擠出模具技術(shù)參考模板

1、擠出模具技術(shù).txt如果你看到面前的陰影，別怕，那是因?yàn)槟愕谋澈笥嘘?yáng)光！我允許你走進(jìn)我的世界，但絕不允許你在我的世界里走來(lái)走去。擠出模具模塊化設(shè)計(jì)方法在塑料異型材擠出模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（杰瑞模具股份有限公司連云港，222006） 張繼忠 摘要：伴隨計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，很多先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)也隨之發(fā)展起來(lái)。本文探討了模塊化設(shè)計(jì)方法在塑料異型材擠出模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，為提高擠出模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率提出了一種切實(shí)可行的技術(shù)方法，并在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中得到了較好的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)，擠出模具，塑料異型材 0模塊化設(shè)計(jì)概述 隨著計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，為了更好地提高設(shè)計(jì)的質(zhì)

2、量以及設(shè)計(jì)的效率,發(fā)展了很多先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)方法，如并行設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、反求工程技術(shù)等等。 模塊化設(shè)計(jì)方法是眾多先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)方法中的一種，模塊化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化密切相關(guān)，這三者結(jié)合在一起作為評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)。本世紀(jì)50年代，歐美一些國(guó)家正式提出“模塊化設(shè)計(jì)”的概念，把模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)提到理論的高度來(lái)研究。模塊化設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)方法，是指在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)預(yù)測(cè)、功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列通用的功能模塊；根據(jù)用戶的要求，這些模塊進(jìn)行選擇和組合，就可以構(gòu)成不同功能、或功能相同但性能不同、規(guī)格不同的產(chǎn)品1。模塊化系統(tǒng)功能、模塊類(lèi)型結(jié)構(gòu)如圖1所示。應(yīng)用模塊化設(shè)

3、計(jì)技術(shù)方法是一個(gè)系統(tǒng)工程，一個(gè)完善的模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要進(jìn)行以下一些工作： (1)市場(chǎng)調(diào)查與分析； (2)進(jìn)行產(chǎn)品功能分析，擬定產(chǎn)品系列型號(hào)； (3)確定參數(shù)范圍和主參數(shù)； (4)確定模塊化設(shè)計(jì)類(lèi)型，劃分模塊； (5)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成模塊庫(kù)； (6)編寫(xiě)技術(shù)文件。 自從二十世紀(jì)五十年代塑料異型材擠出技術(shù)在歐洲出現(xiàn)，并得到了較快的發(fā)展，在中國(guó)也有了十幾年的發(fā)展。由于用于門(mén)窗的塑料異型材系列的可定性(如歐式窗的平開(kāi)系列、推拉系列等)，以及規(guī)格的可數(shù)性，特別是型材的功能區(qū)的可通用性，為模塊化設(shè)計(jì)方法在異型材擠出模具設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用提供了可能性及可行性。 1擠出模具模塊化設(shè)計(jì)的前提 由于塑料異型材市場(chǎng)競(jìng)

4、爭(zhēng)的激烈，型材品種的增多，客觀上對(duì)擠出模具也提出了更高的要求，特別是對(duì)模具提出了更短交貨期，這就要求模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下提高設(shè)計(jì)效率。但由于異型材擠出模具的理論研究還很不完善，經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和積累在型材擠出模具的設(shè)計(jì)中顯得尤其重要，這就要求對(duì)于相同的型材其擠出模具的設(shè)計(jì)思路也要相同，這樣才有利于經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和積累。而模塊化設(shè)計(jì)就是對(duì)型材擠出模具相同的功能結(jié)構(gòu)采取相同設(shè)計(jì)思路的一個(gè)很好的方法。 2 / 14目前在我國(guó)歐式型材門(mén)窗系統(tǒng)占有絕對(duì)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，而美式型材門(mén)窗雖然也有使用，但所占市場(chǎng)份額較小，而且由于美式型材品種繁多，很難進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，就無(wú)法將模塊化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于美式型材擠出

5、模具的設(shè)計(jì)方面。本文主要討論模塊化設(shè)計(jì)方法在歐式型材擠出模具設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。 塑料異型材模具塊設(shè)計(jì)的前提是異型材斷面的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化，但在中國(guó)由于還沒(méi)有一個(gè)異型材斷面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此給型材斷面的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)了一定的難度。但對(duì)于不同的異型材仍可以發(fā)現(xiàn)它們的一些相同之處。歐式型材按所組裝的窗型可分為平開(kāi)窗、推拉窗兩大系列，平開(kāi)窗系列中又可分為58、60等系列，推拉窗系列又可分為60、80、88等系列。對(duì)于平開(kāi)窗系列的異型材其局部功能尺寸，如膠條口、壓條口、排水槽等結(jié)構(gòu)形式較少，通用性較強(qiáng)(圖2)；而對(duì)于推拉系列其下部的爪部結(jié)構(gòu)形式也較少，通用性較強(qiáng)(圖3)。在對(duì)異型材進(jìn)行擠出模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這

