塑料电线挤出模具设计01.pdf

1、1 塑 料 电 线 挤 出 模 具 设 计 塑 料 电 线 挤 出 模 具 设 计 塑 料 电 线 挤 出 模 具 设 计 塑 料 电 线 挤 出 模 具 设 计 一 、 前 言 塑 料 电 线 产 品 质 量 的 好 坏 ， 与 塑 料 本 身 的 质 量 、 挤 出 机 性 能 、 挤 出 温 度 、 收 放 线 张 力 、 速 度 、 芯 线 预 热 、 塑 料 挤 出 后 的 冷 却 、 机 头 模 具 设 计 等 多 种 因 素 有 关 ， 其 中 最 主 要 的 是 塑 料 电 线 挤 出 过 程 中 最 后 定 型 的 装 置 模 具 。 模 具 的 几 何 形 状 、 机 构

2、设 计 和 尺 寸 、 温 度 高 低 、 压 力 大 小 等 直 接 决 定 电 线 加 工 的 成 败 。 因 此 ， 任 何 塑 料 电 线 产 品 的 模 具 设 计 、 选 配 及 其 保 温 措 施 ， 历 来 都 受 到 高 度 重 视 。 电 线 电 缆 生 产 中 使 用 的 模 具 （ 包 括 模 芯 和 模 套 ） 主 要 有 三 种 形 式 ， 既 ： 挤 压 式 、 挤 管 式 和 半 挤 管 式 。 三 种 模 具 的 结 构 基 本 一 样 ， 仅 仅 在 于 模 芯 前 端 有 无 管 状 承 径 部 分 或 管 状 承 径 部 分 与 模 套 的 相 对 位

3、置 不 同 。 挤 塑 机 模 具 的 三 种 类 型 见 图 1 ， 其 优 缺 点 分 别 叙 述 如 下 ： 图1 挤塑机模具的三种类型 (a)挤压式模具 半挤管式模具 挤管式模具 1 . 挤 压 式 （ 又 称 压 力 式 ） 模 具 挤 压 式 模 具 的 模 芯 没 有 管 状 承 径 部 分 ， 模 芯 缩 在 模 套 承 径 后 面 。 熔 融 的 塑 料 （ 以 下 简 称 料 流 ） 是 靠 压 力 通 过 模 套 实 现 最 后 定 型 的 ， 挤 出 的 塑 胶 层 结 构 紧 密 ， 外 表 平 整 。 模 芯 与 模 套 间 的 夹 角 大 小 决 定 料 流 压

4、力 的 大 小 ， 影 响 着 塑 胶 层 质 量 和 挤 出 电 线 质 量 。 模 芯 与 模 套 尺 寸 及 其 表 面 光 洁 度 也 直 接 决 定 着 挤 出 电 线 的 几 何 形 状 尺 寸 和 表 面 质 量 。 模 套 孔 径 大 小 必 须 考 虑 解 除 压 力 后 塑 料 的 “ 膨 胀 ”， 以 及 冷 却 后 的 收 缩 等 综 合 因 素 。 由 于 是 压 力 式 挤 出 ， 塑 料 在 挤 出 模 口 处 产 生 较 大 的 反 作 用 力 。 因 此 ， 出 胶 量 要 较 挤 管 式 低 的 多 ， 目 前 绝 大 部 分 电 线 电 缆 的 绝 缘 均

5、 用2 挤 压 式 模 具 生 产 ， 但 也 有 一 些 电 线 绝 缘 的 生 产 被 挤 管 式 和 半 挤 管 式 模 具 所 代 替 ， 挤 压 式 的 另 一 缺 点 是 偏 心 调 节 困 难 ， 绝 缘 层 厚 薄 不 容 易 控 制 。 2 . 挤 管 式 （ 又 称 套 管 式 ） 模 具 电 线 挤 出 时 模 芯 有 管 状 承 径 部 分 ， 模 芯 口 端 面 伸 出 模 套 口 端 面 或 与 模 套 口 端 面 持 平 的 挤 出 方 式 称 为 挤 管 式 。 挤 管 式 挤 出 时 由 于 模 芯 管 状 承 径 部 分 的 存 在 ， 使 塑 料 不 是

6、直 接 压 在 线 芯 上 ， 而 是 沿 着 管 状 承 径 部 分 向 前 移 动 ， 先 形 成 管 状 ， 然 后 经 拉 伸 在 包 复 在 电 线 的 芯 线 上 。 这 种 形 式 的 模 具 一 直 只 用 于 电 缆 护 套 挤 出 ， 近 年 来 绝 缘 的 挤 出 也 越 来 越 多 的 加 以 采 用 ， 因 为 它 与 挤 压 式 相 比 有 如 下 的 优 点 ： （ 1 ） 挤 出 速 度 快 。 挤 管 式 模 具 充 分 利 用 塑 料 可 拉 身 的 特 性 ， 出 胶 量 由 模 芯 与 模 套 之 间 的 环 形 截 面 积 来 确 定 ， 它 远 远

