挤塑模具的正确搭配.docx

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挤塑模具的正确搭配

挤塑模具的正确搭配

挤管式模具的常规配模方式一般根据经验和常规方法选配，但是这种方式选配的模具对产品来说并不是具有唯一性，更是具有随意性，对初学者来说对这样的配模很茫然。

理论上可以把挤管式挤出是看作：

模芯和模套出口处的一个环状塑料截面层经过一定的拉伸（缩小）包在电缆线芯上形成更小的截面。

如果没有经过这样的拉伸将形成一个空管子。

在实际生产时因线速度大于料流挤出的速度形成了拉伸。

料流出模口后形成一个圆锥。

假定出胶量不变，根据线速度的不同圆锥的锥度也不同，但这个圆锥里，环状切面是保持一定的比例缩小，挤管式挤出实际是塑料从一个大环拉伸成一个小环，线速度快，小环向前错位移动，则紧包：

反之则松包。

拉伸比形象的说就是挤出模套口的塑料面积与挤包在线芯上塑料的环型截面积之比。

以次为依据，用数学公式来表示，利用圆锥的中心剖面图可得到相似三角形而推导下面公式。

具体用数学公式推导后得到如下的式子来说明：

（D大/d大`）（/D小/d小）=K

当K＞1时，紧包

当K＜1时，松包

当K=1时，平衡拉伸

（D2大-d2大）/（D2小-d2小）=S

D大—模套内径

d大`—模芯外径

D小—成品电缆外径

d小—线芯外径

K—配模系数

S—拉伸比

拉伸一般根据塑料的熔融状态下的粘度、流动性及用途的不同，拉伸比也不同，拉伸比用S表示。

根据上面可知，K值大于1时，出胶量增加越大，通过快速收线来达到所许外径，这样使料流形成错位移动而达到拉伸目的，提高生产效率。

K值越大，拉伸越大。

生产效率越高，但是K值也不可太大，太大则发生圆锥拉破，表面粗糙等缺陷。

在F46的生产过程中（用挤管式）的模具设计中，只有应用了拉伸平衡度，才能避免出现圆锥撕裂、针孔、裂缝、松包等现象，生产出优质的电线绝缘和护套。

后来将这样的平衡原理推广应用到聚氯乙烯、聚乙烯等其他塑料的挤管式模具的配模及设计中，同样也得到成功，使挤管式的配模了理论支持。

一般塑料的拉伸比及配模系数在此略做介绍K、S如表

材料

高密度PE

低密度PE

PVC

PUR

K

1-1.1

1-1.05

1-1.1

1-1.1

S

常用

1.3-2

1-1.2

1.2-2.8

1.5-3

1.5-10

1.2-5

挤管式模具的用途：

（1）某些材料决定F46、F40、PFA

（2）电缆的结构决定，绳管电缆，聚乙烯管，竹节式，泡沫电缆，皱纹外导体电缆的护套

（3）高速色彩的条件下挤管式阻力小，出胶量大。

（4）某些电缆的绝缘不宜偏心且易操作，但拉伸要大挤包紧一些。

注意：

（1）模具设计时要考虑到挤出压力（及出胶压力），小设备做大线，会出现这样的情况。

挤出的护套会在熔接线的地方开裂，模套和模芯的环节面积太大，需要减小，拉伸比也要减小。

（2）模芯的角度必须要比模套的角度小，也是确保压力稳定推进。

（3）模芯的承径和模芯的模嘴的长度要匹配

挤压式，半挤压式，挤管式模具有什么区别

挤管式:

内模特点:

前端有明显的管长,一般在5mm以上.

外模特点:

外模模口廊长很短,一般在1mm以下.

押出调试:

内外模嘴距离0~2mm.

内模选用方式：

 绞合外径+（0.3~0.6）

外模选用方法:

  内模直径+壁厚（一般选用0.6）+外被厚度X2

如:

UTP24#/4P绞合4.22   内模选用4.7 外被厚度:

0.6

外模选用:

4.7+0.6+0.6X2=6.5

适用线材:

UTP,2547,2854等常用套管式线材

外观特点:

有明显股纹,脱皮比较松.编织线套管押出外观不能有股纹,脱皮要求脱100mm以上.

半挤压式

内模特点:

前端有明显的管长,一般在3~5mm.

外模特点:

外模模口廊长很短,一般在1.5mm以下.

押出调试:

内外模嘴距离3~6mm.

内模选用方式：

 绞合外径+（0.2~0.5）

外模选用方法:

  线材外径+（0.1~0.5）

如:

2464#24/5C+AEB绞合3.45 OD:

5.0内模选用3.8

外模选用:

5.2

适用线材:

未注明套管押出编织线,要求外观圆滑无股纹的缠绕线.（如2547无股纹等）,其他单芯缠绕线.

