挤管式模具的设计

1、电缆绝缘挤管式模具的设计挤塑模具是塑料挤出过程中最后的定型装置，其几何形状、结构形式和尺寸、温度高低、压力大小等直接决定电缆加工的成败。电线电缆生产中使用的挤塑模具（模芯和模套）主要有三种形式：挤压式、半挤压式和挤管式。近期我们对挤管式模具重新进行了研究和设计，以便提高生产效率及产品性能和质量，优化加工工艺。下面就具体设计理念做个介绍。1挤管式模芯材料的选用挤管式模芯的结构特点是它的定径区是一个薄壁圆管，一般不能进行热处理。因此,所用材料的耐磨性必须予以充分考虑，所以多用耐磨的合金刚制成，如38CrMoAl,加工成毛坯并留有一定裕量，经调质处理后再精加工，必须确保零件加工的同心度。相关几何尺寸

2、的设计及符号的说明现以小90mm挤出机，挤制导体截面为120mm2的绝缘为例，其挤管式模芯结构见图1图中，D为模芯外锥最大直径；D1为模芯与机头结合锥体的最小端直径；D为模芯内锥最大内径；a为模芯外锥角；d为模芯定径区内径；d，为模芯定径区外圆直径；一为模芯定径区外圆柱长度；i1为模芯定径区内圆柱长度；L，为模芯与机头结合锥体长度；L为模芯总长度；a'为模芯与机头结合锥体角度；6为模芯定径区壁厚。其中，D、D1、L,、D，均根据机头尺寸而定。Qo q1D5O1D0 q1D59 6= Da 1=2.8611=15_未注倒角八示2X45*a8L1=105.L=190c 1 =70挤管式模芯

3、结构模芯外锥角a。该角度是根据机头结构和塑料流动特性设计的，a角越小，流道越平滑，突变小，对绝缘层结构有利。模芯外锥最大直径D、锥体最小端直径Di以及a1角和模芯中长度L。这些尺寸是由机头模芯座的尺寸所决定的，而且与机头模芯座尺寸必须严格吻合，加工精度要高，表面须抛光。内锥最大直径D1o该尺寸主要决定于加工条件，在保证壁厚的前提下越大越好，越小越难加工。在690mm以下的挤塑机，模芯与机头的联接时采用螺纹，在这种情况下必须保证螺柱的壁厚。在特殊情况下，如内加工困难，可加工成台阶式内孔。模芯定径区内径d。该尺寸时根据选用的材料和电缆半制品尺寸的大小来设计的。一般设计为d=di+(2)mm或d=d

4、i1+(36)mm式中，di为导电线芯外径(mm)d11为电缆缆芯外径(mm)。这是因为导电线芯尺寸较小且规则，而电缆缆芯尺寸一般较大且不规则，所以定径区内径放大的裕量不等。模芯定径区外圆直径d1,从图1可知d1=d+26,壁厚6的设计既要考虑模具的寿命，又要考虑塑料的拉伸拉伸特性及包裹的紧密程度。6不能太大，太大拉伸比就大，使挤出的塑料表面毛糙，也容易拉断，但也不能太小，太小因模芯承径区太薄容易损坏而降低寿命，一般6取1.5mm。定径区外圆柱长度i1。该尺寸依据模芯定径区内径d并考虑挤出塑料成型特性设计，一般设计为i1=d(2)mm,其遵循的原则时d小时取上限，d大时取下限；或挤绝缘层取上限

5、，挤护套取下限。定径区内圆柱长度(1。为确保模芯强度，i1须比(1长2-4mm,所以(1实际时有(1决定的。挤管式模套材料的选用模套的材料与模芯相同，但为了节约成本，往往模套均采用45号钢或40Cr制成，要求表面抛光。相关几何尺寸的符号说明及设计现同样以690mm挤出机，挤制导体截面为120mm的绝缘为例，其挤管式模套结构见图2。未注倒角2X45*L1=80图二挤管式无套结构图中，D2为模套压座外径；D3为模套内锥最大直径；B为模套内锥角；di为模套定径区内径；d2为模套外圆直径；L为模套定径区内圆柱体长度；L为模套总长度，而D2、Li、D3、d2均按机头尺寸而定。模套压座外径D2,根据机头模

6、套座内孔设计，一般小于模套座内径1.5mm,此间隙是工艺上调偏心，确保同心度所必须的。间隙太小满足不了偏心度的要求，间隙太大影响稳固性，甚至在挤出过程中发生自行偏斜。模套外径d20根据模套压盖内孔设计，一般要小于压盖内径23mm,但不宜过小，否则间隙过大将形成散热不均。内锥最大直径D3,其大小必须严格与机头模套座末端内径一致，否则组装后将产生阶梯死角，这是工艺不允许的。模套内锥角B。从图2中可知，B时由D3、di、Li制约的，同时又受到与其配套的模芯外锥角a的制约，B必须比a的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，因为这样会影响产量，所以B和D3、di一样都

7、不能按参考尺寸设计，这三个尺寸必须同时精密计算，相互修正，并在加工中按（和Li进行调整。模套定径区直径di。该尺寸按模芯外圆直径d】、导电线芯外径或缆芯外径、挤包绝缘或护套度等设计。一般设计为di=J+26+拉伸裕量，这个拉伸裕量一般取（）6,并视绝缘或护套厚度、产品机构要求和塑料的拉伸特性而定。模套定径区长度该尺寸往往根据塑料成型特性和模芯定径区外圆柱长度ii而定，一般设计为i=ii-（i6）mm,且绝缘或护套厚度小取下限，厚度大取上限。模套压座厚度bo按模套座深度设计，一般高出0.5mm。模套总长Lio这是设计给出的参考尺寸，由b和可调套长度a确定。挤管式模具的配模配模是否合理直接影响挤出

8、质量和产量。挤管式模具配模的主要依据是拉制的拉伸比，所谓拉伸比k就是塑料离开模口时圆环面积Si与包裹于芯线上绝缘或护套的圆环面积&之比，即：di2-d22k=Si/S2=d32-d42式中，di为模套定径区直径；d2为模芯定径区外径；d3为挤包后制品外径，d4为挤包前制品直径。不同的塑料其拉伸比k也不一样，如聚氯乙烯为，聚乙烯为,尼龙为,由此可确定模套定径区直径di,但此方法计算较为繁琐，一般多用经验公式配模。表1为10KV架空绝缘电缆的结构参数和挤管式模具（力90mm挤出机）尺寸表。表1挤管式模具尺寸表单位：mm标称截面/mm2导体结构和直径导体屏蔽外径电缆外径模具尺寸跟数/单线直径导体直径模芯模套紧压前紧压后dd+2Sc1ad1c257/6士7720563357/7士88216507/±92267019/10+111