PA66中空異型材擠出模設計

1 引言

窗用中空異型材主要用于塑料門窗玻璃之間的連接、密封及其他的工程領域。由于其截面不同于一般的塑件，它有著復雜的外形，其截面圖如圖1所示，所用原材料為25％玻璃纖維增強的PA66。塑件是具有一定截面形狀的連續型材，適合采用擠出成型生產，可獲得較高生產效率。該塑件的主要裝配尺寸有公差要求(見圖1)，復雜的形狀及尺寸精度要求，要成型出符合質量要求的塑件，對模具的設計提出了較高的要求。模具設計的關鍵是有正確的口模截面形狀及合理的流道設計。

圖1 塑件截面形狀

2 口模形狀的確定

口模設計正確與否，直接影響從機頭中成型出的半成品的截面形狀。成型厚度不同的異型時，材料擠出模口模處熔體厚度較厚的部分由于阻力小，流速快，而熔體厚度較薄的部分則流速慢。綜合考慮原材料收縮率為0．3％～1．4％。成型后尺寸收縮較小，離模膨脹及隨后的冷卻收縮、牽引及異型材本身非對稱形狀對離模膨脹及收縮的綜合影響基礎上，設計的口模形狀如圖2所示。

圖2 口模截面形狀

3 流道設計

流道設計是異型材擠出模設計的要點，流道設計的好壞直接決定擠出制品的形狀，只有正確設計流道的截面形狀，保證塑料熔體根據塑件的截面形狀均勻分配，充滿口模，得到需要的塑件截面形狀。塑件截面形狀復雜，口模各處對熔體的流動阻力不同，只有設計成流線形流道，才能保證口模各處的料流速度一致，保證塑件正確的截面形狀。設計的流道主要幾何參數如下。

3．1 壓縮比ε的確定

模具壓縮比是流道設計的重要參數，合理的壓縮比可得到致密的型材，且型材具有較高的機械性能 對于25％玻璃纖維增強的PA66，材料流動性較好，在擠出過程中不宜選用過大的壓縮比，故選取壓縮比ε=2。

3．2 壓縮角β的確定

熔料離開塑化濾網裝置后，應能很好地融合形成異型材型坯，因此應有一定的收斂角β，通常取β=25°～50°。該材料黏度中等，β取40°。

3．3 分流角a的確定

異型材截面高度小于機筒內徑，而寬度大于機筒內徑時，模具過渡體內腔的分流角α一般在70°左右。設計中分流角α取70°。

3．4 收縮角β’的確定

設計一定的收縮角，保證熔體受到一定的阻力，可以得到致密的型材，設計收縮角β’取52°。

根據以上參數設計的流線形流道結構如圖3所示。

圖3 壓縮段流道結構

4 濾網裝置設計

設計中改變了傳統的用分流器及其支架對熔融塑料進行塑化的分流裝置，用濾網裝置對熔融塑料進行塑化、分流，濾網上的小孔對25％玻璃纖維增強的PA66原材料的塑化能力強，可以保證制品的整體質量。設計的濾網結構如圖4所示。

圖4 濾網結構

5 模具設計

在口模及流道形狀設計的基礎上，通過選用合理的幾何參數，設計的中空異型材擠出模結構如圖5所示，模具結構簡單，易于加工，流道內腔復雜，需采用整體加工。

圖5 擠出模結構
1．螺釘2．壓板3．機筒4．濾網5．法蘭6．柵板7．分流器8．芯棒9．壓縮體10．口模11．加熱圈

6 試模結果

模具在多次試模的基礎上取得了成功，經實踐證明，模具口模形狀及尺寸設計正確，流線型流道設計合理，熔融塑料經濾網塑化良好，生產出的異型材滿足尺寸精度要求。