擠出模頭設(shè)計(jì)

擠出模頭設(shè)計(jì),塑料熔體的粘性流動,低分子流動聚合物熔體黏性流動及其黏度的數(shù)學(xué)模型,影響?zhàn)ば粤鲃拥囊蛩?1溫度對黏度的影響聚合物熔體的流動黏度受溫度的影響十分顯著，一般黏度隨著溫度的升高而降低。因?yàn)楫?dāng)溫度升高時聚合物分子的鏈段活動能力增加，熔體的“自由體積”也會擴(kuò)大，所以聚合物熔體的流動性增大，黏度降低。不同的聚合物在不同的溫度段，不同的剪切速率和剪切應(yīng)力范圍內(nèi)，其黏度受溫度影響的敏感程度是不同的,塑料表觀黏度的影響PVC-U擠出模塑料的熔體黏度，可以減小擠出模頭的阻力，降低擠出加工過程的能耗。溫度少許的波動就可能導(dǎo)致熔體黏度很大的變化，這對擠出模頭的穩(wěn)定作業(yè)是很不利的。對PVC-U模塑料來說，因?yàn)镻VC是熱敏性樹脂，在考慮加工溫度時，還需要特別考慮由熱量引起的熱降解問題,壓力對黏度的影響實(shí)際擠出過程中，一種聚合物在正常的加工范圍內(nèi)，增加壓力對黏度的影響和降低溫度對黏度的影響具有等效性換算因子,PVC和絕大部分塑料熔體都是假塑性流體，熔體的黏度（表觀黏度）都是隨著剪切速率的增大而降低的，即“剪切變稀”。這種“剪切變稀”現(xiàn)象主要是由于聚合物熔體流動時，剪切力使高分子發(fā)生取向、伸展（纏結(jié)點(diǎn)解開）、變形或分散等，從而使流動阻力減少造成的剪切速率對聚合物熔體黏度的影響十分強(qiáng)烈，高剪切速率下的黏度值可能會比低剪切速率下的黏度值小幾個數(shù)量級，而不同種類的聚合物對剪切速率的敏感性也有很大的差異,3剪切速率對黏度的影響,(1)PVC樹脂本身結(jié)構(gòu)的影響：分子量M是影響聚合物流變性能的最主要因素。聚合物熔體的黏度隨分子量Mw的增加而增大(2)PVC-U模塑料配方的影響：（PVC-U模塑料需要穩(wěn)定劑以防止熱降解；需要改性劑以改善抗沖擊性能；需要潤滑劑和其他加工助劑，以增加流動性、降低加工溫度等）這些添加劑的存在對模塑料的流動性能產(chǎn)生了復(fù)雜的影響。其中以潤滑劑的影響最為顯著，,PVC-U模塑料組分對黏度的影響,其它截面形狀的流道,聚合物的粘彈性現(xiàn)象1）入口效應(yīng),入口效應(yīng)(EntryEffect)是指聚合物熔體在通過截面急劇變化的入口區(qū)時，會產(chǎn)生特別大的壓力降即入口壓力損失pE入口效應(yīng)被總結(jié)為聚合物熔體中彈性的能量儲存，即在流道收縮面大分子沿流線斂集方向，取向拉伸，以彈性變形能的形式消耗能量。在PVC-U擠出模頭的實(shí)踐中，一般認(rèn)為保持入口半角小于12是有利的,2離膜膨脹,聚合物熔體擠出物的尺寸和截面形狀與擠出口模不同，有明顯的脹大，這一現(xiàn)象被稱為巴拉斯(Barus)效應(yīng)，又稱為離模膨脹(DieSwell)或出口膨脹。離模膨脹用膨脹比口來表示：由于入口效應(yīng)等原因造成熔體流動收斂，對高分子鏈產(chǎn)生拉伸作用，形成可恢復(fù)的彈性形變，在擠出模頭中來不及松弛，離開口模后才得以恢復(fù)，從而引起離模膨脹，故又稱此為記憶效應(yīng)，好像是高分子記憶著入口前的形狀。聚合物熔體在模頭內(nèi)剪切流動亦伴隨有彈性形變，由于剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力差也會使分子鏈的構(gòu)象發(fā)生改變，導(dǎo)致彈性形變。在熔體離開口模后，彈性形變回復(fù)，造成離模膨脹。,離膜膨脹又稱出口膨脹現(xiàn)象。原因：受剪切而被迫舒展的高分子鏈出孔時突然自由，高彈形變立即得以恢復(fù)。解決：補(bǔ)償，估計(jì)會膨脹多少，然后扣除。如要做橢圓，采用近長方形模具,聚合物離模膨脹有以下特點(diǎn)。1）膨脹比隨熔體剪切速率的增大而增大。2）在剪切速率恒定的情況下，膨脹比隨模頭長徑比(LDA)的增加而減小，在L/DA超過某一數(shù)值時，趨于一定值。