材料成型机械与设备（葛正浩）

材料成型机械设备是为模具和被加工材料提供运动、动力、控制等，从而完成成型加工生产的一类机械设备。由于材料成型加工生产所涉及的领域很宽，材料成型机械设备的类型很多，限于篇幅，本书主要介绍材料成型加工的常用机械，包括塑料挤出机、塑料注射成型机、压延机、液压机、曲柄压力机等。本书重点介绍机械的工作原理、典型结构、性能特点、主要技术参数和适用工艺及其使用要求，对这些设备，要达到会选择、可使用、能维护的目的。为了突出实用性，书中提供了大量的数据和插图。
在编写过程中，本书编写组成员始终坚持工程教育认证理念，努力编写出有利于融合性教学、符合主流教学改革方向的教材。本书的编写原则和特点如下：
（1）以学生为中心。本书的编写是在“以产出导向为基本原则、以质量保证和持续改进为出发点、以学生为中心”的工程教育认证理念下进行的，强化对学生综合能力的培养，明确教学主体，以培养创新型人才为目标，使其能符合当前社会对人才的创新需求。每章以“学习成果达成要求”开篇，与工程教育专业认证理念接轨，明确学生应达成的能力要求。
（2）突出能力培养。以现代企业生产现状为背景，以“工程能力、科学知识与创新思维相融合”为理念，目标是编写出一本突出能力培养的专业融合性课程教材：实现教学过程中学校教学和现代企业生产相融合、理论教学与实践教学相融合、教师引导学习和学生自主学习相融合，培养具备较强工程能力、扎实科学基础和创新思维的优秀工程师。本书突出设备选用能力的培养，对于设备选用，每章都精选了实例，并附有思考与练习题。
本书可作为高等工科院校材料成型及控制工程专业教材，也可作为高职高专相关专业教材，还可供相关工程技术人员参考。
本书由陕西科技大学葛正浩、樊小蒲统稿并主编，于旻、任威、高羡明参编。各章编写分工如下：第1章由于旻编写，第2、6章由葛正浩编写，第3章由任威编写，第4、5章由樊小蒲编写，第7章由高羡明编写。
由于编者水平所限，加之时间仓促，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。

编者
2021年9月

葛正浩，陕西科技大学机电工程学院，教授、院长，从事机构学及材料成型加工方面的教学和研究，现为学校机械设计及理论学科学术带头人。

《材料成型机械与设备》是高等教育机械类材料成型与控制工程专业教材。本书主要介绍材料成型加工的常用机械，包括塑料挤出机、塑料注射成型机、塑料压延成型机、液压机、曲柄压力机、压铸机、螺旋压力机、板料折弯机、伺服压力机、塑料中空成型机等，重点介绍其工作原理、典型结构、性能特点、主要技术参数、适用工艺及其使用要求。本书提供了大量的数据和插图，实用性强。
《材料成型机械与设备》为中国轻工业“十三五”规划教材，可供高等学校材料成型与控制工程专业和高职高专相关专业教学使用，也可供机械成型和塑料成型技术人员参考。

第1章塑料挤出机1
学习成果达成要求1
1.1概述1
1.1.1挤出机的组成及分类1
1.1.2单螺杆挤出机的主要参数3
1.1.3螺杆的主要参数3
1.2挤出螺杆设计5
1.2.1挤出机的工作过程5
1.2.2物料在螺杆中的流动理论6
1.2.3常规螺杆设计7
1.3其他类型挤出机15
1.3.1排气式挤出机15
1.3.2双螺杆挤出机18
1.3.3串联式挤出机20
1.3.4柱塞式挤出机21
1.3.5行星齿轮挤出机21
1.4挤出机辅机22
1.4.1吹膜成型辅机22
1.4.2挤管成型辅机25
1.4.3塑料板材挤出成型辅机28
1.5挤出机的选用与安全操作29
1.5.1选用挤出机要考虑的问题29
1.5.2挤出机的操作规程30
1.5.3挤出机的维护和保养31
1.5.4挤出机组的选用实例32
思考与练习题33

第2章塑料注射成型机34
学习成果达成要求34
2.1概述34
2.1.1注射机的结构组成及工作过程35
2.1.2注射机的分类与应用36
2.2注射机的基本技术参数37
2.2.1公称注射量38
2.2.2注射压力38
2.2.3注射速率(注射时间，注射速度)39
2.2.4塑化能力40
2.2.5注射功率40
2.2.6锁模力40
2.2.7合模装置的基本尺寸41
2.2.8移模速度42
2.2.9空循环时间42
2.3注射装置44
2.3.1注射装置的形式44
2.3.2塑化部件47
2.3.3传动装置56
2.4合模装置58
2.4.1液压式合模装置59
2.4.2液压-机械式合模装置64
2.4.3模板距离调节机构69
2.4.4顶出装置70
2.5注射机的驱动与安全装置70
2.5.1注射机的驱动70
2.5.2注射机的安全保护装置72
2.6注射机的选用与安全操作74
2.6.1注射机的调整75
2.6.2注射机的操作76
2.6.3注射机的安全操作77
2.6.4注射机的维护78
2.6.5注射机的选择79
2.7专用注射机82
2.7.1热固性塑料注射机82
2.7.2排气式注射机84
2.7.3发泡注射机85
2.7.4双色（或多色）注射机86
2.7.5全电动注射机87
2.8注射成型辅助设备92
2.8.1模温机92
2.8.2真空上料机96
2.8.3物料预热干燥98
思考与练习题100