6、些局部功能區(qū)可以很方便地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，這就使得模塊化設(shè)計(jì)方法在擠出模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用成為可能。 2擠出模具模塊化設(shè)計(jì)的方法及步驟 由于塑料異型材的系列化，用于生產(chǎn)塑料異型材的擠出模具也就隨之系列化。但是塑料異型材具體斷面形式的千變?nèi)f化，考慮到型材系列的局部功能區(qū)的可通用性，可以對(duì)這些局部功能區(qū)的擠出模具設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法。也就是在進(jìn)行擠出模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，將局部功能區(qū)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法。針對(duì)異型材擠出模具其模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的建立主要集中在以下三個(gè)方面的工作： 2.1確定擠出模具模塊化設(shè)計(jì)類(lèi)型，劃分單元模塊 平開(kāi)窗系統(tǒng)中同一系列(如58系列、60系列等)型材中平開(kāi)扇、平開(kāi)

7、框、內(nèi)開(kāi)扇、外開(kāi)扇等的膠條口、排水槽、壓條口具有相同的結(jié)構(gòu)形式(圖4)，在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)以上四種型材的具有相同結(jié)構(gòu)的部位就可以采用相同的分型方式、尺寸放量、水路設(shè)計(jì)、真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，這樣就可以將這些結(jié)構(gòu)劃分為同一單元模塊，以利于模塊化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用。推拉窗系統(tǒng)中推拉框局部的拼接爪部結(jié)構(gòu)(圖3)在進(jìn)行擠出模設(shè)計(jì)時(shí)也可以劃分為同一單元模塊，以便實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)方法。 在以上兩種窗型系統(tǒng)中作為輔型材的壓條，由于用量較大，在模具設(shè)計(jì)時(shí)通常采取雙腔結(jié)構(gòu)，其膠條口、與主型材拼接的爪部結(jié)構(gòu)形式較少，通用性較強(qiáng)，因此對(duì)此結(jié)構(gòu)可以劃分為同一單元模塊，在模具設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)方法。 在確定了模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的單元模

8、塊后，要對(duì)這些單元模塊進(jìn)行命名，以便于建立單元模塊庫(kù)以及編寫(xiě)相關(guān)的技術(shù)文件。 2.2進(jìn)行擠出模具單元模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成單元模塊庫(kù) 在對(duì)平開(kāi)窗系列以及推拉窗系列型材擠出模具相同局部結(jié)構(gòu)劃分單元模塊后，就要對(duì)這些模塊進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這些單元模塊進(jìn)行分型方案、成型型腔尺寸、冷卻水路、真空系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，并對(duì)這些單元模塊進(jìn)行命名。在對(duì)單元模塊命名時(shí)要考慮其標(biāo)準(zhǔn)性、可識(shí)別性，方便設(shè)計(jì)人員對(duì)這些單元模塊進(jìn)行調(diào)用，以利于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。 2.3編寫(xiě)技術(shù)文件，完成模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的建立 在完成了以上兩方面的工作之后，還要編寫(xiě)相關(guān)技術(shù)文件才能構(gòu)成一個(gè)較為完整的模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。技術(shù)

9、文件應(yīng)該包括模塊化設(shè)計(jì)方法的宗旨、模塊單元?jiǎng)澐值脑瓌t、模塊單元的命名規(guī)則、模塊單元在具體設(shè)計(jì)時(shí)的調(diào)用方法等等。由于采取模塊化設(shè)計(jì)方法的最終目的是要提高擠出模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，因此模塊化設(shè)計(jì)系通訊錄并不是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，而是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)。對(duì)于已經(jīng)完成的模塊單元設(shè)計(jì)要進(jìn)行跟蹤和總結(jié)，并進(jìn)行階段性的改進(jìn)與更新，只有這樣才能不斷完善設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，使設(shè)計(jì)質(zhì)量有一個(gè)質(zhì)的進(jìn)步。 3應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)擠出模具實(shí)例 下面通過(guò)定型模設(shè)計(jì)的實(shí)例來(lái)說(shuō)明模塊化設(shè)計(jì)方法在異型材擠出模具設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。 這個(gè)例子以平開(kāi)窗系統(tǒng)中的平開(kāi)扇、平開(kāi)框、內(nèi)開(kāi)扇、外開(kāi)扇型材的擠出模具設(shè)計(jì)為例，這四種型材的膠條口、壓條口、排水槽結(jié)構(gòu)形

10、式是相同的(圖4)，由于擠出模具分型的原因，對(duì)這些結(jié)構(gòu)劃分為兩個(gè)單元模塊，并對(duì)這兩個(gè)單元模塊進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，并進(jìn)行命名(圖5)。這些單元模塊建立后，在實(shí)際的擠出模具設(shè)計(jì)中，在對(duì)有相同功能結(jié)構(gòu)的型材進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)就可以直接調(diào)用這些單元模塊，而無(wú)需重新設(shè)計(jì)，節(jié)省了模具設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。同時(shí)可以保證相同的結(jié)構(gòu)具有相同的設(shè)計(jì)思路，便于在最終的模具調(diào)試過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)，不斷提高模具設(shè)計(jì)的水平。 當(dāng)然，擠出模具的定型模可以采用模塊化設(shè)計(jì)方法，口模的設(shè)計(jì)也可以采用模塊化設(shè)計(jì)方法，具體實(shí)施步驟可以參照定型模的模塊化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。 4結(jié)論 隨著計(jì)算機(jī)在擠出模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用及普及，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已

