PA66中空异型材挤出模设计

1 引言

窗用中空异型材主要用于塑料门窗玻璃之间的连接、密封及其他的工程领域。由于其截面不同于一般的塑件，它有着复杂的外形，其截面图如图1所示，所用原材料为25％玻璃纤维增强的PA66。塑件是具有一定截面形状的连续型材，适合采用挤出成型生产，可获得较高生产效率。该塑件的主要装配尺寸有公差要求(见图1)，复杂的形状及尺寸精度要求，要成型出符合质量要求的塑件，对模具的设计提出了较高的要求。模具设计的关键是有正确的口模截面形状及合理的流道设计。

图1 塑件截面形状

2 口模形状的确定

口模设计正确与否，直接影响从机头中成型出的半成品的截面形状。成型厚度不同的异型时，材料挤出模口模处熔体厚度较厚的部分由于阻力小，流速快，而熔体厚度较薄的部分则流速慢。综合考虑原材料收缩率为0．3％～1．4％。成型后尺寸收缩较小，离模膨胀及随后的冷却收缩、牵引及异型材本身非对称形状对离模膨胀及收缩的综合影响基础上，设计的口模形状如图2所示。

图2 口模截面形状

3 流道设计

流道设计是异型材挤出模设计的要点，流道设计的好坏直接决定挤出制品的形状，只有正确设计流道的截面形状，保证塑料熔体根据塑件的截面形状均匀分配，充满口模，得到需要的塑件截面形状。塑件截面形状复杂，口模各处对熔体的流动阻力不同，只有设计成流线形流道，才能保证口模各处的料流速度一致，保证塑件正确的截面形状。设计的流道主要几何参数如下。

3．1 压缩比ε的确定

模具压缩比是流道设计的重要参数，合理的压缩比可得到致密的型材，且型材具有较高的机械性能 对于25％玻璃纤维增强的PA66，材料流动性较好，在挤出过程中不宜选用过大的压缩比，故选取压缩比ε=2。

3．2 压缩角β的确定

熔料离开塑化滤网装置后，应能很好地融合形成异型材型坯，因此应有一定的收敛角β，通常取β=25°～50°。该材料黏度中等，β取40°。

3．3 分流角a的确定

异型材截面高度小于机筒内径，而宽度大于机筒内径时，模具过渡体内腔的分流角α一般在70°左右。设计中分流角α取70°。

3．4 收缩角β’的确定

设计一定的收缩角，保证熔体受到一定的阻力，可以得到致密的型材，设计收缩角β’取52°。

根据以上参数设计的流线形流道结构如图3所示。

图3 压缩段流道结构

4 滤网装置设计

设计中改变了传统的用分流器及其支架对熔融塑料进行塑化的分流装置，用滤网装置对熔融塑料进行塑化、分流，滤网上的小孔对25％玻璃纤维增强的PA66原材料的塑化能力强，可以保证制品的整体质量。设计的滤网结构如图4所示。

图4 滤网结构

5 模具设计

在口模及流道形状设计的基础上，通过选用合理的几何参数，设计的中空异型材挤出模结构如图5所示，模具结构简单，易于加工，流道内腔复杂，需采用整体加工。

图5 挤出模结构
1．螺钉2．压板3．机筒4．滤网5．法兰6．栅板7．分流器8．芯棒9．压缩体10．口模11．加热圈

6 试模结果

模具在多次试模的基础上取得了成功，经实践证明，模具口模形状及尺寸设计正确，流线型流道设计合理，熔融塑料经滤网塑化良好，生产出的异型材满足尺寸精度要求。