正文 第三十五节
(53) 模芯嘴的承线径伸到模套承线径的1/2处。半挤管式模具与挤压式模具大体相同,(54) 只是模套的承线稍(55) 短,(56) 模角也略小一些,(57) 它吸取了挤管式和挤压式的优点,(58) 改善了挤压式模具不(59) 易调偏芯的缺点,(60) 特别是使用于挤包大规格的绞线绝缘和要求包紧力较大的护套。当采用半挤管式模具时,(61) 模芯的尺寸可以适当增大,(62) 从而(63) 在挤包较大外径的绞线不(64) 致出现刮伤、卡牢,(65) 也能防止因导线外径变小而(66) 在模芯内摆动所致的偏芯;同(67) 时半挤管式模具在挤出中有一定的压力,(68) 所以在内护套及要求结合严密的外护套挤出中也有应用,(69) 这是为了压实塑料胶层。但柔软性较差的线芯不(70) 宜采用这种模具进行塑料层的挤包,(71) 因为当线芯或缆芯发生各种型式的弯曲时,(72) 将产生偏芯。
3。模具设计的要点
(1)模具材料的选用:模芯材料的选择以资源、成本、寿命要求为基本原则,以及耐热、耐磨、耐蚀性要好,易于切削加工、熔焊、不生锈等。被用来做模具(模芯、模套)的材料主要有:碳素结构钢(45 钢应用最广);合金结构钢(如、al等);合金工具钢等。而对于挤管式模芯的结构特点,其长嘴定径区是一个薄壁圆管,一般不易进行热处理,其耐磨性要求较严,尤其是用于绝缘挤出的模芯,多用耐磨的合金钢(如al)制成。模套材料的耐磨要求可以降低,而加工精度必须提高,往往模套以45 钢制成,内表面镀铬抛光达?7。
(2)挤压式模芯(无嘴)的结构尺寸如下图:
1-d 2-d 3-l 4-l 5-d
6-m 7-b 8-d 9-φ 10-φ
在材料确定后,以工艺的合理性,兼顾加工的可能性恰当设计各部尺寸,应注意的要点如下:
1)外锥角φ :根据机头结构和塑料流动特性设计,锥角控制在45°以下,角度越小,流道越平滑,突变小,对塑料层结构有益。在挤出聚乙烯等结晶性高聚物时,对突变而导致的预留内应力的避免尤其重要,只有充分予以注意才能有效的提高制品的耐龟裂性能。角度的大小往往根据机头内部结果特点决定。
2)模芯外锥最大直径d :该尺寸是由模芯支持器(或模芯座)的尺寸决定的,要求严格吻合,不得出现“前台”,也不可出现“后台”,否则将造成存胶死角,直接影响塑料层组织和表面质量。
3)内锥最大直径d :该尺寸主要决定于加工条件和模芯螺柱的壁厚,在保证螺纹强度和壁厚的前提下,d 越大越好,便于穿线。
4)模芯孔径d :这是对挤出质量影响最大的结构尺寸,按线芯结构特性及其尺寸设计。一般情况下,单线取d =线芯直径+绞合线芯取d=线芯外径+既不能太大,也不能太小。因为过大了,一则形成线芯的摆动而造成挤出偏芯,再则会出现倒胶,既有害挤包层质量,又有可能造成断线。而过小,则易刮伤线芯,也使模具寿命降低;对绞线而言,由于线径不均,模孔d 过小时,则是断线的主要原因。通常为加工便利,且模芯孔径尺寸系列化,则多取模芯孔径d 为整数。
5)模芯外锥最小直径d :d 实际上是决定模芯出线端口厚度的尺寸,端口厚度△=1/2(d -d )不能太薄,否则影响使用寿命;也不宜太厚,否则塑料熔体流道发生突变,并且形成涡流区,引发挤出压力的波动,而且易形成死角,影响塑料层质量,一般模芯出线端口的壁厚控制再0。5~1mm为宜。
6)模芯定径区长度l :l 决定线芯通过模芯的稳定性,但也不能设计的太长,否则将造成加工困难,工艺上的必要性也不大,一般l =(0。5~1。5)d ,且模芯孔径d 较大时选下限,否则,反之。
7)模芯锥体长度l :这往往是设计给出的参考尺寸,从上图不难看出,
tgφ ㄍ2=(d -d )ㄍ2 l ,亦即l =(d -d )ㄍ【2(tgφ ㄍ2)】。
所以l 可以依据上述决定的尺寸确定,经计算确定l 的长度,如果太长或太短,与机头内部结构配合不当,可回过头来修正锥角φ ,然后再计算l 直至合适。
(3)挤压式模套的结构尺寸如下图:
1-d 2-d′ 3-l 4-a 5-b
6-l 7-d 8-d′ 9-φ
1)模套压座外径d:根据模套座(或机头结构内筒直径)设计,一般小于筒径内孔0。5~,此间隙是工艺调整偏芯、确保同心度的必要因素,间隙不能太小,否则满足不了调偏的需要;间隙太大也不行,因为太大影响模套的稳固性,甚至在挤出过程中发生自行偏斜。
2)内锥最大直径d′:这是模套设计的精密尺寸之一。其大小必须严格与模套座(或机头内锥)末端内径一致,否则组装模套后将产生阶梯死角,这是工艺所不允许的。
3)模套定径区直径d:这又是模套设计的精密尺寸之一。要根据产品直径、各挤出工艺参数及挤制塑料特性来严格设计。一般d=成品标称直径+
4)模套内锥角φ:角φ是由d′、d及模套长度制约的,角φ又同时受到与其配套的模芯的外锥角的制约,角φ必须大于模芯外锥角3~10°,若没有这个角度差,便保证不了挤出压力,当然挤出压力也不能太大,因为这样会影响挤出产量,因此角度差也不能太大。角φ和d′、d一样都不能按参考尺寸设计,因此三个尺寸必须同时精密计算,相互修正,并在加工中依照尺寸l和l进行调整。
5)模套定径区长度l:一般取l=(1~3)d为宜,长一些对定型有利,但越长阻力越大,影响产量。所以,当d较大时,不能取上限。
6)模套压座厚度b:按模套座深度(或机头内筒出口处深度)设计,一般要大0。3~。
