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挤出模头设计在塑料异型材挤出成型过程中，对于由挤出机挤出的熔融的模塑料，挤出模头起着稳流、分流和成型3种作用通过挤出模头流道被挤出的模塑料型坯，还须经过气隙之后，被牵引进入定型模进行定型和冷却，才能最终成为塑料异型材产品。挤出模头流道的基本要求①要有正确的出口截面形状从模头挤出的异型材型坯的截面形状，不是产品的最终截面形状，最多只是近似形状。型坯挤出模头后受牵引经过气隙进入定型模中，至少还将受到3种不能忽略的作用：离模膨胀拉伸变形冷却收缩，改变型坯截面的形状和尺寸→挤出模头出口截面形状的设计必须考虑到这些作用的结果离膜膨胀聚合物熔体挤出物的尺寸和截面形状与挤出口模不同，有明显的胀大，这一现象被称为巴拉斯(Barus)效应，又称为离模膨胀(DieSwell)或出口膨胀②要让型材坯料均匀地挤出在模头出口处，要求料流截面上各部分的平均流速应相等（亦有称之为流速分布均匀）。否则，在同样的牵引速度下，离开模头后的型坯各部分的形状就会产生不一样的变化。流速较快的部分就会比流速较慢的部分体积增加，这样，很难保证对型材产品截面形状的要求问题：异型材绝大部分是薄壁型材，且一般截面形状都十分复杂，壁厚也并不完全相等。尤其是异型材的各种功能块结构大多数不是规范的几何形状。方法：必须对各部分流道中的流动阻力进行调整。另外，异型材各部分流道的前后级之间是相互关联的，分流部分的流道设计也会影响成型部分流道中流速的分布→合理的流道设计③需要产生适当的背压模塑料只有在一定的压力下才能实现塑化的要求，该压力称为背压。背压的大小主要是由模塑料料流通过模头流道时产生的压力降(Δp)所决定的。背压过低会导致模塑料塑化不良，不能保证制品的物理性能；而背压高将消耗更多的动力，过高还可能对设备造成过度的磨损，甚至损坏。影响背压的因素：型坯截面的复杂程度、模头流道的结构、型坯的挤出速度和模塑料的流变性能等都有直接的影响。④流道的变化应尽量平缓流道壁面曲线应呈流线型，不能有突变。引起料流方向改变的扩张或收缩角的半角的角度，一般要求不大于12°。流道变化的过程，应尽可能做到均匀，或只是让熔体料流平缓地加速；这样做的目的都是为了减轻熔体料流中的高分子链段可能产生的弹性变形的程度，使得弹性效应所引起的离模膨胀等不利影响减至最低，而让熔体破裂等现象产生的可能性趋于零。⑤要让型材坯料在离开模头之前有足够的纯剪切流动过程让料流在纯剪切流动的过程中尽可能充分地实现弹性松弛，这也就是说，模头流道出口前都要有一段足够长的平直段（或称成型段）。平直段长度也绝不是越长越好。平直段长，会增大背压，增加功耗；会延长模塑料在高温段的停留时间，这尤其对PVC塑料是十分不利的；很重的模头对于制造和使用也都是很不利的。⑥流道壁表面需要十分光滑由于流道壁表面的状况，对于聚合物熔体在流道中的挤出流动状态会产生很大的影响。所以要求流道壁表面不但要平整光滑，而且要求粗糙度一致。不能有缺陷，更不能有死角和毛刺，以至出现挂料现象，这一点对于PVC塑料更加重要挤出模头的基本结构影响挤出模头结构设计的主要因素（1）异型材的截面形状---影响挤出模头结构挤出模头的总体结构根据异型材的类型区分，中空型材的挤出模头必须设计分流锥、分流支架和型芯结构来形成中空型材的主空腔；开式型材（包括半开式型材）没有主空腔，所以开式型材的挤出模头一般没有分流锥、分流支架和型芯构件。挤出模头流道的复杂程度，主要是由于异型材截面的复杂情况决定的。异型材截面上功能块和空腔数目越多，截面形状就越复杂，挤出模头的流道也会更加复杂。异型材截面面积的均匀分布，有利于模头中料流的均匀分流，容易实现均匀挤出（2）挤出模塑料的配方---影响挤出模头结构模塑料配方不但决定着塑料熔体的黏度，而且也影响着塑料熔体的弹性效应，因此是影响挤出模头结构设计的重要因素。