随着国民经济的发展,塑料发泡板材的应用越来越广泛。在挤板成型中,机头设计的好坏对制品品质和生产效率等有着很大影响。然而,我国目前在这方面的技术还比较落后,因此,研究机头设计有着非常积极的现实意义,特别是衣架式发泡板机头已成为当今研究热点之一。本文分析了非牛顿指数、衣架角度、模唇厚度、模具宽度、压降和温度对机头内熔体稳定均匀流动和发泡的影响。针对机头流道衣架区的主要几何参数,以岐管始、末端半径、扇形部分缝隙厚度和两岐管间夹角作为变量,以保证熔体最均匀挤出为目标函数,借助Matlab优化工具箱优化计算,得出流道四个关键变量的最佳匹配值,优化了流道结构。从理论上分别计算了所设计流道的歧管内和狭缝区沿口模宽度方向上的压降,结果表明它们几乎处处相同,说明所优化的效果是很理想的。在上述优化计算的基础上,对整个模具进行了详细的结构设计。设计了阻尼棒,调节熔体在流道中的流速;可调模唇,即扩大了机头使用范围,节约成本,又能调节板材发泡率和再次调节熔体流动的均匀性;加热棒,调节熔体在流道中的温度。增加这些辅助设计后,机头可以适合不同物料、不同厚度和不同发泡率的要求。对机头最难调节和控制的模头温度场进行了有限元分析,用ANSYS软件模拟了模头的温度场分布。利用传热学理论计算了控制模头温度的每个加热区温度并依此设定,保证了熔体在机头内近似等温流动。这为试模提供了理论依据,也便于控制板材的发泡率,大大节约了试模时间,提高了挤出效率和制品品质。实验观察优化前后、加热区温度设置不同时机头的实际挤出效果。通过分析熔体流动稳定均匀性和泡孔结构,验证了设计和理论推导、仿真的合理性。通过优化流道、设计阻尼棒、可调模唇和加热棒等辅助模块、分析计算模头各区温度,大大提高了发泡板材的挤出质量和效率,同时所设计的机头可以适合不同物料、不同厚度和不同发泡率的要求。