挤管挤压通用挤塑模具设计运用

1、挤管挤压通用挤塑模具设计运用摘要：本文通过对现有传统模具的分析研究，综合了挤压、挤管两种模具的优点，提出了具有二者优点的挤压挤管模的模具设计理论，并通过实际运用事例建立了挤压挤管模的设计模型，其配模方法的运用可降低操作者的技能要求，有利于提高产品质量。关键词：挤压挤管模 设计 应用 1 引言挤塑制品的生产质量除了与设备和材料有关外，很大程度上还取决与工装模具的设计。对于电缆绝缘或护套挤出工艺来说，其所用模具主要是挤塑模具，当用于特定类型生产时可能还有钢铝带纵包模等其他一些特殊工装模具。内模、外模组成挤塑成型模具。内模固定在内模座上，作用是固定和支撑线芯或缆芯，使塑料成环状，并按一定方向进入外模

2、，调偏机头需通过调整外模（或内模）座螺栓以调整内外模的相对位置。外模借助于压模盖固定于机头上，外模的作用是使塑料通过它的内锥孔与内模的外锥体所形成的间隙进入孔道成型。内模、外模的结构尺寸和几何形状选择的原则是：内模、外模之间形成的间隙应是逐渐缩小的，胶料通过间隙的速度逐渐加快，同时这一流程中，塑料不应遇到任何障碍，成流线形流动，保证塑料有足够的压力，达到挤出层紧密，表面质量良好。2 传统的挤出模具设计2.1在传统的挤出模具设计中，把挤出模具分为挤管式模具和挤压式模具，模具配合形式的不同又派生出半挤管式模具，如图1所示：图12.2 传统挤出模具优缺点2.2.1 挤管式内模有管状承径部分，内模口端

3、面伸出外模口端面或与外模口端面持平的挤出方式，称为挤管式。挤管式挤出时由于内模管状承径部分的存在，使塑料不是直接压在缆芯上，而是沿着管状承径部分向前移动，先形成管状，然后经拉伸再包覆在线芯或缆芯上。在电缆护套和绝缘挤出中主要采用这类模具。挤管式模具具有以下优点：（1）挤出速度快。挤管式模具充分利用塑料可拉伸的特性，出胶量由内模和外模之间的环形截面积来确定，它远大于护套的厚度，所以线速度可根据拉伸比不同而有所提高。（2）生产时操作简单，偏芯调节容易。其径向厚度的均匀性只由内外模的同心度来决定。（3）配模方便。同一套模具可以利用调整拉伸比的办法，挤制不同尺寸的护套。（4）塑料经拉伸后发生“定向”作

4、用，特别对结晶性高聚物，结果使塑料机械强度提高。（5）护套厚薄容易控制，挤出稳定。通过调整牵引速度来调整拉伸比，从而改变护套厚度。（6）在某些特殊要求中可以挤包得很松，在缆芯外形成一个松包的空心管。挤管式模具的缺点（1） 塑料层的致密性差。因为内模、外模之间的夹角很小，塑料在挤出时受到的紧力较小。为了克服这一缺陷，可以在挤出中增加拉伸比，使分子排列整齐而提高塑料层的致密性。(2) 塑料层与缆芯的结合力差。可通过抽真空或提高拉伸比的方法解决。(3) 挤出外表不如挤压式圆整，缆芯的不均匀性都能在护套表面反映出来。2.2.2 挤压式挤压式模具的内模没有管状承径部分，内模缩在外模承径后面。熔融的塑料（

5、以下简称料流）是靠压力通过外模实现最后定型的，内模与外模间的夹角大小决定料流压力的大小，影响塑料层质量和挤出制品的质量。内模与外模尺寸及表面光洁度也直接决定挤出制品的几何形状尺寸和表面质量。外模孔径大小需适当考虑解除压力后的塑料“膨胀”，以及冷却后的收缩等综合问题。挤压式模具优点：挤出的塑料层结构紧密，外表平整，挤出外径均匀。挤压式模具缺点：该模具调偏困难，尤其是当线芯和缆芯有弯曲时，容易造成塑料层偏心严重，厚薄不容易控制。产品质量对模具依赖性较大，挤塑对配模的正确性要求较高，对生产线的轴线同芯度要求也较高，且挤出线芯弯曲性能不好。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

6、整的线芯，以及挤出塑料允许拉伸比过小者。2.2.3半挤管式内模有管状承径部分，但比较短。内模承径的端面缩进外模口端面的挤出方式称为半挤管式，这是挤管式和挤压式的过渡形式，而更象挤管式。它吸取了挤压式模具不易调偏芯的缺点，特别适用于挤包大规格的绞线绝缘和要求包紧力大的护套。但柔软性较差的线芯或缆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形式的弯曲时，将产生偏心。3挤压挤管通用的挤出模具设计3.1设计原理阐述（如图2）图2(1) 模具的主体型式为挤压式，但内外模的角度及角度差都需要保持在一个合适的较小的范围，使挤出不易导致剪切超过熔体能承受的临界剪切应变，从而产生熔体破碎使挤出表

