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如何优化挤塑模具的角度和尺寸?

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:模芯与模套配合角度差决定最后压力的大小,影响胶层质量和挤出量;模芯与模套的尺寸决定挤出产品的几何形状和表面质量。挤压式模具的选配,主要依据线芯选模芯,依成品外径选模套,根据塑料工艺特性决定模芯、模套角度及角度差、定径区长度等。3)实际挤塑过程中,塑料存在拉伸现象,一般的拉伸量为2.0mm。

如何优化挤塑模具的角度和尺寸?

1.挤塑机工作原理

利用特定形状的螺杆,在加热的机筒中旋转,将由料斗中送来的塑料向前挤压,使塑料均匀地塑化(即熔融),通过机头和不同形状的模具,使塑料挤压成连续性的所需要的各种形状的材料。

挤出过程中,塑料将经过如下三个阶段。

(1)塑化阶段。又称压缩阶段。在机筒内完成。经过螺杆的旋转,使塑料由固体的颗粒状变为可塑性的粘流体。

(2)成型阶段。在机头内进行。由螺杆旋转和压力的作用,把粘流体推向机头,经过机头内的模具,使粘流体成型为所需要的各种尺寸及形状的挤包材料。机头的模具起成型作用,而不是起定型作用。

(3)定型阶段。在冷却水槽中进行。塑料经过冷却后,将塑性状态变为定型的固体状态。

2.挤塑模具类型及工艺特性

电线电缆生产中使用的模具(包括模芯和模套)主要形式有三种:挤压式、挤管式、半挤压式(或半挤管式)。

(1)挤压式模具。是靠压力实现产品成型的,所以挤压式成型的产品密实。模芯与模套配合角度差决定最后压力的大小,影响胶层质量和挤出量;模芯与模套的尺寸决定挤出产品的几何形状和表面质量。

挤压式模具选配尺寸要求很严,成本高、挤出量低,所以除要求绝缘结构密实和挤出拉伸比小的以外,大都采用挤管式代替挤压式。

(2)挤管式模具。在胶料包覆于线芯之前,由于模具的作用形成管状,然后经拉伸后包覆于线芯表面。挤管式模具比挤压式模具具有以下优点。

1)可充分利用塑料的可拉伸特性,挤出厚度远大于所需厚度,所以出线速度可依拉伸比的不同而有所提高。

2)包覆厚度的均匀性只与模套的同心度有关,不会因线芯形状的改变或弯曲变形而致包覆偏芯。

3)塑料经拉伸而取向,从而提高了机械强度、结晶度及耐龟裂性。

4)模具与线芯间隙较大,可减少模具磨损和划伤线芯。

5)模具通用性较大。

挤管式产品与挤压式相比的不足是:挤塑密度小,胶层与线芯结合紧密性差。增加拉伸比可提高密度,抽空挤出可提高胶层与线芯结合的紧密程度。

(3)半挤压式模具。通常用于大规格绝缘挤包和内护套或外护套的挤包。

3.模具的选配

模具配置的是否合理,直接影响挤出的质量和产量,因此配模是重要的操作技能之一。

挤压式模具的选配,主要依据线芯选模芯,依成品外径选模套,根据塑料工艺特性决定模芯、模套角度及角度差、定径区长度等。

挤管式模具的选配,主要是根据拉伸比(模口截面积与实际截面积之比)配模。

(1)绝缘线芯的配模原则如下。

1)圆形:模具不易过大,要适可而止,即导电线芯穿过时不易过松或过紧。

模芯——线径+放大值;模套——模芯直径+2×标称厚度+放大值。

2)扇形:模芯——扇形宽度+放大值;模套——模芯直径+2×标称厚度+放大值。

(2)配模的理论公式如下。

模芯

D1=d+e1

模套

D2=D1+2f+2Δ+e2

式中 D1——模芯直径,mm;

D2——模套直径,mm;

d——挤塑前最大直径,mm;(www.xing528.com)

f——模芯嘴壁厚,mm;