外观特点:

线身光滑,或表面有轻微编织纹;外被内壁有明显编织或缠绕纹;脱皮50mm编织或缠绕铜丝不能拉断

挤压式

内模特点:

管长小于3mm或无管长

普通外模特点:

普通加压外模廊长大于3mm.

二级加压模具:

外模廊长大于5mm为第二加压段,第一加压段为锥形部分

押出模具调试:

内外模嘴距离10~30mm.

内模选用方式：

绞合外径+（0.3~0.6）

普通外模选用方法:

线材外径+（0~0.2）

二级加压外模选用:

线材外径+（0.3~0.8）

例1.52RVV3X0.5mm2 绞合外径:

4.65  OD:

5.8 绞距:

100mm

  内模选用:

5.0mm   外模选用普通加压外模:

5.9mm

例2.SJT16AWG/3C  绞合外径:

5.9    OD:

7.8 绞距:

60mm

  内模:

6.3          外模:

二级加压外模  8.3

适用线材:

电源线或类似其他线材;二级加压外模适用芯线绞距较小的UL电源线

外观特点:

线身光滑,脱皮长度100mm以上,防止芯线粘连

塑料的挤出原则

挤出的基本机理很简单：

1：

一个螺杆在筒体中转动并把塑料向前推动。

螺杆实际上是一个斜面或者斜坡，缠绕在中心层上。

其目的是增加压力以便克服较大的阻力。

就一台挤出机而言，有3种阻力需要克服：

固体颗粒（进料）对筒壁的摩擦力和螺杆转动前几圈时（进料区）它们之间的相互摩擦力；熔体在筒壁上的附着力；熔体被向前推动时其内部的物流阻力。

牛顿曾解释说，如果一个物体没有向一个给定的方向运动，那么这个物体上的力就在这个方向中平衡。

螺杆不是以轴向运动的，虽然在圆周附近它可能横向快速转动。

因此，螺杆上的轴向力被平衡了，而且如果它给塑料熔体施加了一个很大的向前推力那么它也同时给某物体施加了一个相同向后推力。

在这里，它施加的推力是作用在进料口后面的轴承－止推轴承上。

多数单螺杆是右旋螺纹，像木工和机器中使用的螺杆和螺栓。

如果从后面看，它们是反向转动，因为它们要尽力向后旋出筒体

2.热原则

可挤出的塑料是热塑料－它们在加热时熔化并在冷却时再次凝固。

熔化塑料的热量从何而来？

进料预热和筒体/模具加热器可能起作用而且在启动时非常重要，但是，电机输入能量--电机克服粘稠熔体的阻力转动螺杆时生成于筒体内的摩擦热量--是所有塑料最重要的热源，小系统、低速螺杆、高熔体温度塑料和挤出涂层应用除外。

