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擠塑制品的生產(chǎn)質(zhì)量除了與設(shè)備和材料有關(guān)外，很大程度上還取決與工裝模具的設(shè)計(jì)。對(duì)于電纜絕緣或護(hù)套擠出工藝來(lái)說(shuō)，其所用模具主要是擠塑模具，當(dāng)用于特定類型生產(chǎn)時(shí)可能還有鋼鋁帶縱包模等其他一些特殊工裝模具。

第一節(jié)，擠塑模具設(shè)計(jì)和選配

擠塑本身質(zhì)量的好壞與塑料本身的質(zhì)量、擠出機(jī)性能、擠出溫度、速度、擠出的冷卻有關(guān)外，還與機(jī)頭模具設(shè)計(jì)等多種因素有關(guān)。模具的幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、流道設(shè)計(jì)等直接決定塑料的擠出質(zhì)量。

一，擠出模具的組合類型

模芯、模套是擠塑成型模具。模芯固定在模芯座上，作用是固定和支撐線芯或纜芯，使塑料成環(huán)狀，并按一定方向進(jìn)入模套，通過(guò)調(diào)整模芯座螺栓以調(diào)整模芯模套的相對(duì)位置。模套借助于模套蓋固定于機(jī)頭上，模套的作用是使塑料通過(guò)它的內(nèi)錐孔與模芯的外錐體所形成的間隙進(jìn)入孔道成型。

模芯、模套的結(jié)構(gòu)尺寸和幾何形狀選擇的原則是：模芯模套之間形成的間隙應(yīng)是逐漸縮小的，膠料通過(guò)間隙的速度逐漸加快，同時(shí)這一流程中，塑料不應(yīng)遇到任何障礙，成流線形流動(dòng)，保證塑料有足夠的壓力，達(dá)到擠出層緊密，表面質(zhì)量良好。

擠出模具主要有擠壓式、擠管式和半擠壓式三種，如圖4－1所示。

擠壓式

半擠壓式

擠管式

圖4－1擠塑模具的三種形式

1，擠壓式模具

擠壓式模具的模芯沒(méi)有管狀承徑部分，模芯縮在模套承徑后面。熔融的塑料（以下簡(jiǎn)稱料流）是靠壓力通過(guò)模套實(shí)現(xiàn)最后定型的，擠出的塑料層結(jié)構(gòu)緊密，外表平整。模芯與模套間的夾角大小決定料流壓力的大小，影響塑料層質(zhì)量和擠出制品的質(zhì)量。模芯與模套尺寸及表面光潔度也直接決定擠出制品的幾何形狀尺寸和表面質(zhì)量。模套孔徑大小必須考慮解除壓力后的塑料“膨脹”，以及冷卻后的收縮等綜合問(wèn)題。由于壓力式擠出，塑料在擠出�？谔幃a(chǎn)生較大的反作用力，因此，出膠量較擠管式低得多。該模具調(diào)偏困難，尤其是當(dāng)線芯和纜芯有彎曲時(shí)，容易造成塑料層偏心嚴(yán)重，厚薄不容易控制。產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)模具依賴性較大，擠塑對(duì)配模的正確性要求較高，且擠出線芯彎曲性能不好。因此，擠壓式模具一般僅用于小截面線芯或要求擠包緊密，外表特別圓整的線芯，以及擠出塑料拉伸比過(guò)小者。

2，擠管式模具

模芯有管狀承徑部分，模芯口端面伸出模套口端面或與模套口端面持平的擠出方式，稱為擠管式。擠管式擠出時(shí)由于模芯管狀承徑部分的存在，使塑料不是直接壓在纜芯上，而是沿著管狀承徑部分向前移動(dòng)，先形成管狀，然后經(jīng)拉伸再包覆在線芯或纜芯上。在電纜護(hù)套和絕緣擠出中主要采用這類模具。

擠管式模具具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 擠出速度快。擠管式模具充分利用塑料可拉伸的特性，出膠量有模芯和模套之間的環(huán)形截面積來(lái)確定，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于護(hù)套的厚度，所以線速度可根據(jù)拉伸比不同而有所提高。

（2） 生產(chǎn)時(shí)操作簡(jiǎn)單，偏芯調(diào)節(jié)容易。其徑向厚度的均勻性只由模芯模套的同心度來(lái)決定。

（3） 配模方便。同一套模具可以利用調(diào)整拉伸比的辦法，擠制不同尺寸的護(hù)套。

（4） 塑料經(jīng)拉伸后發(fā)生“定向”作用，特別對(duì)結(jié)晶性高聚物，結(jié)果使塑料機(jī)械強(qiáng)度提高。

（5） 護(hù)套厚薄容易控制。通過(guò)調(diào)整牽引速度來(lái)調(diào)整拉伸比，從而改變護(hù)套厚度。

（6） 在某些特殊要求中可以擠包得很松，在纜芯外形成一個(gè)松包的空心管。

擠管式模具的缺點(diǎn)

