陳永基

摘要：在管材擠出生產(chǎn)線中，模具對管材的成型發(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料口都設(shè)計在基模中。本文主要論述了針對PP-R雙管模具的一種新進料口的設(shè)計，并且論述了該種設(shè)計與傳統(tǒng)的基模進料口的區(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，每一方面都會有不同程度的發(fā)展。在管材的實際生產(chǎn)過程中，設(shè)備本身對管材成型起著關(guān)鍵的作用。關(guān)于PP-R管材的生產(chǎn)，國標(biāo)中除了對管材壁厚、圓度、表面光潔度等有相對應(yīng)的規(guī)定，對色條線也有相對應(yīng)的規(guī)定。在國家規(guī)定中，對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。雖然國家對原材料有相對應(yīng)的規(guī)范，但是每個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，管材在擠出的時候，色標(biāo)線的大小會有所差異，甚至有些色母會導(dǎo)致色條線出現(xiàn)發(fā)散現(xiàn)象[1]。

一方面，對于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)對產(chǎn)品的要求相對比較高，即便是對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)部分流后會造成兩邊的分流擠出壓力不相同，然后間接影響到色條機的壓力的穩(wěn)定。

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

第2章兩種色條線進料口的設(shè)計

2.1在雙管擠出模具的基模中設(shè)計的色條進料口

2.1.1基模中設(shè)計色條進料口的結(jié)構(gòu)形式

該設(shè)計方式是目前主要的設(shè)計方式，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)計有色條機的進料口，在色條機的作用下，PP-R色母料從此口進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

1）優(yōu)點

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

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

2）缺點

由于色母料是從基模中共擠，對于雙管模具，其本身內(nèi)部分流導(dǎo)致的壓力不均分，會影響到色母料共擠時的壓力穩(wěn)定性。另外，不同的色母料共擠時，其所體現(xiàn)的工藝特點也是不相同，因為不是每個客戶都會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)計的色條進料口

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行色母料共擠會進一步改散色條線發(fā)散現(xiàn)象。

2.2.1該種進料口的結(jié)構(gòu)

該種共擠方式的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示，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候擁有更多的自由度。

這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在成本方面與第一種結(jié)構(gòu)相比會更低，因為只要在口模合適的位置設(shè)計一個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，在后期試機得到了驗證，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

總體來說，最大的優(yōu)點就是色母料共擠的時候壓力穩(wěn)定，色條線幾乎不會出現(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)格的時候稍微有點不方便，在更換口芯模時是需要整個適配器部件拆卸移開。相對經(jīng)常更換規(guī)格的小廠家來說，這種結(jié)構(gòu)不太適合，對于大廠家來說，廠家會為了追求產(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)對比，前一種結(jié)構(gòu)屬于目前的主流設(shè)計，后一種是優(yōu)化設(shè)計，但是這種優(yōu)化設(shè)計是相對規(guī)模較大的生產(chǎn)廠商而言。在實際生產(chǎn)中，具體采用哪種設(shè)計都是以生產(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

[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[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，2005，13（5）：75.

（作者單位：佛山巴斯特科技股份有限公司）