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(duì)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(gè)介紹。1 擠管式模芯1.1 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(gè)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。

2、1.2 相關(guān)幾何尺寸的設(shè)計(jì)及符號(hào)的說明現(xiàn)以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；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；1為模芯定徑區(qū)外圓柱長(zhǎng)度；1為模芯定徑區(qū)內(nèi)圓柱長(zhǎng)度；L為模芯與機(jī)頭結(jié)合錐體長(zhǎng)度；L為模芯總長(zhǎng)度；為模芯與機(jī)頭結(jié)合錐體角度；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。推薦精選圖1 擠管式模芯結(jié)構(gòu)（1） 模芯外錐角。該角度是根據(jù)機(jī)頭結(jié)構(gòu)和塑料流動(dòng)特性設(shè)計(jì)的，角越小，流道越平滑，突變小，對(duì)絕緣層結(jié)構(gòu)有利。（2） 模芯外錐最

3、大直徑D、錐體最小端直徑D1以及1角和模芯中長(zhǎng)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。（3） 內(nèi)錐最大直徑D1。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90mm以下的擠塑機(jī)，模芯與機(jī)頭的聯(lián)接時(shí)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(tái)階式內(nèi)孔。（4） 模芯定徑區(qū)內(nèi)徑d。該尺寸時(shí)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=d1+（0.52）mm或d=d11+（36）mm式中，d1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

4、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。（5） 模芯定徑區(qū)外圓直徑d1，從圖1可知d1=d+2，壁厚的設(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。不能太大，太大拉伸推薦精選比就大，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，一般取0.51.5mm。（6） 定徑區(qū)外圓柱長(zhǎng)度1。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1=d（0.52）mm，其遵循的原則時(shí)d小時(shí)取上限，d大時(shí)取下限；或擠絕緣層取上限，擠護(hù)套取下限。（7） 定徑區(qū)內(nèi)圓柱長(zhǎng)度1。為確保模芯強(qiáng)度，1須比1長(zhǎng)2-4

5、mm，所以1實(shí)際時(shí)有1決定的。1 擠管式模套2.1 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(hào)鋼或40Cr制成，要求表面拋光。2.2 相關(guān)幾何尺寸的符號(hào)說明及設(shè)計(jì)現(xiàn)同樣以90mm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。圖二 擠管式無套結(jié)構(gòu)推薦精選 圖中，D2為模套壓座外徑；D3為模套內(nèi)錐最大直徑；為模套內(nèi)錐角；d1為模套定徑區(qū)內(nèi)徑；d2為模套外圓直徑；為模套定徑區(qū)內(nèi)圓柱體長(zhǎng)度；L為模套總長(zhǎng)度，而D2、L1、D3、d2均按機(jī)頭尺寸而定。（1） 模套壓座外徑D2，根據(jù)機(jī)頭模套座內(nèi)孔設(shè)計(jì)，一般小于模套座內(nèi)徑0.51.5mm，此間隙是工藝上調(diào)偏心，

6、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。（2） 模套外徑d2。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。（3） 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。（4） 模套內(nèi)錐角。從圖2中可知，時(shí)由D3、d1、L1制約的，同時(shí)又受到與其配套的模芯外錐角的制約，必須比的30100，若沒有這個(gè)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(huì)影響產(chǎn)量，所以和D3、d1一樣都不能按參考尺寸設(shè)計(jì)，這三個(gè)尺寸必須同時(shí)精密計(jì)算，相互修

7、正，并在加工中按和L1進(jìn)行調(diào)整。（5） 模套定徑區(qū)直徑d1。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d1=d】+2+拉伸裕量，這個(gè)拉伸裕量一般?。?.20.8），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。（6） 模套定徑區(qū)長(zhǎng)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(zhǎng)度1而定，一般設(shè)計(jì)為=1-（16）mm，且絕緣或護(hù)套厚度小取下限，厚度大取上限。（7） 模套壓座厚度b。按模套座深度設(shè)計(jì)，一般高出0.30.5mm。（8） 模套總長(zhǎng)L1。這是設(shè)計(jì)給出的參考尺寸，由b和可調(diào)套長(zhǎng)度a確定。3 擠管式模具的配模 配模是否合理直接影響擠出質(zhì)量和

8、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(shí)圓環(huán)面積S1與包裹于芯線上絕緣或護(hù)套的圓環(huán)面積S推薦精選2之比，即： d12-d22k=S1/S2= d32-d42式中，d1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1.21.8，聚乙烯為1.32.0，尼龍為1.55.0，由此可確定模套定徑區(qū)直徑d1，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（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)

9、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+21d1257/2.236.6960.1713.88.210.2757.120563357/2.67.870.1814.89.211.2857.121663.2507/3.19.38.30.19.316.110.512.5957.122662.67019/2.1710.8510+0.1 -0.151117.812.514.51157.124862.99519/2.5212.611.6+0.1 -0.1512.619.414.116.11256.826861.712037/2.0314.2111.6+0.1 -0.1521.1517201556.4301060.715037/2.2815.8514.60.1515.9522.7518.521.51656.1311060.118537/2.5217.6416.30.151