3）膨脹總是在速度梯度最大的方向上最大，也就是在截面尺寸最小的方向上最大,3熔體破裂,聚合物熔體在擠出過程中，擠出速度有一個極限值。大于此極限值時，隨著速度不斷增大，可觀察到擠出物光滑的表面逐步出現(xiàn)無光、粗糙、結(jié)節(jié)以至扭曲等現(xiàn)象這些現(xiàn)象統(tǒng)稱熔體破裂現(xiàn)象,4壁滑移,在聚合物熔體流動中熔體黏附于流道的壁面，對于硬質(zhì)PVC在超過某一臨界剪切應(yīng)力時，這些熔體會沿模壁滑移在擠出模頭設(shè)計(jì)中，讓模頭的工作點(diǎn)不落到可能產(chǎn)生壁滑移的流動區(qū)域是十分必要的。拐角處熔體流動就容易出現(xiàn)引起熔體破裂的黏滑效應(yīng)或材料滯留現(xiàn)象,5多層流動,在多股聚合物熔體匯合形成的多層流動中，會出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：囊包和界面不穩(wěn)定囊包現(xiàn)象是指，當(dāng)兩股熔體并行流動時，低黏度的熔體總是試圖包圍高黏度的熔體。界面不穩(wěn)定現(xiàn)象與囊包現(xiàn)象無直接的關(guān)系，因?yàn)樵谙嗤牧系暮狭鞴矓D出中也會發(fā)生分界面不穩(wěn)定現(xiàn)象,兩層熔流匯合后，流道在二維方向上的變動（擴(kuò)張或收縮）會在分界面上產(chǎn)生正應(yīng)力，這對分界面有正負(fù)兩方面的影響。擴(kuò)張型流道對不穩(wěn)定有較強(qiáng)的加劇作用，而收縮型流道對流動有穩(wěn)定作用。有經(jīng)驗(yàn)指出，分流筋的流出角約8，對界面穩(wěn)定最有利,第五章擠出模頭設(shè)計(jì),擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求,1）要有正確的出口截面形狀從模頭擠出的異型材型坯的截面形狀不是產(chǎn)品的最終截面形狀近似型坯擠出模頭后受牽引經(jīng)過氣隙進(jìn)入定型模中，其至少還將受到3種不能忽略的作用：離模膨脹、拉伸變形和冷卻收縮，這些作用將會改變型坯截面的形狀和尺寸,2）要讓型材坯料均勻地?cái)D出在模頭出口處，料流截面上各部分的平均流速相等。否則，在同樣的牽引速度下，離開模頭后的型坯各部分的形狀就會產(chǎn)生不一樣的變化“穩(wěn)”薄壁型材截面形狀復(fù)雜壁厚也并不完全相等異型材的各種功能塊結(jié)構(gòu)大多數(shù)不是規(guī)范的幾何形狀。要想獲得均勻的流速分布，必須對各部分流道中的流動阻力進(jìn)行調(diào)整,擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求,擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求,3）需要產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋硥簲D出機(jī)螺桿與螺筒之間的模塑料，只有在一定的壓力下才能實(shí)現(xiàn)塑化的要求，該壓力稱為背壓。背壓的大小主要是由模塑料料流通過模頭流道時產(chǎn)生的壓力降(p)所決定的。背壓過低會導(dǎo)致模塑料塑化不良，不能保證制品的物理性能；而背壓高將消耗更多的動力，過高還可能對設(shè)備造成過度的磨損，甚至損壞影響背壓的因素-,4）流道的變化應(yīng)盡量平緩流道壁面曲線應(yīng)呈流線型，不能有突變。引起料流方向改變的擴(kuò)張或收縮角的半角的角度，一般要求不大于12。流道變化的過程，應(yīng)盡可能做到均勻，或只是讓熔體料流平緩地加速；要避免出現(xiàn)料流減速的現(xiàn)象。