11、經(jīng)很難適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)，需要尋找一種更先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)方法。模塊化設(shè)計(jì)作為一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)方法在擠出模具設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，不僅提高了擠出模具設(shè)計(jì)的效率，對(duì)于擠出模具及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、改進(jìn)設(shè)計(jì)、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量發(fā)揮了極大的作用，同時(shí)可以減少重復(fù)活動(dòng)，利用更多時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)造性的工作。 以塑鋼門(mén)窗和塑料管材為代表的建材以自身所具有的節(jié)能保溫質(zhì)感明快、安裝輕便，代木代鋼等優(yōu)勢(shì)，崛起于化學(xué)建材領(lǐng)域，屬國(guó)家保護(hù)產(chǎn)業(yè)，也是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前正以年增長(zhǎng)300的燎原之勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)。 無(wú)論是縱觀塑料建材以往、現(xiàn)在的產(chǎn)品狀況和生產(chǎn)工藝，還是展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其制品形狀大多是不規(guī)則的異型形狀，且大多是用擠出成型的工藝，這就

12、決定了它必須使用塑料異型材擠出成型模具。 隨著塑料制品的推廣、普及市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)決定了其制品在功能、外觀、生產(chǎn)效率等方面需經(jīng)常不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代，而其每一點(diǎn)變更都離不開(kāi)模具的更新?lián)Q代，這就為塑料異型材擠出模具創(chuàng)業(yè)提供了廣闊的發(fā)展前景和潛力。 近期又開(kāi)發(fā)了一種新型塑料異型材高性能（高速）擠出成型模具，它分別在擠出定型的冷卻水道和擠出模頭的流道方面進(jìn)行了全新的改變，使塑料制品在高性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行高速的擠出成型生產(chǎn)。這種專(zhuān)利技術(shù)的主要特征是： 1、定型模冷卻水道與型腔外形的橫截面呈平行的閉合狀，冷卻水道與型腔的縱截面呈螺旋狀布置，從而大大提高了定型模的冷卻效率，大大提高了定型模型腔冷卻的均勻性；同時(shí)由于

13、其型腔可采用一次整體加工而成，因而提高了型腔精度，降低了制造成本。 2、擠出模頭的流道增設(shè)了儲(chǔ)料池，使之聚物熔料在儲(chǔ)料池內(nèi)被充分混合、剪切、塑化，并使高聚物熔料在模頭內(nèi)得到兩次定型，這樣在其離開(kāi)模頭進(jìn)入定型模之前熔料內(nèi)的大多分子得到充分的松弛，形變應(yīng)力控制在最低狀態(tài)，從而在通過(guò)冷卻定型系統(tǒng)后制品內(nèi)的殘余應(yīng)力基體消除，有利于改善制品 的物理力學(xué)性能和外觀質(zhì)量，達(dá)到高性能（高速）擠出成型的目的。通過(guò)對(duì)高速擠出模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試等實(shí)踐積累、總結(jié)和對(duì)進(jìn)口高速模的消化吸收，比較詳細(xì)地介紹了高速擠出模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和設(shè)計(jì)原理，并簡(jiǎn)要介紹了進(jìn)口高速擠出模具的部分優(yōu)點(diǎn)關(guān)鍵詞:擠出模具 機(jī)頭 定型模關(guān)于UPV

14、C型材高速擠出模具，包括本公司在內(nèi)的國(guó)內(nèi)幾家較大的模具制造商以及幾所大學(xué)這幾年已投入了很大的人力和財(cái)力進(jìn)行探索和研制，已取得了一些成果。由于各個(gè)模具制造商因?yàn)槭袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的緣故，技術(shù)上相對(duì)保密已是不爭(zhēng)的事實(shí)，而且各家的技術(shù)成份中含經(jīng)驗(yàn)性的東西較多，因此差異性也顯而易見(jiàn)。有不少文獻(xiàn)資料上講述了高速擠出模具的設(shè)計(jì)，從這些資料上可以看出有些技術(shù)參數(shù)是公認(rèn)的，有些技術(shù)參數(shù)各執(zhí)一詞，本文談?wù)勎覀兊脑O(shè)計(jì)和進(jìn)口模具的一些優(yōu)點(diǎn)。 目前德國(guó)、奧地利兩國(guó)主型材擠出速度有的高達(dá)7米/分，甚至更高。雙腔模具，主型材擠出速度可達(dá)25米/分。輔型材的多腔擠出速度更高，代表了當(dāng)今的國(guó)際先進(jìn)水平。而國(guó)內(nèi)的型材擠出速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)未到這種