对于PVC塑料：抑制或缓解PVC塑料的热降解过程，是PVC-U加工中首先要考虑的重要问题。添加热稳定剂，或利用润滑剂和加工助剂等改变熔体流变状况，以获得较低的加工温度，是模塑料配方方面可采取的措施；而缩短模头流道长度，改善流道结构，减少料流在模头内的时间，杜绝积料和挂料现象，则是模头结构设计方面可考虑采取的措施。对于一定的要求来说，这两方面的措施是可以互补的。实际上，PVC-U模塑料是有十多种组分的干混粉料，其采购和混料作业的过程，难免存在一些不确定因素。因此出料不均现象所引起的异型材型坯形状的畸变，在一定范围内，是塑料异型材的尺寸公差所允许的；进而可以通过各种工艺手段（如微调温度和速度等），减轻或改善；（3）挤出机的性能---影响挤出模头结构在一台挤出机上已经实现型坯均匀挤出的挤出模头，调换挤出机后原先的流道平衡状态被打破，不再有均匀的出料，型坯发生了畸变。甚至在同一规格型号的两台挤出机之间，也会出现型坯畸变。（4）型材挤出的速度---影响挤出模头结构塑料异型材挤出的速度是挤出模具（包括模头和定型模）设计的一个十分重要的参数。对于模头来说，随着挤出速度的提高，熔体剪切速率将提高，体积流量Q将增加，模头压力降Δp将增大剪切速率的提高也将改变熔体的黏弹性状况，很明显，分流引起的拉伸流动会强烈；熔体入口效应、离模膨胀等弹性现象也都会增强，超过一定界限（临界剪忉速率Ý）还将会出现熔体破裂现象。在较低挤出速度下料坯均匀挤出，截面形状正确的挤出模头，提高挤出速度后，将可能失去平衡，出现出料不均现象和型坯形状的畸变。（5）挤出模头的制造工艺---影响挤出模头结构制造工艺强烈地影响着挤出模头的结构设计，满足同一种异型材挤出成型的流道基本要求，可以设计出很多种可行的挤出模头结构形式。由于电加工技术的不断完善，特别是慢走丝大锥度线切割机床的普遍使用，以及磨料流加工技术和高速高精度铣削加工技术的发展，使得挤出模头模板和流道的加工都更加方便快捷，加工质量也更加有保障；挤出模头结构设计塑料异型材挤出模头的设计是从合理的异型材截面图开始的。在异型材挤出模头的设计中，当然也是在整个挤出模具的设计中，首先要考虑的是异型材在挤出生产线上的坐标位置。异型材的挤出中心异型材的挤出中心即挤出系统中心线与挤出中的异型材截面的交点。根据异型材截面图，选择异型材的挤出中心，主要有3种做法。①选择异型材横截面的重心作为异型材的挤出中心。这主要考虑有利于熔体质量流的均匀分流。对于横截面面积相对比较集中的异型材挤出模具，作这样选择的较多。T为型材重心O为异型材挤出中心②选择异型材横截面外形的中心作为异型材的挤出中心。这是主要考虑让熔体分流路径上压力损失均衡（图b）对于横截面形状较分散的异型材，这样的选择会较有利于实现整个模头流道均衡地分流，对提高模头的出料稳定性是大有好处的（图c）选择异型材的挤出中心——方法二选择异型材的挤出中心——方法三选择异型材横截面的主要型腔的中心，作为挤出中心或根据前两种选择方法作适当调整选择异型材的挤出中心，也就是在确定模头的料流开始分流前的流道中心，与挤出生产线上异型材截面的位置关系，这对实现均衡分流是有影响的。选择异型材的挤出中心对分流流道的形状、大小和方向，对均衡分流的影响会更加强烈。因此，选择异型材的挤出中心，应该综合考虑分流流道的结构设计异型材挤出的方位异型材挤出方位的选择主要取决于型材牵引夹持的需要和定型模型腔的型板分块加工的有关要求要求既能便于稳定地夹紧型材，又不至于让夹紧力造成形状还没有完全稳定的异型材有大的变形，要求异型材在挤出生产线上的上下两个面最好能为平行面（异型材牵引几乎都是采用履带式牵引装置，牵引力是通过两根履带的橡胶块夹持型材来传递的)。决定了大部分塑料门窗主型材在挤出生产线上都是以可视面为上下面，而且，为方便型坯进入定型模，常让面积较小的一个可视面在下边对于推拉窗框型材可以有两种方法来夹持。但是，型材的夹持方法不同，定型模型腔的型板分块方式会有改变。