7、大 于 包 复 于 线 芯 上 的 胶 层 厚 度 ， 所 以 ， 线 速 度 可 根 据 塑 料 拉 伸 比 的 不 同 而 有 所 提 高 。 （ 2 ） 电 缆 生 产 时 操 作 简 单 ， 偏 心 调 节 容 易 ， 不 大 会 发 生 偏 心 。 其 径 向 厚 度 的 均 匀 性 只 由 模 套 的 同 心 度 来 确 定 ， 不 会 因 芯 线 任 何 形 式 的 弯 曲 而 使 包 复 层 偏 心 。 （ 3 ） 模 芯 内 孔 与 芯 线 的 间 隙 较 大 ， 使 磨 损 减 小 ， 提 高 模 芯 的 使 用 寿 命 。 （ 4 ） 配 模 方 便 。 因 为 模 芯

8、内 孔 与 芯 线 外 径 的 间 隙 范 围 较 大 ， 使 模 芯 的 通 用 性 增 大 。 同 一 套 模 具 ， 可 以 用 调 整 拉 伸 比 的 办 法 ， 挤 制 不 同 芯 线 直 径 ， 不 同 包 复 层 厚 度 的 塑 胶 层 。 （ 5 ） 塑 料 经 拉 伸 发 生 “ 定 向 ” 作 用 ， 结 果 使 塑 料 的 机 械 强 度 提 高 ， 这 对 结 晶 性 高 聚 物 （ 聚 乙 烯 ） 的 挤 出 尤 其 有 意 义 ， 能 有 效 地 提 高 电 线 的 拉 伸 方 向 强 度 。 （ 6 ） 护 套 厚 薄 容 易 控 制 。 通 过 调 整 牵 引

9、速 度 来 调 整 拉 伸 比 ， 从 而 改 变 并 控 制 护 套 的 厚 度 。 （ 7 ） 在 某 些 特 殊 要 求 中 可 以 挤 包 得 松 ， 在 芯 线 上 形 成 一 个 松 包 的 空 心 管 子 ， 常 用 于 光 纤 生 产 。 挤 管 式 的 缺 点 ： （ 1 ） 塑 胶 层 的 致 密 性 较 差 。 因 为 模 芯 与 模 套 之 间 的 夹 角 较 小 ， 塑 料 再 挤 出 时 受 到 的 压 实 （ 紧 ） 力 较 小 。 为 了 克 服 此 缺 陷 ， 可 以 在 挤 出 中 增 加 拉 伸 比 ， 使 分 子 排 列 整 齐 而 达 到 提 高 塑

10、胶 层 紧 密 的 目 的 。 （ 2 ） 塑 料 与 线 芯 结 合 的 紧 密 性 较 差 ， 这 正 是 绝 缘 挤 出 中 挤 管 式 不 能 广 泛 获 得 使 用 的 主 要 原 因 。 一 般 可 以 通 过 抽 气 挤 出 来 提 高 塑 料 与 线 芯 结 合 的 紧 密 程 度 ， 当 然 ， 提 高 拉 伸 比 也 是 有 用 的 。3 （ 3 ） 外 表 质 量 不 如 挤 压 式 圆 整 ， 成 缆 、 绕 包 、 编 织 等 芯 线 的 不 均 匀 性 常 在 护 套 表 面 外 观 上 暴 露 出 来 ， 通 过 适 当 地 设 计 选 配 模 具 ， 外 观 质

11、 量 会 有 所 改 善 ， 但 总 不 如 挤 压 式 圆 整 。 3 . 半 挤 管 式 （ 或 半 挤 压 式 ） 模 芯 有 管 状 承 径 部 分 ， 但 比 较 短 。 模 芯 承 径 （ 平 直 部 分 ） 的 端 面 缩 进 模 套 口 端 面 的 挤 出 方 式 称 为 半 挤 管 式 。 这 是 挤 压 式 与 挤 管 式 的 过 渡 形 式 ， 通 常 在 大 规 格 绞 线 绝 缘 挤 包 及 护 套 要 求 紧 密 时 采 用 。 这 是 因 为 采 用 这 种 模 具 ， 模 芯 内 孔 可 以 适 当 增 大 ， 从 而 当 绞 线 外 径 较 大 时 ， 不 致

12、 出 现 刮 伤 、 卡 住 ； 也 能 防 止 因 绞 线 外 径 变 小 ， 在 模 芯 内 摆 动 而 引 起 的 偏 心 。 另 外 ， 它 有 一 些 压 力 ， 使 塑 胶 层 压 实 ， 能 填 充 线 芯 的 空 隙 ， 故 常 用 于 内 护 套 及 要 求 结 合 紧 密 的 外 护 套 挤 出 中 。 在 直 角 式 机 头 中 ， 常 用 于 半 挤 管 式 模 具 生 产 电 缆 的 外 护 套 。 半 挤 管 式 的 缺 点 ： （ 1 ） 对 柔 软 性 较 差 的 芯 线 或 缆 芯 ， 当 其 发 生 各 种 形 式 的 弯 曲 时 ， 将 产 生 偏 心 ，