7)模套外径d′:根据模套压盖内孔设计一般要小于压盖内孔2~3mm,但也不宜过小,否则间隙过大将造成散热不均匀。
8)模套总长l:这是设计给出的参考尺寸,由b和可调整的长度a来确定。
(4)挤管式模芯(长嘴)的结构尺寸如下图所示:
1-d 2-d′ 3-δ 4-l 5-l′
6-l 7-d 8-m 9-d′
挤管式长嘴模芯的结构尺寸除定径区外,其余外形尺寸与挤压式模芯设计基本相同,现对挤管式模芯定径部分的尺寸设计做一简述。
1)模芯定径区内径d:又叫模芯孔径。该尺寸根据选用材料的耐磨性、半制品尺寸大小及其材质与外径规整程度等设计,一般设计为d=d +(0。5~2)mm或d=d +(3~6)mm,主要因为线芯尺寸较小且规则,而缆芯较大且外径尺寸不规则的缘故。为了模具系列化,通常将模芯孔径加工成整数尺寸。
2)模芯定径区外圆柱(长嘴)直径d′:从上图可看出d′决定于尺寸d及其壁厚δ,即d′=d+2δ。壁厚的设计既要考虑模芯的寿命,又要考虑塑料的拉伸特性及电线电缆塑料层的挤包紧密程度,一般设计为d′=d+2(0。5~1。5)mm,即模芯嘴壁厚为0。5~。这个数值不能太大,否则拉伸比就大,塑料层拉伸后强度提高,而延伸率下降,影响电线电缆的弯曲性能;但也不能太小,太小因过薄使其使用寿命降低。
3)定径区外圆柱(模芯嘴)长度l:该尺寸依据尺寸d考虑挤出塑料成型特性设计,一般设计为l=(0。5~2)d,d值大取下限,d值小取上限,用于挤护套的模芯取下限,挤绝缘时取上限。
4)定径区内圆柱(承线)长度l′:该尺寸由加工条件,半制品结构特性决定。无论如何l′必须比l长度大2~4mm,这是确保模芯强度的必需,所以l′实际是参考l决定的。
(5)挤管式模套的结构型式与挤压式模套基本相同。所不同之处是其结构尺寸中的模套定径区的直径及其长度,必须按与其配合的挤管式模芯来设计。
1)模套定径区直径d :该尺寸按挤管式模芯嘴外圆直径d′、线芯或缆芯外径、挤包绝缘或护套厚度等设计。一般设计为d =d′+2倍挤包厚度,并视绝缘(护套)厚度、产品结构要求及塑料的拉伸特性而定。
2)模套定径区长度l :该尺寸往往根据塑料的成型特性和模芯定径区外圆柱(模芯嘴)的长度l 而定,一般设计为l =l -(1~6)mm,而且挤包绝缘(护套)厚度小时取下限(即减去值取上限);否则,反之。
总之设计模具时,除考虑材料、加工、使用寿命外,还应满足下列条件:1)增加模具的压力,使塑料从机筒进入模具后,压力增大且均匀稳定,从而增加塑料的塑化和致密性,提高产品的质量;2)增长模具配合部分的塑料流动通道,使流动中的塑料进一步塑化,从而提高塑料塑化的程度;3)消除模具配合中产生的流动死角,使流道形成流线型,利于塑化好的塑料挤出;4)抽真空挤塑的模具,模芯的承线径一般应在20~40mm,模套的承线径一般在15~30mm。
二、工艺配模
配模是否合理,直接影响挤塑的质量和产量,故配模是重要操作技能之一。由于塑料熔体离模后的变化,使得挤出线径并不等于模套的孔径,一方面由于牵引、冷却使制品挤包层截面收缩,外径减少;另一方面又由于离模后压力降至零,塑料弹性回复而胀大,离模后塑料层的形状尺寸的变化与物料性质、挤出温度及模具尺寸和挤出压力有关。模具的具体尺寸是由制品的规格和挤塑工艺参数决定的,选配好适当的模具,是生产高质量、低消耗产品的关键。
1。模具的选配依据
挤压式模具选配主要是依线芯选配模芯,依成品(挤包后)的外径选配模套,并根据塑料工艺特性,决定模芯和模套角度及角度差、定径区(即承线径)长度等模具的结构尺寸,使之配合得当、挤管式模具配模的依据主要是挤出速俩的拉伸比,所谓拉伸比就是塑料在模口处的圆环面积与包覆与电线电缆上的圆环面积之比,即模芯模套所形成的间隙截面积与制品标称厚度截面积之比值,拉伸比:
k=(d -d )/(d -d )
其中 d ??为模套孔径(mm);
d ??为模芯出口处外径(mm);
d ??为挤包后制品外径(mm);
d ??为挤包前制品直径(mm)。
不同塑料的拉伸比k也不一样,如聚氯乙稀k=1。2~1。8、聚乙烯k=1。3~2。0,由此可确定模套孔径。但此方法计算较为繁琐,一般多用经验公式配模。
2。模具的选配方法
(1)测量半制品直径:对绝缘线芯,圆形导电线芯要测量直径,扇形或瓦形导电线芯要测量宽度;对护套缆芯,铠装电缆要测量缆芯的最大直径,对非铠装电缆要测量缆芯直径。
(2)检查修正模具:检查模芯、模套内外表面是否光滑、圆整,尤其是出线处(承线)有无裂纹、缺口、划痕、碰伤、凹凸等现象。特别是模套的定径区和挤管式模芯的管状长嘴要圆整光滑,发现粗糙时可以用细纱布圆周式摩擦,直到光滑为止。
(3)选配模具时,铠装电缆模具要大些,因为这里有钢带接头存在,模具太小,易造成模芯刮钢带,电缆会挤裂挤坏。绝缘线芯选配的模具不易过大,要适可而止,即导电线芯穿过时,不要过松或过紧。
(4)选配模具要以工艺规定的标称厚度为准,模芯选配要按线芯或缆芯的最大直径加放大值;模套按模芯直径加塑料层标称厚度加放大值。
3。配模的理论公式
(1)模芯 d =d+e
(2)模套 d =d +2δ+2△+e
式中:d ??模芯出线口内径(mm);
d ??模套出线口内径(mm);
d ??生产前半制品最大直径(mm);
δ??模芯嘴壁厚(mm);
△??工艺规定的产品塑料层厚度(mm);
e ??模芯放大值(mm);
e ??模套放大值(mm)。
(3)放大值e 或e 的说明。
