1口模的結(jié)構(gòu)

　　在一定的溫度和壓力下，將經(jīng)擠出機(jī)混煉塑化后的熔體通過口模，可得到具有一定斷面形狀的連續(xù)型坯。根據(jù)模板的不同作用，口模一般可分為3個(gè)區(qū)段：供料分流段、壓縮段和型坯成型段。圖1為推拉扇的口?？傃b配圖。

　　圖1中口模1、口模2和口模3構(gòu)成口模的成型段；口模4是口模的壓縮段；分流板1和分流板2為口模的分流段，連接頭2是口模與擠出機(jī)相連的紐帶。采用這種口模結(jié)構(gòu)主要是有利于PVC-U進(jìn)行加熱塑化，使其內(nèi)外溫差區(qū)域均勻，減少壓縮段的長度，使PVC-U物料盡可能地形成穩(wěn)定流動(dòng)，有利于減少離模膨脹；增加一個(gè)連接頭可降低物料的流動(dòng)阻力。
　　成型段長度L=(20～40)H(H為型材制品的壁厚)，系數(shù)的選取根據(jù)型材的外形尺寸、制品壁厚等因素確定，考慮到加工、裝配以及修模等因素，一般將成型段分成2～3個(gè)部分，以利于加工及維修。
　　壓縮段主要起壓縮物料和調(diào)整物料流速的作用。對(duì)于PVC-U物料應(yīng)采用適宜的壓縮比，若壓縮比過大，導(dǎo)致模壓上升，螺桿背壓和扭矩明顯增大；壓縮比過小，會(huì)使PVC-U物料在模腔中流動(dòng)不穩(wěn)，塑化程度不夠。實(shí)際的壓縮比應(yīng)是分流段與成型段的型腔橫截面的面積之比，所以應(yīng)盡可能地做到壓縮比在橫截面各處均勻，避免徑向流動(dòng)。壓縮角一般為20～50°，再根據(jù)成型段及分流段的間隙即可確定壓縮段的模板厚度。
　　分流段將型腔分成幾個(gè)獨(dú)立均勻的腔，也可稱其為穩(wěn)流段，主要作用是使來自連接頭的物料趨于均勻和穩(wěn)定。
　　連接頭與擠出機(jī)對(duì)接，其與尾錐的配合則成為*重要的分流部分，一般在連接頭的基礎(chǔ)上再加一塊模板，使伸進(jìn)連接頭的尾錐部分盡量短些，以減少設(shè)計(jì)難度。
　　對(duì)于口模流道的設(shè)計(jì)，基本上參照流變學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是PVC-U異型材擠出時(shí)其粘度存在剪切變稀的現(xiàn)象，與機(jī)頭壓力、溫度等因素有很大聯(lián)系，此外還需考慮聚合物的自身特性(如應(yīng)力松弛、拖曳性流動(dòng)等)，以及塑料門窗異型材截面的復(fù)雜性等。故其口模設(shè)計(jì)仍處于探索階段，還沒有確定的理論形式，大多還是依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試模修正的方法。

2口模型腔尺寸的確定

　　關(guān)于口模型腔尺寸，一般先確定口模的中心層，然后在它的基礎(chǔ)上放大倍數(shù)。對(duì)于外形尺寸的放大系數(shù)一般為1.01～1.05，主要是根據(jù)型材的截面特性來確定。但僅僅根據(jù)放大系數(shù)就確定它的型腔尺寸是不行的，還要考慮物料的流變膨脹、定型時(shí)的收縮及型材本身的內(nèi)應(yīng)力變化等，尤其是對(duì)于一些功能尺寸、單邊單臂型材，要適當(dāng)?shù)貙?duì)其補(bǔ)料，防止出料時(shí)的收縮；在物料匯合處過流面積較大的地方，受邊界效應(yīng)的影響小，阻力小，物料流動(dòng)快，形成不等速擠出，所以要在這些地方設(shè)置限流結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。

3口模型芯/尾錐、型芯鑲件的設(shè)計(jì)

