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广东轻工职业技术学院轻化系广东轻工职业技术学院轻化系

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塑料挤出成型塑料挤出成型Plastics Extrusion MoldingPlastics Extrusion Molding 异型材挤出成型异型材挤出成型

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项目项目 1111 ：匹配挤出机及模具，生产木塑复合（：匹配挤出机及模具，生产木塑复合（ WPCWPC ）异型材 ）异型材

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主要训练过程

任务任务 11-1:11-1:制定成型工艺；制定成型工艺；

任务任务 11-2: 11-2: 匹配挤出机及模具，生产木匹配挤出机及模具，生产木

塑复合（塑复合（WPCWPC）异型材）异型材

项目项目 11. 11. 匹配挤出机及模具，生产木塑复合匹配挤出机及模具，生产木塑复合

（（ WPCWPC ）异型材 ）异型材

今天的任务：今天的任务：

任务任务 11-1:11-1: 制定成型工艺制定成型工艺

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1. 1. 任务告知：任务告知：拟实现的能力目标拟实现的能力目标

挤出机认识选型能力；挤出机认识选型能力； 挤出机压缩段螺杆设计能力；挤出机压缩段螺杆设计能力； 挤出机工艺参数设定能力；挤出机工艺参数设定能力； 挤出速度与牵引速度匹配能力；挤出速度与牵引速度匹配能力； 成型工艺卡制定能力成型工艺卡制定能力

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2. 2. 任务的引入任务的引入

1.1. 聚氯乙烯窗型材为什么要加入抗冲改性剂？ 聚氯乙烯窗型材为什么要加入抗冲改性剂？

2.2. 聚氯乙烯异型材为什么要严格控制成型温度？聚氯乙烯异型材为什么要严格控制成型温度？

3.3. 硬质聚氯乙烯异型材的挤出成型工艺顺序怎么安排？ 硬质聚氯乙烯异型材的挤出成型工艺顺序怎么安排？

4.4. 异型材挤出生产过程中发生故障及产生的原因有哪些？ 异型材挤出生产过程中发生故障及产生的原因有哪些？

5.5. 从哪些方面来监控异型材的加工质量？ 从哪些方面来监控异型材的加工质量？

6.6. 异型材成型加工中，怎么匹配牵引速度与挤出速度？异型材成型加工中，怎么匹配牵引速度与挤出速度？

7.7. 螺杆操作参数对异型材成型的影响有哪些方面？ 螺杆操作参数对异型材成型的影响有哪些方面？

8.8. 强制进料螺杆的结构有什么特点？ 强制进料螺杆的结构有什么特点？

引导课文：引导课文：

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3. 3. 任务的实施任务的实施

通过开机调整异型材的挤出生产线工艺参数通过开机调整异型材的挤出生产线工艺参数

学生分组协同操作学生分组协同操作

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4. 4. 任务深化任务深化

怎么控制成型中的成型温度、挤出工作压力和螺怎么控制成型中的成型温度、挤出工作压力和螺

杆转速？杆转速？

螺杆操作参数对异型材成型的影响有哪些方面？螺杆操作参数对异型材成型的影响有哪些方面？

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5. 归纳总结

1.1. 挤出机认识选型；挤出机认识选型；2.2. 挤出机压缩段螺杆设计；挤出机压缩段螺杆设计；3.3. 挤出机工艺参数设定能力；挤出机工艺参数设定能力；4.4. 挤出速度与牵引速度匹配能力；挤出速度与牵引速度匹配能力；5.5. 成型方法特性感悟能力成型方法特性感悟能力6.6. 方法能力（主要学习技巧方面） 方法能力（主要学习技巧方面）7.7. 社会能力（主要职业精神、团结协作方面） 社会能力（主要职业精神、团结协作方面）

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6. 拓展

比较比较 ABSABS 异型材与异型材与 PVCPVC 异型材挤出成型的工艺设异型材挤出成型的工艺设定和调整？定和调整？

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7. 作业布置

根据任务的学习，撰写总结报告。根据任务的学习，撰写总结报告。

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降低热塑性塑料混合物的粘度降低热塑性塑料混合物的粘度 , , 提高其流动性提高其流动性 加快材料的散热性能加快材料的散热性能 , , 避免制品内部过热避免制品内部过热 降低材料在高剪切速率时的粘度降低材料在高剪切速率时的粘度 , , 使其不致断裂使其不致断裂 降低材料与加工设备之间的粘附力和摩擦力降低材料与加工设备之间的粘附力和摩擦力 减少材料的滑移与粘着减少材料的滑移与粘着 , , 使其便于加工使其便于加工 改善填料的分散性改善填料的分散性 , , 使其与塑料能均匀混合使其与塑料能均匀混合