13、 因 而 不 宜 采 用 。 （ 2 ） 对 综 合 电 缆 等 成 缆 不 圆 整 的 缆 芯 通 过 模 芯 时 ， 会 因 存 在 不 规 则 的 摆 动 ， 而 造 成 偏 心 ， 因 而 不 宜 采 用 。 （ 3 ） 有 时 会 出 现 倒 料 现 象 。4 二 二 二 二 、 、 、 、 模 具 的 设 计 模 具 的 设 计 模 具 的 设 计 模 具 的 设 计 1 . 模 具 设 计 原 则 模 具 质 量 好 坏 直 接 影 响 塑 料 挤 压 质 量 ， 所 以 ， 对 模 具 的 设 计 及 加 工 要 求 较 高 ， 具 体 要 求 如 下 ： （ 1 ） 凡 和

14、塑 料 接 触 的 模 具 表 面 应 光 滑 ， 光 洁 度 要 高 ， 一 般 要 求 6 或 以 上 。 特 别 是 模 套 的 承 径 区 ， 更 应 光 洁 （ 可 镀 铬 ， 厚 度 0 . 0 3 0 . 0 5 m m ）， 保 证 塑 料 成 型 的 表 面 光 洁 度 。 （ 2 ） 熔 融 塑 料 流 动 的 道 路 要 流 畅 ， 料 流 道 路 上 无 突 变 ， 无 突 起 等 阻 挡 ， 也 不 能 有 死 角 。 在 机 头 及 模 具 中 一 切 造 成 料 流 停 留 、 涡 流 的 地 区 都 应 避 免 。 （ 3 ） 塑 料 在 模 具 内 具 有 一

15、 定 压 力 ， 模 套 角 度 必 须 大 于 模 芯 角 度 。 （ 4 ） 模 具 应 具 有 互 换 性 ， 应 考 虑 个 部 位 的 尺 寸 公 差 要 求 。 （ 5 ） 模 具 寿 命 要 长 ， 最 常 用 # 4 5 钢 和 工 具 钢 （ 最 好 经 淬 火 热 处 理 H R C 4 5 左 右 ）。 为 了 提 高 挤 压 式 模 芯 的 耐 磨 性 ， 可 采 用 4 5 # 钢 模 芯 座 上 镶 嵌 钨 钢 模 头 的 合 成 结 构 。 在 具 体 叙 述 各 种 模 具 结 构 之 前 ， 把 常 用 符 号 列 表 如 下 ： D 大 模 套 内 径 ，

16、又 称 ： 模 套 定 径 区 直 径 D 小 挤 管 式 ， 半 挤 管 式 模 芯 承 径 部 分 外 径 d 大 电 线 绝 缘 外 径 或 电 缆 护 套 外 径 的 标 称 值 d 小 电 线 芯 线 外 径 或 电 缆 芯 线 外 径 的 标 称 值 d 1 挤 压 式 模 芯 内 径 d 2 挤 压 式 模 芯 外 径 d 3 挤 管 式 模 芯 内 径 l 挤 压 式 模 芯 内 承 径 （ 又 称 承 线 ） 长 度 l 1 挤 管 式 模 芯 外 承 径 （ 又 称 外 承 线 ） 长 度 l 2 挤 管 式 模 芯 内 承 径 （ 又 称 承 线 ） 长 度 L 模 套

17、承 径 （ 又 称 ： 承 线 、 定 径 、 定 径 区 、 工 作 面 ） 长 度 模 套 内 锥 角 模 芯 外 锥 角 模 芯 内 锥 角5 e 挤 压 式 模 芯 头 部 端 面 厚 度 e = 2 1 ( 1 2 d d ) D 模 芯 外 锥 最 大 直 径 D 1 模 套 外 径 D 2 模 套 压 座 外 径 f 模 套 压 座 厚 度 挤 压 式 模 芯 端 面 与 模 套 承 径 之 间 的 距 离 P 绝 缘 或 护 套 厚 度 t 挤 管 式 模 芯 承 径 部 分 壁 厚 a 挤 管 式 模 芯 伸 出 模 套 的 距 离 b 挤 管 式 模 芯 承 径 后 部 与

18、 模 套 承 径 后 部 之 间 的 距 离 h 半 挤 压 式 ， 模 芯 口 端 面 伸 入 模 套 承 径 部 分 的 距 离 在 本 文 中 引 用 的 塑 料 及 树 脂 ， 根 据 “ G B 1 8 4 4 - 8 0 塑 料 及 树 脂 缩 写 代 号 ” 标 准 先 注 明 如 下 ： P E 聚 乙 烯 P V C 聚 氯 乙 烯 P A 聚 酰 胺 （ 尼 龙 ） P L 聚 酰 亚 胺 P F A 高 氟 烷 氧 基 聚 合 物 ， 又 称 可 熔 融 聚 四 氟 乙 烯 P U R 聚 胺 脂 F E P （ 四 氟 乙 烯 与 六 氟 丙 烯 ） 共 聚 物 ， 简

