擠出模具色條口的兩種設(shè)計(jì)

陳永基

摘要：在管材擠出生產(chǎn)線中，模具對(duì)管材的成型發(fā)揮著舉足輕重的作用。由于考慮到同一套模具可以生產(chǎn)不同規(guī)格的管材，擠出模具的組成一般分為基模和口芯模兩部分，而當(dāng)前大部分管材擠出模具的色條進(jìn)料口都設(shè)計(jì)在基模中。本文主要論述了針對(duì)PP-R雙管模具的一種新進(jìn)料口的設(shè)計(jì)，并且論述了該種設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的基模進(jìn)料口的區(qū)別。

關(guān)鍵詞：擠出模具；口模；色條線；發(fā)散

第1章緒論

1.1選題背景

隨著管材擠出行業(yè)的飛速發(fā)展，從設(shè)備到工藝，從工藝到原材料，每一方面都會(huì)有不同程度的發(fā)展。在管材的實(shí)際生產(chǎn)過程中，設(shè)備本身對(duì)管材成型起著關(guān)鍵的作用。關(guān)于PP-R管材的生產(chǎn)，國標(biāo)中除了對(duì)管材壁厚、圓度、表面光潔度等有相對(duì)應(yīng)的規(guī)定，對(duì)色條線也有相對(duì)應(yīng)的規(guī)定。在國家規(guī)定中，對(duì)PP-R（冷熱水用聚丙烯管）管材的色條線規(guī)定了熱水管使用紅色，冷水管使用藍(lán)色，并且色條線的大小以及形態(tài)也有規(guī)定。

PP-R管材在生產(chǎn)中，管材主要原材料為PP-R料，色標(biāo)線使用的是PP-R色母料。雖然國家對(duì)原材料有相對(duì)應(yīng)的規(guī)范，但是每個(gè)公司使用的原材料不盡相同，即便使用了相同的設(shè)備，由于色母料不一樣，管材在擠出的時(shí)候，色標(biāo)線的大小會(huì)有所差異，甚至有些色母會(huì)導(dǎo)致色條線出現(xiàn)發(fā)散現(xiàn)象[1]。

一方面，對(duì)于PP-R管材的生產(chǎn)，除了有國標(biāo)的規(guī)定，又有行業(yè)的規(guī)定，每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)又有自己的內(nèi)部生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。在行業(yè)中，某些企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的要求相對(duì)比較高，即便是對(duì)管材中不太重要的色條線，都希望能在生產(chǎn)過程中把色條線做得更完美。

另一方面，當(dāng)模具內(nèi)部壓力不太穩(wěn)定的情況下，色條線的擠出會(huì)受到一定的影響，特別是在雙管模具中，由于共用了同一分流塊，所以料在流道內(nèi)部分流后會(huì)造成兩邊的分流擠出壓力不相同，然后間接影響到色條機(jī)的壓力的穩(wěn)定。

所以為了滿足客戶對(duì)色條線的更高質(zhì)量要求，此文展開了對(duì)PP-R管材雙管模具的色條進(jìn)料口的位置的探索。

第2章兩種色條線進(jìn)料口的設(shè)計(jì)

2.1在雙管擠出模具的基模中設(shè)計(jì)的色條進(jìn)料口

2.1.1基模中設(shè)計(jì)色條進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)形式

該設(shè)計(jì)方式是目前主要的設(shè)計(jì)方式，其結(jié)構(gòu)如圖所示，由基模、色條環(huán)、口模、色條口適配器組成，實(shí)際上色條環(huán)也是基模的零件組成[2]。該色條環(huán)零件上設(shè)計(jì)有色條機(jī)的進(jìn)料口，在色條機(jī)的作用下，PP-R色母料從此口進(jìn)入到模具基模中從而形成PP-R管材的標(biāo)志線。

2.1.2該種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn)

1）優(yōu)點(diǎn)

該種結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的初衷，主要是為了在生產(chǎn)不同規(guī)格的管材時(shí)方便更換口芯模規(guī)格。由于色條進(jìn)料口設(shè)計(jì)在基模的色條環(huán)中，當(dāng)需要更換口芯模規(guī)格時(shí)，是不需要拆卸色條機(jī)與模具之間連接的適配器，直接更換口芯模即可。

