浅谈挤出模具冷却系统的设计

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1、浅谈挤出模具冷却系统的设计北京英伟技术发展有限公司常宗伟［内容提要］一、前言二、挤出模具技术实现的条件三、挤出模具冷却系统的定型方法四、挤出模具冷却系统的结构设计五、利用计算机技术进行冷却分析六、结束语亠八一、一、刖吕塑料异型材由丁•庞大的M场需耍和广阔的发展前景，近儿年在我国得到了飞速的发展。目前，国外模具普遍生产率较高，牵引速度一般在3~5米/分钟以上，有的共至达到6米/分钟以上。而国内模具主型材最好的情况也只能3米/分钟左右，与国外模具相比还存在一定的差跖。影响挤出速度的因索很多，当设备和生

2、产工艺一定时，模具屮冷却水流通道的设计是否合理，将是能否提高挤出速度的关键。本文就模具冷却系统的设计问题进行一些技术性的探讨，欢迎同行们提出意见和批评。二、挤出模具技术实现的条件槊料挤出模具技术的实现是通过挤出机、辅机、型材模具、PVC配方、挤出生产工艺在内的一系列系统工程。1、一个性能稳定、质量可靠的挤出机；2、塑化性能稳定的配方体系；3、良好的挤出生产工艺；4、辅机定型台长度不小于4米，水温保证在10°C以上，20°C以下，具有2sK-3水环式真空泵2~4台的真空抽气量（20.09）；5、辅机

3、牵引机需20KN以上的牵引力，牵引速度应达到4米/分钟以上；6、高性能的挤出模具：a、高产量的模头；b、定型套高效化；塑料异型材加工过程中的产品质量、稳定性及生产率很人程度上取决于定型和冷却技术，要使得型材降低至玻璃化温度以下,冷却过程依赖诸多因素，如熔体温度、定型套长度和温度、真空度的人小等；而采用干式定型套和直接水冷却法相配合使型材内筋更快冷却是高速挤出的关键；c、减少阻力：在干式定熨套冷却之后，增加了强力冷却定熨板及水套，实现高速挤出生产，定型套阻力小于20KN,消除阵车现彖。下表一是将高速

4、挤出模具与普通模具作一对比，可见其高速挤出模具结构复杂，制造难度大，对挤出机、挤出工艺及配方耍求更高。表一类别项目高速模具普通模具备注口模平直段（D较短较长高速模具平直段较短主要是为了减少物料的摩擦和阻力，一般L=25t,t是产品壁厚机头流道形式单独供料流线型流道整体供料流线型流道由于整体供料，物料易产生牵连流动，连界效应较大，但加工简单，适合普通模具，而单独供料，物料不易产生牵连流动，适介高速挤出。模具与挤出机连接形武采用过渡套不采用多孔板多采用多孔板高速模具高速挤出时不用多孔板，主要是为了减少

5、挤出压力分流锥扩张角的确定W25°W40°扩张角过人，则料流阻力増人，易造成物料分解压缩角W15°W20。在高速挤出状态下，压缩角值不宜过人,否则会造成料流阻力增大，挤出压力变大定型模真空度$0.0920.07高速模具要求定型模有更高的真空度定型模冷却系统强冷冷却充分高速模具挤出速度较快，要求冷却系统更强、更均匀定型模结构三节380长定型模+2-4米水箱三节380长定型模高速模具由于牵引速度较快，须配套4米的水箱，进一步加强对型材的冷却。水箱冷却冇两个突出的优点：①水的润滑作用降低了摩擦阻力，极人

6、地降低了牵引功率；②冷却水直接和型材农面接触，有更高的冷却效率，定型块的作川主要是用来定型。三、挤出模貝冷却系统的定型方法杲型材的尺寸公差有愈来愈小的趋势。因此，提拓尺寸耕度已成为界型材挤出而临的重要课题。生产实践证明,弄型材挤出的难易程度及其尺寸的将度,主要取决于定型和冷却装置的设计完善程度。1、多板式定型将一•块至数块定型板排列于水中，挤出物从第一块定型板进入，并沿顺次的定型板（孔）依次通过，而达到逐级定型Z目的。考虑到离开定型冷却水槽后。型材还进一步收缩，戢后-•块蚣缚榊亩耳桶澹fl祝1某叽

7、纾觥氯刃筒慕学姻?虻3%。2、纽合式定型，是用于开放式异型材定型的宝要方法。有以下儿种形式：（1）、上下对合组合式定型。定型模要制造成与型材外部轮廉一致。对于具有内凹的复杂型材，须将定型模分成几段，经组装而成。在设计定熨装置时，必须使熨材沿牵引方向保持笔直，截面形状不得变化，且冷却速度保持恒定。且冷却水须与挤出方向呈对流进行冷却。（2）、串连级阶纽合式定型。与上下对合组合式定型相比，串连级阶组合式定型模在结构设计上比较复杂，-般采用前后串连的形式，型腔级阶式变化，需用专业的设备进行拆装。定型模同轴

8、度好，冷却速率高，冷却水与型材挤出方向呈并错流或逆错流进行冷却。（3）、波纹板组合式定型。（4）、折弯型材组合式定型。3、压空定型压空定烈，亦称压缩空气外定型，通常仅适用于当量直径大于25mm以上的中空异型材。定型模与挤出物Z间的接触，是由空气压力（0.02〜O.IMPa）所造成的。采用此种定型方法时，定型模与成型模间应有良好的対中性，绘好用法兰直接联接，并有绝热措丿施。4、真空定型真空定型，亦称真空外定型。在此法屮，型材与定型模间的紧密接触，是靠给定型模周围壁上的细孔或缝口抽真空