19、 称 F 46 P T F E 聚 四 氟 乙 烯 ， 简 称 F 4 E T F E 乙 烯 与 四 氟 乙 烯 共 聚 物 ， 简 称 F 40 2 . 挤 压 式 模 芯 挤 压 式 模 芯 结 构 见 图 2 d 1 ： 模 芯 内 径 这 是 对 挤 出 质 量 影 响 最 大 的 结 构 尺 寸 之 一 ， 根 据 线 芯 结 构 特 点 及 其 几 何 尺 寸 设 计 的 。 太 小 ： 穿 线 困 难 ； 线 芯 经 过 不 畅 ， 易 于 刮 伤 线 芯 ， 甚 至 扯 断 芯 线 。 尤 其 对 绞 线 束 线 而 言 ， 由 于 线 径 不 均 ， 模 芯 过 小 ， 则

20、 是 断 线 的 主 要 原 因 。 因 芯 线 经 过 不 畅6 图2 挤压式模芯 ， 挤 出 时 芯 线 一 顿 一 顿 ， 还 容 易 造 成 绝 缘 或 护 套 呈 竹 节 式 ， 粗 细 不 匀 ； 另 外 由 于 磨 损 增 加 ， 模 芯 易 坏 。 太 大 ： 线 芯 在 模 芯 内 摆 动 、 跳 动 ， 容 易 造 成 挤 出 偏 心 ； 另 外 ， 挤 出 过 程 中 容 易 倒 料 （ 俗 称 ： 回 料 ）， 既 有 害 塑 胶 层 质 量 又 有 可 能 造 成 断 线 。 一 般 而 言 ： 单 线 d 1= d 小 + ( 0 . 0 5 0 . 1 5 m m

21、 ) 绞 线 d 1= d 小 + ( 0 . 1 0 0 . 3 0 m m ) 对 于 线 芯 大 的 线 ， 还 可 以 放 宽 。 对 镀 锡 线 要 加 放 0 . 1 0 0 . 1 5 m m 成 缆 芯 线 d 1 = d 小 + ( 0 . 2 0 0 . 5 0 m m ) 大 截 面 （ 布 电 线 或 软 电 线 类 ） 成 缆 芯 线 d 1 = d 小 + ( 0 . 4 0 1 . 0 m m ) 对 大 截 面 力 缆 芯 线 模 芯 内 径 还 应 放 大 。 d 2 : 模 芯 外 径 d 2 实 际 上 是 决 定 模 芯 头 部 端 面 厚 度 e 的

22、尺 寸 ， e = 2 1 ( d 2- d 1) e 太 薄 ： 制 造 困 难 ； 模 芯 寿 命 短 ， 易 坏 。 e 太 厚 ： 则 塑 料 流 动 发 生 突 变 ， 在 端 面 形 成 涡 流 区 ， 引 起 挤 出 压 力 波 动 ； 而 且 ， 也 是 一 个 死 角 ， 影 响 胶 层 质 量 。 一 般 ， 模 头 壁 厚 e = 0 . 3 1 m m ， 小 模 芯 取 前 者 ， 大 模 芯 取 后 者 。 ： 外 锥 角 根 据 机 头 结 构 和 塑 料 流 动 特 性 设 计 。 当 塑 料 在 挤 出 时 ， 从 受 力 分 析 中 可 知 ： 角 小 时

23、， 则 推 力 大 而 压 力 小 ， 此 时 挤 出 的 速 度 快 、 产 量 高 ， 但 塑 料 的 表 面 不 光 滑 ， 包 得 不 紧 密 。 反 之 角 大 时 ， 推 力 小 而 压 力 大 ， 此 时 ， 挤 出 速 度 慢 、 产 量 低7 ， 但 塑 料 表 面 光 滑 ， 包 得 紧 密 。 通 常 要 求 外 锥 角 小 于 模 套 的 内 锥 角 。 一 般 控 制 在 4 5 度 以 下 ， 角 度 越 小 ， 流 道 越 平 滑 ， 突 变 小 ， 对 塑 料 的 结 构 也 有 利 。 在 挤 出 聚 乙 烯 等 结 晶 性 高 聚 物 ， 这 种 突 变 而

24、 致 的 预 留 内 应 力 的 避 免 尤 其 重 要 ， 只 要 充 分 予 以 注 意 ， 才 能 有 效 的 提 高 制 品 的 耐 龟 裂 性 。 常 用 = 2 0 4 0 ， 一 般 可 取 = 3 0 对 塑 料 挤 包 层 较 厚 而 又 需 要 挤 包 的 紧 些 时 可 取 6 0 对 绝 缘 层 特 别 薄 或 某 些 挤 管 式 时 可 取 1 0 : 内 锥 角 在 保 证 螺 柱 壁 厚 的 情 况 下 ， 越 大 越 好 。 但 内 锥 角 与 内 承 径 l 之 间 要 吻 接 好 ， 不 得 出 现 台 阶 ， 以 免 给 穿 线 带 来 困 难 。 在 特