对于所有其他操作，认识到筒体加热器不是操作中的主要热源是很重要的，因而对挤出的作用比我们预计的可能要小（见第11条原则）。

后筒体温度可能依然重要，因为它影响齿合或者进料中的固体物输送速度。

模头和模具温度通常应该是想要的熔体温度或者接近于这一温度，除非它们用于某具体目的像上光、流体分配或者压力控制。

3.减速原则

4.进料担当冷却剂

挤出是把电机的能量--有时是加热器的--传送到冷塑料上，从而把它从固体转换成熔体。

输入进料比给料区中的筒体和螺杆表面温度低。

然而，给料区中的筒体表面几乎总是在塑料熔化范围之上。

它通过与进料颗粒接触而冷却，但热量由热前端向后传递的热量以及可控制加热而保持。

甚至当前端热量由粘性摩擦保持并且不需要筒体热量输入时，可能需要开后加热器。

最重要的例外是槽型进料筒，几乎专用于

螺杆根表面也被进料冷却并被塑料进料颗粒（及颗粒之间的空气）从筒壁上绝热。

如果螺杆突然停止，进料也停止，并且因为热量从更热的前端向后移动，螺杆表面在进料区变得更热。

这可能引起颗粒在根部的粘附或搭桥。

5.在进料区内，粘到筒体上滑到螺杆上

为了使一台单螺杆挤出机光滑筒体进料区的固体颗粒输送量到达最大，颗粒应该粘在筒体上并滑到螺杆上。

如果颗粒粘在螺杆根部，没有什么东西能把它们拉下来；通道体积和固体的入口量就减少了。

在根部粘附不好的另一个原因是塑料可能会在此处热炼并产生凝胶和类似污染颗粒，或者随输出速度的变化间歇粘附并中断。

多数塑料很自然地在根部滑动，因为它们进入时是冷的，而且摩擦力还没有把根部加热到和筒壁一样热。

一些材料比另一些材料更可能粘对于筒体，塑料有必要粘附在这里以便它被刮掉并被螺杆螺纹向前推动。

颗粒和筒体之间应该有一个高的摩擦系数，而摩擦系数反过来也受后筒体温度的强烈影响。

如果颗粒不粘附，它们只是就地转动而不向前移动--这就是为什么光滑的进料不好的原因。

6.螺杆末端的压力很重要

这个压力反映螺杆下游所有物体的阻力：

过滤网和污染扎碎机板、适配器输送管、固定搅拌器（如果有）以及模具自身。

它不但依赖于这些组件的几何图形还依赖于系统中的温度，这反过来又影响树脂粘度和通过速度。

它不依赖于螺杆设计，它影响温度、粘度和通过量时除外。

就安全原因来说，测量温度是很重要的--如果它太高，模头和模具可能爆炸并伤害附近人员或机器。

7.剪切率在粘度中起主要作用

所有普通塑料都有剪力下降特性，意思是在塑料运动得越来越快时粘度变低。

一些塑料的这个效果表示得特别明显。

例如一些PVCs在推力增加一倍时流速会增加10倍或更多。

相反，LLDPE剪力下降得不是太多，推理增加一倍时其流速只增加3到4倍。

减少了的剪力降低效果意味着挤出条件下的高粘度，这反过来又意味着需要更多的电机功率。

这可以解释为什么LLDPE运行时温度比LDPE高。

流量以剪切率表示，在螺杆通道中时大约是100s-1，在多数模具口型中是100和100s-1之间，在螺纹与筒壁间隙和一些小模具间隙中大于100s-1。

熔体系数是粘度的一个常用的测量方法但却是颠倒的（比如是流量/推力而不是推力/流量）。

可惜，其测量是在剪切率在10s-1或更小时而且在熔体流速很快的挤出机中可能不是一个真实的测量值。

8.电机与筒体对立，筒体与电机对立

为什么筒体的控制效果并非总是和期望的一样，特别是在测量区内？

如果对筒体加热，筒壁处的材料层粘度变小，电机在这个更加光滑的筒体内运行需要的能量更少。

电机电流（安培数）下降。

相反地，如果筒体冷却，筒壁处的熔体粘度增大，电机必须更加用力地转动，安培数增加，通过筒体时除去的一些热量又被电机送回。

通常，筒体调节器的确对熔体产生效果，这是我们所期望的，但是任何地方的效果都没有区域变量大。

最好是测量熔体温度来真正了解发生了什么情况。

第8条原则不适用于模头和模具，因为那里没有螺杆转动。

这就是为什么外部温度变化在那里更加有效。

可是，这些变化是从里到外因而不均匀，除非在一个固定搅拌器中搅匀，这对于熔体温度变化以及搅拌都是一个有效的工具。

挤出异常和不良的解決方法

不良现象

不良原因

解決的方法

线径不稳定

a.塑料切粒大，下料堵塞不畅。

b.生产时间久，滤网板堵塞

c.放线、储线、收线张力不均勻

d.挤管挤出时，模芯拉的太后，低于外模。

e.模芯偏小，缆芯穿过时不流畅

a.检查料斗下料口是否堵塞，若堵塞，放出切粒不良的塑料。

b.停机更换滤网。

c.检查放线张力是否均勻，抖动较大时，需要调整好。

d.将模芯向前打，并检查缆芯的附着力是否松。

e.放大內摸的尺寸。

线材扭曲变形

a.线材冷却时，未完全冷却好。

b.缆芯放线张力不均勻。

c.生产时储线架力大，导致线材扭曲变形。