Δ——绝缘标称厚度,mm;

e1——模芯放大值,绝缘线芯:e1=0.5~3mm,外护套e1=2~6mm(铠装),e1=2~4mm(非铠装);

e2——模套放大值,绝缘线芯模套e2=1~3mm,外护套模套e2=2~5mm。

(3)选配模具的经验。

1)16mm2及以下的线芯绝缘配模,应用导线试模芯,以导线能通过模芯为宜,不要过大,以免产生倒胶现象。

2)真空挤塑时,选配模具要合适,不宜过大,以免产生耳朵棱或松套等现象。

3)实际挤塑过程中,塑料存在拉伸现象,一般的拉伸量为2.0mm。

4)安装时,要调整好模芯与模套的距离,防止堵塞,造成设备事故。

(4)模具的调整。

1)调整模具的原则:①面对机头,先松后紧;②经常检查对模螺钉是否松动或损坏;③调模时,模套压盖不要压得太紧,调好模后再压紧,以防进胶,造成偏芯或焦烧。

2)调整模具的方法:

a.空对模。生产前将模具调整好,用肉眼观察把模芯与模套的距离或间隙调整均匀,然后把对模螺钉拧紧。

b.跑胶对模。塑料塑化好后,边跑胶,边调整对模螺钉,同时取样检查挤塑厚度与是否偏芯,直至调整满意,然后把对模螺钉拧紧。

c.走线对模。把导线穿过模芯,与牵引线接好,然后跑胶。胶跑好后,调整好螺杆与牵引速度,起车跑线取样,然后停车,观察样品的绝缘层厚度。反复几次,直至满意,然后把对模螺钉拧紧。该方法适用于小截面的电线电缆调模。

d.灯光对模。利用灯光照射绝缘层和护套层,观察四周的厚度调整对模,直至满意,然后把对模螺钉拧紧。该方法适用于PE塑料绝缘电线电缆的调模。

e.感觉对模。是经验对模法。利用手摸,感觉挤塑层厚度来调整模具。该方法适用于大截面电线电缆的外护层。

f.其他。利用游标卡尺的深度;利用对模螺钉的螺纹深度等。

值得一提的是:选配好模芯与模套的孔径后,还必须选定模套内锥角与模芯外锥角的角度差,一般为3°~10°。这个角度差能使挤出压力逐渐增大,实现挤塑层密实、与线芯结合紧密的目的。

4.工艺制度

(1)温度。由于不同品种或配方的塑料其分子结构不同,所需的挤塑温度也不同。塑料挤出各部位温度表见表1-5-3。

表1-5-3 塑料挤出各部位温度表  单位:℃

1)加料段。采用低温。加料段主要是产生足够的推力、机械剪切并搅拌混合。如果温度过高,将使塑料早期熔融,不仅导致挤出过程中的分解,还将引起“打滑”,造成挤出压力的波动;过早熔融还将导致混合不充分、塑化不均匀。所以这段温度一般较低。

2)熔融段。温度大幅度提高。塑料要在该段实现塑化,必须达到一定的温度才能确保塑料大部分组成得以塑化。

3)均压段。为使塑料充分塑化,温度有稍许升高的必要。也可温度不变,延长塑化时间。

4)机脖。应保持均压段的温度或稍有降低。塑料出筛板变旋转运动为直线运动,并已分散成条状,必须在其熔融态压实。所以温度降低太多是不行的。

5)机头。温度需下降。机头起继续挤压使之密实的作用,塑料在此有固定的表层与机头内壁长期接触,若温度过高,将造成塑料分解,甚至焦烧。

6)模口。温度升高、下降均可。一般地,温度升高可使表明光亮;但模口温度过高会使表层分解,造成冷却困难,使产品难于定型,易于下垂成自行形或压扁变形。

(2)冷却。

1)螺杆冷却作用。消除摩擦过热,稳定挤出压力,促使物料搅拌均匀,提高塑化质量。必须注意:冷却要适当,挤出前绝对禁止冷却,否则都会酿成严重的设备事故。

2)机身冷却作用。增加机身散热,克服摩擦过热形成的温升,维持挤出热平衡。

3)产品冷却作用。为确保产品几何形状和内部结构,应合理选择急冷或缓冷。一般地,以无定形区为主的高聚物(如聚乙烯聚丙烯等)急冷会产生内应力,这是产品日后产生龟裂的内部结构原因之一。缓冷的方法是采取热水降温,可由70~80℃开始,逐段下降,直至室温,各段水温差越小越合理。

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