擠管式模具的設計

1、電纜絕緣擠管式模具的設計擠塑模具是塑料擠出過程中最后的定型裝置，其幾何形狀、結構形式和尺寸、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。近期我們對擠管式模具重新進行了研究和設計，以便提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品性能和質量，優(yōu)化加工工藝。下面就具體設計理念做個介紹。1擠管式模芯材料的選用擠管式模芯的結構特點是它的定徑區(qū)是一個薄壁圓管，一般不能進行熱處理。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)質處理后再精加工，必須確保零件加工的同心度。相關幾何尺寸

2、的設計及符號的說明現(xiàn)以小90mm擠出機，擠制導體截面為120mm2的絕緣為例，其擠管式模芯結構見圖1圖中，D為模芯外錐最大直徑；D1為模芯與機頭結合錐體的最小端直徑；D為模芯內(nèi)錐最大內(nèi)徑；a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；一為模芯定徑區(qū)外圓柱長度；i1為模芯定徑區(qū)內(nèi)圓柱長度；L，為模芯與機頭結合錐體長度；L為模芯總長度；a'為模芯與機頭結合錐體角度；6為模芯定徑區(qū)壁厚。其中，D、D1、L,、D，均根據(jù)機頭尺寸而定。Qo q1D5O1D0 q1D59 6= Da 1=2.8611=15_未注倒角八示2X45*a8L1=105.L=190c 1 =70擠管式模芯

3、結構模芯外錐角a。該角度是根據(jù)機頭結構和塑料流動特性設計的，a角越小，流道越平滑，突變小，對絕緣層結構有利。模芯外錐最大直徑D、錐體最小端直徑Di以及a1角和模芯中長度L。這些尺寸是由機頭模芯座的尺寸所決定的，而且與機頭模芯座尺寸必須嚴格吻合，加工精度要高，表面須拋光。內(nèi)錐最大直徑D1o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690mm以下的擠塑機，模芯與機頭的聯(lián)接時采用螺紋，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，可加工成臺階式內(nèi)孔。模芯定徑區(qū)內(nèi)徑d。該尺寸時根據(jù)選用的材料和電纜半制品尺寸的大小來設計的。一般設計為d=di+(2)mm或d=d

4、i1+(36)mm式中，di為導電線芯外徑(mm)d11為電纜纜芯外徑(mm)。這是因為導電線芯尺寸較小且規(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。模芯定徑區(qū)外圓直徑d1,從圖1可知d1=d+26,壁厚6的設計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。6不能太大，太大拉伸比就大，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6取1.5mm。定徑區(qū)外圓柱長度i1。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計，一般設計為i1=d(2)mm,其遵循的原則時d小時取上限，d大時取下限；或擠絕緣層取上限

5、，擠護套取下限。定徑區(qū)內(nèi)圓柱長度(1。為確保模芯強度，i1須比(1長2-4mm,所以(1實際時有(1決定的。擠管式模套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號鋼或40Cr制成，要求表面拋光。相關幾何尺寸的符號說明及設計現(xiàn)同樣以690mm擠出機，擠制導體截面為120mm的絕緣為例，其擠管式模套結構見圖2。未注倒角2X45*L1=80圖二擠管式無套結構圖中，D2為模套壓座外徑；D3為模套內(nèi)錐最大直徑；B為模套內(nèi)錐角；di為模套定徑區(qū)內(nèi)徑；d2為模套外圓直徑；L為模套定徑區(qū)內(nèi)圓柱體長度；L為模套總長度，而D2、Li、D3、d2均按機頭尺寸而定。模套壓座外徑D2,根據(jù)機頭模

6、套座內(nèi)孔設計，一般小于模套座內(nèi)徑1.5mm,此間隙是工藝上調(diào)偏心，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。模套外徑d20根據(jù)模套壓蓋內(nèi)孔設計，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。內(nèi)錐最大直徑D3,其大小必須嚴格與機頭模套座末端內(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。模套內(nèi)錐角B。從圖2中可知，B時由D3、di、Li制約的，同時又受到與其配套的模芯外錐角a的制約，B必須比a的3。10。，若沒有這個角度差，便保證不了擠出壓力，當然擠出壓力也不能太大，因為這樣會影響產(chǎn)量，所以B和D3、di一樣都

7、不能按參考尺寸設計，這三個尺寸必須同時精密計算，相互修正，并在加工中按（和Li進行調(diào)整。模套定徑區(qū)直徑di。該尺寸按模芯外圓直徑d】、導電線芯外徑或纜芯外徑、擠包絕緣或護套度等設計。一般設計為di=J+26+拉伸裕量，這個拉伸裕量一般?。ǎ?,并視絕緣或護套厚度、產(chǎn)品機構要求和塑料的拉伸特性而定。模套定徑區(qū)長度該尺寸往往根據(jù)塑料成型特性和模芯定徑區(qū)外圓柱長度ii而定，一般設計為i=ii-（i6）mm,且絕緣或護套厚度小取下限，厚度大取上限。模套壓座厚度bo按模套座深度設計，一般高出0.5mm。模套總長Lio這是設計給出的參考尺寸，由b和可調(diào)套長度a確定。擠管式模具的配模配模是否合理直接影響擠出

8、質量和產(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圓環(huán)面積Si與包裹于芯線上絕緣或護套的圓環(huán)面積&之比，即：di2-d22k=Si/S2=d32-d42式中，di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，聚乙烯為,尼龍為,由此可確定模套定徑區(qū)直徑di,但此方法計算較為繁瑣，一般多用經(jīng)驗公式配模。表1為10KV架空絕緣電纜的結構參數(shù)和擠管式模具（力90mm擠出機）尺寸表。表1擠管式模具尺寸表單位：mm標稱截面/mm2導體結構和直徑導體屏蔽外徑電纜外徑模具尺寸跟數(shù)/單線直徑導體直徑模芯模套緊壓前緊壓后dd+2Sc1ad1c257/6士7720563357/7士88216507/±92267019/10+111