（1） 塑料層的致密性差。因?yàn)槟Ｐ竞湍Ｌ字�間的夾角很小，塑料在擠出時(shí)受到的壓緊力較小。為了克服這一缺陷，可以在擠出中增加拉伸比，使分子排列整齊而提高塑料層的致密性。

（2） 塑料層與纜芯的結(jié)合力差�？赏ㄟ^(guò)抽真空或提高拉伸比的方法解決。

（3） 擠出外表不如擠壓式圓整，纜芯的不均勻性都能在護(hù)套表面反映出來(lái)。

3，半擠壓式模具

模芯有管狀承徑部分，但比較短。模芯承徑的端面縮進(jìn)模套口端面的擠出方式稱為半擠壓式，這是擠管式和擠壓式的過(guò)渡形式。它吸取了擠壓式和擠管式模具不易調(diào)偏芯的缺點(diǎn)，特別適用于擠包大規(guī)格的絞線絕緣和要求包緊力大的護(hù)套。但柔軟性較差的線芯或纜芯不宜采用這種模具進(jìn)行塑料層的擠包，因?yàn)楫?dāng)線芯或纜芯發(fā)生各種形式的彎曲時(shí)，將產(chǎn)生偏心。

二，模具尺寸的選用

模具的幾何尺寸，模具的裝配尺寸和外形尺寸以及模具的外錐角、內(nèi)錐角屬于設(shè)計(jì)問(wèn)題，不屬本次培訓(xùn)的內(nèi)容。這里僅討論影響護(hù)套尺寸的模具參數(shù)。

圖4－2擠塑模具模芯、模套示意圖

1，模芯內(nèi)徑選擇

模芯內(nèi)徑就是模芯的承線孔的直徑，一般稍大于纜芯外徑。如果選擇過(guò)大，對(duì)于擠壓式模具來(lái)說(shuō)，會(huì)使偏芯調(diào)整困難，還會(huì)使熔融的塑料倒流入模芯；對(duì)于擠管式模具，承線孔直徑的過(guò)大會(huì)增大塑料拉伸比，影響護(hù)套外觀。模芯承線孔徑選擇過(guò)小，會(huì)使纜芯擦傷，甚至使包帶拉斷，另外纜芯在模芯內(nèi)受到阻力，使擠出外徑不均勻，甚至出現(xiàn)竹節(jié)形。對(duì)于擠壓式模芯的承線孔徑，一般選擇比纜芯外徑大0.2~1.0mm；擠管式模芯承線孔徑選比纜芯外徑大0.5~3mm。

2，模芯外徑

模芯外徑尺寸決定于內(nèi)徑和模芯壁厚的尺寸。這個(gè)壁厚的設(shè)計(jì)既要考慮模具的壽命，又要考慮塑料的拉伸特性。壁厚太薄，模具容易損壞，壁厚太厚，使拉伸比增大，塑料表面光潔度差，甚至容易拉斷料流。一般壁厚取0.8~1.5mm，具體根據(jù)模芯內(nèi)徑尺寸而定，大時(shí)取上限，小時(shí)取下限。

3，模芯承線長(zhǎng)度

對(duì)擠管式模芯來(lái)說(shuō)，其承線長(zhǎng)度分為內(nèi)承線和外承線，而擠壓式模芯只有內(nèi)承線。內(nèi)承線過(guò)長(zhǎng)，則纜芯受到的摩擦阻力大，易使纜芯擦傷，甚至拉斷纜芯。內(nèi)承線過(guò)短，則纜芯不穩(wěn)定，調(diào)整偏芯困難。模芯的外承線長(zhǎng)度應(yīng)與模套定徑長(zhǎng)度相適宜，一般比模套定徑長(zhǎng)度長(zhǎng)3~8mm。

4，模套內(nèi)徑

模套孔徑是模套定徑區(qū)孔的直徑，它對(duì)護(hù)套外徑和表面質(zhì)量關(guān)系密切。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)結(jié)合塑料的工藝性能、纜芯結(jié)構(gòu)等多種因素綜合考慮。擠壓式模具，模套孔徑選擇太大，則塑料在定徑區(qū)內(nèi)受到的壓力就小，擠出層疏松，有沙眼、脫節(jié)、毛糙等缺陷；如果選得過(guò)小，則擠出壓力較大，外徑不均勻，甚至出現(xiàn)麻花紋；一般擠壓式摸套孔徑等于護(hù)套外徑，或比護(hù)套外徑大0.2~0.5mm。對(duì)于擠管式模套孔徑的選擇應(yīng)根據(jù)塑料的拉伸特性和配模系數(shù)來(lái)計(jì)算確定。

