【正文】 擠出機(jī)的工作壓力是由擠出機(jī)的工作圖（圖53），即由螺桿特性線和口模特性線決定的。擠出機(jī)在正常狀態(tài)下的機(jī)頭壓力值應(yīng)由螺桿特性線和口模特性線交點(diǎn)的壓力值決定，該交點(diǎn)即為擠出機(jī)的工作點(diǎn)。在螺桿和口模一定的情況下，工作點(diǎn)會(huì)因螺桿轉(zhuǎn)速的改變而變化；在螺桿一定的情況下，更換口模，工作點(diǎn)亦會(huì)發(fā)生變化[2]。一般要保證螺桿扭矩在50%～60%，熔體壓力為33～35Mpa[13]。雙螺桿擠出機(jī)工作時(shí)，螺槽內(nèi)并不完全充滿物料。通過控制物料在螺槽內(nèi)的充滿狀態(tài)來確定剪切速率、物料溫度和壓力分布。嚙合型雙螺桿擠出機(jī)具有良好的吃料能力，依靠重力加料往往會(huì)造成超過物料脫泡和機(jī)頭壓力過大，因此雙螺桿擠出機(jī)擠出異型材常采用定量加料裝置。定量加料裝置的關(guān)鍵元件——加料螺桿的轉(zhuǎn)速與主機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)匹配。因此擠出速度是由主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速和加料螺桿轉(zhuǎn)速來表示[13]。為提高產(chǎn)量和質(zhì)量，采用較高的轉(zhuǎn)速是比較有利的。隨螺桿轉(zhuǎn)速升高，物料在螺桿和料筒間受剪切作用更強(qiáng)，對混合和塑化有利。同時(shí)，隨剪切速率提高，熔體表觀粘度下降，有利于擠出加工和物料的均化。同時(shí)，由于塑化良好，使大分子間作用力加大，機(jī)械強(qiáng)度提高。實(shí)驗(yàn)證明，在較高轉(zhuǎn)速下，PVCU的力學(xué)性能均有提高[2]。螺桿轉(zhuǎn)速提高后，牽引速度也相應(yīng)提高，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)冷卻效果。否則型材冷卻不好，溫度較高，容易產(chǎn)生變形、彎曲。因此，操作中要精心控制螺桿轉(zhuǎn)速[13]。此外，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速必須穩(wěn)定，螺桿轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)速率的波動(dòng)，造成擠出速度不均勻，而影響型材的幾何形狀、尺寸、外觀甚至內(nèi)在質(zhì)量。雙螺桿擠出機(jī)設(shè)有計(jì)量加料裝置，可與螺桿轉(zhuǎn)速配合。調(diào)節(jié)螺桿喂料量，可保證造當(dāng)?shù)臋C(jī)頭壓力。雙螺桿擠出操作時(shí)，螺桿內(nèi)并不完全充滿物料。通過控制物料在螺槽中的充滿狀態(tài)來確定剪切速率、成型溫度和壓力分布。擠出量大小是用加料量大小控制的。[14]。（1）主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速V主=18～25rpm（2）加料螺桿轉(zhuǎn)速V料=27～40rpm牽引裝置的作用是均勻地牽引制品嗎，并對制品的截面尺寸進(jìn)行控制，使擠出過程穩(wěn)定地進(jìn)行[13]，以保證產(chǎn)品正常擠出、形狀尺寸均勻穩(wěn)定。正常生產(chǎn)時(shí)。牽引速度通常較擠出速度略快，約為1%～10%，以克服型材的離模膨脹[2]。在異型材的生產(chǎn)過程中，要注重牽引速度與擠出速度和冷卻定型條件相互影響，三者應(yīng)相當(dāng)，需要很好的控制、反復(fù)摸索，以得到最佳工藝條件及最好的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)中，具體大小要根據(jù)所生產(chǎn)異型材的不同分別確定。