擠出模具色條口的兩種設計

陳永基

摘要：在管材擠出生產線中，模具對管材的成型發揮著舉足輕重的作用。由于考慮到同一套模具可以生產不同規格的管材，擠出模具的組成一般分為基模和口芯模兩部分，而當前大部分管材擠出模具的色條進料口都設計在基模中。本文主要論述了針對PP-R雙管模具的一種新進料口的設計，并且論述了該種設計與傳統的基模進料口的區別。

關鍵詞：擠出模具；口模；色條線；發散

第1章緒論

1.1選題背景

隨著管材擠出行業的飛速發展，從設備到工藝，從工藝到原材料，每一方面都會有不同程度的發展。在管材的實際生產過程中，設備本身對管材成型起著關鍵的作用。關于PP-R管材的生產，國標中除了對管材壁厚、圓度、表面光潔度等有相對應的規定，對色條線也有相對應的規定。在國家規定中，對PP-R（冷熱水用聚丙烯管）管材的色條線規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也有規定。

PP-R管材在生產中，管材主要原材料為PP-R料，色標線使用的是PP-R色母料。雖然國家對原材料有相對應的規范，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備，由于色母料不一樣，管材在擠出的時候，色標線的大小會有所差異，甚至有些色母會導致色條線出現發散現象[1]。

一方面，對于PP-R管材的生產，除了有國標的規定，又有行業的規定，每個生產企業又有自己的內部生產標準。在行業中，某些企業對產品的要求相對比較高，即便是對管材中不太重要的色條線，都希望能在生產過程中把色條線做得更完美。

另一方面，當模具內部壓力不太穩定的情況下，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定。

所以為了滿足客戶對色條線的更高質量要求，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計

2.1在雙管擠出模具的基模中設計的色條進料口

2.1.1基模中設計色條進料口的結構形式

該設計方式是目前主要的設計方式，其結構如圖所示，由基模、色條環、口模、色條口適配器組成，實際上色條環也是基模的零件組成[2]。該色條環零件上設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管材的標志線。

2.1.2該種結構形式的優缺點

1）優點

該種結構形式設計的初衷，主要是為了在生產不同規格的管材時方便更換口芯模規格。由于色條進料口設計在基模的色條環中，當需要更換口芯模規格時，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，這種結構形式優勢很明顯，目前來說是最常用的一種結構。

2）缺點

由于色母料是從基模中共擠，對于雙管模具，其本身內部分流導致的壓力不均分，會影響到色母料共擠時的壓力穩定性。另外，不同的色母料共擠時，其所體現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試好了模具，一旦遇到工藝性不好的色母料，依然會出現色條線發散現象，從而導致不合格品的產生。

在生產過程中，下圖2.1為該種結構偶然導致的管材不良現象，其中色條線出現了發散現象，圖2.2為合格品。[3] 在生產調試過程中，發現不是每套雙管模具都會出現這種現象，經過研究發現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計的色條進料口

考慮到雙管擠出模具內部壓力不均分導致色條出現發散現象，經過研究，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散現象。

2.2.1該種進料口的結構

該種共擠方式的結構設計如圖所示，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計比較重要，考慮到拆裝以及加工誤差，內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。

這種結構的設計，在成本方面與第一種結構相比會更低，因為只要在口模合適的位置設計一個色母注入的小孔即可。考慮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準的色條。

2.2.2該種結構的優缺點

總體來說，最大的優點就是色母料共擠的時候壓力穩定，色條線幾乎不會出現發散現象。

與上文中論述的結構相比，該種結構在更換口芯模規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。相對經常更換規格的小廠家來說，這種結構不太適合，對于大廠家來說，廠家會為了追求產品穩定性而選擇該種結構。

第3章 結論

經過上文兩種結構對比，前一種結構屬于目前的主流設計，后一種是優化設計，但是這種優化設計是相對規模較大的生產廠商而言。在實際生產中，具體采用哪種設計都是以生產需求為準，所以說，兩種結構方式都是合理的結構。

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.多頭擠出模具的設計[J].塑料加工，2006，41（6）：41-43.

[3] 王海翔.PP-R管質量問題及其分析[J].安徽建筑工業學院學報，2005，13（5）：75.

（作者單位：佛山巴斯特科技股份有限公司）