1. 1. 加工助剂的作用 加工助剂的作用

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2. 2. 挤出机型号与型材规格的对应关系挤出机型号与型材规格的对应关系 挤出异型材用挤出机不需要特殊结构，挤出异型材用挤出机不需要特殊结构，

只要正确地选用通用的挤出机。挤出只要正确地选用通用的挤出机。挤出

软软 // 硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、 ABSABS

等各种聚烯烃类塑料及工程塑料的小等各种聚烯烃类塑料及工程塑料的小

型异型材，主要采用单螺杆挤出机；型异型材，主要采用单螺杆挤出机；

如果用粉料（如：如果用粉料（如： RPVCRPVC ）或硬质大）或硬质大

型异型材的挤出，则多选用双螺杆挤型异型材的挤出，则多选用双螺杆挤

出机。出机。

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3. 3. 螺杆的主要参数螺杆的主要参数 螺杆的主要参数螺杆的主要参数

1.1. 螺杆直径螺杆直径 : : 通常指螺杆的外径，生产能力与螺杆直径成正比。国标通常指螺杆的外径，生产能力与螺杆直径成正比。国标中螺杆直径系列为（中螺杆直径系列为（ mmmm ）：）：3030 ，， 4545 ，， 6565 ，， 9090 ，， 120120 ，， 150150 ，， 200200 。。

2.2. 螺杆的长径比（螺杆的长径比（ L/D): L/D): 指螺杆有效长度与螺杆直径之比。常与螺杆指螺杆有效长度与螺杆直径之比。常与螺杆转速联合考虑，表示螺杆的塑化能力。长径比增大，塑化能力增强。转速联合考虑，表示螺杆的塑化能力。长径比增大，塑化能力增强。

3.3. 螺杆转速：螺杆转速：挤出机的调速范围是螺杆的最低转速与最高转速的比值，挤出机的调速范围是螺杆的最低转速与最高转速的比值，一般为一般为 11 ：： 66 。。

4.4. 几何压缩比：几何压缩比：进料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之进料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。比。

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1.1. 螺旋升角螺旋升角 θθ ，一般螺距与螺杆直径相等，因此常规螺旋升角为，一般螺距与螺杆直径相等，因此常规螺旋升角为17°42’17°42’

2.2. 螺槽深度，加料段为螺槽深度，加料段为 h1h1 ，均化段为，均化段为 h3h3 ；先确定；先确定 h1h1 ，再计算，再计算h3h3 ；； h3h3 对挤出机产量质量有较大影响。对挤出机产量质量有较大影响。

3.3. 螺棱宽度螺棱宽度 ee ，太小，漏流量增加；太大，增加动力消耗。，太小，漏流量增加；太大，增加动力消耗。

4.4. 螺杆与料筒的间隙螺杆与料筒的间隙 δ0δ0 ，指径向间隙，国标中有明确规定。，指径向间隙，国标中有明确规定。

5.5. 螺纹头数，一般采用单头螺纹，也有双头螺纹。螺纹头数，一般采用单头螺纹，也有双头螺纹。

6.6. 螺杆头部形状，平头、尖头、球形、扇形、锥体和扁球形。螺杆头部形状，平头、尖头、球形、扇形、锥体和扁球形。

其它螺杆参数：其它螺杆参数：

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4. 4. 螺杆的选用螺杆的选用4.1 4.1 螺杆机和压缩比的选螺杆机和压缩比的选择择

