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模具参数 - 无图版

dzf888 --- 2008-05-17 22:11:33

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模具是产品定型的装置,是塑料挤出全过程中最后的热压作用装置,其几何形状、结构型式和尺寸,温度高低、压力大小等直接决定制品加工的成败,因此任何挤塑产品模具的设计、选配及其保温措施向来都受到高度重视。在用塑料挤出机挤制电线电缆的绝缘层和护套层时,模具是控制绝缘挤包层厚度的关键。为了使塑料塑化的更好,选配合适的模具非常重要,因此要按挤塑工艺参数及配模公式选择模具。一般电线电缆在选模时,绝缘线芯要选小一些,铠装护套要选大些,这样才能对塑料层表面起到良好的塑化作用,达到工艺规定的要求。
1.挤塑模具的形状和设计
挤塑模具的形状: 电线电缆用挤塑模具是由模芯和模套配合组成的。根据承线径长度,模芯分为无嘴模芯、短嘴模芯、长嘴模芯;根据外形形状模套分为平面模套、凸面模套、凹面模套。模芯和模套的形状见下图:
(a)无嘴模芯          (b)短嘴模芯      (c)长嘴模芯
(d)平面模套                    (e)凸面模套      (f)凹面模套
2.挤塑模具类型及工艺特性
电线电缆生产中使用的模具,根据不同的产品和工艺要求,模芯和模套的配合主要有型式有三种,即挤压式、挤管式、半挤压式(又称半挤管式)。其配合方式见下图:
                     