（1）PVC異型材在擠出過程中，剛出口模時(shí)完全處于軟化態(tài),進(jìn)入真空定型模后，借助負(fù)壓的作用，異型材緊緊吸附在定型腔模型上，經(jīng)模型內(nèi)冷凍水的冷卻,異型材被引出真空定型模后，就能獲得理想的形狀及尺寸[14]。通常，（500mmHg），它與定型套的密封程度及真空泵的性能有關(guān)，定型套必須具有良好的密封，不能過多漏氣，真空泵的性能必須穩(wěn)定，真空度不能忽高忽低。本設(shè)計(jì)中，各部分真空表讀數(shù)：①主機(jī)真空：P=②定型模各段真空：第一段P1= Mpa 第二段P2= MPa第三段P3= Mpa 第四段P4= MPa第五段P5= MPa（2）由于硬PVC異型材往往是不對稱產(chǎn)品，故采用若干個(gè)真空定型模來冷卻定型，以可避免無規(guī)則的彎曲變形。真空定型模的冷卻水流道方向通常選取從定型套后部流入，而從前部流出，即冷卻水流向與擠出型材的牽引方向逆向而行，可使型材冷卻較為緩和，內(nèi)應(yīng)力較小，定型套前段的冷卻水溫度稍高，宜于型材表面的吸附。冷卻速度可通過冷卻水流速控制。雙螺桿擠出機(jī)設(shè)有排氣裝置，物料中包含的氣體及揮發(fā)物，可經(jīng)與排氣口連接的真空泵吸出。為保證物料連續(xù)穩(wěn)定擠出，機(jī)頭壓力不能過高，否則會(huì)導(dǎo)致物料從排氣口溢出。排氣口前端溫度不能太低。從觀察口可觀察到此時(shí)物料應(yīng)成型粗糙的半塑化狀態(tài)。PVC異型材擠出生產(chǎn)中的異?，F(xiàn)象、原因分析及解決方法見表52。表52 異型材擠出生產(chǎn)異?，F(xiàn)象、原因分析及解決方法[1,2,13]異?，F(xiàn)象原因分析解決方法型材彎曲或翹曲①定型模、牽引裝置與機(jī)頭不對中②機(jī)頭出料不均③冷卻不均④口模溫度不均⑤擠出速度過快①調(diào)正定型模、牽引裝置的位置②修正模具③調(diào)整冷卻水量④調(diào)整溫度⑤降低擠出速度型材表面不平①牽引速度過快②真空表壓力?、壅婵毡枚氯芏ㄐ湍ｋx機(jī)頭太遠(yuǎn)⑤定型模偏高或偏低⑥冷卻不好①降低牽引速度②檢查是否有漏氣現(xiàn)象③檢查進(jìn)水口處有無雜物④調(diào)小定型模與機(jī)頭間的距離⑤調(diào)整定型模上下位置⑥加強(qiáng)冷卻效果型材表面劃傷①口模內(nèi)有異物②定型模表面有水垢或真空槽內(nèi)有異物①清理機(jī)頭②清理定型模續(xù)表異常現(xiàn)象原因分析解決方法型材斷面產(chǎn)生氣泡①溫度過高，產(chǎn)生分解氣體②摩擦熱太多，料筒冷卻裝置不起作用③原料中揮發(fā)物多④原材料不合格①降低溫度②檢查冷卻裝置③調(diào)整配方④檢驗(yàn)更換后的某種原材料是否合格型材表面粗糙、光澤差、有節(jié)狀或云狀現(xiàn)象①溫度低②口模內(nèi)壁不光滑③物料混合不均④真空度不夠⑤原材料不合格①提高溫度②清理口模③使物料混合均勻④提高真空度⑤檢驗(yàn)更換后的某種原材料是否合格口模內(nèi)發(fā)生分解、型材表面有分解黃斑①溫度高②機(jī)頭表面有凹陷積料③口模結(jié)構(gòu)不合理④原材料不合格①降低溫度②清理機(jī)頭③盡量消除機(jī)頭內(nèi)死角④檢驗(yàn)更換后的某種原材料是否合格型材有明顯的熔接線①溫度低②擠出速度快、原料塑化不良③熔接部位原料分解①提高溫度②降低螺桿轉(zhuǎn)速③清理機(jī)頭型材有明顯的熔接線④配方不合理⑤模具設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)不好④檢查新用配方是否合理⑤增加機(jī)頭定型段長度等型材尺寸不穩(wěn)定①溫度波動(dòng)大②擠出速度或牽引速度不穩(wěn)③混合物料不均勻④冷卻定型工藝不當(dāng)⑤配方中潤滑劑過量①穩(wěn)定溫度②穩(wěn)定擠出速度或牽引速度③使物料混合均勻④調(diào)整冷卻定型工藝⑤減少潤滑劑用量型材收縮率高①冷卻不好②牽引速度太快, 