導(dǎo)語(yǔ)：定型模具設(shè)計(jì)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為了提高異型材的擠出質(zhì)量，提高擠出模具的穩(wěn)定性和可靠性并大幅縮短模具設(shè)計(jì)時(shí)間，提出了用于塑料異型材精確成型的新型整體直通串聯(lián)式定型模具，通過(guò)型材斷面初步設(shè)計(jì)、模具定型模部分結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵零件型板加工工藝分析，給出了一種異型材擠出生產(chǎn)中整體直通串聯(lián)式定型模具設(shè)計(jì)的有效方法，并分析了直通串聯(lián)式定型模具制造加工的關(guān)鍵工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)式定型模具；塑料異型材；真空吸附系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)

眾所周知，以塑料異型材為原料的塑料門(mén)窗不僅在使用性能上可代替?zhèn)鹘y(tǒng)木門(mén)窗、鋼門(mén)窗和鋁合金門(mén)窗，并在節(jié)能、保護(hù)生態(tài)、改善居住環(huán)境和提高建筑功能與質(zhì)量等方面具有優(yōu)勢(shì)[1]。擠出模具在塑料門(mén)窗異型材的生產(chǎn)中占有重要的地位，直接影響塑料異型材的生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量[2]。如何提高擠出模具的生產(chǎn)速度，控制擠出異型材的斷面尺寸公差及表面質(zhì)量是各個(gè)異型材生產(chǎn)企業(yè)和模具制造企業(yè)的技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn)，這其中模具的真空定型模部分是影響擠出速度和異型材斷面成型質(zhì)量的主要因素[3–4]。筆者介紹了用于塑料異型材精確成型的整體直通串聯(lián)式定型模具的設(shè)計(jì)思路及加工制造方式，以提高異型材擠出模具的生產(chǎn)加工速度及異型材斷面尺寸精度和生產(chǎn)效率。

1整體直通串聯(lián)式定型模具異型材斷面初步設(shè)計(jì)

塑料異型材擠出成型過(guò)程中，熔融的塑料通常需經(jīng)過(guò)穩(wěn)流、分流和成型三個(gè)階段，經(jīng)由擠出模頭擠出的型坯，經(jīng)過(guò)氣隙在牽引力作用下進(jìn)入定型模定型和冷卻，最終獲得合格的異型材產(chǎn)品[5]。因此保證異型材尺寸精度和減小變形的定型模設(shè)計(jì)至關(guān)重要，串聯(lián)各段定型型腔的尺寸變化量應(yīng)盡量符合型坯的實(shí)際冷卻收縮，冷卻設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧高效性和均勻性兩個(gè)方面[6]。首先要保證型腔和型坯的良好匹配，從而達(dá)到高效率冷卻的效果；而冷卻的均勻性對(duì)于異型材截面多內(nèi)筋、多溝槽、變壁厚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，直接影響擠出異型材的直線度、幾何尺寸精度和熱變形率等重要物性指標(biāo)，是整體直通串聯(lián)式定型模設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。筆者所設(shè)計(jì)的塑窗異型材斷面尺寸如圖1所示，其中左上角為與玻璃壓條配合的壓條槽，要求保證關(guān)鍵尺寸多；下半部分為與鋁型材配合的滾壓連接部分，配合精度直接影響滾壓結(jié)合強(qiáng)度；右側(cè)中間部分為歐式聯(lián)動(dòng)執(zhí)手安裝槽，有配合尺寸精度要求[7]；右上角部分為密封膠條安裝槽口，有配合尺寸精度要求。上下大面為可視面，平面度和表面光亮度要求高。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)該斷面有如此多的精度要求，應(yīng)采用直通串聯(lián)式定型模具保證其產(chǎn)品精度。85.0051.8054.6051.0031.5014.0012.2045.20圖1　型材斷面尺寸型坯在進(jìn)入定型模后，由于真空吸附的定型作用，基本能夠保持原有的擠出形狀。通過(guò)定型模后異型材的最終尺寸，應(yīng)該是型坯離開(kāi)口模時(shí)的尺寸經(jīng)過(guò)離模膨脹、牽引收縮和冷卻收縮線性疊加決定的。而離模膨脹一般只發(fā)生在型坯的壁厚方向，即異型材壁厚中心線之間的距離不受離模膨脹作用的影響，因此筆者只考慮牽引收縮和冷卻收縮兩方面的耦合作用[8]。根據(jù)異型材的斷面形式，采用3種不同的型腔尺寸進(jìn)行過(guò)渡，如圖2所示，保證型材在不同的溫度下的收縮量，最終來(lái)保證異型材斷面的尺寸精度。