5，模套定徑長(zhǎng)度

模套定徑長(zhǎng)度是模套圓柱形孔的長(zhǎng)度，它是護(hù)套的定徑區(qū)，塑料在擠出時(shí)受到的阻力大則擠包層緊密、光滑，定徑區(qū)長(zhǎng)，護(hù)套外徑穩(wěn)定。但過(guò)長(zhǎng)，則使塑料擠出壓力增加，增加設(shè)備負(fù)荷，還會(huì)造成塑料表面不光、發(fā)毛，塑料易倒流入模芯。定徑區(qū)過(guò)短則塑料受到的阻力小，流量大，擠包層不緊密，同時(shí)外徑不穩(wěn)定。定徑長(zhǎng)度的選擇是以模套孔徑為基礎(chǔ)的，一般為模套孔徑的0.5~1.5倍，但此值要小于模芯外承線長(zhǎng)度。

6，模芯伸出模套的距離（限擠管式）

一般取0~3mm。當(dāng)模芯向前伸時(shí)，則護(hù)套管內(nèi)徑變大，管壁厚度變薄。

7，模芯承徑后部與模套定徑后部之間的距離

在擠管式擠出中，要求模芯承徑后部退后于模套定徑后部有一定距離。如果此段距離過(guò)太短，輕則使擠出的護(hù)套管壁變薄，重則引起料流的阻力或反壓力太大，造成設(shè)備負(fù)荷增大。

一般該段距離�。寒�(dāng)護(hù)套厚度小于2mm時(shí)取2~3mm，護(hù)套厚度大于3mm時(shí)取4~6mm。

［此帖子已被 管理員 在 2006-8-19 9:21:30 編輯過(guò)］

三，擠管模具配模系數(shù)和拉伸比

擠管式擠出可以看作在模芯模套出口處有一環(huán)狀塑料層，經(jīng)一定拉伸形成一個(gè)合適的空心塑料管套在纜芯上，因牽引速度大于料流擠出速度形成拉伸，料流出�？诤笮纬梢粋�(gè)圓錐。假定出膠量不變，根據(jù)線速度的不同圓錐錐度也不同，線速度慢，拉伸小，圓錐遠(yuǎn)離模口；線速度快，拉伸大，圓錐尖端就移向模口，在這個(gè)圓錐里，環(huán)狀截面（即料流的內(nèi)外徑之比）是保持一定比例縮小的，由此可得出一個(gè)拉伸比的概念。

模具 電纜

圖4－3擠管式擠出拉伸比示意圖

拉伸比的定義：塑料離開擠出�？跁r(shí)圓環(huán)狀截面積與冷卻后所要求的護(hù)套管的圓環(huán)截面積之比，稱為拉伸比。對(duì)于不同的塑料，根據(jù)其熔融狀態(tài)下的粘度、流動(dòng)特性、護(hù)套的厚度以及電纜結(jié)構(gòu)要求等，其拉伸比也不相同。

電纜護(hù)套常用材料有PVC、PE、PU等，對(duì)于PE材料來(lái)說(shuō)，其拉伸比一般取1：1.5~8；PVC為1：1.2~5，PU為1：1.5~3。

例：有一電纜纜芯外徑為7.0mm，護(hù)套厚度要求為2.0mm，其配模的模芯8.0/9.5mm，模套是16.0mm。則其拉伸比為： S=S1/S2

S1=0.7854*（11.02-7.02）=56.55mm2

S2=0.7854*（16.02-9.52）= 130.18mm2

S=130.18/56.55=2.3 ；則拉伸比為1：2.3

從提高絕緣或護(hù)套擠出質(zhì)量來(lái)看，希望拉伸比小一些為好。因?yàn)槔�伸比大，即模套孔徑大，塑料拉伸�?yán)重，護(hù)套表面粗糙無(wú)光澤；拉伸比小，表面質(zhì)量好，還不會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象。

配模的另一個(gè)計(jì)算是配模系數(shù)K，其體理論推導(dǎo)這里忽略，只告訴大家一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，即：

模套內(nèi)徑 模芯外徑

K= /

護(hù)套外徑 纜芯外徑

按上例：K=（16.0/11.0）/（9.5/7.0）=1.07

根據(jù)模具選擇而計(jì)算，可以得出三種情況：

K>1 稱為緊包

K=1 稱為平衡拉伸

K〈1 稱為松包

電纜護(hù)套擠出一般采用緊包或平衡拉伸，一般K=1.0~1.1。由配模計(jì)算公式及護(hù)套配模系數(shù)要求，就很方便地得出模套內(nèi)徑尺寸：

