模具结构参数优化方案

（1）压缩比ε 成型模具的压缩比，是指模具体内熔料流道空腔中，进料端最大截面积与口模处环形空腔截面积之比。压缩比一般取4～10，如果熔料黏度较高，取压缩比在2.5～6。

（2）分流锥角α及尖角弧r 分流锥结构如图6-11所示。锥角一般取α≤60°；如果熔料黏度较低时，可取α角度大些，但一般不超过80°。α角取小值，锥体长度增加，则模具体积增大；α角度取大值，则熔料流动阻力增加、物料在模具体内停留时间长。

图6-11 分流锥结构

图6-12 分流锥与多孔板间距离

1—分流锥 2—模具体 3—中套 4—机筒法兰 5—螺杆 6—机筒

锥顶部位的r值应尽量取小值，以避免在此处产生滞料区，一般取r≤2.5mm；L=（1～1.5）d₄。

分流锥与多孔板间的距离（见图6-12），一般取H为10～25mm。间距过大，则熔料停留时间长；间距过小，易使分流锥面上的料流量不均匀。

分流锥是成型模具中首先与熔融料接触的零件。熔料从机筒内挤入模具后，分流锥把熔融料分成环状筒管，经过分流锥支架后流向模具出口、同时筒管的壁厚逐渐变薄、接近管坯壁厚尺寸。

（3）分流锥支架 分流锥支架（见图6-13）是连接固定分流锥与芯轴的一个定位支架，其外圆与模具体内圆采用H7/h6精度配合，以保证模具各零件装配后在同一中心线上。

进入模具空腔内的熔料、经分流锥和支架肋流向口模，产生几条熔料结合线，对管制品质量有些影响。所以，支架肋数在保证支架支撑强度的条件下应尽量减少。小规格管材成型用模具中的支架肋数取3～4根；大规格管材成型用模具中的支架肋数最多也不能超过8根。支架肋截面形状应是进料端角α₁，大于出料端角α₂；大规格管材用模具中的支架肋还应设有通气孔和导线引进通孔。在生产时，通气孔能向挤出口模的管坯输入压缩空气，以防止管坯在没有冷却定形前变形；导线孔是为了芯轴加热升温时，为电热棒输入电流。小规格管材成型用模具中的分流锥、支架和芯轴，也可制成如图6-14所示的一体式结构，不用设进气孔和导线穿入孔。

图6-13 分流锥支架结构

图6-14 分流锥、分流锥支架和芯轴为一体式结构

（4）芯轴 芯轴结构如图6-15所示。这种芯轴结构是在挤塑较小规格管材时应用；大规格管材成型用芯轴，应是中空型，内设有电阻加热装置，用于生产初期为芯轴体加热，以加速芯轴的加热升温。

图6-15 芯轴结构(www.xing528.com)

a）带外螺纹芯轴 b）带内螺纹芯轴

L₁—芯轴平直段长 L₂—芯轴锥体部分长 L₃—凹槽深 α—收缩角

芯轴结构中的主要尺寸是平直段直径、长度及收缩角。一般规律是芯轴平直段长度与口模平直段长度相等或略长些，可在L₁=（1～2.5）D范围内选择；也可按表6-1中的经验数据选择。

表6-1 芯轴平直段长度与管制品壁厚t关系

收缩角α应小于分流锥的扩张角，以利于分流锥支架肋造成的熔料结合线，在此处能尽快消除。这个收缩角的选择要注意熔料黏度的大小，黏度大时应取较小的收缩角，如PVC料取α=10°～30°，黏度较小的PE料取α=25°～40°。芯轴平直段部分的直径应略小于管制品内圆直径。

芯轴与口模组合后形成挤塑管材用熔料流道空腔，熔料在此段平直部位成型管的型坯。芯轴是成型管制品内直径表面尺寸用零件。

（5）口模 口模与芯轴配合组装后形成熔料流道空腔，熔料从这里经过时，由于空腔容积的逐渐缩小而受到压力，从此空腔内挤出时成型管坯。口模内径是成型管外径表面尺寸零件。

图6-16 口模结构

a）不带螺纹口模 b）带螺纹口模

口模结构尺寸从图6-16中可以看到，主要是平直段长度、内径和压缩角。平直段（也叫定形段）长度L₂=（0.5～3）D

内径 d₁=D/k

式中 D——管材外径（mm）；

k——系数，k=1.01～1.06。

压缩角α取14°～50°之间。

口模与芯轴结构尺寸的选择，要注意原料性能、模具的压缩比和对管材牵伸比大小的影响。从理论上讲，口模平直段内径应与管材外径尺寸相同；芯轴的平直段外径应与管材的内径尺寸相等。但由于挤出模具后的管坯压力降低了，而出现壁厚膨胀的现象；另外，由于管坯受牵伸比和冷却收缩的关系，管坯壁厚还有些收缩现象，所以，口模平直段内径应进行适当修正。