挤出模具装配尺寸的设计

挤出模具装配尺寸的设计
模具设计，可以先设计模芯再设计模套，也可以先设计模套再设计模芯。

为了较少设计验证次数，一般先设计模套再设计模芯。

我们以65型挤出机机头来举例，已知机头装配尺寸，要求设计模芯、模套。

经测绘，得65型挤出机模头尺寸。

1、先设计模套，根据模套拆装要求，其伸出模头的长度约10mm，则得到模套的总长10+20=30mm；
2、确定模套内锥最大外径=Φ25mm；
3、根据要求，确定模套定径区直径ΦD；
4、取定径区长度=0.5D；
5、计算模套内锥半角γ/2=ATAN（（25-D）/（2*（30-0.5D））*180/PI()；绘制模套的草图（见图10）；
6、因采用挤压式，模芯与模套的模间距L=2δ厚度；
7、选模头右边平面为基准面A，模芯口至基准面A的距离=10-2δ厚度；
8、为模芯拆卸方便以及模芯强度，选模芯伸出模头左边约10mm，则可以得到模芯总长=10+（10-2δ厚度）+65；
9、绘制模芯草图（如图）；
10、为便于调节偏芯，模芯螺纹长度一般取8～10mm，即b=8mm；
11、根据模头尺寸结构，取d4=18mm；
12、根据第8条，我们知道模芯伸出模头左侧10mm，则a+b=27+10=37mm，
a=37-b=37-8=31mm；
13、为保证调偏螺钉能正面受力在模芯上，一般c取12～15mm，即c=15mm；
14、根据线芯大小，我们确定模芯定径区直径d1=d线芯+（0.2～0.5）mm，取d1=d 线芯+0.2 mm，那么模芯外锥最小外径d2=d1+0.5*2=d线芯+1.2 mm；
15、那么根据以上数据，我们可以得出模芯外锥部分的长度=L-a-b-c=10+（10-2δ厚度）+65-31-8-15=31-2δ厚度mm；
16、根据锥角计算公式，求的模芯外锥角β= ATAN（（18- d线芯+1.2）/（2*（31-2δ厚度））*180/PI()
17、将计算出模芯的锥角β与计算的模套外锥角γ比较，看看其差值是不是符合我们设计要求，若在设计范围内，设计成功，绘制零件图；若有出入，再次循环以上内容，直至符合设计要求为止，但必须保证在满足角度的前提下，还必须满足装配上的要求。

以上，我们是用最简单的65型挤出机模具设计来举的一个例子，实际中比以上设计要复杂多，但万变不离其中，请大家在设计时，必须根据机头的装配图及零件图的尺寸来合理设计。

具体步骤大致如下：
1、根据机头的零件图设计模套： 1.1 先根据给定一个角度以及模套不要伸出机头太长的原则，将模套的总长确定；
1.2 根据机头零件图，确定模套装配尺寸，包括模套内锥最大外径、模套外径等尺寸；
1.3 根据产品工艺要求，暂现确定模套孔径及定径区长度；
1.4 根据确定好的模套各数据，计算出模套的内锥角。

2、根据机头装配图、模芯座零件图以及设计好的模套，来设计模芯： 2.1 首先确定挤出类型：挤压式、挤管式、半挤管式，确定好模芯与模套的距离；
2.2 在机头装配图中，选择一个基准面，以基准面来计算相关长度；
2.3 得到模芯的长度后，根据模芯座的结构尺寸确定模芯装配尺寸；
2.4 根据线芯规格确定模芯孔径以及模芯外锥最小外径等尺寸；2.5 根据获得的模芯的相关数据计算处模芯外锥锥角，并验证与模套的角度差是否符合设计要求；
3、根据模芯、模套的相关尺寸绘制零件图，加工使用验证。

3.6 下面，我们再简单介绍挤出机螺杆的压力及出胶量等方面的知识，供大家参考：
3.6.1普通挤出机用等距不等深螺杆（渐变型螺杆）的出胶量计算公式：
Q= (u×b×h1×h2) /( h1+h2) –(b×g×p×h12×h22)/( b×η×L×（h1+h2）) 其中：Q：挤出量cm3/min
u：螺杆在推进方向的速度（即螺杆转速）cm/min
b：螺槽的宽度（法向）cm
h1：填实点螺杆深度（进料口螺杆深度）cm
h2：端部螺杆深度（出料口螺杆深度）cm
g：重力加速度cm/min
η：塑料的粘度kg/cm•min
p：挤出压力kg/cm2
L：从填实点到端部螺纹展开长度（螺纹旋合长度）cm
从上式中，我们可以发现：
1、挤出压力越大，挤出量就越小；
2、螺槽深度越浅，挤出量越稳定；
3、螺槽宽度越大，挤出量越大，但宽度加大会使得螺纹宽度减小或塑化路径缩短；
4、螺纹深度要适当控制，螺纹深度越浅，则螺槽容积减小，挤出量减小，故太浅不行，但也不宜太深，太深则形成挤出量不稳定；
3.6.2塑料在螺杆中呈螺旋运动，螺杆旋转产生剪切力，产生的剪切力将塑料剪切塑化，不同的材料需要不同的剪切力，才能达到理想的塑化效果，故使用不同的材料，螺杆也应不同。

产生的剪切应变率的大小是由螺杆与套筒间的剪切应变力所决定。

Δ=(π×D×N)/h
其中：Δ：剪切应变率（1/min）
h：螺槽深度（cm）
D：螺杆直径（cm）
N：螺杆转速（转/min）
由此可见：螺槽深度越浅，转速越高，剪切应变率就越大。

3.6.3挤出压力传输关系
塑料在挤出中的流向为：螺杆-- 机头分流面--模具--线芯表面。

从上面的流程中，我们分析出：
1、从螺杆到分流面的压力是靠挤出机螺杆的剪切力及旋转推力产生的，将其压力视为零损耗，那么它就是面积的转换：
分流面压缩比K1=S螺杆筒末端截面/S分流面截面
2、从分流面到模具口的压力是靠模具的角度差产生的：
模具口压缩比K2= K1×（1+tanα）×K损耗
α—模套与模芯的角度差；
K损耗—塑料在行程中的损耗。

3、从模具到线芯表面是靠1和2的压力将塑料挤出的：
分流面与电缆出口压缩比K3= S螺杆筒末端截面/S塑料实际挤出截面,考虑到在模具配合中压力变化的复杂性，直接用分流面变化到线芯。