模芯外徑×電纜外徑

模套內(nèi)徑= ×K

纜芯外徑

接上例：D=(（9.5*11.0）/7.0)*1.07=15.97mm

［此帖子已被 管理員 在 2006-8-19 9:23:02 編輯過(guò)］

以上已簡(jiǎn)介了模具設(shè)計(jì)的要求和公式，下面討論緊包過(guò)程，成型原理,以便進(jìn)一步了解和熟悉配模的要求。

圖4－4

在上圖中。AB為模芯外徑與模套之間的距離，即離開�？跁r(shí)料流的厚度。EF1是電纜所需的護(hù)套厚度，F(xiàn)1G為纜芯的半徑。

假設(shè)，在擠出時(shí)選用的模套內(nèi)徑較大，即在圖中A點(diǎn)移動(dòng)到了A1點(diǎn)，而其余三項(xiàng)保持不變，這時(shí)K值就大于1，成為不平衡拉伸。若要繼續(xù)保持K=1的平衡拉伸，由于纜芯外徑和模芯外徑在擠出過(guò)程中是不能改變的，只有增加護(hù)套的厚度使E點(diǎn)移動(dòng)到E1點(diǎn)。也就是說(shuō)，模套內(nèi)徑增大后，擠出電纜的外徑變粗。如果用了大的模套后仍要求外徑不變，即厚度保持在EF1位置，可通過(guò)提高牽引速度，使料流經(jīng)一定拉伸來(lái)達(dá)到所需的外徑。具體而言，料流A1B拉伸到E1F位置時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)已經(jīng)和纜芯表面接觸，這時(shí)由于線速度的增加，F(xiàn)點(diǎn)隨著纜芯移動(dòng)到F2點(diǎn)，而E1點(diǎn)移動(dòng)較慢，沿著斜線移動(dòng)到了E2點(diǎn)。E2點(diǎn)和F2點(diǎn)不在垂直O(jiān)G的同一平面上，發(fā)生層間錯(cuò)位，通過(guò)這個(gè)層間錯(cuò)位（拉伸），使護(hù)套厚度減薄，E2F2的厚度等于EF的厚度。因此，K大于1，則線纜生產(chǎn)速度快，塑料經(jīng)一定拉伸與纜芯包得緊密，且機(jī)械強(qiáng)度高，同時(shí)由于緊包，使塑料層與縱包層能有較高的結(jié)合力。在一般電纜護(hù)套生產(chǎn)中，都有意將K設(shè)計(jì)成大于1。根據(jù)不同塑料其K的取值不同，通常K取1.05~1.2。

第二節(jié)，盤具選用

收線盤從一定程度上也影響護(hù)套質(zhì)量。如當(dāng)護(hù)套外徑較大時(shí)，選用小筒徑的收線盤，可能出現(xiàn)內(nèi)層鎧裝鋼帶損傷護(hù)套、纜芯因彎曲變形嚴(yán)重等問(wèn)題。另外如果生產(chǎn)大長(zhǎng)度時(shí)，選用小規(guī)格線盤，會(huì)出現(xiàn)收線過(guò)滿或收卷不下，被迫剪斷纜芯。

一般要求收線盤筒徑不小于護(hù)套外徑的30倍。收線盤的尺寸要滿足生產(chǎn)長(zhǎng)度和設(shè)備允許的要求。上盤長(zhǎng)度可通過(guò)下列公式計(jì)算：

L=π*P*N*（d2+PD）/1000

式中：P=（d1-d2-2t）/2D；

N=（0.96*L2）/D；

P——卷繞層數(shù)；

N——每層卷繞圈數(shù)；

D——纜芯外徑；

d1——收線盤外徑；

d2——收線盤內(nèi)徑；

L2——收線盤內(nèi)寬；

t——盤邊余量。

［此帖子已被 管理員 在 2006-8-19 9:25:37 編輯過(guò)］

很好的經(jīng)典論述。

發(fā)表點(diǎn)我的看法：我贊同樓主意見(jiàn)，工裝是擠出工序重要的一環(huán)，大多時(shí)候，產(chǎn)品生產(chǎn)得不如意可以說(shuō)都與模具息息相關(guān)；模具設(shè)計(jì)、選擇、良好的裝配會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

拉伸比和拉伸平衡可適用于擠管和半擠管方式，最初的理論是從擠出F塑料發(fā)展來(lái)的，擴(kuò)展到其他塑料也適用。

模具除擠管、擠壓、半擠管外傳統(tǒng)外，還可以增加第四類：半擠壓方式；模具形式與擠壓類似。

 

空格太多﹐是圖形傳不上來(lái)吧﹐可不可以用上傳的形式啊

我也郁悶啊！格式不知道為什么就弄不好�。�？

經(jīng)典，可惜沒(méi)有圖形，有圖形更直觀明了了。

經(jīng)典帖子。

我為什么不能帖圖啊�。�

順便給我也發(fā)一個(gè)，我的郵箱是：cuikejf@hotmail.com謝謝了 ！

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