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4.2 4.2 螺杆长径比的选择螺杆长径比的选择

4.3 4.3 均化段螺槽深浅的选择均化段螺槽深浅的选择

螺杆长径比愈大，挤出量愈小，消耗的功率愈大，易引起热稳定性较差螺杆长径比愈大，挤出量愈小，消耗的功率愈大，易引起热稳定性较差

的树脂降解（的树脂降解（ RPVCRPVC ）。螺杆直径较大的挤出机常采用较小的长径比。）。螺杆直径较大的挤出机常采用较小的长径比。

热敏性塑料（热敏性塑料（ PVCPVC ，， POMPOM ）选用均化段螺槽较深的螺杆）选用均化段螺槽较深的螺杆

热稳定性差的塑料选用均化段螺槽较浅的螺杆热稳定性差的塑料选用均化段螺槽较浅的螺杆

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5.5. 牵引速度与挤出速度的匹配 牵引速度与挤出速度的匹配

牵引速度快慢直接影响制品的性能、外观及尺寸。牵引速度设定牵引速度快慢直接影响制品的性能、外观及尺寸。牵引速度设定

必须与挤出速度匹配。正常生产，牵引速度较挤出速度略快，约为必须与挤出速度匹配。正常生产，牵引速度较挤出速度略快，约为

1% -10%1% -10% ，以克服型材的离模膨胀。牵引速度与挤出速度的比值，以克服型材的离模膨胀。牵引速度与挤出速度的比值

成为牵伸比（拉伸比），其大小反应制品可能发生的取向程度。成为牵伸比（拉伸比），其大小反应制品可能发生的取向程度。

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6. 6. 单螺杆挤出机螺杆结构单螺杆挤出机螺杆结构 物料自料斗加入到由机头挤出，要通过几个职能区：固体输送区、熔融区物料自料斗加入到由机头挤出，要通过几个职能区：固体输送区、熔融区

和熔体输送区。因此，可将将螺杆分为三段：加料段、压缩段、计量段，但与和熔体输送区。因此，可将将螺杆分为三段：加料段、压缩段、计量段，但与

上述职能区不完全一致。上述职能区不完全一致。

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加料段加料段

作用：作用：将塑料压实，并向前输送；将塑料压实，并向前输送；

物料形状：物料形状：固体颗粒状，加料段末端，塑料因受热变软。固体颗粒状，加料段末端，塑料因受热变软。 压缩段 压缩段

作用：作用：塑料被压实、塑化，半熔融塑料内夹带的气体从加料口排出，塑料被压实、塑化，半熔融塑料内夹带的气体从加料口排出，

塑料的传热和温度不断提高，该段的螺槽是逐渐变浅的。塑料的传热和温度不断提高，该段的螺槽是逐渐变浅的。

物料形状：物料形状：固体与熔体共存固体与熔体共存 计量段计量段 (( 又称均化段又称均化段 ))

作用：作用：塑料进一步被塑化均匀，再被定压、定量、定温地挤出。该 塑料进一步被塑化均匀，再被定压、定量、定温地挤出。该

段螺槽容积可以不变或逐渐变小，一般不变的。段螺槽容积可以不变或逐渐变小，一般不变的。

物料形状：物料形状：熔体熔体

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7. 7. 单螺杆与双螺杆挤出机的异同单螺杆与双螺杆挤出机的异同 单螺杆和双螺杆挤出机的相同之处在于：单螺杆和双螺杆挤出机的相同之处在于：

它们都是由传动装置、加料装置、挤出系统、加热和冷却系统、控制系它们都是由传动装置、加料装置、挤出系统、加热和冷却系统、控制系

统、机头模具等几部分组成。统、机头模具等几部分组成。

单螺杆和双螺杆挤出机的不同点都有哪些呢？单螺杆和双螺杆挤出机的不同点都有哪些呢？

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双螺杆挤出机中有两根平行的螺杆置于一个“∞”形截面的料筒中。双螺杆双螺杆挤出机中有两根平行的螺杆置于一个“∞”形截面的料筒中。双螺杆

