擠管式模具的設(shè)計(jì)

1、電纜絕緣擠管式模具的設(shè)計(jì)擠塑模具是塑料擠出過程中最后的定型裝置，其幾何形狀、結(jié)構(gòu)形式和尺寸、溫度高低、壓力大小等直接決定電纜加工的成敗。電線電纜生產(chǎn)中使用的擠塑模具（模芯和模套）主要有三種形式：擠壓式、半擠壓式和擠管式。近期我們對擠管式模具重新進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，以便提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品性能和質(zhì)量，優(yōu)化加工工藝。下面就具體設(shè)計(jì)理念做個介紹。1擠管式模芯材料的選用擠管式模芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它的定徑區(qū)是一個薄壁圓管，一般不能進(jìn)行熱處理。因此,所用材料的耐磨性必須予以充分考慮，所以多用耐磨的合金剛制成，如38CrMoAl,加工成毛坯并留有一定裕量，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后再精加工，必須確保零件加工的同心度。相關(guān)幾何尺寸

2、的設(shè)計(jì)及符號的說明現(xiàn)以小90mm擠出機(jī)，擠制導(dǎo)體截面為120mm2的絕緣為例，其擠管式模芯結(jié)構(gòu)見圖1圖中，D為模芯外錐最大直徑；D1為模芯與機(jī)頭結(jié)合錐體的最小端直徑；D為模芯內(nèi)錐最大內(nèi)徑；a為模芯外錐角；d為模芯定徑區(qū)內(nèi)徑；d，為模芯定徑區(qū)外圓直徑；一為模芯定徑區(qū)外圓柱長度；i1為模芯定徑區(qū)內(nèi)圓柱長度；L，為模芯與機(jī)頭結(jié)合錐體長度；L為模芯總長度；a'為模芯與機(jī)頭結(jié)合錐體角度；6為模芯定徑區(qū)壁厚。其中，D、D1、L,、D，均根據(jù)機(jī)頭尺寸而定。Qo q1D5O1D0 q1D59 6= Da 1=2.8611=15_未注倒角八示2X45*a8L1=105.L=190c 1 =70擠管式模芯

3、結(jié)構(gòu)模芯外錐角a。該角度是根據(jù)機(jī)頭結(jié)構(gòu)和塑料流動特性設(shè)計(jì)的，a角越小，流道越平滑，突變小，對絕緣層結(jié)構(gòu)有利。模芯外錐最大直徑D、錐體最小端直徑Di以及a1角和模芯中長度L。這些尺寸是由機(jī)頭模芯座的尺寸所決定的，而且與機(jī)頭模芯座尺寸必須嚴(yán)格吻合，加工精度要高，表面須拋光。內(nèi)錐最大直徑D1o該尺寸主要決定于加工條件，在保證壁厚的前提下越大越好，越小越難加工。在690mm以下的擠塑機(jī)，模芯與機(jī)頭的聯(lián)接時采用螺紋，在這種情況下必須保證螺柱的壁厚。在特殊情況下，如內(nèi)加工困難，可加工成臺階式內(nèi)孔。模芯定徑區(qū)內(nèi)徑d。該尺寸時根據(jù)選用的材料和電纜半制品尺寸的大小來設(shè)計(jì)的。一般設(shè)計(jì)為d=di+(2)mm或d=d

4、i1+(36)mm式中，di為導(dǎo)電線芯外徑(mm)d11為電纜纜芯外徑(mm)。這是因?yàn)閷?dǎo)電線芯尺寸較小且規(guī)則，而電纜纜芯尺寸一般較大且不規(guī)則，所以定徑區(qū)內(nèi)徑放大的裕量不等。模芯定徑區(qū)外圓直徑d1,從圖1可知d1=d+26,壁厚6的設(shè)計(jì)既要考慮模具的壽命，又要考慮塑料的拉伸拉伸特性及包裹的緊密程度。6不能太大，太大拉伸比就大，使擠出的塑料表面毛糙，也容易拉斷，但也不能太小，太小因模芯承徑區(qū)太薄容易損壞而降低壽命，一般6取1.5mm。定徑區(qū)外圓柱長度i1。該尺寸依據(jù)模芯定徑區(qū)內(nèi)徑d并考慮擠出塑料成型特性設(shè)計(jì)，一般設(shè)計(jì)為i1=d(2)mm,其遵循的原則時d小時取上限，d大時取下限；或擠絕緣層取上限