1)绝缘线芯模芯e 的放大值为0。5~3mm;
2)绝缘线芯模套e 的放大值为1~3mm;
3)生产外护套电缆用模芯e 的放大值、铠装电缆为2~6mm,非铠装为2~4mm;
4)生产外护套电缆用模套e 的放大值为2~5mm。
4。举例说明模具的选配
1)生产绝缘线芯3x 的实心铝导体扇形电缆,其扇形(标称)宽度为(其最大宽度允许值),绝缘层标称厚度为。(其最小厚度允许值为2。0x90%-0。1=,模芯嘴壁厚为,选用模具。
模芯d =d+e =22+2=24(mm)考虑到实体扇形及最大宽度,选取d =24mm。
模套孔径d =d +2δ+2△+e
=24+2x1+2x2+3=33(mm)
2)生产电缆外护套,其型号为vlv,规格为1x ,电压为0。6/1kv,
选用模具。该电缆成缆后直径为,护套标称厚度为,取模芯嘴壁厚为。
模芯孔径 d =d+e =24+3=27mm
模套孔径 d =d +2δ+2△+e
=27+2x1。5+2x2+4=38mm
3)在实际生产过程中,模具的选配往往在操作规程或生产工艺卡中给出一定的经验公式,如某厂φ65挤塑机给出的模具选配公式(△为塑料挤包层的标称厚度)。
挤压式 模芯(mm) 模套(mm)
单线
绞线 导线直径+
绞线外径+ 导线直径
绞线外径
挤管式 模芯(mm) 模套(mm)
绝缘
护套 线芯外径+(0。1~1。0)
缆芯最大外径+(2~6) 模芯外径
模套外径+2△+(1。0~4。0)
线芯或缆芯外径不均时,放大值取上限;反之取下限。在保证质量及工艺要求的前提下,要提高产量,一般模套放大值取上限。
5。选配模具的经验
1)16mm 以下的绝缘线芯的配模,要用导线试验模芯,以导线通过模芯为宜。不要过大,否则将产生倒胶现象。
2)抽真空挤塑时,选配模具要合适,不宜过大,若大,绝缘层或护套层容易产生耳朵、起棱、松套现象。
3)挤塑过程中,实际上塑料均有拉伸现象存在,一般塑料的实际拉伸在左右。根据拉伸考虑模套的放大值,拉伸比大的塑料模套放大值大于拉伸比小的塑料模套放大值,如聚乙烯大于聚氯乙稀。
4)安装模具时要调整好模芯与模套间的距离,防止堵塞,造成设备事故。
三、模具的调整
(1)模芯的安装:模芯是安装在模芯支撑器上的,目前模芯与支撑器有两种结合方法。一种是靠螺纹连接,即将模芯支撑器卡在台钳上,将选配好的模芯拧紧在支撑器上,然后再将模芯支撑器装在机头上。另外是利用支撑器与模芯相同锥度紧密结合,靠挤出塑胶的反作用压力实现的。其安装方法为,先将支撑器放入机头预热,待热胀后,再将凉模芯插入支撑器内锥孔,顶紧即可。
(2)模套的安装:将选配好的模套嵌入模套座内,然后将模套座置入 机头内膛,并径向固定好,再装紧压盖,压紧模套。此时,压盖不要拧的太紧,否则,不利于初调偏芯。
(3)模具的拆卸:拆卸模具,先拧松模套调偏螺栓,卸下模盖,去掉模套,再卸除模芯支撑器,去掉模芯即可。注意模套模芯拆卸后,应立即清洗其上的塑胶,以防止塑胶冷却后难以去掉。拆卸并清洗干净的模具应妥善保管,防止碰伤模具。
(4)对共模挤出机,根据热胀冷缩原理,装模时应遵循先热后冷的原则,装模顺序是:
1)将十字机头加热,待其略膨胀后将模套装入机头;
2)拧紧模套紧固螺母;
3)待模套少热略胀后将内模装入;
4)装上外模拧上外模紧固螺母;如主辅机同时工作时,应先将分流 模加热待其略胀后将外模嵌入分流模,待嵌有外模的分流模冷却后将其装入机头,拧上外模紧固螺母;
5)拧上铜线导向螺母
在装模时应在各部件的接触面上涂抹高温(如二硫化钼),以便换规格时调换模具。
2。模具的调整
调整模具的原则是,面对机头,先松后紧,拧紧螺钉的方向为左上、右下、左下、右上;经常检查对模螺钉是否松动和损坏,如有损坏应立即更换;注意拧螺钉时谨防碰着加热片电插头,以免触电或碰坏插头,为防触电,调整模具时,可先关掉模口段加热电源;调模时,模套的压盖不要压的太紧,等调整好后再把压盖压紧,防止压盖进胶,造成塑料层偏芯或焦烧。模具的调整方法如下:
(1)空对模:生产前把模具调整好,用肉眼把模芯与模套间距离或间隙调整均匀,然后把对模螺钉拧紧。
(2)跑胶对模:塑料塑化好后,调整对模螺钉,根据模口出胶圆周方向的多少,一面跑胶,一面调整,调整时应先松动薄处螺钉,再拧紧跑胶厚的螺钉;同时取样检查塑料厚度是否偏芯,直到调均匀为止,然后把对模螺钉分别拧紧。
(3)走线对模:适合小截面的电线电缆的调模。把导线穿过模芯,与牵引线接好,然后跑胶,进行微调。等胶跑好后,调整好螺杆和牵引速度,起车走线取样,然后停车,观察样品的塑料层厚度是否均匀,反复几次,直到调均匀为止,再把螺钉拧紧。
(4)灯光对模:适合聚乙烯塑料电线电缆。利用灯光照射绝缘层和护套层,观察上、下、左、右四周的厚度,调整对模螺钉,直到调均匀为止,然后把螺钉拧紧。
(5)感觉对模:它是经验对模的方法。利用手摸感觉塑料层厚度,调整模具。适用于大截面电线电缆的外护层。
(6)其他对模方式:
1)利用游标卡尺的深度尺测量塑料层厚度,调整模具。
2)利用对模螺钉的螺纹深度调整模具。
3)利用取样测量塑料层厚度调整模具。
另外,模芯与模套间轴向模口相对距离的调整也很重要。调整不当,会造成设备事故。再有,模芯与模套孔径合理选配之后,还应注意模芯外锥与模套内锥角度差的选定,一般必须使模套的内锥角大于模芯的外锥角