拉仲過分③機(jī)頭溫度高①增強(qiáng)冷卻效果②降低牽引速度③降低機(jī)頭溫度型材加強(qiáng)筋變形①冷卻不好②牽引速度過快或過慢③定型模與機(jī)頭間距離不適當(dāng)④牽引裝置夾緊力太大⑤真空度太小或真空操作不當(dāng)①增強(qiáng)冷卻效果②調(diào)整牽引速度③調(diào)節(jié)定型模與機(jī)頭間距離④調(diào)節(jié)夾緊力⑤調(diào)節(jié)真空度或用尖頭工具在型材上戳上小孔使型材成開放式加強(qiáng)真空吸附型材強(qiáng)度降低①配方問題②原材料不合格③原材料制備工序不完善、物料不均勻④擠出溫度過高⑤熔體壓力低⑥牽引速度過快⑦冷卻太快①檢查新用配方是否合理②檢驗(yàn)更換后的某種原材料是否合格③物料混合要均勻，加料順序，混合溫度要適宜④降低溫度⑤增大熔體壓力⑥降低牽引速度⑦定型不要驟冷要緩冷續(xù)表異?，F(xiàn)象原因分析解決方法 制品表面有皺紋①機(jī)頭出料不均勻②冷卻定型套水溫高③牽引速度慢①調(diào)節(jié)機(jī)頭位置及溫度②降低冷卻定型套水溫③調(diào)節(jié)牽引速度 進(jìn)料波動(dòng)，下料困難、不穩(wěn)①粉料潮濕②加料螺桿轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或干混料密度波動(dòng)③干混料流動(dòng)性差④加料口溫度過高⑤干混料在料斗中形成滯料、架橋或附壁懸掛⑥加料口或加料螺桿阻塞⑦再生料與粉料配比不均①干燥原料，勿使干混料受潮②穩(wěn)定工作電壓，穩(wěn)定熱混工藝條件③改善干混料的干流動(dòng)性④降低加料段溫度或冷卻加料口⑤檢查料斗出料情況或安裝攪拌器⑥清理料斗或加料螺桿⑦盡量使再生料與粉料配比一定并均勻轉(zhuǎn)矩值下降①料筒供料不足②加料段溫度過高③壓縮段溫度較低①檢查料斗有無物料，有無架橋，計(jì)量螺桿供料情況②加料段通冷水冷卻③提高壓縮段溫度第6章 80型推拉框口模設(shè)計(jì) 80型推拉框橫截面設(shè)計(jì)推拉窗型材設(shè)計(jì)時(shí)，須研究和計(jì)算其窗型受力模式、承力大小、剛度高低，以選擇最佳受力結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮塑料具有的特性和功能。（1）推拉窗型材應(yīng)具有良好的力學(xué)機(jī)械性能，如抗低溫沖擊、抗彎、抗壓、導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)及維卡耐熱等物理性能。（2）推拉窗型材設(shè)計(jì)為滿足密封、五金件安裝、排水、配合等多種功能，設(shè)計(jì)帶有溝、槽、凸起、內(nèi)腔加強(qiáng)筋等結(jié)構(gòu)，要考慮擠出機(jī)和擠出成型模具對型材設(shè)計(jì)的“制約”作用。（3）推拉窗型材設(shè)計(jì)要考慮用戶的使用要求，如立面形式、最大窗型尺寸、地區(qū)的溫差，推拉窗應(yīng)達(dá)到的氣密、水密、抗風(fēng)壓強(qiáng)度和剛度及隔熱等建筑功能。（4）推拉窗的施工安裝力求簡便，墻體與推拉窗聯(lián)接部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮塑料推拉窗窗框的熱膨脹系數(shù)。