橡胶挤出模具设计浅析

袁昊

(南京利德东方橡塑科技有限公司，江苏 南京 210028)

橡胶挤出模具设计浅析

Analysis of rubber extrusion mold design

袁昊

(南京利德东方橡塑科技有限公司，江苏 南京 210028)

伴随着我国经济结构的快速发展以及社会的进步，汽车工业呈现出跨越式运行框架，在这其中，胶管已经成为日常生活和工业发展中不可或缺的基础材料。特别要注意的是，在胶管生产过程中，只有优化提升外层胶与编织层之间的黏合度，并且利用挤出模具将外层包覆于编织层之上的方式，才能确保整体技术设计的完整。本文从模具设计实例出发，针对单体橡胶挤出模具和复合体橡胶挤出模具设计进行了集中的阐述，旨在为相关设计人员提供有效的技术建议，以供参考。

橡胶挤出模具；设计；单体；复合体

在橡胶挤出模具制造过程中，要提升整体管理措施和管控机制，特别是目前外层胶挤出工序只能生产出产品，并不能很好区分不同胶种，容易造成混料，因此，不适合自动化生产和安全生产，需要管理人员针对实际问题建立具有针对性的设计操作。

1 模具设计实例

本设备主要是针对实际操作问题的一种附色胶带的橡胶管挤出模，该附色胶带的橡胶管挤出模结构不仅提供一种附色胶带的橡胶管挤出模口，对不同品种的胶管使用不同颜色的色胶与橡胶一同挤出，也能在胶管上附上对称的两条色胶带，使不同品种胶管能明显区分，便于生产管理。在设计过程中，利用的是附色胶带的橡胶管挤出模的具体元件，其中模体以及插入模体内的色胶喷嘴和定位销是比较关键的部位，而模体上会集中安装色胶导流槽、橡胶导流槽、密封面以及橡胶成型口，并且配备喷嘴插孔。加之色胶喷嘴会通过喷嘴插孔固定在设备的基础模体结构上。另外，在设备中色胶喷嘴设有色胶成型槽结构、斜面结构以及圆弧面结构，能实现整体设备模体的优化运行，而对其形状也进行了集中的管控，要求下方为锥形结构，而其表面要形成集中的密封面。

设计人员要针对其有效的模体结构进行集中的设计，确保结构上所设密封面的具体参数形状是锥面，且密封面和主机配合，从而实现密封、防止色胶渗漏等目的。而在位置控制方面，要确保所设色胶导流槽和密封面保持垂直。

针对喷嘴插孔的设置，数量要控制在两个，并且保持对称状态，有效分布在色胶导流槽的结构两端，而喷嘴插孔要有效连通色胶导流槽结构以及橡胶导流槽结构，保证喷嘴插孔的实际位置高于橡胶成型口的标高。除此之外，在对色胶喷嘴进行分析的过程中，要实现结构上色胶成型槽截面形状为矩形，整体结构形状呈扁长形，才能便于色胶呈长扁条状挤出，而结构中的斜面和橡胶导流槽结构要在统一空间平面内，圆弧面与色胶导流槽结构在统一空间平面内，确保橡胶和色胶顺利流动。

2 单体橡胶挤出模具

在模具设计过程中，要想保证设备价值得以有效体现，就要保证对断面尺寸以及形状进行贴合式设计，其一，要对橡胶挤出模具不同膨胀率进行辨别，确保胶料硬度是由小变大的顺序，而具体的膨胀率是由大变小的顺序。其二，温度参数升高的过程中，挤出断面膨胀率也随之增高，特别是不同橡胶以及不同混炼

胶的膨胀率不同，也就导致异形面结构的变化出现差异[1]。

图1 设备具体构造示意图

在设计过程中，挤出模具型腔设计厚度要保证和挤出机的规格相同，近几年使用的较为广泛的中型挤出机，有效厚度要控制在8 mm以下，但是挤出断面的尺寸稳定性较差，也就导致其胶体表面出现了不光滑的问题，因此，在对波浪挤出效应进行分析的过程中，对其密度以及有效厚度进行分析。设计人员也要保证挤出模具的型腔厚度和挤出机头结构尺寸相似并匹配，单体橡胶挤出模具的有效型腔实际厚度要控制在10～15 cm之间。