15、水平，有部分型材擠出速度能達(dá)到3米/分，已是很不錯(cuò)了。99年本公司給青路公司生產(chǎn)的推拉扇單腔模具，正常生產(chǎn)速度可達(dá)3.6米/分，也只是國(guó)外一模雙腔主型材模具在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的擠出速度，因此，差距是很明顯的。要想趕上國(guó)際先進(jìn)水平，必須靠行業(yè)內(nèi)外科技人員的不懈努力。 高速擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)要保證流道中的料流穩(wěn)定流動(dòng)，這一點(diǎn)很主要，所以機(jī)頭幾個(gè)要素必須圍繞這個(gè)穩(wěn)字來(lái)做文章。 高速擠出機(jī)頭的流道一般為各自獨(dú)立流道，面與面、特別是勾槽、內(nèi)筋與面更是必須用0.51.0mm厚的分隔筋隔開(kāi)，這種分隔不僅使料流在流道中互不竄位，有利于減少料流的界面應(yīng)力，對(duì)提高擠出成型速度有益，而且修模方便，生產(chǎn)出來(lái)的型材斷面各處分明悅目，

16、沒(méi)有東扯西拉的感覺(jué)。 高速擠出機(jī)頭的口模尺寸放大率有趨小之勢(shì)，一般在5%以下，近期所見(jiàn)進(jìn)口模具，口模尺寸放大率一般在1%3%之間。相對(duì)以前的低速模具，高速擠出機(jī)頭的口模尺寸放大率趨小，這一點(diǎn)已得到大多數(shù)同行的認(rèn)可，并已在實(shí)際中應(yīng)用。理由是：在擠出成型中有一種內(nèi)部形變（殘留應(yīng)力）是由拉伸作用引起的。機(jī)頭口模尺寸放大率較小，所擠出型坯經(jīng)過(guò)較小的拉伸就定型成為產(chǎn)品，型材殘留應(yīng)力小，有利于型材的成型和性能的提高。反之，口模尺寸放大率較大的話，型坯更容易貼緊定型模型腔，但型坯經(jīng)過(guò)較大的拉伸定型成為產(chǎn)品，型材的縱向拉伸強(qiáng)度有所提高，橫向上有所降低，而殘存的內(nèi)應(yīng)力較大，低溫落錘沖擊強(qiáng)度等指標(biāo)受到較大的影響。

17、 機(jī)頭的壓縮比在保證制品密實(shí)等前提下比以前的普通模具略小，一般在2.54之間。高速擠出模具內(nèi)，物料在模頭定型區(qū)消耗的壓力降較大，因此模頭的壓縮比應(yīng)相應(yīng)減小。機(jī)頭壓力過(guò)大，擠出量減小，擠出量減小何談高產(chǎn)，何談高速擠出；機(jī)頭壓力過(guò)大，有部分模具因此會(huì)使物料發(fā)黃，物料的離模膨脹更大；由于高速擠出機(jī)頭口模尺寸放大率減小，定型模與機(jī)頭靠得很近，熔融物料離開(kāi)口模馬上就進(jìn)入定型模進(jìn)行強(qiáng)冷和高真空定型，分子鏈未來(lái)得及充分松馳就已被強(qiáng)制定型了，殘留應(yīng)力大。所以較小的壓縮比有利于高速擠出的實(shí)現(xiàn) 口模平直段過(guò)長(zhǎng)，機(jī)頭壓力過(guò)大，擠出效率降低，不利于高速擠出的實(shí)現(xiàn)，所以大家一般認(rèn)為高速擠出機(jī)頭的平直段為低速模具口模平直

18、段的0.9倍。實(shí)際上同一個(gè)機(jī)頭等間隙各面的口模平直段不盡相等，這是因?yàn)?，由于分流錐和支架分布導(dǎo)致壓力不均衡，料流不一致，為了保證料流出口模時(shí)流速一致，一般料流相差不多的情況下，修了匯流（壓縮）部分，致使同一機(jī)頭等間隙各面的口模平直段不盡相等。實(shí)踐表明同一機(jī)頭等間隙各面的口模平直段相差較大時(shí)，高速擠出時(shí)若料流出口模速度一致，低速擠出時(shí)就不一定一致，反之亦然。因此，制作和修模時(shí)一定要注意這一點(diǎn)。至于口模平直段的長(zhǎng)短，在大約30倍于口模間隙這一數(shù)據(jù)時(shí)，筆者認(rèn)為還要與機(jī)頭壓縮比聯(lián)系起來(lái)考慮?，F(xiàn)在的型材生產(chǎn)線上熔體壓力顯示、扭矩顯示為機(jī)頭的壓縮比和口模平直段設(shè)計(jì)提供了一些有益的幫助。 高速擠出機(jī)頭支架板

19、流道的長(zhǎng)度比低速擠出機(jī)頭的要長(zhǎng)。這是因?yàn)橹Ъ馨宄似鹬畏至麇F和型芯外，還有一個(gè)作用是給匯流與口模部分連續(xù)不斷地供料，支架板流道長(zhǎng)，料流流動(dòng)平穩(wěn)，給匯流與口模部分供料更穩(wěn)定，這一點(diǎn)很重要，也得了大家的認(rèn)同。 高速擠出機(jī)頭進(jìn)料部位要平緩過(guò)渡，不能讓料流突然產(chǎn)生較大的壓力降，這樣才會(huì)給支架板型腔流道提供比較穩(wěn)定的料流，有利于高速擠出。 高速擠出機(jī)頭的擴(kuò)張角和壓縮角比低速模具要小，這也是保證料流壓力降不致太大，也是體現(xiàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)穩(wěn)字 高速機(jī)頭的體積比低速機(jī)頭的要大些 公司的機(jī)頭支架板流道設(shè)計(jì)與國(guó)內(nèi)模具相比有些不同，他們有部分機(jī)頭支架流道外形與口模外形的仿形不那么逼真。Greiner公司在高速擠出機(jī)頭