這樣做的目的都是為了減輕熔體料流中的高分子鏈段可能產(chǎn)生的彈性變形的程度，使得彈性效應(yīng)所引起的離模膨脹等不利影響減至最低，而讓熔體破裂等現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性趨于零,擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求,擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求,5）要讓型材坯料在離開模頭之前有足夠的純剪切流動過程目的是讓料流在純剪切流動的過程中盡可能充分地實(shí)現(xiàn)彈性松弛，使得在模頭流道的前段熔體彈性效應(yīng)對出口型坯的影響減至最小程度。即模頭流道出口前都要有一段足夠長的平直段（或稱成型段）。但是，平直段長度也絕不是越長越好。平直段長，會增大背壓，增加功耗；,6）流道壁表面需要十分光滑流道壁表面對于聚合物熔體在流道中的擠出流動狀態(tài)會產(chǎn)生很大的影響，所以要求流道壁表面不但要平整光滑，而且要求粗糙度一致。不能有缺陷，更不能有死角和毛刺，以至出現(xiàn)掛料現(xiàn)象,擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求,擠出模頭的基本結(jié)構(gòu),要實(shí)現(xiàn)擠出模頭流道的基本要求方便加工制造,擠出模頭的穩(wěn)流段常由多孔板和機(jī)頸前半段組成，也有將機(jī)頸前半段和后半段分別設(shè)計(jì)成機(jī)頸和機(jī)頸過渡板兩塊模板。也可以不使用多孔板，而將機(jī)頸前半段流道設(shè)計(jì)成長圓柱形流道，起穩(wěn)流作用。擠出模頭的分流段從機(jī)頸的后半段開始，包括分流錐、分流支架板和收縮板。收縮板可以不單獨(dú)分割成一塊模板，而與預(yù)成型板一起組成一塊模板（圖5-1）。對于開式型材和半開式型材的擠出模頭，沒有分流錐也沒有分流支架板（圖5-3）。擠出模頭的成型段涉及的模板有：模腔板（又稱預(yù)成型板）、口模板（又稱成型板）和型芯（又稱模芯，開式型材沒有模芯）。對于較簡單的異型材模頭，也有將預(yù)成型板與口模板合為一塊模板的做法。,影響擠出模頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素,1異型材的截面形狀擠出模頭流道的復(fù)雜程度，主要是由于異型材截面的復(fù)雜情況決定的。異型材截面上功能塊和空腔數(shù)目越多，截面形狀就越復(fù)雜，擠出模頭的流道也會更加復(fù)雜。異型材截面面積的均勻分布，有利于模頭中料流的均勻分流，容易實(shí)現(xiàn)均勻擠出。,PVC-U模塑料熔體的性能，是由其復(fù)雜的配方體系所決定的。模塑料配方不但決定著塑料熔體的黏度，而且也影響著塑料熔體的彈性效應(yīng)，因此是影響擠出模頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素。擠出模塑料配方對擠出模頭設(shè)計(jì)的影響，還可能是這樣的情況：對于一個已經(jīng)實(shí)現(xiàn)均勻出料的擠出模頭，這時若模塑料的成分出現(xiàn)波動，就會改變模塑料的黏彈性狀況，破壞原先流道保證的均勻出料的平衡狀態(tài)。因此，擠出模頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要對模塑料成分的波動有更好的適應(yīng)性，能讓均勻出料的平衡狀態(tài)在型材擠出過程中保持穩(wěn)定。,2擠出模塑料的配方,擠出機(jī)機(jī)型和規(guī)格不同，機(jī)筒和螺桿的結(jié)構(gòu)等方面都存在有差異。這些差異會影響被塑化的模塑料的結(jié)構(gòu)形態(tài)，及其所表現(xiàn)出來的熔體黏彈性性能,3擠出機(jī)的性能,塑料異型材擠出的速度是擠出模具（包括模頭和定型模）設(shè)計(jì)的一個十分重要的參數(shù)。對于模頭來說，隨著擠出速度的提高，熔體剪切速率，將提高，體積流量Q將增加，模頭壓力降p將增大。