25、 殊 情 况 下 内 锥 加 工 困 难 ， 可 以 加 工 成 台 阶 式 内 孔 ， 为 了 使 穿 线 容 易 ， 台 阶 应 以 6 0 度 喇 叭 口 相 接 。 对 挤 小 线 模 芯 的 内 锥 角 ， 可 以 予 制 一 把 硬 质 合 金 的 定 型 刀 （ 经 过 热 处 理 及 磨 床 加 工 ） 来 加 工 。 l ： 内 承 径 （ 内 承 线 ） l 大 小 决 定 线 芯 通 过 模 芯 时 的 稳 定 性 及 模 芯 的 使 用 寿 命 。 太 短 ： 线 芯 在 模 芯 中 稳 定 性 差 ， 而 且 容 易 磨 损 使 内 孔 扩 大 ， 此 时 线 芯 的

26、 位 置 不 易 固 定 ， 容 易 产 生 偏 心 。 太 长 ： 线 芯 所 受 的 摩 擦 阻 力 增 大 ， 可 能 引 起 线 芯 拉 细 或 拉 短 ； 另 外 ， 加 工 困 难 。 一 般 单 根 导 电 线 芯 的 承 径 较 长 ， 使 挤 包 线 较 平 直 ， 不 易 偏 芯 ， 增 加 模 芯 使 用 寿 命 。 l = ( 3 5 ) d 1 柔 软 线 芯 的 承 径 较 短 ， 以 防 止 线 芯 和 模 芯 摩 擦 产 生 竹 节 拉 断 ， 同 时 穿 线 也 方 便 些 。 对 正 规 绞 或 束 丝 的 承 径 长 度 取 l = ( 1 3 ) d 1

27、 对 于 模 芯 内 径 d 1 大 的 选 取 下 限 ， 内 径 小 的 选 取 上 限 。 L 1 ： 锥 体 长 度 这 是 设 计 给 出 的 参 考 尺 寸 ， 从 D ， d 2 , 就 可 求 出 L 1 ， t g 1 2 2 2 L d D = 亦 既 L 1= 2 2 2 t g d D 如 果 L 1 太 长 或 太 短 与 机 头 内 部 结 构 配 合 不 当 ， 可 以 回 过 头 来 重 新 改 变 锥 角 。8 D ： 模 芯 外 锥 最 大 直 径 该 尺 寸 是 模 芯 座 的 尺 寸 决 定 的 ， 要 求 与 模 芯 座 严 格 吻 合 ， 不 得 出

28、 现 “ 前 台 ” 也 不 可 出 现 “ 后 台 ”， 这 里 也 不 准 倒 角 ， 否 则 将 造 成 滞 留 塑 料 的 死 角 ， 直 接 影 响 胶 层 组 织 和 表 面 质 量 。 3 . 挤 压 式 模 套 大 图 3 挤压式模套 挤 压 式 模 套 结 构 见 图 3 D 大 ： 模 套 内 径 D 大 决 定 挤 出 层 外 径 大 小 及 挤 出 层 表 面 质 量 。 太 大 ： 塑 料 拉 伸 较 大 ， 挤 出 物 表 面 粗 糙 无 光 。 太 小 ： 虽 然 表 面 光 滑 ， 但 容 易 造 成 外 径 粗 细 不 匀 。 考 虑 到 塑 料 出 模 口

29、后 ， 解 除 压 力 的 膨 胀 和 经 冷 却 后 的 收 缩 ， 一 般 都 以 下 列 经 验 公 式 选 配 模 套 尺 寸 ： 挤 绝 缘 D 大 大 d = + ( 0 . 0 5 0 . 2 0 m m ) 有 的 情 况 下 亦 可 设 计 为 ： D 大 大 d = - ( 0 . 0 5 0 . 1 0 m m ) 式 中 d 大 电 线 （ 或 电 缆 ） 外 径 。 ： 模 套 承 径 （ 又 称 ： 承 线 、 定 径 区 、 工 作 区 ） 模 套 承 径 的 长 短 对 机 头 内 料 流 的 压 力 、 偏 心 度 控 制 的 难 易 和 挤 包 表 面 的

30、光 洁 度 有 很 大 的 关 系 。 L 长 ： 熔 融 塑 料 流 动 阻 力 大 ， 机 头 内 料 流 压 力 高 ， 塑 料 不 易 流 出 ， 表 面 不 光 收 线 慢 ， 生 产 效 率 低 。 如 果 收 线 速 度 太 快 ， 有 时 会 拉 断 绝 缘 。 但 是 ， 定 径 区 长 ， 电 线 外 径 均 匀 。9 L 短 ： 熔 融 塑 料 流 动 阻 力 小 ， 机 头 内 料 流 压 力 小 ， 塑 料 容 易 流 出 ， 表 面 光 洁 生 产 速 度 快 ， 不 会 发 生 拉 断 绝 缘 现 象 。 但 是 ， 因 定 径 区 短 ， 电 线 外 径 不 均