d.排线不良，造成线材的扭曲。

a.水槽冷卻水要放滿，线材要充分的冷卻。

b.放线张力要调整到均勻稳定。

c.储线张力減小，或者減少储线架绕线的圈数。

d.排线要保持平整，无交叉、无乱线

线材表面脏

a.操作员手上的汗水或太脏，粘染到线芯上。

b.水槽內毛毡用的時間太长，毛毡污染线材导致。

c.塑料烧黄。

a.生产沫色线材时，应戴好干净手套。

b.定期检查水槽內毛氈，是否脏，如果脏，马上更换。

c.把烧黃的料，排干凈，再开机。

颜色深浅不一

a.色母混合不均勻。

b.生产到最后，塑料押完，压力变小，颜色变化。

a.混合均匀。

加料要少量多次加入，防止混合不均勻。

b.根据现场情况调整。

色条比例不符

a.色条机转速太快或太慢。

b.色条机模具，模套比例大。

a.调整色条机的转速。

b.按照工艺使用模具。

冷料、麻点

a.刚开机时，溫度偏低，塑料未塑化好，机头处有冷料。

b.塑料內有杂料。

c.生产时间过长，机头塑料烧焦。

d.换模时，机头未清干净。

e.塑料塑化不良或烧焦。

a.升高各段溫度5-10℃，换过滤网。

b.确认尽可能料是生时混入学是原料本身就有，并相应更换材料

.增加过滤网目数、清理机头，不能12小時不清理机头。

d.拆机头，换过滤网。

e.排料时，观察塑化情況，待挤出光滑均勻后再生产。

花紋

a.模套大，模芯小。

b.溫度偏高。

a.选用合适的模具。

b.调整溫度，保证材料塑化的前提下，尽量降低溫度。

毛糙

a.塑料內有水，溫度高。

b.模套大，溫度低。

c.模芯向后拉的距离太远。

d.塑料的問題。

e.第一段水槽的水溅到机头，导致的冷料。

a.提高料斗烘料溫度，减小的数量，并相应降低溫度。

b.更换合适的模具，并升高溫度。

c.调整模间距，模芯不能拉的太后。

d.调整溫度，增加滤网目、更我材料。

e.检修水槽移动手柄，避免人为不良，加強机首与机尾的沟通，发现不良，及时在收线处检出。

扁线

a.线材挤包的松。

b.印字轮押的太紧。

计米轮压得太紧。

c.印字压轮小。

a.调整拉伸泡，将挤包挤紧。

b.调整压力压力。

c.放大印字压轮。

线材起股

a.导体绞合中，有跳股现象。

b.线材成缆工序，绞合不良。

c.内模管损坏，胶料倒流，后带留眼模内，后续押出时被带出，包在外被内起股。

d.绞合芯线有跳股。

e.剥皮线材，剥皮时刮伤编织层。

f.押出速度慢，引取不稳定

a.调整工艺参数，如可适当放大内模，增大放线张力等。

无效后请立即更换导体。

b.调整工艺参数，无效后请通知工艺人员。

c.发现内模管损坏，及时更换。

d.增大放线张力，无效后请立即更换芯线。

e.后续剥皮线材要认真检查，不良线材及时拉干净。

f.加快线速，确保引取速度稳定。

挤包层有气孔

a.胶料内有水份，或胶料回潮。

b.温度偏高。

c.高速运转，压力大，造成气孔。

a.提高料斗预热温度，减少网目数量，并相应降低温度。

如无效，请更换胶料。

b.降低温度。

c.降低线速后，调整工艺参数，慢慢加速。

印字模糊不清晰

a.稀释剂挥发，导致油墨变浓。

b.一段水冷后，水未吹干。

c.押出线材，印字后刮到毛毡。

或水槽引取刮伤印字。

d.印字机弹簧压力偏紧，字轮转动不灵活。

e.刮片磨损，字轮表面油墨刮不干净。

操作员将刮片压的太紧，导致印字轮转动不灵活。

印字轮的刮片松动，油墨未刮清。

a.每半小时检查油墨浓度与容量，及时添加。

b.线材进入印字机前，，第一段水槽加装气管，调整气喉位置，并针对调机过程中生产的线材，严格自检印字项目，并及时对气管做好清理及点检工作。

c.适当调整印字机高度，以避免线材刮伤到挡水毛毡。

d.调换压轮弹簧，规定弹簧大小尺寸。

e.按作业指引，2-4个小时，更换刮片，带墨轮的距离控制在2-3mm,检查印字机转轴同心度。

杂质、杂色

a.清机时，未清理干净。

b.胶料溷有杂料。

c.胶料本质有杂质。

d.螺杆上沾有其它颜色色母。

e.停机时间过长。

f.停机时间过长，胶料烧焦。

g.造粒时，落入杂质。

a.重新清机，更换网目。

b.检查胶料并更换。

c.增加网目无效后，请更换胶料。

d.重新清理螺杆，如清理不干净，请将螺杆打出清理。

e.尽量缩短停机时间，以避免冷料不良。

f.尽量缩短停机时间，如果停机时间过长，开机要多押胶料，保证将烧焦的胶料押尽再生产。

g.更换胶料。

线面刮伤、擦伤

a.眼模刮伤。

b.第一段水槽内，气喉刮伤。

c.线材跳出印字机导论刮伤，线材跳出记米器导论刮伤，线材跳出排线器导论刮伤。

d.挡水毛毡脱落后，被水槽刮伤导致。

e.眼模积渣未清理干净，导致线材刮伤。