3~10°,这个角差是及其重要的。只有这样的角度差才能使塑料挤出压力逐渐增大,实现塑料层组织密实、塑料与线芯结合紧密的目的,但这个角度差不宜过大,否则使挤出压力增大而降低挤出量。
废品的种类及排除方法
第一节 焦烧
焦烧的现象
(2) 温度反映超高,(3) 或者是控制温度的仪表失灵,(4) 造成塑料超高温而(5) 焦烧。
(6) 机头的出胶口烟雾大,(7) 有强烈的刺激气味,(8) 另外还有噼啪声。
(9) 塑料表面出现颗粒状焦烧物。
(10) 合胶缝处有连续气孔。
产生焦烧的原因
(11) 温度控制超高造成塑料焦烧。
(12) 螺杆长期使用而(13) 没有清洗,(14) 焦烧物积存,(15) 随塑料挤出。
(16) 加温时间太长,(17) 塑料积存物长期加温,(18) 使塑料老化变质而(19) 焦烧。
(20) 停车时间过长,(21) 没有清洗机头和螺杆,(22) 造成塑料分解焦烧。
(23) 多次换模或换色,(24) 造成塑料分解焦烧。
(25) 机头压盖没有压紧,(26) 塑料在里面老化分解。
(27) 控制温度的仪表失灵,(28) 造成超高温后焦烧。
排除焦烧的方法
(29) 经常的检查加温系统是否正常。
(30) 定期地清洗螺杆或机头,(31) 要彻底清洗干净。
(32) 按工艺规定要求加温,(33) 加温时间不(34) 宜过长,(35) 如果加温系统有问题要及时找有关人员解决。
(36) 换模或换色要及时、干净,(37) 防止杂色或存胶焦烧。
(38) 调整好模具后要把模套压盖压紧,(39) 防止进胶。
(40) 发现焦烧应立即清理机头和螺杆。
第二节 塑化不良
塑化不良地现象
(2) 塑料层表面有蛤蟆皮式地现象。
(3) 温度控制较低,(4) 仪表指(5) 针反映温度低,(6) 实际测量温度也低。
(7) 塑料表面发乌,(8) 并有微小裂纹或没有塑化好地小颗粒。
(9) 塑料的合胶缝合的不(10) 好,(11) 有一条明显的痕迹。
塑化不良产生的原因
(12) 温度控制过低或控制的不(13) 合适。
(14) 塑料中有难塑化的树脂颗粒。
(15) 操作方法不(16) 当,(17) 螺杆和牵引速度太快,(18) 塑料没有完全达到塑化。
(19) 造粒时塑料混合不(20) 均匀或塑料本身存在质量问题。
排除塑化不良的方法
(21) 按工艺规定控制好温度,(22) 发现温度低要适当的把温度调高。
(23) 要适当地降低螺杆和牵引的速度,(24) 使塑料加温和塑化的时间增长,(25) 以提高塑料塑化的效果。
(26) 利用螺杆冷却水,(27) 加强塑料的塑化和至密性。
(28) 选配模具时,(29) 模套适当小些,(30) 加强出胶口的压力。
第三节 疙瘩
产生疙瘩的现象
(2) 树脂在塑化过程中产生的疙瘩,(3) 在塑料层表面有小晶点和小颗粒,(4) 分布在塑料层表面四周。
(5) 焦烧产生的疙瘩,(6) 在塑料层表面有焦烧物,(7) 特别反映在合胶缝的表面上。
(8) 杂质疙瘩,(9) 在塑料表面有杂质,(10) 切(11) 片的疙瘩里面有杂质。
(12) 塑化不(13) 良产生的塑料疙瘩,(14) 切(15) 片后发现疙瘩里面是熟胶。
产生疙瘩的原因
(16) 由于温度控制较低,(17) 塑料还没有塑化好就从机头挤出来了。
(18) 塑料质量较差,(19) 有难塑化的树脂,(20) 这些没有完全塑化就被挤出。
(21) 加料时一些杂质被加入料斗内,(22) 造成杂质疙瘩。
(23) 温度控制超高,(24) 造成焦烧,(25) 从而(26) 产生焦烧疙瘩。
(27) 对模压盖没有压紧,(28) 进胶后老化变质,(29) 出现焦烧疙瘩。
排除疙瘩的方法
(30) 塑料本身造成的疙瘩,(31) 应适当地提高温度。
(32) 加料时严格检查塑料是否有杂物,(33) 加料时不(34) 要把其它杂物加入料斗内,(35) 发现杂质要立即清理机头,(36) 把螺杆内的存胶跑净。
(37) 发现温度超高要立即适当降低温度,(38) 如果效果不(39) 见好,(40) 要立即清洗机头和螺杆,(41) 排除焦烧物。
(42) 出现树脂疙瘩和塑化不(43) 良的疙瘩,(44) 要适当调高温度或降低螺杆和牵引的速度。
第四节 塑料层正负超差
产生超差的现象
(2) 螺杆和牵引的速度不(3) 稳,(4) 电流表或电压表左右摆动,(5) 因此影响电缆外径,(6) 产生塑料层的偏差。
(7) 半成品质量有问题,(8) 如钢带或塑料带绕包松,(9) 产生凸凹不(10) 均匀现象或塑料层有包、棱、坑等缺陷。
(11) 温度控制超高,(12) 造成挤出量减少,(13) 使电缆的外径突然变细,(14) 塑料层变薄,(15) 形成负差。
产生超差的原因
(16) 线芯或缆心不(17) 圆,(18) 还有蛇形,而(19) 外径变化太大。
(20) 半成品有质量问题,(21) 如:钢带接头不(22) 好,(23) 钢带松套,(24) 钢带卷边,(25) 塑料带松套,(26) 接头过大,(27) 散花等。
(28) 操作时,(29) 模芯选配过大,(30) 造成倒胶而(31) 产生塑料层偏芯。
(32) 调整模具时,(33) 调模螺钉没有扭紧,(34) 产生倒扣现象而(35) 使塑料层偏芯。
(36) 螺杆或牵引速度不(37) 稳,(38) 造成超差。
(39) 加料口或过滤网部分堵塞,(40) 造成出胶量减少而(41) 出现负差。
排除超差的方法