剪切速率的提高也將改變?nèi)垠w的黏彈性狀況，很明顯，分流引起的拉伸流動會強(qiáng)烈；熔體入口效應(yīng)、離模膨脹等彈性現(xiàn)象也都會增強(qiáng)，超過一定界限（臨界剪切速率Y。）還將會出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。因此，在較低擠出速度下已獲得平衡（料坯均勻擠出，截面形狀正確）的擠出模頭，提高擠出速度后，將可能失去平衡，出現(xiàn)出料不均現(xiàn)象和型坯形狀的畸變,4型材擠出的速度,制造工藝強(qiáng)烈地影響著擠出模頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足同一種異型材擠出成型的流道基本要求，可以設(shè)計(jì)出很多種可行的擠出模頭結(jié)構(gòu)形式。模板厚度的選擇、分流的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各分流道的流量調(diào)節(jié)方式等都可以有所不同，許多考慮都是為了能夠適應(yīng)不同的加工制造工藝的要求,5擠出模頭的制造工藝,擠出模頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1異型材在擠出生產(chǎn)線上的坐標(biāo)位置在異型材擠出模頭的設(shè)計(jì)中，首先要考慮的是異型材在擠出生產(chǎn)線上的坐標(biāo)位置擠出模頭安裝后，其中心線應(yīng)該是擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)中心線的延長線。因此，確定了擠出型坯（即異型材）在擠出模頭上的坐標(biāo)，也就確定了異型材在擠出生產(chǎn)線上的坐標(biāo)位置,問題？異型材的擠出中心?,異型材的擠出中心,異型材的擠出中心即擠出系統(tǒng)中心線與擠出中的異型材截面的交點(diǎn)選擇異型材橫截面的重心作為擠出中心選擇異型材橫截面外形的中心作為擠出中心選擇異型材橫截面的主要型腔的中心，作為擠出中心,異型材擠出的方位,異型材擠出方位的選擇主要取決于型材牽引夾持的需要和定型模型腔的型板分塊加工的有關(guān)要求異型材牽引幾乎都是采用履帶式牽引裝置，牽引力是通過兩根履帶的橡膠塊夾持型材來傳遞的。為便于穩(wěn)定地夾緊型材，又不至于讓夾緊力造成形狀還沒有完全穩(wěn)定的異型材有大的變形，要求異型材在擠出生產(chǎn)線上的上下兩個面最好能為平行面。這就決定了大部分塑料門窗主型材在擠出生產(chǎn)線上都是以可視面為上下面，而且，為方便型坯進(jìn)入定型模，常讓面積較小的一個可視面在下邊,對于推拉窗框型材可以有兩種方法來夾持型材的夾持方法不同，定型模型腔的型板分塊方式會有改變。這對型腔板的加工、水氣路的布置和定型模的操作影響很大，直接影響到擠出模具的制造成本和作業(yè)穩(wěn)定性，所以是擠出模具設(shè)計(jì)時首先要考慮的問題。,口模截面圖設(shè)計(jì),口模截面圖（簡稱為口模圖形）是擠出模頭流道出口的截面形狀（圖5-7），是由擠出模頭的型芯（包括型芯鑲件）和口模板（亦稱成型板）兩種零件構(gòu)成的?？谀D形確定了型芯（包括內(nèi)筋）的外形和口模板的內(nèi)腔尺寸，是擠出模頭上最關(guān)鍵的尺寸。正確的口模圖形是擠出模頭設(shè)計(jì)的基本要求之一。,型材主體口模圖形的設(shè)計(jì),在口模出口處，如果型坯各部分的平均速度相等，若不考慮自重的影響，那么均勻擠出的型坯還要受到三方面的作用：熔體離模膨脹；型坯牽伸收縮；型坯冷卻收縮對于平縫口模中熔體的流動可以看作是一維流動,離模膨脹比,內(nèi)筋口模圖形的設(shè)計(jì),內(nèi)筋是指中空型材主體內(nèi)部起分腔作用的分隔筋，與型材主體內(nèi)部的功能塊，如凸筋、螺釘孔等是相區(qū)別的內(nèi)筋口模圖形設(shè)計(jì)有兩方面的問題：內(nèi)筋與外壁連接位置的確定和內(nèi)筋擠出的縫隙高度及形狀的設(shè)計(jì)1）口模圖形中內(nèi)筋與外壁連接的位置型材截面圖上確定內(nèi)筋的中心線特殊因素預(yù)留偏移量,2）內(nèi)筋縫隙的高度一般可以在兩交點(diǎn)的連線兩邊均布內(nèi)筋的縫隙高度往往不按照型材主體口?？