20、的唇模板料流出口周?chē)姴刍虼蚩?，裝上電阻絲加熱，以提高型材表面光潔度 二、定型模的設(shè)計(jì) 高速擠出定型?？傞L(zhǎng)度比低速定型?？傞L(zhǎng)度要長(zhǎng)得多，它由較短的干定型和很長(zhǎng)的濕定型組成。Greiner公司的高速擠出定型模主型材干定型由二至四段235mm長(zhǎng)定型模組成，小型材由一至二段235mm長(zhǎng)定型模組成，濕定型由二至六米的強(qiáng)力渦流水箱組成，采用中國(guó)原料雙腔擠出主型材的速度可達(dá)3.5米/分，在技術(shù)上已無(wú)問(wèn)題。輔型材一模雙腔擠出速度可達(dá)5米/分。 1、定型模型腔尺寸放大率隨著擠出速度的提高由小到大，低速模具定型模型腔尺寸放大率在510之間，而高速模具在812之間，而且要求更準(zhǔn)確。對(duì)于相同尺寸的部位，有溝槽牽制收

21、縮定型的部位和無(wú)溝槽牽制自由收縮定型的部位放大率不同，對(duì)溝槽部位功能尺寸要強(qiáng)制定型，準(zhǔn)確把握，而且通過(guò)時(shí)不能有太大的磨擦阻力。 2、型材定型過(guò)程中變形的防范與設(shè)計(jì)補(bǔ)償措施要求嚴(yán)密、準(zhǔn)確，而這種嚴(yán)密、準(zhǔn)確來(lái)自實(shí)踐的積累、總結(jié)。譬如反向圓弧與速度、尺寸大小、型材結(jié)構(gòu)位置的關(guān)系，反向圓弧的大小、圓心位置的確定，圓弧與直線根據(jù)實(shí)際情況的銜接。再如多階梯轉(zhuǎn)折部分的變形補(bǔ)償設(shè)計(jì)，型材的直角，在定型模中設(shè)計(jì)成銳角或鈍角。又如有些冷卻不好、容易下塌的部位，特別是有內(nèi)筋相連的這種部位，除了正常放大外，還要預(yù)放變形、收縮尺寸量，例如三軌推拉框中間軌道的設(shè)計(jì)、推拉扇裝滑輪處的設(shè)計(jì)。 3、冷卻水道的設(shè)置。Greine

22、r公司制作的高速擠出定型模冷卻水道統(tǒng)進(jìn)單出，模具外觀看起來(lái)簡(jiǎn)潔、美觀、實(shí)用。當(dāng)然這種水道的外給水壓要達(dá)到一定值，否則達(dá)不到應(yīng)有的效果。定型模的許多細(xì)微部分都設(shè)有冷卻水孔，如密封條槽、毛條槽、排水槽、裝壓條槽等處都通有1.5mm左右的單獨(dú)水孔（不一定全程都通），這對(duì)加強(qiáng)和平衡型材的冷卻起到了很大的作用，這些細(xì)微部位的有效冷卻對(duì)提高模具擠出速度非常明顯。筆者就此問(wèn)題曾用推拉扇中梃在進(jìn)口生產(chǎn)線上做過(guò)試驗(yàn)，中梃有兩個(gè)裝壓條槽、兩個(gè)密封條槽，若此四個(gè)部位通水冷卻，在水溫132，水壓0.5Mpa的條件下（干定型兩段共長(zhǎng)900mm，渦流水箱長(zhǎng)3m），擠出速度可從2米/分提高到3.7米/分以上。 冷卻的速率對(duì)

23、高速擠出固然很重要，但冷卻的平衡也同樣不容忽視，特別是在干定型中，較快的冷卻速率而冷卻不平衡是難以實(shí)現(xiàn)高速擠出的，所以設(shè)計(jì)定型模時(shí)要仔細(xì)地分析計(jì)算熱量的傳遞和傳遞速率，使型材外表各部位冷卻盡量均勻，殘留應(yīng)力小、不變形、不彎曲 4、高速擠出定型模真空的設(shè)計(jì)也很特別，距定型模入口10mm左右型坯就受到真空吸附，貼緊定型模。Grreiner公司最新高速擠出模具干定型入口倒成圓弧，距入口5mm左右就設(shè)有氣槽，氣槽排列較密。由于高速模具干定型長(zhǎng)度的減短和擠出速度的提高，型材在干定型中停滯的時(shí)間短，所以干定型中氣槽設(shè)計(jì)較密較多，相對(duì)增加吸附程度。排在干定型中間的一至二段定型模只有容易下塌和變形（或防止變形