(42) 经常测量电缆外径和检查塑料层厚度,(43) 发现外径变化或塑料层不(44) 均匀,(45) 应立即调整。
(46) 选配模具要合适,(47) 调好模具后要把调模螺钉拧紧,(48) 把压盖压紧。
(49) 注意螺杆和牵引的电流和电压表,(50) 发现不(51) 稳,(52) 要及时找电工、钳工检修。
(53) 不(54) 要把条料或其它杂物加入料斗内,(55) 若发现此情况要立即清除。
3。模具设计的要点
(1)模具材料的选用:模芯材料的选择以资源、成本、寿命要求为基本原则,以及耐热、耐磨、耐蚀性要好,易于切削加工、熔焊、不生锈等。被用来做模具(模芯、模套)的材料主要有:碳素结构钢(45 钢应用最广);合金结构钢(如、al等);合金工具钢等。而对于挤管式模芯的结构特点,其长嘴定径区是一个薄壁圆管,一般不易进行热处理,其耐磨性要求较严,尤其是用于绝缘挤出的模芯,多用耐磨的合金钢(如al)制成。模套材料的耐磨要求可以降低,而加工精度必须提高,往往模套以45 钢制成,内表面镀铬抛光达?7。
(2)挤压式模芯(无嘴)的结构尺寸如下图:
1-d 2-d 3-l 4-l 5-d
6-m 7-b 8-d 9-φ 10-φ
在材料确定后,以工艺的合理性,兼顾加工的可能性恰当设计各部尺寸,应注意的要点如下:
1)外锥角φ :根据机头结构和塑料流动特性设计,锥角控制在45°以下,角度越小,流道越平滑,突变小,对塑料层结构有益。在挤出聚乙烯等结晶性高聚物时,对突变而导致的预留内应力的避免尤其重要,只有充分予以注意才能有效的提高制品的耐龟裂性能。角度的大小往往根据机头内部结果特点决定。
2)模芯外锥最大直径d :该尺寸是由模芯支持器(或模芯座)的尺寸决定的,要求严格吻合,不得出现“前台”,也不可出现“后台”,否则将造成存胶死角,直接影响塑料层组织和表面质量。
3)内锥最大直径d :该尺寸主要决定于加工条件和模芯螺柱的壁厚,在保证螺纹强度和壁厚的前提下,d 越大越好,便于穿线。
4)模芯孔径d :这是对挤出质量影响最大的结构尺寸,按线芯结构特性及其尺寸设计。一般情况下,单线取d =线芯直径+绞合线芯取d=线芯外径+既不能太大,也不能太小。因为过大了,一则形成线芯的摆动而造成挤出偏芯,再则会出现倒胶,既有害挤包层质量,又有可能造成断线。而过小,则易刮伤线芯,也使模具寿命降低;对绞线而言,由于线径不均,模孔d 过小时,则是断线的主要原因。通常为加工便利,且模芯孔径尺寸系列化,则多取模芯孔径d 为整数。
5)模芯外锥最小直径d :d 实际上是决定模芯出线端口厚度的尺寸,端口厚度△=1/2(d -d )不能太薄,否则影响使用寿命;也不宜太厚,否则塑料熔体流道发生突变,并且形成涡流区,引发挤出压力的波动,而且易形成死角,影响塑料层质量,一般模芯出线端口的壁厚控制再0。5~1mm为宜。
6)模芯定径区长度l :l 决定线芯通过模芯的稳定性,但也不能设计的太长,否则将造成加工困难,工艺上的必要性也不大,一般l =(0。5~1。5)d ,且模芯孔径d 较大时选下限,否则,反之。
7)模芯锥体长度l :这往往是设计给出的参考尺寸,从上图不难看出,
tgφ ㄍ2=(d -d )ㄍ2 l ,亦即l =(d -d )ㄍ【2(tgφ ㄍ2)】。
所以l 可以依据上述决定的尺寸确定,经计算确定l 的长度,如果太长或太短,与机头内部结构配合不当,可回过头来修正锥角φ ,然后再计算l 直至合适。
(3)挤压式模套的结构尺寸如下图:
1-d 2-d′ 3-l 4-a 5-b
6-l 7-d 8-d′ 9-φ
1)模套压座外径d:根据模套座(或机头结构内筒直径)设计,一般小于筒径内孔0。5~,此间隙是工艺调整偏芯、确保同心度的必要因素,间隙不能太小,否则满足不了调偏的需要;间隙太大也不行,因为太大影响模套的稳固性,甚至在挤出过程中发生自行偏斜。
2)内锥最大直径d′:这是模套设计的精密尺寸之一。其大小必须严格与模套座(或机头内锥)末端内径一致,否则组装模套后将产生阶梯死角,这是工艺所不允许的。
3)模套定径区直径d:这又是模套设计的精密尺寸之一。要根据产品直径、各挤出工艺参数及挤制塑料特性来严格设计。一般d=成品标称直径+
4)模套内锥角φ:角φ是由d′、d及模套长度制约的,角φ又同时受到与其配套的模芯的外锥角的制约,角φ必须大于模芯外锥角3~10°,若没有这个角度差,便保证不了挤出压力,当然挤出压力也不能太大,因为这样会影响挤出产量,因此角度差也不能太大。角φ和d′、d一样都不能按参考尺寸设计,因此三个尺寸必须同时精密计算,相互修正,并在加工中依照尺寸l和l进行调整。
5)模套定径区长度l:一般取l=(1~3)d为宜,长一些对定型有利,但越长阻力越大,影响产量。所以,当d较大时,不能取上限。
6)模套压座厚度b:按模套座深度(或机头内筒出口处深度)设计,一般要大0。3~。
7)模套外径d′:根据模套压盖内孔设计一般要小于压盖内孔2~3mm,但也不宜过小,否则间隙过大将造成散热不均匀。
8)模套总长l:这是设计给出的参考尺寸,由b和可调整的长度a来确定。
(4)挤管式模芯(长嘴)的结构尺寸如下图所示:
1-d 2-d′ 3-δ 4-l 5-l′
6-l 7-d 8-m 9-d′
挤管式长嘴模芯的结构尺寸除定径区外,其余外形尺寸与挤压式模芯设计基本相同,现对挤管式模芯定径部分的尺寸设计做一简述。