第3章塑料压延成型机101
学习成果达成要求101
3.1概述101
3.1.1压延成型及其特点101
3.1.2压延成型工艺流程及设备组成102
3.1.3压延机的分类103
3.1.4压延机的主要技术参数104
3.2压延成型前工艺主要设备105
3.2.1初混合设备106
3.2.2塑炼设备108
3.2.3压延工艺设备的选择121
3.3压延机122
3.3.1压延机的结构组成122
3.3.2压延机辊筒124
3.3.3压延机辊筒挠度及其补偿125
3.3.4压延机其他辅助装置127
3.4压延成型辅机133
3.4.1引离装置133
3.4.2压花装置133
3.4.3冷却装置134
3.4.4测厚装置135
3.5压延成型设备的安全操作与维护137
思考与练习题138

第4章液压机139
学习成果达成要求139
4.1概述139
4.1.1液压机的工作原理和工作循环139
4.1.2液压机的特点140
4.1.3液压机的型号和分类141
4.2液压机的结构144
4.2.1本体部分145
4.2.2液压系统147
4.3冲压液压机151
4.3.1冲压液压机的特点和应用151
4.3.2冲压液压机分类及常见机型152
4.3.3冲压液压机的技术参数与选用152
4.4塑料制品液压机155
4.4.1塑料制品液压机的分类155
4.4.2塑料制品液压机的本体结构155
4.4.3塑料制品液压机的选用156
4.5液压机的维护与安全操作157
4.5.1液压机的维护157
4.5.2液压机的安全操作157
思考与练习题158

第5章曲柄压力机159
学习成果达成要求159
5.1概述159
5.1.1曲柄压力机的工作原理及结构组成159
5.1.2曲柄压力机的分类及特点161
5.2曲柄压力机的主要技术参数与选用163
5.2.1曲柄压力机的主要技术参数163
5.2.2曲柄压力机的型号规格165
5.2.3曲柄压力机的选用168
5.3曲柄压力机的结构169
5.3.1曲柄滑块机构169
5.3.2机身175
5.3.3离合器与制动器177
5.3.4辅助装置及润滑185
5.4曲柄滑块机构的运动分析与受力分析192
5.4.1曲柄滑块机构的运动分析192
5.4.2曲柄滑块机构的受力分析193
5.5曲柄压力机的传动系统195
5.5.1传动系统的布置方式195
5.5.2传动级数和各级速比分配196
5.5.3离合器和制动器的安装位置197
5.6专用曲柄压力机197
5.6.1挤压机197
5.6.2拉深压力机201
5.6.3热模锻压力机204
5.6.4高速压力机206
5.6.5数控冲模回转头压力机212
5.7曲柄压力机的维护与安全操作215
5.7.1压力机的安全操作要求215
5.7.2曲柄压力机的维护216
思考与练习题216

第6章压铸机217
学习成果达成要求217
6.1压铸机的分类和应用217
6.1.1压铸成型的特点217
6.1.2压铸机的分类218
6.1.3压铸机的工作过程及特点219
6.2压铸机的主要技术参数与选用223
6.2.1压铸机的型号223
6.2.2压铸机的主要技术参数227
6.2.3压铸机的选用228
6.3压铸机的结构组成233
6.3.1合模机构234
6.3.2压射机构235
6.3.3附属装置237
6.3.4传动及控制系统240
6.4压铸机的安全操作与维护242
6.4.1压铸机的选用原则242
6.4.2压铸机的安全操作242
思考与练习题243

第7章其他成型设备244
学习成果达成要求244
7.1螺旋压力机244
7.1.1螺旋压力机的工作原理和特性244
7.1.2螺旋压力机的典型结构246
7.1.3螺旋压力机的技术参数249
7.2板料折弯机250
7.2.1板料折弯机的工作原理250
7.2.2板料折弯机的分类及特点250
7.2.3板料折弯机附属机构255
7.2.4折弯机的发展趋势256
7.3伺服压力机257
7.3.1伺服压力机的工作原理258
7.3.2伺服压力机的特点263
7.3.3伺服压力机的工艺263
7.3.4伺服压力机的发展趋势268
7.4塑料中空成型机269
7.4.1塑料中空成型机的工作原理及特点269
7.4.2塑料中空成型机分类270
7.4.3塑料中空成型机的发展趋势277
思考与练习题277

参考文献278