(a)挤压式          (b)挤管式              (c)半挤管式
(1)挤压式模具  由无嘴模芯和任何一种模套配合而成。挤压式模具是靠压力实现产品最后定型的,塑料通过模具的挤压,直接挤包在线芯和 缆芯上,挤出的塑料层结构紧密结实。挤包的塑料能嵌入线芯或缆芯的间隙中,与制品结合紧密无隙,挤包层的绝缘强度可靠,外表面平整光滑。但该模具调整偏芯不易,而且容易磨损,尤其是当线芯和缆芯有弯曲时,容易造成塑料层偏芯严重;产品质量对模具依赖性较大,挤塑对配模的准确性要求搞,且挤出线芯弯曲性能不好。由于模芯和模套的配合角差决定最后压力的大小,影响着塑料层质量和挤出产量;模芯和模套尺寸也直接决定着挤出产品的几何形状尺寸和表面质量,模套成型部分孔径必须考虑解除压力后的“膨胀”以及冷却后的收缩等综合因素。而就模芯而言其孔径尺寸也是很严格的。模芯孔径太小,显然线芯或缆芯通不过,而太大会引起挤出偏芯。另外,由于挤出式模具在挤出的模口处产生了较大的反作用力,挤出产量较挤管式的要低的多。因此,挤压式模具一般仅用于小截面线芯或要求挤包紧密、外表特别圆整、均匀的线芯,以及挤出塑料拉伸比过小者。目前越来越多的挤塑模具以挤管式或半挤管式代替挤压式。
(2)挤管式模具  由长嘴模芯和任何一种模套配合,把模芯嘴伸到与模套口相平,就组成了挤管式模具。挤管式模具是使塑料挤包前由于模具的作用形成管状,然后经拉伸作用,包覆在电线电缆的线芯或缆芯上。与挤压式模具相比,挤管式模具具有以下几个突出的优点:
1)挤管式模具充分利用了塑料的可拉伸性,塑料挤包层厚度由模芯与模套间所形成的圆管厚度来确定,它远远超过包覆所需要的塑料层厚度,所出线速度根据拉伸比的不同,有不同程度的提高,大大提高挤出产量。
2)易调偏芯。挤包层的厚度均匀,能节省材料。由于塑料是以管状成型后经拉伸实现包覆的,其径向挤包厚度的均匀性只由模套的同心度来决定,而不会因线芯或缆芯任何型式的弯曲致使塑料层偏芯。
3)塑料经拉伸发生“取向”作用,取向作用的结果使其机械强度提高,挤出的电线电缆的弯曲性能好,这对结晶性高聚物的挤出尤其有意义,能有效的提高制品的耐龟裂性。
4)模具(模芯)与线芯或缆芯的间隙可以有所增大,故磨损程度减轻以致可以基本消除,不但防止了线芯的刮伤而且大大的延长了模具的使用寿命。
5)配模简便且模具的通用性较大,能挤包各种形状的线芯,如扇形线芯和瓦形线芯的绝缘层;尤其对拉伸比较大的塑料,同一套挤管式模具,可以用调整拉伸的办法,挤制产品的规格范围很大。
与挤压式挤出相比,挤管式挤出的不足之处在于:塑料挤包层的致密性,胶层与线芯或缆芯结合的紧密性都较差,制品表面有线芯或缆芯绞合节距和绕包节距的痕迹,这在绝缘层挤制时应予以重视。为了克服这些缺陷,在挤管式挤出中往往增加拉伸比,以使分子排列整齐而达到提高塑料层密度的目的,并采用抽真空挤出,更能有效的提高塑料层与包覆的线芯或缆芯结合的紧密程度。
(3)    半挤管式模具  又称半挤压式模具,用短嘴模芯和任何一种模套配合,模芯嘴的承线径伸到模套承线径的1/2处。半挤管式模具与挤压式模具大体相同,只是模套的承线稍短,模角也略小一些,它吸取了挤管式和挤压式的优点,改善了挤压式模具不易调偏芯的缺点,特别是使用于挤包大规格的绞线绝缘和要求包紧力较大的护套。当采用半挤管式模具时,模芯的尺寸可以适当增大,从而在挤包较大外径的绞线不致出现刮伤、卡牢,也能防止因导线外径变小而在模芯内摆动所致的偏芯;同时半挤管式模具在挤出中有一定的压力,所以在内护套及要求结合严密的外护套挤出中也有应用,这是为了压实塑料胶层。但柔软性较差的线芯不宜采用这种模具进行塑料层的挤包,因为当线芯或缆芯发生各种型式的弯曲时,将产生偏芯。
3.模具设计的要点
(1)模具材料的选用:模芯材料的选择以资源、成本、寿命要求为基本原则,以及耐热、耐磨、耐蚀性要好,易于切削加工、熔焊、不生锈等。被用来做模具(模芯、模套)的材料主要有:碳素结构钢(45 钢应用最广);合金结构钢(如12CrMo、38CrMoAl等);合金工具钢等。而对于挤管式模芯的结构特点,其长嘴定径区是一个薄壁圆管,一般不易进行热处理,其耐磨性要求较严,尤其是用于绝缘挤出的模芯,多用耐磨的合金钢(如30CrMoAl)制成。模套材料的耐磨要求可以降低,而加工精度必须提高,往往模套以45 钢制成,内表面镀铬抛光达▽7。