1)模芯定径区内径d:又叫模芯孔径。该尺寸根据选用材料的耐磨性、半制品尺寸大小及其材质与外径规整程度等设计,一般设计为d=d +(0。5~2)mm或d=d +(3~6)mm,主要因为线芯尺寸较小且规则,而缆芯较大且外径尺寸不规则的缘故。为了模具系列化,通常将模芯孔径加工成整数尺寸。
2)模芯定径区外圆柱(长嘴)直径d′:从上图可看出d′决定于尺寸d及其壁厚δ,即d′=d+2δ。壁厚的设计既要考虑模芯的寿命,又要考虑塑料的拉伸特性及电线电缆塑料层的挤包紧密程度,一般设计为d′=d+2(0。5~1。5)mm,即模芯嘴壁厚为0。5~。这个数值不能太大,否则拉伸比就大,塑料层拉伸后强度提高,而延伸率下降,影响电线电缆的弯曲性能;但也不能太小,太小因过薄使其使用寿命降低。
3)定径区外圆柱(模芯嘴)长度l:该尺寸依据尺寸d考虑挤出塑料成型特性设计,一般设计为l=(0。5~2)d,d值大取下限,d值小取上限,用于挤护套的模芯取下限,挤绝缘时取上限。
4)定径区内圆柱(承线)长度l′:该尺寸由加工条件,半制品结构特性决定。无论如何l′必须比l长度大2~4mm,这是确保模芯强度的必需,所以l′实际是参考l决定的。
(5)挤管式模套的结构型式与挤压式模套基本相同。所不同之处是其结构尺寸中的模套定径区的直径及其长度,必须按与其配合的挤管式模芯来设计。
1)模套定径区直径d :该尺寸按挤管式模芯嘴外圆直径d′、线芯或缆芯外径、挤包绝缘或护套厚度等设计。一般设计为d =d′+2倍挤包厚度,并视绝缘(护套)厚度、产品结构要求及塑料的拉伸特性而定。
2)模套定径区长度l :该尺寸往往根据塑料的成型特性和模芯定径区外圆柱(模芯嘴)的长度l 而定,一般设计为l =l -(1~6)mm,而且挤包绝缘(护套)厚度小时取下限(即减去值取上限);否则,反之。
总之设计模具时,除考虑材料、加工、使用寿命外,还应满足下列条件:1)增加模具的压力,使塑料从机筒进入模具后,压力增大且均匀稳定,从而增加塑料的塑化和致密性,提高产品的质量;2)增长模具配合部分的塑料流动通道,使流动中的塑料进一步塑化,从而提高塑料塑化的程度;3)消除模具配合中产生的流动死角,使流道形成流线型,利于塑化好的塑料挤出;4)抽真空挤塑的模具,模芯的承线径一般应在20~40mm,模套的承线径一般在15~30mm。
二、工艺配模
配模是否合理,直接影响挤塑的质量和产量,故配模是重要操作技能之一。由于塑料熔体离模后的变化,使得挤出线径并不等于模套的孔径,一方面由于牵引、冷却使制品挤包层截面收缩,外径减少;另一方面又由于离模后压力降至零,塑料弹性回复而胀大,离模后塑料层的形状尺寸的变化与物料性质、挤出温度及模具尺寸和挤出压力有关。模具的具体尺寸是由制品的规格和挤塑工艺参数决定的,选配好适当的模具,是生产高质量、低消耗产品的关键。
1。模具的选配依据
挤压式模具选配主要是依线芯选配模芯,依成品(挤包后)的外径选配模套,并根据塑料工艺特性,决定模芯和模套角度及角度差、定径区(即承线径)长度等模具的结构尺寸,使之配合得当、挤管式模具配模的依据主要是挤出速俩的拉伸比,所谓拉伸比就是塑料在模口处的圆环面积与包覆与电线电缆上的圆环面积之比,即模芯模套所形成的间隙截面积与制品标称厚度截面积之比值,拉伸比:
k=(d -d )/(d -d )
其中 d ??为模套孔径(mm);
d ??为模芯出口处外径(mm);
d ??为挤包后制品外径(mm);
d ??为挤包前制品直径(mm)。
不同塑料的拉伸比k也不一样,如聚氯乙稀k=1。2~1。8、聚乙烯k=1。3~2。0,由此可确定模套孔径。但此方法计算较为繁琐,一般多用经验公式配模。
2。模具的选配方法
(1)测量半制品直径:对绝缘线芯,圆形导电线芯要测量直径,扇形或瓦形导电线芯要测量宽度;对护套缆芯,铠装电缆要测量缆芯的最大直径,对非铠装电缆要测量缆芯直径。
(2)检查修正模具:检查模芯、模套内外表面是否光滑、圆整,尤其是出线处(承线)有无裂纹、缺口、划痕、碰伤、凹凸等现象。特别是模套的定径区和挤管式模芯的管状长嘴要圆整光滑,发现粗糙时可以用细纱布圆周式摩擦,直到光滑为止。
(3)选配模具时,铠装电缆模具要大些,因为这里有钢带接头存在,模具太小,易造成模芯刮钢带,电缆会挤裂挤坏。绝缘线芯选配的模具不易过大,要适可而止,即导电线芯穿过时,不要过松或过紧。
(4)选配模具要以工艺规定的标称厚度为准,模芯选配要按线芯或缆芯的最大直径加放大值;模套按模芯直径加塑料层标称厚度加放大值。
3。配模的理论公式
(1)模芯 d =d+e
(2)模套 d =d +2δ+2△+e
式中:d ??模芯出线口内径(mm);
d ??模套出线口内径(mm);
d ??生产前半制品最大直径(mm);
δ??模芯嘴壁厚(mm);
△??工艺规定的产品塑料层厚度(mm);
e ??模芯放大值(mm);
e ??模套放大值(mm)。
(3)放大值e 或e 的说明。
1)绝缘线芯模芯e 的放大值为0。5~3mm;
2)绝缘线芯模套e 的放大值为1~3mm;
3)生产外护套电缆用模芯e 的放大值、铠装电缆为2~6mm,非铠装为2~4mm;
4)生产外护套电缆用模套e 的放大值为2~5mm。
4。举例说明模具的选配
1)生产绝缘线芯3x 的实心铝导体扇形电缆,其扇形(标称)宽度为(其最大宽度允许值),绝缘层标称厚度为。(其最小厚度允许值为2。0x90%-0。1=,模芯嘴壁厚为,选用模具。