24、）的部位設(shè)有氣槽吸附，而其它部位無(wú)氣槽吸附，靠干定型各段之間密封的真空吸附。溝槽單層部位只有單面吸附，Greiner公司的定型模許多細(xì)微部位真空孔道的設(shè)計(jì)制作非常靈巧、精致、令人嘆為觀止 真空度的大小，特別是干定型中第一段的真空度，正常生產(chǎn)時(shí)要盡可能達(dá)到0.07Mpa以上 5、渦流水箱和支撐板的設(shè)計(jì)。渦流水箱真空度大小可調(diào)、密封嚴(yán)實(shí)，水流通暢有力，型材所有外表面直接與水接觸，由于強(qiáng)有力的渦流，冷卻速度快，熱交換好，冷卻均勻，型材冷卻定型的效果很好。Greiner公司的渦流水箱底部用不銹鋼板析彎而成，支撐板下導(dǎo)流件使用塑料注塑件，表面光滑、導(dǎo)流角度合理，在真空的作用下，水流流動(dòng)通暢、翻騰更勁，冷

25、卻效果非常之好。渦流水箱長(zhǎng)度38米不等，視具體型材結(jié)構(gòu)確定 高速擠出中，由于干定型長(zhǎng)度的減短，支撐板對(duì)型材尺寸和外形的定型愈顯得重要，支撐板的數(shù)量成倍增加，排列前密后疏。支撐板型腔面與型材并不是所有的面都有摩擦接觸，若說(shuō)干定型是一種成型，那么濕定型是一種在支撐板作用下防止變形的定型，所以支撐板型腔尺寸的設(shè)計(jì)與干定型型腔尺寸有很大的不同，該支撐的部位必須支撐，不該摩擦接觸的地方就不能讓其接觸產(chǎn)生阻力，使型材產(chǎn)生不良的受力變形，所謂該與不該應(yīng)對(duì)各型材在支撐板中的具體狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的受力變形分析。 總之，高速擠出模具設(shè)計(jì)是一次質(zhì)與量的飛躍，是在并不多的理論指導(dǎo)下實(shí)踐積累的升華。高速擠出是一個(gè)系統(tǒng)工程，

26、高速模具是其中的一部分，實(shí)現(xiàn)高速擠出，整個(gè)系統(tǒng)必須建立一個(gè)良好的技術(shù)平臺(tái)，要靠系統(tǒng)內(nèi)各要素的提高才得以實(shí)現(xiàn)擠出模具HDPE管材擠出模頭可以采用支架式模頭、篩板式模頭、螺旋式模頭等。在選擇模具時(shí)，考慮熔體流經(jīng)的整個(gè)區(qū)域應(yīng)避免發(fā)生掛料現(xiàn)象流速不等，以及流速減慢而導(dǎo)致停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，若熔體在高溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熔體發(fā)生氧化而降解引起性能下降，降解以后樹(shù)脂可能發(fā)生周期性斷裂，形成管材表面缺陷。對(duì)于大口徑的厚壁管材采用支架式模頭是不適宜的，通過(guò)支架以后的熔體往往由于各種原因在匯合時(shí)不能緊密融合在一起，使接縫處強(qiáng)度減弱，故一般推薦使用篩板式模頭或螺旋式模頭。設(shè)計(jì)的HDPE管材模頭為篩板式模頭，（又稱(chēng)為籃式模

27、頭），熔體在該模頭流經(jīng)時(shí)，首先由軸向流動(dòng)通過(guò)流籃至徑向流動(dòng)，然后又變成軸向流動(dòng)，二次改變?nèi)垠w流動(dòng)方向使熔體混合更加均勻，流動(dòng)更加穩(wěn)定。熔體通過(guò)篩籃時(shí)徑向面積較大，其模腔壓力明顯低于其它結(jié)構(gòu)的模頭，使熔體溫度較低，提高擠出量成為可能。模芯采用內(nèi)加墊方法，使厚壁管材擠出時(shí)，熔體溫度更加一致。定徑要求HDPE是高結(jié)晶性聚合物，成型收縮為2%4%，熔融管坯從模頭擠出以后通過(guò)定徑筒，在冷卻過(guò)程中應(yīng)精確控制好定徑筒的尺寸，它既可采用真空定徑法又可采用內(nèi)壓定徑法，這兩種方法均要求熔融管坯通過(guò)定徑筒以后，迅速冷卻定徑，以保證管材精確的外徑和橢圓度要求。特別是對(duì)于大口徑厚壁管材，厚壁管坯由于自重而易下塌造成壁厚

28、不均勻，以及散熱困難，外徑難以控制。因此，冷卻定徑顯得十分重要。 真空定徑法一般是將6cm或cm長(zhǎng)的真空定徑水箱分成幾個(gè)真空冷卻室，以滿足幾個(gè)冷卻階段對(duì)真空度的不同要求。在第一真空室外裝有定徑筒，其真空度就調(diào)節(jié)到擠出管坯貼吸到定徑筒上，各個(gè)真空室的真空度可任意控制，以適應(yīng)不同冷卻階段對(duì)管徑的要求，這樣，也便于PE管材的生產(chǎn)，提高成品率。為了克服擠出管坯與定徑筒間的磨擦阻力和熔體粘附在定徑筒上，保證管材表面外觀良好。定徑筒前端采用水環(huán)冷卻和水膜式冷卻潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)，將水流當(dāng)潤(rùn)滑介質(zhì)，保證了在一定長(zhǎng)度的定徑筒內(nèi)管材得到均勻的冷卻與潤(rùn)滑，同時(shí)在箱體內(nèi)加裝幾道定徑環(huán)，以彌補(bǔ)修復(fù)管材的橢圓度。大口徑厚壁的H