2模具定型模部分結(jié)構(gòu)

模腔成型段流道之所以會(huì)分解成多塊模板串聯(lián)組成，主要因?yàn)楫愋筒膹?fù)雜的結(jié)構(gòu)所形成的細(xì)小流道，在多數(shù)情況下只有分塊才能完成精細(xì)加工，才能保證模具調(diào)試時(shí)修整的便利[9]。通常流道分塊有兩種方法，縱向分割和橫向分割。橫向分割是將整個(gè)模腔流道分割成幾段串聯(lián)組成，有利于精修工具從每段的兩端完成流道內(nèi)部的修整，筆者正是采用橫向分割法進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。異型材擠出成型采用真空外定型設(shè)計(jì)，真空定型技術(shù)又分為干式和濕式兩種。干式定型是擠出的型坯不直接與冷卻介質(zhì)接觸，其熱量是通過(guò)定型套的金屬表面?zhèn)鞯嚼鋮s介質(zhì)中；濕式定型是采用定型水箱，擠出型坯的熱量至少有一部分是通過(guò)對(duì)流直接傳到冷卻介質(zhì)中。根據(jù)異型材斷面尺寸，選定入口型板和出口型板尺寸為220mm×170mm×50mm，中間型板尺寸為160mm×120mm×50mm，詳細(xì)尺寸如圖3、圖4所示。

3入口型板圖紙

定型模型腔之所以分割成諸多型板串聯(lián)而成，主要是為了便于加工型腔中細(xì)小成型特征的溝槽、真空縫或孔以及定型和冷卻系統(tǒng)中的各種管道。用螺釘和定位銷(xiāo)將多塊型板和上下蓋板組裝在一起就形成了定型套，定型套一般分為上下兩個(gè)部分，常采用連桿和鉸鏈等進(jìn)行連接[10–11]。上部型板和蓋板能夠翻轉(zhuǎn)或提升打開(kāi)，這樣可以在擠出模具剛剛啟動(dòng)時(shí)，讓還沒(méi)有成型的擠出型坯能夠方便地進(jìn)入定型套型腔中。然后根據(jù)水孔的排列確定入口型板的環(huán)形水槽如圖5所示，根據(jù)型腔變形圖排布縱向水孔如圖6所示，冷卻水回路應(yīng)盡量做到上下、左右對(duì)稱(chēng)，保證擠出型坯的冷卻均勻性，從而有效防止異型材的彎曲和扭曲變形。50.8950.8921.8825.103133.933.633.6圖5　環(huán)形水槽及蓋板圖49.849.97852264228.79.425.637.8919.120.326.76圖6　縱向水孔定位圖考慮到該斷面產(chǎn)品可視面要求光亮度高，在入口型板之前加裝前置增亮板，如圖7所示，對(duì)上下兩大面進(jìn)行局部增亮。10220148843331122圖7　前置增亮板圖3　型板加工工藝出、入口型板和中間型板均使用標(biāo)準(zhǔn)鍛造板料，圖8為出口型板圖。臥銑四周側(cè)面并留余量，調(diào)質(zhì)處理后，采用精密平面磨成型上下平面、氣槽，鉗工倒角，左上角為基準(zhǔn)，做基準(zhǔn)標(biāo)示完成毛坯精料的準(zhǔn)備。其主要特征加工工藝過(guò)程如下：(1)線切割。以左上角為基準(zhǔn)，切中間型腔與銷(xiāo)孔，型腔單邊留0.02mm，銷(xiāo)孔留0.01mm。(2)加工中心。銑氣槽，點(diǎn)出氣孔、水孔位置。(3)普銑。銑起模槽，周邊倒角1×45°。(4)鉗工。打水孔、氣孔，鉸銷(xiāo)釘孔。(5)鉗工。拋光，組裝。502205417011061圖8　出口型板圖設(shè)計(jì)的整體直通串聯(lián)式定型模具真空定型模組裝圖及三維示意圖如圖9、圖10所示。

4結(jié)語(yǔ)

串聯(lián)式真空定型模具具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、制造方便、加工周期短、成型精度高、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，這種技術(shù)將為擠出模具的發(fā)展打開(kāi)一片新的技術(shù)領(lǐng)域，并為塑料異型材的生產(chǎn)帶來(lái)革命性的變化，可以預(yù)見(jiàn)串聯(lián)式真空定型模具的廣闊發(fā)展前景。

作者:馮志新 劉華剛 郝瑞參 單位:北京電子科技職業(yè)學(xué)院