模芯d =d+e =22+2=24(mm)考虑到实体扇形及最大宽度,选取d =24mm。
模套孔径d =d +2δ+2△+e
=24+2x1+2x2+3=33(mm)
2)生产电缆外护套,其型号为vlv,规格为1x ,电压为0。6/1kv,
选用模具。该电缆成缆后直径为,护套标称厚度为,取模芯嘴壁厚为。
模芯孔径 d =d+e =24+3=27mm
模套孔径 d =d +2δ+2△+e
=27+2x1。5+2x2+4=38mm
3)在实际生产过程中,模具的选配往往在操作规程或生产工艺卡中给出一定的经验公式,如某厂φ65挤塑机给出的模具选配公式(△为塑料挤包层的标称厚度)。
挤压式 模芯(mm) 模套(mm)
单线
绞线 导线直径+
绞线外径+ 导线直径
绞线外径
挤管式 模芯(mm) 模套(mm)
绝缘
护套 线芯外径+(0。1~1。0)
缆芯最大外径+(2~6) 模芯外径
模套外径+2△+(1。0~4。0)
线芯或缆芯外径不均时,放大值取上限;反之取下限。在保证质量及工艺要求的前提下,要提高产量,一般模套放大值取上限。
5。选配模具的经验
1)16mm 以下的绝缘线芯的配模,要用导线试验模芯,以导线通过模芯为宜。不要过大,否则将产生倒胶现象。
2)抽真空挤塑时,选配模具要合适,不宜过大,若大,绝缘层或护套层容易产生耳朵、起棱、松套现象。
3)挤塑过程中,实际上塑料均有拉伸现象存在,一般塑料的实际拉伸在左右。根据拉伸考虑模套的放大值,拉伸比大的塑料模套放大值大于拉伸比小的塑料模套放大值,如聚乙烯大于聚氯乙稀。
4)安装模具时要调整好模芯与模套间的距离,防止堵塞,造成设备事故。
三、模具的调整
(1)模芯的安装:模芯是安装在模芯支撑器上的,目前模芯与支撑器有两种结合方法。一种是靠螺纹连接,即将模芯支撑器卡在台钳上,将选配好的模芯拧紧在支撑器上,然后再将模芯支撑器装在机头上。另外是利用支撑器与模芯相同锥度紧密结合,靠挤出塑胶的反作用压力实现的。其安装方法为,先将支撑器放入机头预热,待热胀后,再将凉模芯插入支撑器内锥孔,顶紧即可。
(2)模套的安装:将选配好的模套嵌入模套座内,然后将模套座置入 机头内膛,并径向固定好,再装紧压盖,压紧模套。此时,压盖不要拧的太紧,否则,不利于初调偏芯。
(3)模具的拆卸:拆卸模具,先拧松模套调偏螺栓,卸下模盖,去掉模套,再卸除模芯支撑器,去掉模芯即可。注意模套模芯拆卸后,应立即清洗其上的塑胶,以防止塑胶冷却后难以去掉。拆卸并清洗干净的模具应妥善保管,防止碰伤模具。
(4)对共模挤出机,根据热胀冷缩原理,装模时应遵循先热后冷的原则,装模顺序是:
1)将十字机头加热,待其略膨胀后将模套装入机头;
2)拧紧模套紧固螺母;
3)待模套少热略胀后将内模装入;
4)装上外模拧上外模紧固螺母;如主辅机同时工作时,应先将分流 模加热待其略胀后将外模嵌入分流模,待嵌有外模的分流模冷却后将其装入机头,拧上外模紧固螺母;
5)拧上铜线导向螺母
在装模时应在各部件的接触面上涂抹高温(如二硫化钼),以便换规格时调换模具。
2。模具的调整
调整模具的原则是,面对机头,先松后紧,拧紧螺钉的方向为左上、右下、左下、右上;经常检查对模螺钉是否松动和损坏,如有损坏应立即更换;注意拧螺钉时谨防碰着加热片电插头,以免触电或碰坏插头,为防触电,调整模具时,可先关掉模口段加热电源;调模时,模套的压盖不要压的太紧,等调整好后再把压盖压紧,防止压盖进胶,造成塑料层偏芯或焦烧。模具的调整方法如下:
(1)空对模:生产前把模具调整好,用肉眼把模芯与模套间距离或间隙调整均匀,然后把对模螺钉拧紧。
(2)跑胶对模:塑料塑化好后,调整对模螺钉,根据模口出胶圆周方向的多少,一面跑胶,一面调整,调整时应先松动薄处螺钉,再拧紧跑胶厚的螺钉;同时取样检查塑料厚度是否偏芯,直到调均匀为止,然后把对模螺钉分别拧紧。
(3)走线对模:适合小截面的电线电缆的调模。把导线穿过模芯,与牵引线接好,然后跑胶,进行微调。等胶跑好后,调整好螺杆和牵引速度,起车走线取样,然后停车,观察样品的塑料层厚度是否均匀,反复几次,直到调均匀为止,再把螺钉拧紧。
(4)灯光对模:适合聚乙烯塑料电线电缆。利用灯光照射绝缘层和护套层,观察上、下、左、右四周的厚度,调整对模螺钉,直到调均匀为止,然后把螺钉拧紧。
(5)感觉对模:它是经验对模的方法。利用手摸感觉塑料层厚度,调整模具。适用于大截面电线电缆的外护层。
(6)其他对模方式:
1)利用游标卡尺的深度尺测量塑料层厚度,调整模具。
2)利用对模螺钉的螺纹深度调整模具。
3)利用取样测量塑料层厚度调整模具。
另外,模芯与模套间轴向模口相对距离的调整也很重要。调整不当,会造成设备事故。再有,模芯与模套孔径合理选配之后,还应注意模芯外锥与模套内锥角度差的选定,一般必须使模套的内锥角大于模芯的外锥角
3~10°,这个角差是及其重要的。只有这样的角度差才能使塑料挤出压力逐渐增大,实现塑料层组织密实、塑料与线芯结合紧密的目的,但这个角度差不宜过大,否则使挤出压力增大而降低挤出量。
废品的种类及排除方法
第一节 焦烧
焦烧的现象
(2) 温度反映超高,(3) 或者是控制温度的仪表失灵,(4) 造成塑料超高温而(5) 焦烧。
(6) 机头的出胶口烟雾大,(7) 有强烈的刺激气味,(8) 另外还有噼啪声。
(9) 塑料表面出现颗粒状焦烧物。
(10) 合胶缝处有连续气孔。