p隙高度的計(jì)算選取筋的壁厚一般只有外壁厚度的50%70%，若按主壁厚計(jì)算，內(nèi)筋擠出的縫隙高度會很小，為了滿足與外壁有相同的平均出料速度的要求，內(nèi)筋流道出口前的平直段長度會很短可能造成內(nèi)筋出料不穩(wěn)定。內(nèi)筋流道的結(jié)構(gòu)可能有多種（如內(nèi)流道、外流道和吊錐,分流等結(jié)構(gòu)形式料流所受到的阻力不相同內(nèi)筋縫隙的形狀（型坯空腔內(nèi)部的交叉內(nèi)筋）得不到定型模型腔壁的定型作用，在自然冷卻的過程中，由于相交各內(nèi)筋的冷卻速度不一致，最終造成交叉點(diǎn)的位置發(fā)生偏移偏移量（實(shí)踐）,口模中功能塊的設(shè)計(jì),功能塊形狀沒有什么規(guī)律其在流道出口前的平直流道也是不能看作一維流動的擠出型坯的離模膨脹在各個方向是不相等的。所以，型材主體口模圖形的設(shè)計(jì)公式，對大多數(shù)功能塊的口模圖形設(shè)計(jì)是不夠準(zhǔn)確的(1)功能塊圖形和型材主體圖形的連接點(diǎn)(2)功能塊在異型材上的3種不同位置(3)以功能尺寸為主的設(shè)計(jì)在異型材的功能塊上保證更高的精度,功能塊在異型材上的不同位置,完全處于異型材空腔內(nèi)部的功能塊，如凸筋、螺釘孔類功能塊定型模的型腔無法對其直接冷卻定型。這一類功能塊進(jìn)入定型模后，與內(nèi)筋一樣，處于自然冷卻的過程中，會由于冷卻的不均勻和自重的作用而發(fā)生變形難預(yù)測和控制本身是型材空腔一段外壁的功能塊，有內(nèi)置五金件槽、集水曲面和裝飾面等,例題,如圖512所示密封膠條槽功能塊，其功能尺寸A要求為3.20.3，另一尺寸B要求為1.3。由于此處結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流道的阻力大，所以，此處的流料經(jīng)過成型段的平直流道，出口的流速慢，出料少。按照以,功能尺寸A為主的口模圖形設(shè)計(jì)方法，將口模圖形中的A和B兩尺寸分別設(shè)計(jì)為2.50.03和1.45，來增大該處平直流道的截面積，以獲得足夠的熔料。如此擠出的型坯進(jìn)入定模時，讓定型模型腔中的A和B尺寸分別設(shè)計(jì)為3.20.03和1.5。這樣，一般可以保證型材的功能尺寸A的尺寸精度。當(dāng)然，還必須有適當(dāng)?shù)墓┝狭鞯溃婵瘴胶屠鋮s系統(tǒng)等措施的配合，才能獲得滿意的結(jié)果。,圖5-15畫出了圖5-9(a)所示推拉窗扇型材的型材主體和主要功能塊的圖形，并標(biāo)出了各功能塊與型材主體的連接點(diǎn)。接下來的工作是分別設(shè)計(jì)型材主體、內(nèi)筋和功能塊的口模圖形，然后，將內(nèi)筋和功能塊的口模圖形，通過原先設(shè)定的連接點(diǎn)，連接到型材主體的口模圖形之中，完成整個異型材截面的口模圖形設(shè)計(jì),分流支架設(shè)計(jì),分流支架結(jié)構(gòu)是針對中空型材設(shè)計(jì)的，為保證型芯和分流錐在模頭流道中懸空，以形成異型材的空腔，所以要有分流筋支撐型芯和分流錐，這樣就形成了由分流筋分開的若干個分流道，成為分流支架流道的特征。上分流支架流道還有另外一個要求，即在口模圖形基礎(chǔ)上擴(kuò)大流道截面，使分流支架流道在向成型段流道（即形成口模圖形的平直流道）過渡時有一個明顯的收縮過程。這樣有兩個作用，一是使得經(jīng)分流筋分流后再匯合的熔料在收縮流道中，對流動有穩(wěn)定作用。