挤出机的螺杆结构比单螺杆挤出机复杂得多，主要在于螺杆差别、螺杆旋转挤出机的螺杆结构比单螺杆挤出机复杂得多，主要在于螺杆差别、螺杆旋转

方向、啮合尺度等。方向、啮合尺度等。

1.1. 加料容易：加料容易：双螺杆挤出机是靠正位移原理输送物料，无压力回流。单螺杆挤双螺杆挤出机是靠正位移原理输送物料，无压力回流。单螺杆挤

出机难以加入的很高或很低粘度，以及与金属有很宽范围摩擦系数的物料。出机难以加入的很高或很低粘度，以及与金属有很宽范围摩擦系数的物料。

2.2. 物料在双螺杆中停留时间短：物料在双螺杆中停留时间短：适于那些停留时间较长就会固化或凝聚的物料，适于那些停留时间较长就会固化或凝聚的物料，

例如热固性粉末涂层材料。例如热固性粉末涂层材料。

3.3. 优异的排气性能：优异的排气性能：由于双螺杆挤出机啮合螺杆的有效混合，排气部分的自洁由于双螺杆挤出机啮合螺杆的有效混合，排气部分的自洁

功能使得物料在排气段能够获得完全更新的表面。功能使得物料在排气段能够获得完全更新的表面。

单螺杆和双螺杆挤出机的不同点：单螺杆和双螺杆挤出机的不同点：

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4.4. 优异的混合、塑化效果：优异的混合、塑化效果：由于两根螺杆互相作用，物料在挤出过程中进行由于两根螺杆互相作用，物料在挤出过程中进行

着较在单螺杆挤出机中远为复杂的运动，经受着纵、横向的剪切。 着较在单螺杆挤出机中远为复杂的运动，经受着纵、横向的剪切。

5.5. 低的比功率消耗：低的比功率消耗：与相同产量的单螺杆挤出机进行比较，双螺杆挤出机的与相同产量的单螺杆挤出机进行比较，双螺杆挤出机的

能耗要少能耗要少 5050％。因为双螺杆挤出机的螺杆长径比较单螺杆短，物料所需％。因为双螺杆挤出机的螺杆长径比较单螺杆短，物料所需

热量多由外热输入。而单螺杆挤出机螺杆的长径比要大热量多由外热输入。而单螺杆挤出机螺杆的长径比要大 2020 ～～ 3030％，且机％，且机

头和分流板、筛网增加了阻力。头和分流板、筛网增加了阻力。

6.6. 容积效率非常高：容积效率非常高：双螺杆挤出机螺杆特性线比较硬，流率对口模压力的变双螺杆挤出机螺杆特性线比较硬，流率对口模压力的变

化不敏感，用来挤出大截面的制品比较有效。化不敏感，用来挤出大截面的制品比较有效。

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8. 8. 强制进料螺杆应用 强制进料螺杆应用

强制加料器：强制加料器：常用于粉状物料的加工，常用于粉状物料的加工，

原因是它可增加粉料密度和充实螺槽，原因是它可增加粉料密度和充实螺槽，

有效地提高产量。两方面提高产量：有效地提高产量。两方面提高产量： 1. 1.

压实粉料实际上就等于把较多的物料推压实粉料实际上就等于把较多的物料推

进到每一个螺槽；进到每一个螺槽； 2.2. 随着螺槽内粉料随着螺槽内粉料

的压实，粉料被压向料筒表面上，故可的压实，粉料被压向料筒表面上，故可

得到使物料前进和熔融所必需的剪切力。得到使物料前进和熔融所必需的剪切力。

新型组合装置：新型组合装置：锥形强制进料挤出机、锥形强制进料挤出机、

单螺杆挤出机、真空排气装置、切粒装单螺杆挤出机、真空排气装置、切粒装

置等组成（见上图）。置等组成（见上图）。

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9. 9. 制定成型工艺卡 制定成型工艺卡

1) 1) 产品的概况，产品的概况，包括简图、重量、壁厚、外形尺寸、有无侧凹和嵌件等。包括简图、重量、壁厚、外形尺寸、有无侧凹和嵌件等。

2) 2) 产品所用的塑料概况，产品所用的塑料概况，如品名、型号、生产厂家、颜色、干燥情况等。如品名、型号、生产厂家、颜色、干燥情况等。

3) 3) 所选的挤出机的主要技术参数，所选的挤出机的主要技术参数，如挤出机与安装模具间的相关尺才、螺杆类型、如挤出机与安装模具间的相关尺才、螺杆类型、

额定功率等。额定功率等。

4) 4) 注射成型条件，注射成型条件，包括螺杆温度、机筒温度、模具温度、冷却介质温度、螺杆背包括螺杆温度、机筒温度、模具温度、冷却介质温度、螺杆背

压、挤出压力、挤出速度等等。压、挤出压力、挤出速度等等。