在性质，注意讲配方需确定各原料型号和厂家之后才有实际意义。 • 设备：混合设备，保证混合均匀；挤出设备，塑化良好。好的混料机可以弥补塑化效果差的挤出机。 • 模具：保证截面形状和壁厚尺寸；保证流道设计的差异。 • 工艺控制： • 混合：正确控制混合温度和剪切速率确保均匀分散 • 挤出成型：温度、压力、螺杆转速、加料及牵引速度、排气和真空冷却等诸多因素综合影响。结合理论及生产的经验反复实践验证。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

12. 2. ABS塑料成型工艺特性 • ABS在熔融状态下的流变性呈现假塑性流体，对剪切速率较敏感。改善加工流动性，通过提高压力（剪切速率）比提高温度更有效。 • ABS是无定形聚合物，熔融温度较低，熔程较宽，故易于加工，且在成型温度有较小波动时，影响也不大。成型后无结晶，收缩率不大。 • ABS树脂在成型前常需进行干燥处理，使吸水率降低到0.1%以下，防止因吸湿性较大造成制品中出现云纹、气泡等缺陷。 • 挤出加工对ABS树脂物性要求（选用挤出级）：熔体指数(g/10min):0.3～0.5；含水量≤0.1%；拉伸强度≥40Mpa。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

13. 3. 生产线开机准备 • 物料预干燥到指定要求。 • 根据产品品种、尺寸，选定机头规格，按顺序安装：装机头法兰、多孔板及过滤网、模体、口模；根据需要确定是否更换过滤网。 • 调整口模各处间隙均匀，检查主机与辅机中心线是否对准。 • 检查水路、气路和各部件是否正常工作。 • 各部分达到设定温度时，对机头各衔接处的螺栓进行检查、拧紧，防止漏料。 • 检查加料斗，不得有异物存在，尤其是金属和其它坚硬杂物。 • 清理操作现场，保持主机、辅机、操作台及相关物品有序整洁。 • 整机各部位都达到预设温度后，稳定30分钟左右再投料试车。 • 启动运转设备，速度由快到慢，检查运转是否正常，观察仪表工作状态。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

14. 4. 开车注意事项 • 低速启动开车，空转，检查螺杆、电流表、压力有无异常（空转时间不能太长），切忌冷开车 • 逐渐少量加料，待塑料挤出口模时方可大量加料，将挤出物缓慢引至已开动的冷却及牵引设备。 • 依据控制仪表指示和制品的要求，对各部分进行调整至正常状态。 • 取样，检查制品外观、尺寸是否符合要求，进一步调整挤出工艺。 • 塑料未被挤出前，任何人不得处于口模正前方。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

15. 5. 生产线的调节方法 • 各运转设备正常运转后，就准备开机生产： • 挤出机螺杆转速由低逐渐调高，同时观察物料塑化状况和口模出料情况，视挤出情况调整各部温度，直至正常 生产状态。 • 在挤出物正常情况下，启动螺杆挤出排气段的真空系统，排除挥发物。 • 将挤出物引入定型模、水槽和牵引装置。调整定型模使之与机头同心、同线；调整牵引块的中心高度，并以适当压力压紧型材，调节牵引速度使制品壁厚符合要求。 • 打开冷水、真空泵，锁紧定型箱，使制品贴附于定型套上。观察型材的壁厚、尺寸是否合格，制品有无弯曲、翘曲，分析异常成因，进行相应调整。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

16. 6. 生产线关闭方法及应急处理 停止加料，挤完生产料（单螺杆挤出）或加入停车料顶替生产料（双螺杆挤出）再关闭料筒和机头电源。 关闭主机电源同时，关闭各辅机电源，然后关闭总电源和冷却水阀门。 意外情况需短时间停车时，应切断电源，故障排除后可重新加热，逐渐替换排除滞留物料，再进入生产状态。 机头拆装清理时应使用专用工具，通常应用铜制工具清理机头内部积料，机头内的结垢只能用上光砂纸磨光。 长时间停车，拆除机头、口模和过滤器，清理干净后涂防锈漆保管。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

17. 7.常见的故障及排除方法 • 金属异物或小的金属零部件如螺钉或小扳手等工具掉入加料口，导致停机或使螺杆及料筒损坏。 • 润滑系统发生故障，如缺油或严重漏油等，会导致轴承因过热卡死或齿轮因过热而严重磨损等。 • 加工PVC类物料特别容易产生过热分解，分解时产生的氯化氢气体会严重腐蚀料筒、螺杆及机头流道表面。 • 断电后需重新启动，但料温未达到所需温度就启动挤出机，轻者会使电机有过载保护而停车，重者使安全销、键破坏，更严重时会损坏螺杆或料筒。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