本設(shè)計(jì)中80型推拉框的橫截面結(jié)構(gòu)主要借鑒于山西煥德型材塑窗銷售公司生產(chǎn)的HD80推拉系列中的HD80TLK結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)圖如圖61所示。圖61 80型推拉框橫截面結(jié)構(gòu)圖壁厚盡可能均勻，這是異型材設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則。因?yàn)檫@樣有利于實(shí)現(xiàn)型材擠出過程的穩(wěn)定流動(dòng)和冷卻定型過程的均勻冷卻，這是提高型材擠出正品率的前提[2]。推拉框?yàn)闃?gòu)成窗子骨架的主型材，GB/T88142004《門、窗框用硬聚氯乙烯（PVC）型材》中對于主型材壁厚作出了相關(guān)規(guī)定（表61）。根據(jù)要求。表61 主型材壁厚分類（單位 mm）項(xiàng) 目A 類B 類C 類可視面非可視面≥≥≥≥不規(guī)定不規(guī)定制品應(yīng)避免直角，彎角處弧度也不能太小。彎角處應(yīng)按異型材的壁厚平滑圓弧過渡，以避免應(yīng)力集中影響制品的強(qiáng)度。由于物料通過模具尖角處受到的阻力最大，容易使物料滯留，引起物料流動(dòng)不均勻，以致難于保證與其它部位的相同擠出速度，所以，轉(zhuǎn)角處的半徑R不能太小。大的轉(zhuǎn)角不僅有助于物料流動(dòng)，使變形現(xiàn)象減少，而且可以減少轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。最理想的轉(zhuǎn)角是使內(nèi)外側(cè)的轉(zhuǎn)角半徑R同心。一般圓弧過渡半徑R應(yīng)隨型材壁厚來選取，～。通常外側(cè)轉(zhuǎn)角R至少為壁厚的1/2。 80型推拉框口模設(shè)計(jì)擠出模是UPVC異型材生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)裝備之一，是UPVC異型材生產(chǎn)能夠適應(yīng)建筑門窗市場要求的基礎(chǔ)，決定著UPVC異型材的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。（1）擠出模最終決定UPVC異型材的外形尺寸、配合公差和表觀質(zhì)量，并在一定程度上影響異型材的物理性能，這些都直接影響著塑料門窗的組裝質(zhì)量和使用性能。（2）在合適的擠出機(jī)組和原料配方條件下，擠出模的設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量，是決定UPVC異型材生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素。使用低性能的擠出模，～，～，甚至更高。采用中空型材內(nèi)冷卻裝置的擠出模，主型材的擠出速率可高達(dá)8m/min。（3）擠出模質(zhì)量的優(yōu)劣還反映在其“工作窗”的大小上，即反映擠出模對模塑料和工藝參數(shù)波動(dòng)的敏感程度不同，這又直接影響到擠出模開機(jī)啟動(dòng)的方便程度。高質(zhì)量的擠出模從開機(jī)擠出到型材穩(wěn)定生產(chǎn)，整個(gè)過程操作方便，調(diào)整容易，對于模塑料和工藝參數(shù)在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)（這在異型材擠出生產(chǎn)中往往是難以避免的）不敏感。這就可以使異型材擠出生產(chǎn)中不可避免的廢品率減至最小，因而能夠降低生產(chǎn)成本。另外，高質(zhì)量的擠出模所保證的型材壁厚的均勻性，以及高性能擠出模高速擠出，對能源和人力的有效利用，對降低異型材生產(chǎn)成本的作用也是相當(dāng)可觀的。