5、，擠護(hù)套取下限。定徑區(qū)內(nèi)圓柱長度(1。為確保模芯強(qiáng)度，i1須比(1長2-4mm,所以(1實(shí)際時有(1決定的。擠管式模套材料的選用模套的材料與模芯相同，但為了節(jié)約成本，往往模套均采用45號鋼或40Cr制成，要求表面拋光。相關(guān)幾何尺寸的符號說明及設(shè)計(jì)現(xiàn)同樣以690mm擠出機(jī)，擠制導(dǎo)體截面為120mm的絕緣為例，其擠管式模套結(jié)構(gòu)見圖2。未注倒角2X45*L1=80圖二擠管式無套結(jié)構(gòu)圖中，D2為模套壓座外徑；D3為模套內(nèi)錐最大直徑；B為模套內(nèi)錐角；di為模套定徑區(qū)內(nèi)徑；d2為模套外圓直徑；L為模套定徑區(qū)內(nèi)圓柱體長度；L為模套總長度，而D2、Li、D3、d2均按機(jī)頭尺寸而定。模套壓座外徑D2,根據(jù)機(jī)頭模

6、套座內(nèi)孔設(shè)計(jì)，一般小于模套座內(nèi)徑1.5mm,此間隙是工藝上調(diào)偏心，確保同心度所必須的。間隙太小滿足不了偏心度的要求，間隙太大影響穩(wěn)固性，甚至在擠出過程中發(fā)生自行偏斜。模套外徑d20根據(jù)模套壓蓋內(nèi)孔設(shè)計(jì)，一般要小于壓蓋內(nèi)徑23mm,但不宜過小，否則間隙過大將形成散熱不均。內(nèi)錐最大直徑D3,其大小必須嚴(yán)格與機(jī)頭模套座末端內(nèi)徑一致，否則組裝后將產(chǎn)生階梯死角，這是工藝不允許的。模套內(nèi)錐角B。從圖2中可知，B時由D3、di、Li制約的，同時又受到與其配套的模芯外錐角a的制約，B必須比a的3。10。，若沒有這個角度差，便保證不了擠出壓力，當(dāng)然擠出壓力也不能太大，因?yàn)檫@樣會影響產(chǎn)量，所以B和D3、di一樣都

7、不能按參考尺寸設(shè)計(jì)，這三個尺寸必須同時精密計(jì)算，相互修正，并在加工中按（和Li進(jìn)行調(diào)整。模套定徑區(qū)直徑di。該尺寸按模芯外圓直徑d】、導(dǎo)電線芯外徑或纜芯外徑、擠包絕緣或護(hù)套度等設(shè)計(jì)。一般設(shè)計(jì)為di=J+26+拉伸裕量，這個拉伸裕量一般?。ǎ?,并視絕緣或護(hù)套厚度、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)要求和塑料的拉伸特性而定。模套定徑區(qū)長度該尺寸往往根據(jù)塑料成型特性和模芯定徑區(qū)外圓柱長度ii而定，一般設(shè)計(jì)為i=ii-（i6）mm,且絕緣或護(hù)套厚度小取下限，厚度大取上限。模套壓座厚度bo按模套座深度設(shè)計(jì)，一般高出0.5mm。模套總長Lio這是設(shè)計(jì)給出的參考尺寸，由b和可調(diào)套長度a確定。擠管式模具的配模配模是否合理直接影響擠出

8、質(zhì)量和產(chǎn)量。擠管式模具配模的主要依據(jù)是拉制的拉伸比，所謂拉伸比k就是塑料離開?？跁r圓環(huán)面積Si與包裹于芯線上絕緣或護(hù)套的圓環(huán)面積&之比，即：di2-d22k=Si/S2=d32-d42式中，di為模套定徑區(qū)直徑；d2為模芯定徑區(qū)外徑；d3為擠包后制品外徑，d4為擠包前制品直徑。不同的塑料其拉伸比k也不一樣，如聚氯乙烯為，聚乙烯為,尼龍為,由此可確定模套定徑區(qū)直徑di,但此方法計(jì)算較為繁瑣，一般多用經(jīng)驗(yàn)公式配模。表1為10KV架空絕緣電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)和擠管式模具（力90mm擠出機(jī)）尺寸表。表1擠管式模具尺寸表單位：mm標(biāo)稱截面/mm2導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和直徑導(dǎo)體屏蔽外徑電纜外徑模具尺寸跟數(shù)/單線直徑導(dǎo)體直徑模芯模套緊壓前緊壓后dd+2Sc1ad1c257/6士7720563357/7士88216507/±92267019/10+111