挤出模具色条口的两种设计

陈永基

摘要：在管材挤出生产线中，模具对管材的成型发挥着举足轻重的作用。由于考虑到同一套模具可以生产不同规格的管材，挤出模具的组成一般分为基模和口芯模两部分，而当前大部分管材挤出模具的色条进料口都设计在基模中。本文主要论述了针对PP-R双管模具的一种新进料口的设计，并且论述了该种设计与传统的基模进料口的区别。

关键词：挤出模具；口模；色条线；发散

第1章绪论

1.1选题背景

随着管材挤出行业的飞速发展，从设备到工艺，从工艺到原材料，每一方面都会有不同程度的发展。在管材的实际生产过程中，设备本身对管材成型起着关键的作用。关于PP-R管材的生产，国标中除了对管材壁厚、圆度、表面光洁度等有相对应的规定，对色条线也有相对应的规定。在国家规定中，对PP-R（冷热水用聚丙烯管）管材的色条线规定了热水管使用红色，冷水管使用蓝色，并且色条线的大小以及形态也有规定。

PP-R管材在生产中，管材主要原材料为PP-R料，色标线使用的是PP-R色母料。虽然国家对原材料有相对应的规范，但是每个公司使用的原材料不尽相同，即便使用了相同的设备，由于色母料不一样，管材在挤出的时候，色标线的大小会有所差异，甚至有些色母会导致色条线出现发散现象[1]。

一方面，对于PP-R管材的生产，除了有国标的规定，又有行业的规定，每个生产企业又有自己的内部生产标准。在行业中，某些企业对产品的要求相对比较高，即便是对管材中不太重要的色条线，都希望能在生产过程中把色条线做得更完美。

另一方面，当模具内部压力不太稳定的情况下，色条线的挤出会受到一定的影响，特别是在双管模具中，由于共用了同一分流块，所以料在流道内部分流后会造成两边的分流挤出压力不相同，然后间接影响到色条机的压力的稳定。

所以为了满足客户对色条线的更高质量要求，此文展开了对PP-R管材双管模具的色条进料口的位置的探索。

第2章两种色条线进料口的设计

2.1在双管挤出模具的基模中设计的色条进料口

2.1.1基模中设计色条进料口的结构形式

该设计方式是目前主要的设计方式，其结构如图所示，由基模、色条环、口模、色条口适配器组成，实际上色条环也是基模的零件组成[2]。该色条环零件上设计有色条机的进料口，在色条机的作用下，PP-R色母料从此口进入到模具基模中从而形成PP-R管材的标志线。

2.1.2该种结构形式的优缺点

1）优点

该种结构形式设计的初衷，主要是为了在生产不同规格的管材时方便更换口芯模规格。由于色条进料口设计在基模的色条环中，当需要更换口芯模规格时，是不需要拆卸色条机与模具之间连接的适配器，直接更换口芯模即可。

对于单管模具，这种结构形式优势很明显，目前来说是最常用的一种结构。

2）缺点

由于色母料是从基模中共挤，对于双管模具，其本身内部分流导致的压力不均分，会影响到色母料共挤时的压力稳定性。另外，不同的色母料共挤时，其所体现的工艺特点也是不相同，因为不是每个客户都会使用同一品牌的色母料，即便使用某种色母料调试好了模具，一旦遇到工艺性不好的色母料，依然会出现色条线发散现象，从而导致不合格品的产生。

在生产过程中，下图2.1为该种结构偶然导致的管材不良现象，其中色条线出现了发散现象，图2.2为合格品。[3] 在生产调试过程中，发现不是每套双管模具都会出现这种现象，经过研究发现是由于模具基模的分流块加工工艺不好把握流道的一致性，導致分流后压力不均分，从而影响到色条线的大小。

2.2在双管挤出模具的口模中设计的色条进料口

考虑到双管挤出模具内部压力不均分导致色条出现发散现象，经过研究，初步猜想在口模处进行色母料共挤会进一步改散色条线发散现象。

2.2.1该种进料口的结构

该种共挤方式的结构设计如图所示，由色条分流块部件、适配器部件、口模部件三大部件组成。其中适配器部件的设计比较重要，考虑到拆装以及加工误差，内部采用了螺纹的连接方式，并且连接处使用了球面配合面，球面配合可以在装配的时候拥有更多的自由度。

这种结构的设计，在成本方面与第一种结构相比会更低，因为只要在口模合适的位置设计一个色母注入的小孔即可。考虑到加工成本以及加工能力，在口模处加工了0.8mm的孔，在后期试机得到了验证，0.8mm的孔可以加工出符合国家标准的色条。

2.2.2该种结构的优缺点

总体来说，最大的优点就是色母料共挤的时候压力稳定，色条线几乎不会出现发散现象。

与上文中论述的结构相比，该种结构在更换口芯模规格的时候稍微有点不方便，在更换口芯模时是需要整个适配器部件拆卸移开。相对经常更换规格的小厂家来说，这种结构不太适合，对于大厂家来说，厂家会为了追求产品稳定性而选择该种结构。

第3章 结论

经过上文两种结构对比，前一种结构属于目前的主流设计，后一种是优化设计，但是这种优化设计是相对规模较大的生产厂商而言。在实际生产中，具体采用哪种设计都是以生产需求为准，所以说，两种结构方式都是合理的结构。

参考文献

[1] 色母料常见的9大问题原因及解决方法[J].聚合物与助剂，2016（1）：39-40.

[2] 马亚洲，代伟.多头挤出模具的设计[J].塑料加工，2006，41（6）：41-43.

[3] 王海翔.PP-R管质量问题及其分析[J].安徽建筑工业学院学报，2005，13（5）：75.

（作者单位：佛山巴斯特科技股份有限公司）