31、 匀 ， 塑 料 挤 包 压 力 不 够 。 挤 压 式 模 套 承 径 长 度 取 电 线 绝 缘 外 径 或 模 套 内 径 的 一 定 倍 比 。 一 般 取 L = （ 0 . 2 3 ） D 大 对 粘 度 大 ， 成 型 性 好 的 塑 料 ， 定 径 区 长 度 可 以 相 对 短 一 些 。 P V C 塑 料 在 熔 融 状 态 下 粘 度 较 大 ， 收 缩 较 小 ， 因 此 L 可 短 些 。 P V C 取 L = 大 D ) 2 . 1 5 . 0 ( 。 对 P V C 而 言 ， L 太 长 除 上 面 讲 的 缺 点 外 ， 还 会 因 承 径 长 、 阻 力

32、 大 使 塑 料 温 度 升 高 导 致 分 解 、 烧 焦 。 P V C 常 用 的 模 套 承 径 长 度 L = （ 0 . 7 1 . 0 ） D 大 。 对 成 型 性 较 差 的 塑 料 ， 模 套 定 径 区 必 须 适 当 加 长 。 P E 塑 料 在 熔 融 状 态 下 粘 度 小 ， 收 缩 较 大 ， 因 此 L 可 长 些 ， P E 一 般 L = （ 1 3 ） D 大 。 对 P E 而 言 ， 如 果 L 短 ， 则 塑 料 压 不 实 ， 外 径 不 均 匀 。 经 常 取 的 尺 寸 L = 2 D 大 。 随 着 电 器 设 备 的 普 及 ， 原 来

33、 生 产 B V 、 R V 电 线 的 小 型 厂 纷 纷 转 向 S Y V 系 列 同 轴 射 频 电 缆 的 生 产 。 有 些 厂 在 挤 P E 绝 缘 时 仍 然 用 挤 P V C 的 模 套 （ 承 径 短 ） 生 产 ， 往 往 造 成 电 线 外 径 不 均 匀 ， 如 果 改 用 L = 2 D 大 的 承 径 ， 外 径 粗 细 不 匀 的 缺 点 就 能 克 服 。 ： 模 套 内 锥 角 一 般 模 套 内 锥 角 必 须 大 于 模 芯 的 外 锥 角 。 这 个 角 差 （ - ） 是 极 其 重 要 的 。 这 个 角 差 的 存 在 ， 才 能 是 塑 料

34、 流 道 截 面 逐 步 收 缩 ， 挤 出 时 压 力 逐 渐 增 大 ， 使 塑 料 层 组 织 紧 密 ， 塑 料 与 线 芯 结 合 亦 紧 密 。 角 差 小 、 压 力 小 、 阻 力 也 小 ； 角 差 越 大 ， 压 力 也 越 大 ， 塑 料 与 线 芯 包 得 越 紧 ， 但 阻 力 也 大 ， 降 低 出 胶 量 ， 降 低 生 产 率 。 挤 压 式 模 具 ， 其 夹 角 较 大 ， 有 利 于 挤 包 得 紧 一 些 ； 挤 管 式 模 具 其 夹 角 较 小 ， 有 利 于 挤 管 形 成 ， 包 得 松 一 些 。 一 般 = 3 0 5 0 ， （ - ） =

35、 6 1 0 （ 也 有 3 1 0 ）， 对 流 动 性 好 的 料 ， 角 度 可 大 些 ， 反 则 反 之 。 对 塑 胶 挤 包 层 较 厚 同 时 需 挤 包 的 紧 一 些 时 = 7 5 度 对 于 绝 缘 特 别 薄 或 某 些 挤 管 式 = 2 0 度 在 某 些 极 限 情 况 下 - = 0 度 ， 既 = 也 可 以 勉 强 生 产 ， 但 是 ， 对 1 0 - 0 度 是 绝 对 不 行 的 D 1 ： 模 套 外 径 D 1 根 据 模 套 压 盖 内 孔 设 计 ， 一 般 要 小 于 压 盖 内 孔 2 3 m m 。 但 D 1 不 宜 过 小 ， 否

36、则 间 隙 过 大 将 形 成 散 热 不 匀 。 D 2 ： 模 套 压 座 外 径 根 据 模 套 座 内 孔 设 计 ， 一 般 小 于 模 套 座 内 孔 0 . 5 1 . 5 m m 。 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 调 偏 心 的 要 求 ； 间 隙 太 大 影 响 稳 定 性 ， 甚 至 在 挤 出 过 程 中 发 生 自 行 偏 斜 。 f ： 模 套 压 座 厚 度 按 照 模 套 座 深 度 设 计 ， 一 般 高 出 0 . 3 0 . 5 m m 。 ： 间 隙 （ 模 芯 端 面