在材料确定后,以工艺的合理性,兼顾加工的可能性恰当设计各部尺寸,应注意的要点如下:
1)外锥角φ :根据机头结构和塑料流动特性设计,锥角控制在45°以下,角度越小,流道越平滑,突变小,对塑料层结构有益。在挤出聚乙烯等结晶性高聚物时,对突变而导致的预留内应力的避免尤其重要,只有充分予以注意才能有效的提高制品的耐龟裂性能。角度的大小往往根据机头内部结果特点决定。
2)模芯外锥最大直径D :该尺寸是由模芯支持器(或模芯座)的尺寸决定的,要求严格吻合,不得出现“前台”,也不可出现“后台”,否则将造成存胶死角,直接影响塑料层组织和表面质量。
3)内锥最大直径D :该尺寸主要决定于加工条件和模芯螺柱的壁厚,在保证螺纹强度和壁厚的前提下,D 越大越好,便于穿线。
4)模芯孔径d :这是对挤出质量影响最大的结构尺寸,按线芯结构特性及其尺寸设计。一般情况下,单线取d =线芯直径+(0.05~0.15)mm;绞合线芯取d=线芯外径+(0.1~0.25)mm。既不能太大,也不能太小。因为过大了,一则形成线芯的摆动而造成挤出偏芯,再则会出现倒胶,既有害挤包层质量,又有可能造成断线。而过小,则易刮伤线芯,也使模具寿命降低;对绞线而言,由于线径不均,模孔d 过小时,则是断线的主要原因。通常为加工便利,且模芯孔径尺寸系列化,则多取模芯孔径d 为整数。
5)模芯外锥最小直径d :d 实际上是决定模芯出线端口厚度的尺寸,端口厚度△=1/2(d -d )不能太薄,否则影响使用寿命;也不宜太厚,否则塑料熔体流道发生突变,并且形成涡流区,引发挤出压力的波动,而且易形成死角,影响塑料层质量,一般模芯出线端口的壁厚控制再0.5~1mm为宜。
6)模芯定径区长度L :L 决定线芯通过模芯的稳定性,但也不能设计的太长,否则将造成加工困难,工艺上的必要性也不大,一般L =(0.5~1.5)d ,且模芯孔径d 较大时选下限,否则,反之。
7)模芯锥体长度L :这往往是设计给出的参考尺寸,从上图不难看出,
tgφ ∕2=(D -d )∕2 L ,亦即L =(D -d )∕【2(tgφ ∕2)】。
所以L 可以依据上述决定的尺寸确定,经计算确定L 的长度,如果太长或太短,与机头内部结构配合不当,可回过头来修正锥角φ ,然后再计算L 直至合适。
1)模套压座外径D:根据模套座(或机头结构内筒直径)设计,一般小于筒径内孔0.5~1.5mm,此间隙是工艺调整偏芯、确保同心度的必要因素,间隙不能太小,否则满足不了调偏的需要;间隙太大也不行,因为太大影响模套的稳固性,甚至在挤出过程中发生自行偏斜。
2)内锥最大直径D′:这是模套设计的精密尺寸之一。其大小必须严格与模套座(或机头内锥)末端内径一致,否则组装模套后将产生阶梯死角,这是工艺所不允许的。
3)模套定径区直径d:这又是模套设计的精密尺寸之一。要根据产品直径、各挤出工艺参数及挤制塑料特性来严格设计。一般d=成品标称直径+(0.05~0.15)mm。
4)模套内锥角φ:角φ是由D′、d及模套长度制约的,角φ又同时受到与其配套的模芯的外锥角的制约,角φ必须大于模芯外锥角3~10°,若没有这个角度差,便保证不了挤出压力,当然挤出压力也不能太大,因为这样会影响挤出产量,因此角度差也不能太大。角φ和D′、d一样都不能按参考尺寸设计,因此三个尺寸必须同时精密计算,相互修正,并在加工中依照尺寸l和L进行调整。
5)模套定径区长度l:一般取l=(1~3)d为宜,长一些对定型有利,但越长阻力越大,影响产量。所以,当d较大时,不能取上限。
6)模套压座厚度b:按模套座深度(或机头内筒出口处深度)设计,一般要大0.3~0.5mm。
7)模套外径d′:根据模套压盖内孔设计一般要小于压盖内孔2~3mm,但也不宜过小,否则间隙过大将造成散热不均匀。
8)模套总长L:这是设计给出的参考尺寸,由b和可调整的长度a来确定。
挤管式长嘴模芯的结构尺寸除定径区外,其余外形尺寸与挤压式模芯设计基本相同,现对挤管式模芯定径部分的尺寸设计做一简述。
1)模芯定径区内径d:又叫模芯孔径。该尺寸根据选用材料的耐磨性、半制品尺寸大小及其材质与外径规整程度等设计,一般设计为d=d +(0.5~2)mm或d=d +(3~6)mm,主要因为线芯尺寸较小且规则,而缆芯较大且外径尺寸不规则的缘故。为了模具系列化,通常将模芯孔径加工成整数尺寸。
2)模芯定径区外圆柱(长嘴)直径d′:从上图可看出d′决定于尺寸d及其壁厚δ,即d′=d+2δ。壁厚的设计既要考虑模芯的寿命,又要考虑塑料的拉伸特性及电线电缆塑料层的挤包紧密程度,一般设计为d′=d+2(0.5~1.5)mm,即模芯嘴壁厚为0.5~1.5mm。这个数值不能太大,否则拉伸比就大,塑料层拉伸后强度提高,而延伸率下降,影响电线电缆的弯曲性能;但也不能太小,太小因过薄使其使用寿命降低。
3)定径区外圆柱(模芯嘴)长度l:该尺寸依据尺寸d考虑挤出塑料成型特性设计,一般设计为l=(0.5~2)d,d值大取下限,d值小取上限,用于挤护套的模芯取下限,挤绝缘时取上限。
4)定径区内圆柱(承线)长度l′:该尺寸由加工条件,半制品结构特性决定。无论如何l′必须比l长度大2~4mm,这是确保模芯强度的必需,所以l′实际是参考l决定的。
(5)挤管式模套的结构型式与挤压式模套基本相同。所不同之处是其结构尺寸中的模套定径区的直径及其长度,必须按与其配合的挤管式模芯来设计。
1)模套定径区直径d :该尺寸按挤管式模芯嘴外圆直径d′、线芯或缆芯外径、挤包绝缘或护套厚度等设计。一般设计为d =d′+2倍挤包厚度,并视绝缘(护套)厚度、产品结构要求及塑料的拉伸特性而定。
2)模套定径区长度l :该尺寸往往根据塑料的成型特性和模芯定径区外圆柱(模芯嘴)的长度l 而定,一般设计为l =l -(1~6)mm,而且挤包绝缘(护套)厚度小时取下限(即减去值取上限);否则,反之。
总之设计模具时,除考虑材料、加工、使用寿命外,还应满足下列条件:1)增加模具的压力,使塑料从机筒进入模具后,压力增大且均匀稳定,从而增加塑料的塑化和致密性,提高产品的质量;2)增长模具配合部分的塑料流动通道,使流动中的塑料进一步塑化,从而提高塑料塑化的程度;3)消除模具配合中产生的流动死角,使流道形成流线型,利于塑化好的塑料挤出;4)抽真空挤塑的模具,模芯的承线径一般应在20~40mm,模套的承线径一般在15~30mm