對(duì)于單管模具，這種結(jié)構(gòu)形式優(yōu)勢(shì)很明顯，目前來說是最常用的一種結(jié)構(gòu)。

2）缺點(diǎn)

由于色母料是從基模中共擠，對(duì)于雙管模具，其本身內(nèi)部分流導(dǎo)致的壓力不均分，會(huì)影響到色母料共擠時(shí)的壓力穩(wěn)定性。另外，不同的色母料共擠時(shí)，其所體現(xiàn)的工藝特點(diǎn)也是不相同，因?yàn)椴皇敲總€(gè)客戶都會(huì)使用同一品牌的色母料，即便使用某種色母料調(diào)試好了模具，一旦遇到工藝性不好的色母料，依然會(huì)出現(xiàn)色條線發(fā)散現(xiàn)象，從而導(dǎo)致不合格品的產(chǎn)生。

在生產(chǎn)過程中，下圖2.1為該種結(jié)構(gòu)偶然導(dǎo)致的管材不良現(xiàn)象，其中色條線出現(xiàn)了發(fā)散現(xiàn)象，圖2.2為合格品。[3] 在生產(chǎn)調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)不是每套雙管模具都會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)是由于模具基模的分流塊加工工藝不好把握流道的一致性，導(dǎo)致分流后壓力不均分，從而影響到色條線的大小。

2.2在雙管擠出模具的口模中設(shè)計(jì)的色條進(jìn)料口

考慮到雙管擠出模具內(nèi)部壓力不均分導(dǎo)致色條出現(xiàn)發(fā)散現(xiàn)象，經(jīng)過研究，初步猜想在口模處進(jìn)行色母料共擠會(huì)進(jìn)一步改散色條線發(fā)散現(xiàn)象。

2.2.1該種進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)

該種共擠方式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示，由色條分流塊部件、適配器部件、口模部件三大部件組成。其中適配器部件的設(shè)計(jì)比較重要，考慮到拆裝以及加工誤差，內(nèi)部采用了螺紋的連接方式，并且連接處使用了球面配合面，球面配合可以在裝配的時(shí)候擁有更多的自由度。

這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在成本方面與第一種結(jié)構(gòu)相比會(huì)更低，因?yàn)橹灰诳谀：线m的位置設(shè)計(jì)一個(gè)色母注入的小孔即可?？紤]到加工成本以及加工能力，在口模處加工了0.8mm的孔，在后期試機(jī)得到了驗(yàn)證，0.8mm的孔可以加工出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的色條。

2.2.2該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

總體來說，最大的優(yōu)點(diǎn)就是色母料共擠的時(shí)候壓力穩(wěn)定，色條線幾乎不會(huì)出現(xiàn)發(fā)散現(xiàn)象。

與上文中論述的結(jié)構(gòu)相比，該種結(jié)構(gòu)在更換口芯模規(guī)格的時(shí)候稍微有點(diǎn)不方便，在更換口芯模時(shí)是需要整個(gè)適配器部件拆卸移開。相對(duì)經(jīng)常更換規(guī)格的小廠家來說，這種結(jié)構(gòu)不太適合，對(duì)于大廠家來說，廠家會(huì)為了追求產(chǎn)品穩(wěn)定性而選擇該種結(jié)構(gòu)。

第3章 結(jié)論

經(jīng)過上文兩種結(jié)構(gòu)對(duì)比，前一種結(jié)構(gòu)屬于目前的主流設(shè)計(jì)，后一種是優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是這種優(yōu)化設(shè)計(jì)是相對(duì)規(guī)模較大的生產(chǎn)廠商而言。在實(shí)際生產(chǎn)中，具體采用哪種設(shè)計(jì)都是以生產(chǎn)需求為準(zhǔn)，所以說，兩種結(jié)構(gòu)方式都是合理的結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1] 色母料常見的9大問題原因及解決方法[J].聚合物與助劑，2016（1）：39-40.

[2] 馬亞洲，代偉.多頭擠出模具的設(shè)計(jì)[J].塑料加工，2006，41（6）：41-43.

[3] 王海翔.PP-R管質(zhì)量問題及其分析[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，13（5）：75.

（作者單位：佛山巴斯特科技股份有限公司）