　　型芯/尾錐固定或鑲嵌在分流板1、分流板2上。現(xiàn)階段筆者采用的型芯/尾錐與模板間的吊裝方式有大斜鍵、螺釘、小方鍵、燕尾鍵、整體型芯等多種方式，見圖3。

　　螺釘?shù)跹b主要用于腔體較大、內(nèi)筋較少的型芯/尾錐；燕尾鍵主要應(yīng)用于截面較小的輔型材的吊裝；小方鍵吊裝有利于對(duì)物料的單元分割，對(duì)裝配要求較高；大斜鍵較易加工及裝配，適合于上下面有大面的截面，但有時(shí)會(huì)松動(dòng)，所以在裝配后需對(duì)鍵的部位進(jìn)行焊接，這是經(jīng)常采用的集中吊裝方式；對(duì)于整體型芯吊裝，一般將型芯與分流板通過一塊材料來加工，型芯的強(qiáng)度及尺寸均能得到保證，但工藝成本較高，對(duì)加工精度要求也很高，所以一般不采用(出口**模具偶爾會(huì)采用)此種吊裝方式。
　　擠出成型區(qū)別于其它成型工藝的顯著特點(diǎn)是物料及制品的成型、定型始終是在連續(xù)、動(dòng)態(tài)的過程中進(jìn)行。因而要求物料及其工藝因素應(yīng)盡量突出一個(gè)“穩(wěn)”字。要有穩(wěn)定的溫度、壓力、物料與型坯、冷卻水流、真空、牽引等。由于機(jī)頭距離尾錐頭部空間較大，并有錐度，物料通過該區(qū)段達(dá)到初步有序流動(dòng)，并有較小的背壓，*大限度地減少了擠出機(jī)內(nèi)不穩(wěn)定物料對(duì)機(jī)頭內(nèi)穩(wěn)定物料的影響。機(jī)頭與尾錐頭部的距離過小，則出料不均，距離也不能太大，否則物料停留時(shí)間過長而分解。并且尾錐的角度不宜過大，否則物料阻力大，也不能太小，這樣不利于料層很快變薄，對(duì)加熱不利。型芯/尾錐通過鍵吊裝在分流板上時(shí)，在保證強(qiáng)度的前提下，內(nèi)筋數(shù)量應(yīng)盡量減少，這是因?yàn)閮?nèi)筋會(huì)對(duì)物料的流動(dòng)形成阻力，破壞了物料流動(dòng)的穩(wěn)定性，主型材一般以5～8個(gè)內(nèi)筋為好。

4口模內(nèi)筋的設(shè)計(jì)

　　對(duì)于型材截面來說內(nèi)筋的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵，也是一個(gè)難點(diǎn)。型材有各種不同類型的內(nèi)筋，從而需要種類不同的模具芯體結(jié)構(gòu)。由于內(nèi)筋在定型模冷卻時(shí)一般不能直接冷卻，冷卻速度慢，難以保持一定的形狀。而異型材制品的外壁直接與定型模接觸，冷卻速度快。這樣內(nèi)外冷卻不均勻，易引起制品變形，尤其是內(nèi)筋處物料流動(dòng)速度對(duì)型材外觀上有無收縮痕及型材變形關(guān)系極大，處理不好容易產(chǎn)生制品斷面不規(guī)整、收縮痕、暗痕、亮帶等缺陷，影響型材的低溫冷沖甚至制約模具的擠出速度。要提高內(nèi)筋的成型性能，需改善流道的結(jié)構(gòu)，采取合適的內(nèi)筋供料形式。內(nèi)筋供料形式有以下幾種，如圖4所示。

　　圖4a是封閉供料形式的結(jié)構(gòu)。除在距出口很近處與外壁相連以便匯流外，其余部分具有完全獨(dú)立的腔室，減少了物料流動(dòng)的相互影響，修模時(shí)針對(duì)性強(qiáng)。目前，高速、高性能模具普遍采用這種形式；圖4b中物料直接從制品的外壁擠壓進(jìn)入成型段，其結(jié)構(gòu)簡單，容易清理模具，適用于小凸臺(tái)及補(bǔ)料距離很小的內(nèi)筋；圖4c為從兩側(cè)補(bǔ)料供料的形式；圖4d因內(nèi)筋尺寸L極小，可在型芯出口直接修出筋槽的形狀，而無需補(bǔ)料措施。其中圖4b、圖4c、圖4d所示供料形式比較簡單，但容易產(chǎn)生亮、暗痕及收縮痕等缺陷，因此僅在內(nèi)筋過短、沒有空間安置單獨(dú)供料腔時(shí)才考慮的供料形式。

5結(jié)論

　　口模是PVC-U異型材擠出模具的重要組成部分?？谀＝Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其加工精度對(duì)擠出生產(chǎn)的穩(wěn)定性和擠出制品的質(zhì)量有著重大的影響，所以在對(duì)口模設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到影響型材成型的多種因素，更好地完善口模設(shè)計(jì)，保證型材的成型。

參考文獻(xiàn)

[1]楊安昌.塑料門窗技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.