29、DPE管材迅速均勻冷卻是困難的，雖然通過(guò)真空冷卻定徑以后，管材表面已冷卻固化，但管材仍處于熔融狀態(tài)，熔融熱量迅速至管材表面，還未固化的熔融內(nèi)層極易在管材的自重下下垂，造成管材壁厚的不均勻和較大的橢圓度。冷卻水箱采用噴淋式冷卻系統(tǒng)，保持低而恒定的進(jìn)水溫度和較高的水壓，使水呈霧狀迅速噴淋至管材四周，均勻帶走熱量。定徑控制主要取決于擠出速度和冷卻能力之間的平衡，若水溫經(jīng)常變化，要求操作者不斷高速操作，這是難以保證穩(wěn)定的高質(zhì)量的生產(chǎn)，因此，恒定的冷卻水溫度顯得十分重要。就冷卻水箱而言，為保持穩(wěn)定生產(chǎn)，冷卻水量及水溫的自動(dòng)控制是必須的。牽引與切割HDPE擠出生產(chǎn)線通過(guò)強(qiáng)制牽引來(lái)克服管材通過(guò)定徑筒與各冷卻

30、水箱的密封墊所產(chǎn)生的磨擦力，牽引速度的穩(wěn)定性決定了管材的壁厚均勻性。PE管材牽引機(jī)采用履帶、三履帶、多履帶的牽引。牽引速度是無(wú)級(jí)變速、并通過(guò)PLC程序與主機(jī)實(shí)現(xiàn)同步調(diào)速，同時(shí)具有自動(dòng)增厚裝置，使每根管材的兩個(gè)端面壁厚比中間壁厚稍厚，確保管材的聯(lián)接處的強(qiáng)度要求。擠出機(jī) HDPE在擠出機(jī)料筒內(nèi)熔融塑化，通過(guò)模頭成型管坯。要求擠出機(jī)能快速而充分地將樹(shù)脂熔融。熔體溫度要盡可能均勻，方可確保熔體流量的恒定，平衡流動(dòng)的熔體通過(guò)模頭把樹(shù)脂分散，形成沿圓周方向均勻的、在整個(gè)長(zhǎng)度方向上壁厚一致的管材，為此擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比要求在24:1以上，最具代表性的長(zhǎng)徑比為30:1甚至33:1。擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率要大：減速箱

31、采用高扭矩，低噪音；擠出料筒采用開(kāi)槽強(qiáng)制加料輸送系統(tǒng)，使其在優(yōu)化生產(chǎn)率下有較大的可調(diào)性，保證了管材的均勻性。穩(wěn)定可靠的電氣控制和精確的機(jī)筒加熱冷卻控制精度是保證HDPE熔體均勻的關(guān)鍵。螺桿是擠出機(jī)的心臟，各種類(lèi)型的螺桿都可適用于PE管材的擠出，但要得到產(chǎn)量高、熔體均勻并且擠出穩(wěn)定的螺桿，其設(shè)計(jì)上必須使螺桿混煉效果好，避免過(guò)高的剪切使聚合物剪切損傷或熔融過(guò)熱而降低樹(shù)脂的性能。設(shè)計(jì)生產(chǎn)的螺桿采用屏障式螺棱、帶混煉頭的雙級(jí)螺桿，該螺桿具有物料輸送能力強(qiáng)、混煉效果好、熔體均勻、擠出穩(wěn)定的特點(diǎn)。自動(dòng)換網(wǎng)裝置用于過(guò)濾、細(xì)化已塑化的熔融物，可進(jìn)一步提高管材性能。HDPE管材擠出生產(chǎn)線所配置的擠出機(jī)見(jiàn)表1。型

32、號(hào) 產(chǎn)量/kg/hr 電機(jī)功率/kw 螺桿長(zhǎng)徑比（L/D） 適宜管徑范圍/mm JWS65/33 120250 45 33 20 75 JWS90/33 220340 90 33 50 160 JWS120/33 420680 160 33 160 400 JWS150/30 550980 250 30 200 500 JWS180/30 8001400 355 30 25 710模具結(jié)構(gòu)：模頭+干式定型模+強(qiáng)冷渦流式水箱模頭流道采用長(zhǎng)流道流線型設(shè)計(jì)，保證熔體擠出順利，提供極佳的二次塑化。采用優(yōu)質(zhì)的2Cr13不銹鋼，經(jīng)嚴(yán)格把關(guān)的熱處理工藝，零件表面硬度可達(dá)HRC28-32。模頭與型芯全部采用專(zhuān)