这对型腔板的加工、水气路的布置和定型模的操作影响很大，直接影响到挤出模具的制造成本和作业稳定性，所以是挤出模具设计时首先要考虑的问题。口模截面图设计P279口模截面图（简称为口模图形）是挤出模头流道出口的截面形状，是由挤出模头的型芯（包括型芯镶件）和口模板（亦称成型板）两种零件构成的。口模图形确定了型芯（包括内筋）的外形和口模板的内腔尺寸，是挤出模头上最关键的尺寸。正确的口模图形是挤出模头设计的基本要求之一。口模出口处，如果型坯各部分的平均速度相等，若不考虑自重的影响，那么均匀挤出的型坯还要受到三方面的作用：熔体离模膨胀；型坯牵伸收缩；型坯冷却收缩。对于平缝口模中熔体的流动可以看作是一维流动，其挤出型坯的离模膨胀也是一维的，只发生在型坯壁厚方向。关于型坯的牵伸收缩，挤出物受牵伸作用产生的形状和尺寸变化，遵循几何相似形规律。在均匀冷却的条件下，型坯的冷却收缩也是线性的。设型坯在进入定型模后，由于真空吸附的定型作用，能够基本保持原有的挤出形状。那么，通过定塑模后型材的最终尺寸应该是，型坯离开口模时的尺寸与这三方面作用结果的线性叠加。型材主体口模图形的设计口模图形设计举例塑料异型材的型材主体绝大部分是中空薄壁框，我们以中空薄壁矩形框型材为例，来推导型材主体口模图形设计的计算公式设型材壁厚为h，口模出口缝隙高度为h’。由于型材壁厚h是挤出型坯离开口模时的尺寸（即口模出口缝隙高度h’），经过离模膨胀、牵伸收缩和冷却收缩三方面作用线性叠加后的尺寸，所以有：则口模图形中口模缝隙高度h’的计算公式为设矩形框型材截面外形长为A，宽为B，其相应的壁厚中心线之间的距离分别为Ao和Bo设该型材口模图形外形的长和宽分别为A’和B’，其相应的口模缝隙中心线之间的距离分别为A0’和B0’。由于平缝口模的离模膨胀只发生在型坯壁厚方向，所以可以认为该型材型坯的离模膨胀，以口模缝隙中心线为中心对称发生，即型材壁厚中心线之间的距离不受离模膨胀作用的影响，但仍受到牵引收缩和冷却收缩两方面的作用，------（5-6）-------5-9型材壁厚中心线之间的距离不受离模膨胀的影响，仅受到牵伸收缩和冷却收的作用成型段（平直段）流道设计p324模腔成型段流道都分成多块模板来加工，这是因为异型材复杂的结构所形成的细小流道，只有分块才能进行精整加工，才方便模具调试时的修正有两种分块的方法：纵向分块和横向分块纵向分块是将模腔中刀具或精整工具无法触及的流道剖分开来方便加工；横向分块是将整个模腔流道截成几段，以便精整工具从每段的两端触及流道内部加工。不论纵向分块或横向分块，一般都要在模头的出口处设计一块横截流道的口模板（成型板），保证模头出口为完整的口模图形形状。口模板的厚度，一般设计为20mm，少有15mm，这是在方便加工和强度之间找平衡的结果。L=(20～50)h收缩段流道设计P323收缩段流道有两种构成方法分流支架设计P294分流支架结构是针对中空型材（塑料门窗异型材绝大部分是中空型材）设计的，为保证型芯和分流锥在模头流道中悬空，以形成异型材的空腔，所以要有分流筋支撑型芯和分流锥。特征：形成了由分流筋分开的若干个分流道，成为分流支架流道的一个特征。分流支架流道另外一个要求：即在口模图形基础上扩大流道截面，使分流支架流道在向成型段流道（即形成口模图形的平直流道过渡时有一个明显的收缩过程。作用一:是使得经分流筋分流后再汇合的熔料在收缩流道中，对流动有稳定作用作用二:是可以通过控制收缩角(即控制平直段长度，来局部调节模头各部分的出口流量，实现均匀挤出。收缩段斜面的角度称为收缩角a，常在10°～20°之间选择；根据分流支架流道在口模图形基础上外扩3～5mm的情况；收缩段流道长度约10～15mm。而独立的收缩板的厚度一般设计为20～30mm因此对于开式型材，没有型芯和分流锥，不需要分流支架，但是也要设计一段在口模图形基础上扩大流道截面形的平直流道，一端与圆柱流道展开后的机颈流道相连接，另一端与进入成型段之前的收缩流道相连接这一段平直流道的长度可以被设计得很短，但是