37、与 模 套 承 径 之 间 的 距 离 ） 调 节 模 芯 和 模 套 的 间 隙 ， 可 以 获 得 所 需 要 的 绝 缘 厚 度 ， 保 证 挤 包 层 的 均 匀 性 。 增 大 ， 就 增 大 了 塑 料 料 流 对 线 芯 的 压 力 ， 塑 料 流 动 阻 力 小 ， 提 高 了 挤 出 机 的 生 产 率 ； 挤 出 产 品 表 面 紧 密 且 光 滑 。 但 是 太 大 ： 使 塑 料 的 反 压 力 大 ， 塑 料 倒 流 ， 从 模 芯 内 孔 中 向 后 流 动 ， 可 能 使 线 芯 拉 断 ； 另 外 ， 导 致 对 准 中 心 困 难 ， 容 易 发 生 偏 心

38、。 太 小 ： 使 塑 料 向 前 流 动 阻 力 增 加 ， 出 料 不 畅 ； 易 造 成 绝 缘 包 的 不 紧 ， 甚 至 当 模 芯 头 部 顶 住 模 套 的 定 径 区 时 ， 由 于 塑 料 出 口 受 阻 ， 产 生 巨 大 的 内 压 力 使 挤 塑 机 损 坏 ， 造 成 事 故 。 一 般 ， = 1 2 m m 或 （ 0 . 5 2 ） P ， 式 中 P 护 套 （ 或 绝 缘 ） 厚 度 m m ， 以 不 产 生 塑 料 倒 料 为 原 则 。 0 . 5 P 的 情 况 应 尽 量 避 免 。 4 . 挤 管 式 模 芯 挤 管 式 模 芯 的 结 构 见

39、图 4 。 其 结 构 设 计 除 定 径 部 分 外 与 压 力 式 模 芯 设 计 基 本 相 同 ， 在 此 只 对 定 径 部 分 的 几 个 尺 寸 作 一 叙 述 。 d 3 ： 挤 管 式 模 芯 内 径 挤 管 式 模 芯 大 部 分 用 来 挤 护 套 ， 芯 线 或 缆 芯 常 有 编 织 、 铠 装 等 结 构 ， 外 径 不 够 规 则 ， 大 小 组 细 不 匀 ， 因 此 ， 模 芯 内 径 比 芯 线 大 得 多 ， 放 的 余 量 也 大 。1 1 图 4 挤管式模芯 小 一 般 设 计 ： 对 芯 线 尺 寸 较 小 而 规 则 的 取 d 3 = d 小 +

40、 ( 0 . 0 5 2 m m ) 对 缆 芯 尺 寸 较 大 而 不 规 则 的 取 d 3= d 小 + ( 3 6 m m ) 亦 可 按 芯 线 或 缆 芯 外 径 放 大 一 定 比 例 来 设 计 。 例 如 d 3= 1 . 2 d 小 ， 既 模 芯 内 径 比 线 芯 直 径 放 大 2 0 % 。 D 小 ： 模 芯 承 径 部 分 外 径 从 图 4 看 出 D 小 的 尺 寸 决 定 于 d 3 及 模 芯 的 壁 厚 t ， 既 D 小 = d 3+ 2 t 。 这 个 壁 厚 t 的 设 计 既 要 考 虑 到 模 具 的 寿 命 ， 又 要 考 虑 到 塑 料

41、的 拉 伸 特 性 及 电 线 电 缆 塑 料 包 复 的 紧 密 程 度 。 t 太 小 ： 模 芯 承 径 区 太 薄 ， 容 易 损 坏 ， 降 低 寿 命 。 t 太 大 ： 拉 伸 比 就 大 ， 拉 伸 比 大 ， 使 挤 出 的 塑 料 表 面 毛 糙 ， 料 流 也 容 易 拉 断 。 一 般 t = 0 . 5 2 m m 对 4 5 挤 塑 机 t = 0 . 5 1 m m 对 6 5 9 0 挤 塑 机 t = 1 m m 左 右 对 1 2 0 1 5 0 挤 塑 机 t = 1 . 5 2 m m 左 右 这 厚 度 也 不 是 绝 对 的 ， 可 以 有 变 化

42、。 l 1 ： 模 芯 外 承 径 l 1 根 据 承 径 区 内 径 d 3 及 挤 出 塑 料 成 型 特 性 设 计 l 1 太 短 ： 成 为 半 压 力 式 ， 达 不 到 套 管 式 的 要 求 。 l 1 太 长 ： 使 挤 出 压 力 偏 小 ， 塑 料 包 不 紧 ； 芯 线 受 阻 ， 摩 擦 阻 力 增 大 。1 2 一 般 l 1= （ 0 . 5 2 ） d 3 且 有 d 3 大 取 下 限 ， d 3 小 取 上 限 。 l 2 ： 模 芯 内 承 径 挤 管 式 模 芯 内 承 径 的 长 短 由 加 工 条 件 ， 线 芯 的 结 构 特 性 等 决 定 的