18. 8. 挤出成型工艺参数控制 挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、螺杆转速及计量加料速度、牵引速度、挤出机工作压力、排气及真空冷却等诸多方面。然而挤出工艺条件又和配方体系、挤出机结构和性能、制品的形状及模具设计、产品的质量要求以及公用工程等设施有关，因此欲得到外观和内在质量兼忧的异型材制品，其挤出成型工艺的控制是十分重要而又很复杂的，需依据理论原理及实际生产的经验反复实践才能确定，操作时还需依实际操作的具体情况给予适当的调整。 阅读资料：赵义平等编著. 塑料异型材生产技术与应用实例. 化学工业出版社, 2006. P292-301 广东轻工职业技术学院高分子教研室

19. 主要工艺参数控制： • 成型温度控制，包括料筒、机头、模具、螺杆的温度以及保温等几方面温度综合设定和调整，实践性很强。 • 挤出压力控制，压力由螺杆特性线和口模特性线决定。 • 螺杆转速控制，根据制品截面形状和大小、冷却定型能力综合考虑。 • 挤出速度控制，与物料、机头和口模的设计以及螺杆转速有关。 • 计量加料速度控制，单螺杆无影响，双螺杆影响其剪切速率、成型温度及压力分布。 • 挤出机排气控制，双螺杆设真空排气装置，避免型材出现空隙和气泡。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

20. 图中S1表示工作转数n1下的螺杆特性线，S2表示工作转数n2下的螺杆特性线(n2＞n1)，K1和K2分别表示没有进行和进行压力调节时的口模特性线，Qu为用观察挤出制品的均化度来确定的质量线，Tmax和Tmin分别为最大允许和最小可能的熔体温度，W为对于特定的挤出机的经济挤出量下限。该图的核心部分（阴影部分，即有效工作区)，由三条线组成：质量线Qu —它将塑化不充分的区域和塑化质量满意的区域分开；温度上限线Tmax以上，物料会因过热而分解、交联，或粘度太低难以控制；经济线W—低于它，用下档的较小规格的挤出设备比较合适，否则不经济。挤出机最佳工作点位于Qu、Tmax之间的S2线之上处。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

21. 9. 定型方法 9.1 多板式定型 • 结构：简单，数块金属定型板排列于水槽中，每块板上有与型材外型相仿的孔，沿型材前进方向依次减小。 • 方法：挤出物从第一块定型板进入并沿顺次缩小的孔通过，达逐级定型目的。 • 设计：最后一块定型板的定型孔尺寸必须比型材截面大2-3%，防止离水收缩，注意做好防漏防水倒灌。 • 应用：适用于各种异型材外定型。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

22. 9.2 滑移式定型 • 特点：定型膜与型材外部轮廓相一致。 • 方法：工作时挤出的型材在缝隙内边滑动边冷却定型。 • 设计：型材沿牵引方向保持笔直，截面形状不得变化，且冷却速度须恒定。冷却水须与挤出方向呈对流状态进行冷却。 • 应用：适用于开放式异型材、空腔式异型材及组合对称异型材的加工。 • 其它形式：波纹板滑移式定型；折弯型材滑移式定型 广东轻工职业技术学院高分子教研室

23. 将从平缝模挤出的板材在滑移式定型模中折弯成需要的截面形状，冷却定型。此法能用简单的模具制造出复杂的大型异型材。将从平缝模挤出的板材在滑移式定型模中折弯成需要的截面形状，冷却定型。此法能用简单的模具制造出复杂的大型异型材。 制造瓦楞板时，预先挤出的板材经波纹形辊筒压成粗波纹，接着通过上图所示的滑移式定型模，冷却定型成为所要求的波纹板。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

24. 9.3 真空（外）定型 • 特点：由于采用间接水冷方式，有效抑制了内应力和形变。 • 方法：定型模周围壁上的细孔或缝口抽真空产生负压区，使型材的外壁与真空 定型器的内壁紧密接触，以确保型材冷却定型。 • 设计：由内壁有吸附缝的真空定型区和冷却区两部分组成，两个区域是交替的。 • 应用：中空异型材，如窗框等。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

25. 9.4 内芯定型 • 特点：减小制品内应力，内部定型精度较高。 • 方法：芯模与可冷却的定型芯棒相连接，挤出的管坯环绕此定型芯棒周围被拉出的同时进行定型和冷却。 • 设计：定型结构较复杂，内面定型需用迂回管。 • 应用：常用于定型内径公差较小的圆形或方形管材。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

26. 10. 冷却定型装置 一般由冷却定型台、真空系统、水冷却系统、冷却定型台移动系统和操作控制盘等组成 广东轻工职业技术学院高分子教研室

27. 11. 牵引装置 • 作用：克服型材在定型模内的摩擦阻力而均匀地牵引型材，使挤出过程稳定进行。 • 由于异型材形状复杂，有效面积上摩擦阻力大，要求牵引力也较大，同时为保证型材壁厚、尺寸公差、性能及外观要求，必须使型材挤出速度和牵引速度匹配。 • 异型材挤出常用牵引机有辊轮式、履带式和皮带式三种。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

28. 广东轻工职业技术学院高分子教研室

29. 广东轻工职业技术学院高分子教研室

30. 12. 切割及卸料 牵引切割机 制品堆放架 广东轻工职业技术学院高分子教研室