7、明毛糙，并使塑料挤出时向模口运动的趋势显著于径向和挤出反方向；(2) 外模的成型段要求尽量短，以保证模具配为挤压式时，内模口尽量靠近塑料出口，使不易倒料，且在进线有弯曲时易于保证挤出偏心度；模具配为挤管时，塑料易于挤出模口成管状，实现拉伸包覆。(3) 按挤压方式计算所需的内外模尺寸，确定模具的基本规格；考虑挤管式的需要，在空档中适当补充模具规格尺寸；(4) 利用熔融塑料可拉伸的原理，塑料拉伸受其本身物性所决定的最大拉伸比限制，拉伸过程是塑料由厚拉到薄，由大拉到小。如图3所示：图33.2设计参数的确定原则(1) 内模角度：无论孔径大小，内模角度保持小于45°；(2) 外模角度：无论孔径

8、大小，外模角度保持小于60°；(3) 模具高度：为了方便使用，内外模高度设计为统一高度，内外模的高度决定了内外模的角度和角度差值；(4) 内模口壁厚：考虑到模具使用后还需修整，模口直径要保持精确，壁厚过小时，内模口内外直径在频繁使用后不易保持在设计值，把内模口壁厚设计为0.51mm, 小模具取下限，大模具取上限；(5) 外模定型段长度：考虑到模具使用后还需修整，修整后模口直径要保持精确；定型段过短时，模口直径在频繁使用后不易保持在设计值，把外模定型段设计为13mm，小模具取下限，大模具取上限；(6) 设计时需反复核算内外模高度所决定的角度，内外模角度差不应许大于20°。3.

9、3 模具配为挤压时（如图4所示，以挤出PVC为例）：图4(1) 孔径选择：以保证芯线能良好通过选择内模孔径；外模孔径与挤出后产品直径相等或非常相近；(2) 内外模间距离一般保持在12倍挤出厚度，因外模成型段短，内模口距离塑料出口距离也较短，加上模具设计角度和内外模角度差小，使塑料向出模口方向运动趋势显著，即使内模稍微配大些，也不会导致倒料；(3) 挤出前产品有难以校直的弯曲时（退火不购、退火过软、2芯电缆时常发生），因内模口距离塑料出口距离较短，不易发生弯曲偏芯。3.4模具配为挤管时（以PVC为例）：(1) 内模选择：以保证芯线能良好通过选择内模，见3.3；(2) 外模选择：方法可以采用典型挤

10、管选配方法，按D芯线直径+2X挤出厚度确定外模最小值，按D内模口外径+4X挤出厚度确定外模最大值，外模可以在最小值和最大值之间任意选配，而不必象传统挤管模那样需仔细计算；(3) 外模选最小值时，模具已成为挤压式配合；(4) 外模取大于最小值小于最大值的任一孔径时，只需调整内外模间距离：外模小时需调较近，此时塑料拉伸比较小；外模大时需调远，此时塑料拉伸比较大；不论大小外模，只要调整合适的内外模间距离，塑料在挤出模口后即可实现良好的、不同拉伸比的拉伸，直至包覆在芯线上。3.5 挤管挤压通用模具的优点(1) 实现了挤压挤管通用：根据选配不同的内外模尺寸，即可实现挤压或挤管方式，可应对不同要求的产品；

11、(2) 挤管式配模得以大大模糊：内模选定后，外模可选择的尺寸多，降低了选配的技术含量，选配不同的外模开同一规格产品，只需调整内外模间距离即可实现顺利挤出合格产品，不易因模具选配不当出现不良挤出产品，稍有选配常识的操作者，都可以生产出合格产品；(3) 不论挤压还是挤管，不论线芯规则与否，弯直与否，挤出偏心容易保证，容易实现紧密挤包；(4) 实现了快速换模：一个熟练工人，换一付模具只需2分钟；(5) 减少了模具数量，不用在专门制作挤管模和挤压模，一个系列模具即可满足不同要求产品的加工需求。4 运用实例(1) 65+45尼龙护套线生产227IEC（01）BV-450/750V 1.77绝缘，选内模孔

12、为2.0或2.2 ，挤压式外模选择为3.6，挤管式选择外模为4.06.4之间任意值均可，一般选6.0；不论配为挤压挤管，内模可以不变，但需调整内外模间距离；挤出质量合格，外观良好；(2)65+35生产BVVB-300/500V，2芯扁平行线，2X2.5 mm²护套，挤出护套厚度0.9 mm，采用圆模配为挤管式，拉伸后包覆为扁型护套，内模孔径选择为8.0 mm，外模孔径11.5 mm；挤出质量合格，外观良好；(3) 120硅烷机组生产计算机电缆DJYVP 14X2X1 mm²护套，产品对绞填充麻后包带，再14对成缆，再绕包铝塑带，挤出前缆芯肋巴特别明显，外径不均匀；采用硅烷机组的挤管挤压通用模，配为挤压式，内模在缆芯最大值基础上放大了2 mm，选择外模孔径为电缆挤出直径（或希望挤出后电缆的控制直径），挤出护套后完全消除了肋巴，产品外径均匀，外观良好，偏心好。(4)90生产RVV-300/500护套，规格3X1，因有电缆麻填充，进线直径不规则，从5.2 mm5.9 mm，平均约5.7 mm，挤出护套厚度0.8 mm；配为挤压模，选内模孔径为6.5 mm，外模直径7.5 mm，挤出直径按7.3 mm 控制；挤出厚度合格，外观良好，外径均匀，且消除了填充麻造成的外径不规则现象，挤