二是可以通過控制收縮角（即控制平直段長度，來局部調(diào)節(jié)模頭各部分的出口流量，實(shí)現(xiàn)均勻擠出）,壓縮比,壓縮比：支架板處流道截面積與成型板處流道截面積之比,分流支架流道的設(shè)計(jì),分流支架流道a為平行于擠出方向的平直流道，內(nèi)側(cè)邊界b-般選擇與口模圖形的內(nèi)側(cè)邊界一致，也就是和模頭中型芯的外形尺寸一致。分流支架流道的外側(cè)邊界c，一般是在型材主體的口模圖形基礎(chǔ)上，將口模圖形的外側(cè)邊界向外平移約35mm形成，在有功能塊的部位，需要根據(jù)功能塊截面面積所占整個型材截面面積的比例，適當(dāng)增加向外平移的平移量d。形成分流支架分流道的分流筋布置e，追求分布和受力的均勻性。,形成分流支架分流道的分流筋布置e，追求分布和受力的均勻性。但是，復(fù)雜的異型材結(jié)構(gòu)和有限的結(jié)構(gòu)空間，使這種追求。很難做到完美。分流筋的布置將分流支架流道分隔成若干個分流道，我們必須讓這些分流道符合前文所提出的流量平衡的設(shè)計(jì)原則，這樣，除了分流筋位置要因此而進(jìn)行調(diào)整外，還要考慮在流道中設(shè)置阻流筋f等措施。分流支架分流道的外側(cè)邊界的拐角一般取大圓(R25mm)g，這樣做主要也與流量平衡設(shè)計(jì)有關(guān)。,(2)分流筋外形尺寸,分流筋一般與流道壁垂直相交（圖5-19），這樣方便加工，對流道中的剪切流動干擾最小。分流筋的厚度t，從減少對剪切流動的干擾考慮也希望薄一點(diǎn)，但保證承載強(qiáng)度是第一位的。厚度t一般在13mm選取，最后通過強(qiáng)度校核確定。分流筋入口角-般在40左右，可以更小一些，但不能夠成“刀口”，因?yàn)檫@樣反而容易“卷刃“掛料。分流筋的出口角對減輕兩股料流合流線的不良影響有一定的作用，對有16的要求。但是，異型材對于合流線的影響不是那么敏感，出口角-般取30左右，也要避免出現(xiàn)過薄的“刀口”。分流筋與流道壁面相連接的根部都要設(shè)計(jì)圓角。圓角的半徑一般取0.20.5mm。,圖5-20分流道支架設(shè)計(jì)新措施,分流筋的設(shè)置在兩塊分流支架板中的位置不一致，使得兩塊分流支架板上的分流道相互交叉圖5-20(a)，這樣做應(yīng)該能夠減輕由分流筋引起的，料流分合所形成的合流線的不良影響。分流筋的設(shè)置盡量避開主型材可視面的位置。這樣做可以避免可視面的異型材外壁強(qiáng)度受合流線的影響，對于提高主型材的落錘沖擊性能應(yīng)該是有好處的圖5-20(b)。將分流支架板（二）的流道外側(cè)向內(nèi)側(cè)少量收縮，形成一段收縮流道c。這樣有利于消除由分流支架板（一）的分流筋造成的合流線，同時也增加了一段便于調(diào)節(jié)流動平衡的收縮流道。由于加工技術(shù)的進(jìn)步，型芯的外壁也可以在流動方向上加工出斜面，這樣收縮段可以形成雙面收縮的收縮流道，更方便分流支架流道流量平衡的調(diào)節(jié)。,型芯和分流錐設(shè)計(jì),型芯和分流錐錐底的外形依據(jù)口模圖形的內(nèi)側(cè)邊界進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般選擇和內(nèi)側(cè)邊界一致。然而，形成異型材內(nèi)筋和內(nèi)部功能塊的料流的流道，都要設(shè)置在型芯與分流錐上，這使得型芯的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。口模圖形中確定了內(nèi)筋和內(nèi)部功能塊的流道的出口位置和形狀大小，但是它們的供料流道各不相同，需要根據(jù)不同的內(nèi)筋和內(nèi)部功能塊的結(jié)構(gòu)要求，結(jié)合不同的異型材的結(jié)構(gòu)空間和模頭制造工藝的可行性進(jìn)行設(shè)計(jì)，會有很大的差異。而且，內(nèi)筋流道的合理設(shè)計(jì)非常重要，會直接影響到模頭制作的難易程度和模頭擠出的穩(wěn)定性水平，已成為進(jìn)一步提高擠出模頭設(shè)計(jì)水平的一個關(guān)注重點(diǎn)。