[dzf888 在 2008-5-17 22:14:24 编辑过]

chqiku --- 2008-05-19 14:13:03

2

楼主你图纸说明呢,怎么看不到啊.
chenzhan52 --- 2008-05-19 20:14:57

3

楼主你这个是WORD复制粘贴来的么?

梅子 --- 2008-05-20 10:45:43

4

看不见图纸

wenxuandin --- 2008-06-21 21:37:21

5

好乱啊
like407 --- 2008-06-21 22:20:51

6

慢慢看才行
starskh --- 2010-05-25 19:32:59

7

lhgnhz --- 2010-06-23 13:48:54

8

看了,,还是不太理解

HUIYOUPIAO --- 2010-06-25 18:13:31

9

模具图?
tangdao --- 2010-09-14 20:03:56

10

这个太长了,配图纸看可能会好点 O(∩_∩)O~
dahongying --- 2010-09-14 22:58:21

11

AAASSDD --- 2010-11-18 16:37:36

12

谢谢分享
chefusiji --- 2010-12-02 09:43:00

13

没有图纸啊楼主
st2011lyb --- 2011-04-06 22:06:28

14

谢谢分享
jiaye2005 --- 2011-04-07 14:50:36

15

可惜啊  就是缺图

zta123 --- 2011-05-12 11:50:02

16

有图纸就好了,光用讲的不够直观

 

XDYS --- 2011-07-16 17:28:12

17

谢谢
hnczl --- 2011-09-19 23:31:57

18

楼主你图纸说明呢,怎么看不到啊.
lvcen --- 2011-09-25 12:45:55

19

这个要慢慢看

 

31314655 --- 2011-10-13 17:00:53

20

101111 --- 2011-10-14 20:17:38

21

是啊  越看月迷糊啦 有木有更详细点的,通俗点的。
hddl19724 --- 2012-07-13 17:14:23

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想看明白点就是看不到图纸呀

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