雖然不同類型的異型材，其擠出流道設(shè)計(jì)和定型模具結(jié)構(gòu)均大不相同，但對塑料異型材的設(shè)計(jì)仍可遵循以下原則[10]：（1）塑料異型材的截面因?yàn)樗芰系牟牧咸匦院团浞降脑?，很難將截面尺寸做到很高的精度。一般在實(shí)際操作中以選用較低的精度為宜?？梢詤⒄諊覙?biāo)準(zhǔn)GB/T144861993中的MT5或者M(jìn)T6級(jí)即可。（2）塑料異型材的表觀質(zhì)量主要取決于機(jī)頭口模和定型模模具的表面粗糙度，另外還和塑料配方和實(shí)際生產(chǎn)的溫度控制有一定的關(guān)系。一般模具的表面粗糙度選取Ra=，如果產(chǎn)品材料為透明的則選取Ra=。（3）型材產(chǎn)品的設(shè)計(jì)力求結(jié)構(gòu)簡單、對稱布置、壁厚均勻，一般在轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)小的轉(zhuǎn)角，即圓弧過渡，如果本身轉(zhuǎn)角為圓弧，則做成同心圓。（4）在設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋時(shí)，其厚度一般比型材主壁厚小20%為宜，同時(shí)筋或者隔腔的距離不宜過小，以免引起結(jié)構(gòu)不對稱。過渡段 分流段 壓縮段 成型段圖62 擠出模頭結(jié)構(gòu)示意圖擠出模一般分為模頭（亦稱機(jī)頭）和定型模兩部分。由于擠出機(jī)擠出的熔融的模塑料，在壓力下流過模頭，完成穩(wěn)流、分流和成型過程，最終生成異型材產(chǎn)品。圖62所示為擠出模頭的總體布局。在擠出模頭中要保證模塑料在恒溫的熔融狀態(tài)下完成穩(wěn)流、分流和成型三個(gè)工藝過程。[2]塑料異型材擠出機(jī)頭根據(jù)所形成制品形狀的不同而有所差異，但基本上主要包括機(jī)頭體、分流器（也稱分流梭或魚雷體）、分流器支架、芯模、口模、調(diào)節(jié)螺絲等[1]。（1）機(jī)頭體 即擠出模模體，用作組裝機(jī)頭各零部件并與擠出機(jī)連接。（2）分流器 其作用在于使塑料熔體料層變薄，便于其均勻地受熱，使塑料進(jìn)一步塑化。（3）分流器支架 用作支承分流器和芯模。（4）口模 口模是成型異型材外表面的零件，塑料通過口模后，能得到一定的形狀和尺寸。（5）芯模 芯模是成型異型材內(nèi)表面的零件，擠出中空型材的內(nèi)壁質(zhì)量、表面粗糙度、形狀、尺寸等都取決于芯模。口模是擠出模模頭上型材坯料的出口，對型材的外形尺寸起著至關(guān)重要的作用。而口模的截面圖形是口模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是整個(gè)模頭設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?？谀＝孛鎴D形是異型材產(chǎn)品截面圖形的相似變異。可將復(fù)雜的型材截面圖形分解為相對簡單的型材主體和具有特定功能的功能塊區(qū)。異型材制品品種繁多，既有壁厚一致的，也有壁厚差別比較大的，因此要區(qū)別情況，做不同的設(shè)計(jì)。壁厚情況不一致的，應(yīng)該視情況作一定的簡化處理。一般口模的尺寸比制品的壁厚小，這是考慮到出模膨脹的現(xiàn)象?！?。但在實(shí)際操作中與實(shí)際的產(chǎn)品配方和生產(chǎn)工藝條件有很大的關(guān)系。所以在設(shè)計(jì)過程中要考慮到后期如何修整口模尺寸，避免以后修模過程中發(fā)生干涉現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)定型段和預(yù)定型段的長度時(shí)一般不論經(jīng)過哪種理論計(jì)算，長度應(yīng)該控制在80～90mm以下[10]。通常情況下一般將分流