內(nèi)筋流道可以分成三類結(jié)構(gòu)形式：內(nèi)流道（也有稱為內(nèi)供料），外流道（也有稱為外供料）和型芯分塊安裝,內(nèi)筋內(nèi)流道設(shè)計(jì),內(nèi)筋的內(nèi)流道：從分流錐開始，設(shè)計(jì)一直通流道，經(jīng)過分流支架板和型芯直接通往內(nèi)筋的口模出口。是設(shè)計(jì)在型芯等構(gòu)件內(nèi)部的流道相對于型材主體流道來說，內(nèi)筋內(nèi)流道是不與其相通的獨(dú)立流道，直至接近口模出口，離出口的距離為k1時，才與型材主體流道相連接（又稱之為單獨(dú)供料）3段：L3成型段，流道間隙高度與口模圖形尺寸h2-致；L1稱為供料段，設(shè)其流道間隙高度為b。L2稱為過渡段。在過渡段L2，流道間隙高度從b收縮為h2,內(nèi)筋外流道設(shè)計(jì),分流錐上的內(nèi)筋外流道的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。與內(nèi)筋的內(nèi)流道設(shè)計(jì)一樣，也是依據(jù)內(nèi)筋的口模圖形，在擠出方向投影，形成平直流道。在流道中心部位保留支撐筋a，兩邊開口與外壁流道連通，形成了兩個對稱的矩形流道，直至離口模出口的距離為k1時，支撐筋斷開，支撐筋兩邊流道中的料流合流，形成完整的內(nèi)筋料流擠出。,內(nèi)部功能塊流道設(shè)計(jì),內(nèi)部功能塊是指在中空型材內(nèi)部的功能塊結(jié)構(gòu)，一類稱為凸筋，一類稱為螺釘孔。這兩類功能塊的流道都需要在型芯上，或者從分流錐就開始設(shè)置凸筋流道的設(shè)計(jì)與開始于分流支架之后的單側(cè)進(jìn)料的內(nèi)筋外流道相似,型芯與分流錐外形設(shè)計(jì),型芯和分流錐底部的外形與分流支架流道的內(nèi)側(cè)邊界是一致的，都是根據(jù)口模圖形的內(nèi)側(cè)邊界設(shè)計(jì)的，其中要去掉準(zhǔn)備作型芯吊錐處理的個別型芯塊和螺釘孔功能塊流道的部分型芯實(shí)際上是口模圖形的內(nèi)側(cè)邊界，在擠出方向投影所形成的柱體，高度等于分流支架之后的模頭長度，即口模板、預(yù)成型板和收縮板加在一起的高度。如果需要在型芯上設(shè)置內(nèi)筋內(nèi)流道，則要將型芯截出一段作為型芯鑲件，分別加工，但是型芯的總高度不變。型芯鑲件也可僅取型芯上的部分型芯塊截出，這樣常常可以更加方便內(nèi)筋流道的構(gòu)建和加工分流錐底部外形與分流支架流道的內(nèi)側(cè)邊界一致，頂部收縮，設(shè)計(jì)成棱錐或鍥塊形狀（圖5-32）。要保證分流錐的迎流面不會出現(xiàn)流動的“死區(qū)”，也不應(yīng)有尖角掛料a。在錐面與底面之間應(yīng)該留23mm長的一小段底面的垂直面b，以保證分流錐與分流支架流道內(nèi)側(cè)的平順連接,型芯和分流錐的固定方式,模腔設(shè)計(jì),按照異型材截面上各部分的作用和位置的不同，我們可以將異型材截面分為外壁、功能塊（不包括內(nèi)部功能塊）、內(nèi)筋和內(nèi)部功能塊四個不同的部分。內(nèi)筋和內(nèi)部功能塊流道形成于模頭的分流錐和型芯零件的內(nèi)部，外壁和功能塊流道形成于模頭的分流錐和型芯零件的外部。在機(jī)頸處，由分流錐的外表面與機(jī)頸內(nèi)腔表面之間形成流道，連接分流支架流道。在分流支架流道之后，是在型芯的外表面與收縮板、預(yù)成型板和口模板的內(nèi)腔表面之間形成的流道，我們稱之為模腔，或模腔流道。模腔流道的入口形狀由分流支架流道所決定，出口形狀與口模圖形一致。,模腔流道的設(shè)計(jì)就是要在保證各流動路徑上的壓力降相等的前提下，將入口的分流支架流道（除去分流筋）的截面形狀，改變成出口截面的口模圖形形狀。