43、。 前 面 所 述 挤 压 式 模 芯 内 承 径 的 作 用 、 性 能 特 点 。 在 此 也 一 样 适 用 。 但 是 ， 为 了 保 证 模 芯 承 径 部 分 的 强 度 ， l 2 必 须 大 于 l 1 。 一 般 取 l 2 = l 1 + ( 2 5 ) m m ， 对 于 大 的 模 芯 l 2 还 可 更 长 些 。 5 . 挤 管 式 模 套 小 大 图 5 挤管式模套 挤 管 式 模 套 结 构 见 图 5 L ： 模 套 承 径 长 度 L 小 于 l 1 。 一 般 挤 管 式 挤 出 时 模 芯 口 端 面 与 模 套 口 端 面 是 持 平 的 ， L 小

44、于 l 1 则 可 保 证 模 芯 承 径 后 部 与 模 套 承 径 后 部 之 间 有 一 定 的 距 离 ， 即 图 5 中 b 大 于 零 。 一 般 设 计 L = l 1- ( 2 6 m m ) , 当 护 套 （ 或 绝 缘 ） 厚 度 小 时 L 就 短 一 些 （ 减 值 取 上 限 ）： 厚 度 大 时 L 就 长 一 些 （ 减 值 取 2 或 3 ）。 有 时 亦 可 以 从 模 套 内 径 的 大 小 来 设 计 模 套 承 径 长 度 。 L = （ 0 . 5 1 ） D 大 。 这 时 亦 必 须 保 证 L 小 于 l 1 。 D 大 ： 模 套 内 径 挤

45、 管 式 模 套 在 以 前 的 书 中 都 是 根 据 挤 制 塑 料 的 拉 伸 特 性 ， 既 通 过 拉 伸 比 来 计 算 求 得 的 。 这 种 计 算 是 可 以 的 ， 但 不 够 确 切 。 对 挤 管 式 模 套 内 径 的 选 配 ， 许 多 工 厂 都 是 凭 经 验 而 定 的 。1 3 常 用 的 经 验 公 式 挤 绝 缘 D 小 大 d = + 2 p + ( 0 . 1 0 . 5 ) m m 挤 护 套 D 小 大 d = + 2 p + ( 0 . 5 3 . 0 ) m m 或 D 小 大 d = + 2 p + ( 0 . 2 0 . 8 ) p 后

46、面 这 个 拉 伸 余 量 根 据 产 品 结 构 要 求 及 塑 料 拉 伸 特 性 而 定 。 本 讲 义 从 氟 塑 料 （ F 46 ） 挤 出 工 艺 中 取 得 的 经 验 ， 引 入 一 个 配 模 系 数 K 及 拉 伸 比 S 的 全 新 概 念 ， 对 各 种 大 小 线 芯 通 过 计 算 求 得 一 个 模 芯 内 、 外 直 径 及 模 套 内 径 的 尺 寸 ， 基 本 上 可 以 做 到 只 用 一 付 模 具 就 能 获 得 外 径 圆 整 、 正 确 ， 护 套 厚 度 符 合 要 求 ， 松 紧 程 度 合 适 的 护 套 。 具 体 计 算 见 下 一 节

47、 。 a ： 模 芯 伸 出 模 套 的 距 离 一 般 a = 0 2 m m 常 用 的 a = 0 模 芯 与 模 套 平 口 为 最 佳 值 。 当 模 芯 向 前 伸 出 ， 则 塑 料 内 径 变 大 ， 管 壁 厚 度 变 薄 。 如 果 a 太 大 ， 则 塑 料 与 线 芯 就 包 不 紧 ； 另 外 ， 因 模 芯 伸 出 模 套 塑 料 易 冷 却 ， 容 易 拉 断 。 当 a = 2 时 ， 就 使 护 套 包 得 松 。 例 如 ： 光 纤 的 护 套 就 是 要 这 个 2 来 实 现 松 包 的 。 b ： 模 芯 承 径 后 部 与 模 套 承 径 后 部 之

48、 间 的 距 离 在 挤 管 式 挤 出 中 要 求 模 芯 承 径 后 部 退 后 模 套 承 径 后 部 一 定 距 离 ， 既 要 保 证 b 值 大 于 或 等 于 零 。 如 果 模 芯 承 径 后 部 超 前 模 套 承 径 后 部 ， 既 b 出 现 负 值 ， 轻 则 可 造 成 挤 出 的 护 套 （ 或 绝 缘 ） 层 太 薄 ， 出 现 松 包 ， 重 则 因 模 芯 于 模 套 之 间 间 隙 太 小 ， 料 流 的 阻 力 或 反 压 力 太 大 ， 使 设 备 损 坏 。 一 般 对 中 小 型 挤 出 机 b = 1 5 m m , 常 用 b = 2 3 m m . 。 对 大 型 挤 出 机 b = 5 1 0 m m , 常 用 b = 5 m m 。 ： 模 套 内 锥 角 挤 管 式 模 具 角 度 小 些 ， 有 利 于 挤 管 的 形 成 ， 护 套 也 可 以 包 得 松 一 些 。 一 般 = 2 0 4 5 ， 相 应 的 模 芯 外 锥 角 也 小 一 些 ， = 1 0 3 0 ， - 的 值 也 小 些 ， 这 样 料 流