图2 挤出模具型腔设计示意图

另外，设计人员要对模具进行有效的修型，确保尺寸和形状符合设计标准和要求，切实提升修型位置以及去除量的大小在参数范围内，对于可以预见的问题进行初步修型，确保修正量在校对范围内，利用校正修型以及抛光型面的参数校对提升挤出模具的实际质量。特别要注意的是，在一般操作过程中，模具的修型操作一般控制在1～2次左右，而对于比较复杂的模具则需要3～4次才能达标。管理人员要在提升技术人员技术能力水平的同时，确保其具有较为丰富的实践经验，满足最短的修型周期，尽量减少修型需要的原料和人力成本，一方面要对简单挤出模具进行型面的修正，确保尖角部分没有裂口存在。另一方面要对挤出断面的中型腔间隙进行参数控制，在倒角确定后，能有效保证挤出型边缘不会出现裂纹即可。特别要注意的是，在对修型倒角进行控制的过程中，要保证其角度控制在5～15°左右。

3 复合体橡胶挤出模具

复合体橡胶挤出模具的运行参数和单体比较相似，另外还有一部分较为不同的要求[2]。

第一，要对挤出速度进行控制，不同的胶种以及骨架结构挤出速度保持一致，才能从根本上保证复合体橡胶挤出模具的稳定以及完整，在整合成统一整体的过程中不会导致挤出操作时出现不符合标准的褶皱问题以及拉薄问题，也能有效避免滑移以及脱落问题。设计人员在设计过程中，要按照不同的胶种比例以及流动胶道的尺寸进行控制，确保误差能在校正过程中运行有效的修型过程。而对于生产线挤出过程进行参数控制时，利用速度波动对调整挤出转速进行平衡。

第二，在对带骨架复合挤出模具进行控制的过程中，最重要的设计要素就是保证骨架导入模具以及挤出口进行分析，调整复合位置锁定结构以及复合间隙的设计控制，确保位置锁定操作的有效完成，也要利用骨架倒入模板以及间距敷设间隙进行对参数进行调整，直接控制骨架复合胶层厚度。另外，在复合腔内部，若是压力增大，就会导致整个系统发生骨架堵塞的情况，甚至造成设备的停机，而压力过小，又会致使内部复合胶数量不足，骨架局部中汇露出胶体，导致其推力减小以及速度减慢，而设备间隙控制在1～1.5 mm之间。

第三，复合挤出模具在控制和运行过程中，要对导入模以及复合挤出模进行倾角的配合，若是配合倾角超出规定范围，就会导致复合腔内部压力出现分布不均匀的问题，也就导致其挤出的推力数值降低，相反的，阻力会随之增大，并且致使挤出速度降低，甚至会导致骨架周围的骨架由于受压而出现剪断现象。若是在复合腔内部复合密度较低，就会导致骨架以及胶体在没有完全融合为一体之前就出现挤出模具，对应产品不符合标准，在对倾角进行设计时，参数控制在20～30°之间。

第四，设计人员要对带有金属骨架的橡胶复合品进行分析，特别是对其质量参数进行控制，以保证外部尺寸以及材质韧性复合标准，而其硬度要符合产品设计要求的同时，确保骨架的表面不会出现锈蚀以及油垢问题。特别要注意的是，在对金属丝编织类骨架进行技术操作设计的过程中，要对编制结构进行有序操纵，提升其周边结构的完整[3]。

4 结论

总而言之，在对橡胶挤出模具进行设计的过程中，要对系统设计进行集中控制，确保各个要素的健全完整，提高设计橡胶挤出操作框架的常规化，强化设计框架结构有效的符合参数要求，保证产品影响力符合时代发展需求。设计人员要综合管控设计参数和设计工序，进一步提高全过程质量控制框架，促进橡胶工艺的可持续发展。

[1] 闫普选,卢江荣,赵贤淑，等.胶管挤出模熔体流动行为的数值研究[J].橡胶工业, 2013,60(12)∶746～750.

[2] 刘伯元,肖耀云,徐新等.挤出-模压法新工艺[C].第13届全国塑料管道生产和应用技术推广交流会论文集. 2013∶95～98.

[3] 约翰.迪克.新型橡胶检测设备对轮胎滚动阻力的质量控制[C].2013中国橡胶年会论文集. 2013∶45,109.

(R-03)

TQ330.41

1009-797X(2016)22-0014-02

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.005

袁昊（1988-），男，助理工程师，本科，生产设备维保及自动化改造，专利10项（2项为第一发明人）。

2016-09-06