根據(jù)聚合物熔體黏彈性的流變學(xué)理論和流道加工的工藝考慮，一般不采取漸變的形式，而是設(shè)計(jì)一收縮段，在較短的過程中實(shí)現(xiàn)流道形狀的改變，隨后即進(jìn)入較長的截面形狀為口模圖形的平直流道，即模頭的成型段流道。模腔中的外壁流道基本上是型材主體的口模圖形形狀，而分流支架流道只是在該型材主體口模圖形的基礎(chǔ)上，等距離外擴(kuò)（功能塊部分除外）形成的。對于等壁厚的異型材外壁流道，由分流支架流道等角度收縮至平直流道，除了拐角外，是都能夠保證各流動路徑上的壓力損耗相等的；,而對于復(fù)雜的功能塊等部位的流道，很難在收縮段設(shè)計(jì)出與外壁平縫流道收縮角作用等效的流道結(jié)構(gòu)。在模腔的平直流道段，功能塊和拐角等處流道截面的最大內(nèi)切圓半徑和外壁的平縫流道不一樣，其流徑上的壓力損耗，也不會和外壁的平縫流道一致，所以，不作處理也必然影響出口料流的均勻性。雖然這些部位在異型材上往往只是局部，但是可能造成的橫向流動，會嚴(yán)重破壞料流的平衡。因此，在模腔流道設(shè)計(jì)中對功能塊和拐角等部位的流道是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這里對于擠出模具品質(zhì)提升所起的作用非常重要。,收縮段流道設(shè)計(jì),收縮段流道有兩種構(gòu)成方法，一是直接在預(yù)成型板內(nèi)腔切削斜面與分流支架流道外側(cè)銜接（圖5-1），二是單獨(dú)設(shè)置一塊收縮板，讓其一端與分流支架流道外側(cè)銜接，另一端與預(yù)成型板內(nèi)腔銜接，這時是將單獨(dú)的收縮板內(nèi)腔切削成斜面（圖5-2）。斜面的角度稱為收縮角，常在1020之間選擇。根據(jù)分流支架流道在口模圖形基礎(chǔ)上外擴(kuò)35mm的情況，收縮段流道長度約1015mm。而獨(dú)立的收縮板的厚度一般設(shè)計(jì)為2030mm收縮角的設(shè)計(jì)只是對收縮段上的外壁流道而言，在功能塊處由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往涉及多個面的收縮，不是一兩個收縮角能夠決定的。讓這里不出現(xiàn)流動的“死區(qū)”和“掛料”現(xiàn)象是最重要的。,成型段（平直段）流道設(shè)計(jì),除了特別簡單的異型材模頭外，模腔成型段流道都分成多塊模板來加工，這是因?yàn)楫愋筒膹?fù)雜的結(jié)構(gòu)所形成的細(xì)小流道，只有分塊才能進(jìn)行精整加工，才方便模具調(diào)試時的修正。有兩種分塊的方法：縱向分塊（圖5-34）和橫向分塊(圖5-20)?？v向分塊是將模腔中刀具或精整工具無法觸及的流道剖分開來方便加工；橫向分塊是將整個模腔流道截成幾段，以便精整工具從每段的兩端觸及流道內(nèi)部加工。塑料異型材擠出模頭成型段平直流道長度L的經(jīng)驗(yàn)值的取值：L=(2050)h(5-26),在保證擠出制品所需要的塑化度的前提下，縮短模頭成型段平直流道的長度應(yīng)該是有利的。因?yàn)檫@樣做減小了模頭壓力降，減少了擠出機(jī)的動力消耗；而且可以縮短模塑料在模頭高溫下的停留時間。,功能塊和拐角處流道的局部處理,在模腔的平直流道段，為了讓功能塊和拐角等處流徑上的壓力降與外壁平縫流道相等，以保證整個模頭各部分出口料流的平均速度相等，需要對功能塊和拐角流道作一些處理(1)將功能塊作為型材主體外壁的延長部分處理,完全獨(dú)立功能塊流道設(shè)計(jì),不等壁厚異型材外壁流道設(shè)計(jì),機(jī)頸和多孔板設(shè)計(jì),擠出定型模,定型模的作用是讓離開模頭的塑料型坯，在正確的形狀下，從熔融狀態(tài)冷卻固化成最終的塑料異型材產(chǎn)品。定型模中要同時完成冷卻和定型（只有截面形狀和要求都很簡單的型材，可能不需要定型作用，熔融的型坯擠出后，在牽引中經(jīng)水浴和或風(fēng)吹冷卻，自然定型）定型模最終決定著異型材