产生焦烧的原因
(11) 温度控制超高造成塑料焦烧。
(12) 螺杆长期使用而(13) 没有清洗,(14) 焦烧物积存,(15) 随塑料挤出。
(16) 加温时间太长,(17) 塑料积存物长期加温,(18) 使塑料老化变质而(19) 焦烧。
(20) 停车时间过长,(21) 没有清洗机头和螺杆,(22) 造成塑料分解焦烧。
(23) 多次换模或换色,(24) 造成塑料分解焦烧。
(25) 机头压盖没有压紧,(26) 塑料在里面老化分解。
(27) 控制温度的仪表失灵,(28) 造成超高温后焦烧。
排除焦烧的方法
(29) 经常的检查加温系统是否正常。
(30) 定期地清洗螺杆或机头,(31) 要彻底清洗干净。
(32) 按工艺规定要求加温,(33) 加温时间不(34) 宜过长,(35) 如果加温系统有问题要及时找有关人员解决。
(36) 换模或换色要及时、干净,(37) 防止杂色或存胶焦烧。
(38) 调整好模具后要把模套压盖压紧,(39) 防止进胶。
(40) 发现焦烧应立即清理机头和螺杆。
第二节 塑化不良
塑化不良地现象
(2) 塑料层表面有蛤蟆皮式地现象。
(3) 温度控制较低,(4) 仪表指(5) 针反映温度低,(6) 实际测量温度也低。
(7) 塑料表面发乌,(8) 并有微小裂纹或没有塑化好地小颗粒。
(9) 塑料的合胶缝合的不(10) 好,(11) 有一条明显的痕迹。
塑化不良产生的原因
(12) 温度控制过低或控制的不(13) 合适。
(14) 塑料中有难塑化的树脂颗粒。
(15) 操作方法不(16) 当,(17) 螺杆和牵引速度太快,(18) 塑料没有完全达到塑化。
(19) 造粒时塑料混合不(20) 均匀或塑料本身存在质量问题。
排除塑化不良的方法
(21) 按工艺规定控制好温度,(22) 发现温度低要适当的把温度调高。
(23) 要适当地降低螺杆和牵引的速度,(24) 使塑料加温和塑化的时间增长,(25) 以提高塑料塑化的效果。
(26) 利用螺杆冷却水,(27) 加强塑料的塑化和至密性。
(28) 选配模具时,(29) 模套适当小些,(30) 加强出胶口的压力。
第三节 疙瘩
产生疙瘩的现象
(2) 树脂在塑化过程中产生的疙瘩,(3) 在塑料层表面有小晶点和小颗粒,(4) 分布在塑料层表面四周。
(5) 焦烧产生的疙瘩,(6) 在塑料层表面有焦烧物,(7) 特别反映在合胶缝的表面上。
(8) 杂质疙瘩,(9) 在塑料表面有杂质,(10) 切(11) 片的疙瘩里面有杂质。
(12) 塑化不(13) 良产生的塑料疙瘩,(14) 切(15) 片后发现疙瘩里面是熟胶。
产生疙瘩的原因
(16) 由于温度控制较低,(17) 塑料还没有塑化好就从机头挤出来了。
(18) 塑料质量较差,(19) 有难塑化的树脂,(20) 这些没有完全塑化就被挤出。
(21) 加料时一些杂质被加入料斗内,(22) 造成杂质疙瘩。
(23) 温度控制超高,(24) 造成焦烧,(25) 从而(26) 产生焦烧疙瘩。
(27) 对模压盖没有压紧,(28) 进胶后老化变质,(29) 出现焦烧疙瘩。
排除疙瘩的方法
(30) 塑料本身造成的疙瘩,(31) 应适当地提高温度。
(32) 加料时严格检查塑料是否有杂物,(33) 加料时不(34) 要把其它杂物加入料斗内,(35) 发现杂质要立即清理机头,(36) 把螺杆内的存胶跑净。
(37) 发现温度超高要立即适当降低温度,(38) 如果效果不(39) 见好,(40) 要立即清洗机头和螺杆,(41) 排除焦烧物。
(42) 出现树脂疙瘩和塑化不(43) 良的疙瘩,(44) 要适当调高温度或降低螺杆和牵引的速度。
第四节 塑料层正负超差
产生超差的现象
(2) 螺杆和牵引的速度不(3) 稳,(4) 电流表或电压表左右摆动,(5) 因此影响电缆外径,(6) 产生塑料层的偏差。
(7) 半成品质量有问题,(8) 如钢带或塑料带绕包松,(9) 产生凸凹不(10) 均匀现象或塑料层有包、棱、坑等缺陷。
(11) 温度控制超高,(12) 造成挤出量减少,(13) 使电缆的外径突然变细,(14) 塑料层变薄,(15) 形成负差。
产生超差的原因
(16) 线芯或缆心不(17) 圆,(18) 还有蛇形,而(19) 外径变化太大。
(20) 半成品有质量问题,(21) 如:钢带接头不(22) 好,(23) 钢带松套,(24) 钢带卷边,(25) 塑料带松套,(26) 接头过大,(27) 散花等。
(28) 操作时,(29) 模芯选配过大,(30) 造成倒胶而(31) 产生塑料层偏芯。
(32) 调整模具时,(33) 调模螺钉没有扭紧,(34) 产生倒扣现象而(35) 使塑料层偏芯。
(36) 螺杆或牵引速度不(37) 稳,(38) 造成超差。
(39) 加料口或过滤网部分堵塞,(40) 造成出胶量减少而(41) 出现负差。
排除超差的方法
(42) 经常测量电缆外径和检查塑料层厚度,(43) 发现外径变化或塑料层不(44) 均匀,(45) 应立即调整。
(46) 选配模具要合适,(47) 调好模具后要把调模螺钉拧紧,(48) 把压盖压紧。
(49) 注意螺杆和牵引的电流和电压表,(50) 发现不(51) 稳,(52) 要及时找电工、钳工检修。
(53) 不(54) 要把条料或其它杂物加入料斗内,(55) 若发现此情况要立即清除。