33、用慢走絲切割加工，可獲得極佳的表面質(zhì)量。使用先進(jìn)的擠壓珩磨機(jī)拋光（磨料流拋光AFM），表面Ra值達(dá)到鏡面光潔度。定型模采取集中供水、單獨(dú)出水結(jié)構(gòu)。干式定型段之間有密封條密封，形成一個(gè)全密封的冷卻定型系統(tǒng)。密閉式真空渦流水箱，內(nèi)置8-14支浮動(dòng)定型塊。一模雙腔主型材的口模設(shè)計(jì)及問(wèn)題分析一模雙腔主型材的口模設(shè)計(jì)及問(wèn)題分析塑料門(mén)窗自上世紀(jì)五十年代問(wèn)世以來(lái)，因其優(yōu)良的性能價(jià)格比逐步被人們所重視，在許多歐美國(guó)家的市場(chǎng)占有率已超過(guò)50。隨著塑料擠出行業(yè)的不斷發(fā)展，在高質(zhì)量的前提下對(duì)擠出型材的高產(chǎn)量要求已成為目前所追求的主要目標(biāo)。提高產(chǎn)量的一種方法是開(kāi)發(fā)高速擠出模具，在擠出機(jī)輔機(jī)的牽引性能不能滿足其高速擠出

34、的時(shí)候，采用的另一個(gè)主要途徑就是一模多腔擠出技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)許多模具生產(chǎn)廠家都已注意到一模三腔主型材模具潛在的市場(chǎng)價(jià)值，積極推出自己的雙腔模具。作為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，我有機(jī)會(huì)參加對(duì)60平開(kāi)框雙腔口模的設(shè)計(jì)。由于以往只是聽(tīng)說(shuō)國(guó)外有雙腔主型材模具，不曾真正見(jiàn)到過(guò)，對(duì)其口模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定難度。我在設(shè)計(jì)時(shí)是遵循單腔模具的設(shè)計(jì)步聚，再結(jié)合雙腔模具結(jié)構(gòu)的特殊性逐步進(jìn)行的。 1 口模的設(shè)計(jì)1.1 口模放大率的確定在熔融硬PVC擠出成型過(guò)程中，物料在模頭里受壓縮、拉伸等作用產(chǎn)生彈性形變，當(dāng)它離開(kāi)口模時(shí)產(chǎn)生彈性回復(fù)（即巴拉斯效應(yīng)）；同時(shí)由于型材牽引速度大于口模出料速度（使分子 鏈定向排列），在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定

35、的收縮使型材外形尺寸變小，因此在口模設(shè)計(jì)時(shí)需適當(dāng)放大外形尺寸并減小壁厚。通常硬PVC擠出口模放大率取16，口模間隙與型材壁厚比取0.80.95。由于模具要求按高速設(shè)計(jì)，根據(jù)聚合物流變實(shí)驗(yàn)可知，在口模長(zhǎng)徑比一定的情況下，離模膨脹比隨剪切速率的增大而增加，線性放大系數(shù)隨離模膨脹比增大而減小，因此當(dāng)速度增大時(shí)，口模尺寸放大系數(shù)趨向減小。據(jù)此本套模具的放大系數(shù)取偏小值3 ，間隙比取0.9。型材壁厚2.3mm，口模間隙應(yīng)為0.92.32.1mm。1.2 口模定型段長(zhǎng)度的確定為了有效消除熔接痕、穩(wěn)定型材外形尺寸，一般對(duì)口模取較大的壓縮比和較長(zhǎng)的定型（即平直段）長(zhǎng)度，定型長(zhǎng)度L定20h80h(h為口模間隙)

36、。由非牛頓流體流道定型段長(zhǎng)度計(jì)算公式可知，在保證一定的成型壓力降的情況下，速度增加定型段長(zhǎng)度趨于減少，本套模具取L定35h=352.15mm。為保證口模各處流速均勻一致，按非牛頓型假塑性熔體流動(dòng)規(guī)律有(6Q)/(Wh2)=k(ph)/(2L)m ) 公式(1)而熔體流速u(mài)=(Q/Wh) 公式(2)其中：Q為熔體流量P為熔體在口模中的壓力降W為窄縫流道的寬度h為窄縫流道的間隙L為口模定型段長(zhǎng)度K為稠度系數(shù)M為流動(dòng)指數(shù)由公式（1）和（2），當(dāng)m取2時(shí)得L1/L2=(h1/h2)(3/2) 公式(3)根據(jù)公式（3），要達(dá)到口模不同間隙處出料的一致性，間隙小的地方定型段長(zhǎng)度應(yīng)減小。 本套模具內(nèi)筋為1.2mm，設(shè)計(jì)內(nèi)間隙1.2mm，其定型段長(zhǎng)度參考計(jì)算結(jié)果并結(jié)合單腔模具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本套模具內(nèi)間隙的定型段長(zhǎng)度取20mm。L1.2=(1.2/2.1)1.5 L2.10.43L2.1 30mm1.3 口模過(guò)渡段的確定為保證擠出型材的密度，一般過(guò)渡段的壓縮比取27，因高速擠出的熔體在口模定型段消耗的壓力降較大，所以壓縮比要減小。本套模具取Z5，可得過(guò)渡段放大尺寸為2.52.15 .5mm。為避免熔體在口模中產(chǎn)生過(guò)大的壓力損耗，壓縮角?？刂圃?550。本套模具的過(guò)渡段長(zhǎng)度取20mm，經(jīng)計(jì)算其壓縮角在30左右，符合要求。1.4 口模結(jié)構(gòu)的確定在確定了口模定型段和過(guò)渡