渦流冷卻水箱的結(jié)構對異型材擠出的影響

專家姓名：王 耀　　類別：技術交流

摘 要:本文通過對不同模具廠家的渦流冷卻水箱進行對比、分析來論述了它的結(jié)構對型材制品的質(zhì)量及擠出設備的影響,以及提出自己的觀點。
關鍵詞:模具、渦流冷卻水箱、異型材、設備、影響。
凡從事塑料異型材加工行業(yè)的人對PVC-U未增塑門窗用塑料異型材的配方、工藝、設備和模具都或多或少有所了解。然而擠出模具的配置、結(jié)構、冷卻方式不同也影響著異型材的正常生產(chǎn)。筆者在實際生產(chǎn)過程中對不同廠家的模具,特別是定型模渦流冷卻水箱的結(jié)構進行了對比和分析,有以下幾點觀點可供大家共同探討。
一、渦流冷卻水箱的密封性.渦流冷卻水箱的密封在很大程度上對型材的質(zhì)量,特別是型材可視面的平直度、光潔度和型材截面的垂直度造成影響。真空負壓大時往往會使大面外凸,反之真空負壓小時會使大面凹陷,型材表面的凹凸會對門窗制作時的清角帶來困難。
大多數(shù)的模具生產(chǎn)廠家會在水箱的上蓋板上安裝真空表和調(diào)節(jié)閥,正常生產(chǎn)時根據(jù)型材截面的要求以及可視面的平直度來自由調(diào)節(jié)真空度的大小,以達到所需的幾何尺寸和外觀。而有的廠家并未安裝真空表和調(diào)節(jié)閥,氣壓不可調(diào)而導致型材平直度不能保證,有的甚至產(chǎn)生阻力造成型材抖動牽引困難或波浪紋。并且,大多數(shù)渦流冷卻水箱的上蓋板是用有機玻璃組成,時間久了每節(jié)水箱的兩端就會變形上翹,造成密封不嚴也使型材的平直度得不到充分保證。建議模具廠家在制作模具的渦流冷卻水箱時有所改進,比如說在有機玻璃上加一個金屬邊框以提高上蓋板的剛度,并要求模具用戶對模具的日常維護和保養(yǎng)要做到位。
1.整體結(jié)構.渦流冷卻水箱根據(jù)型材截面的大小和復雜程度可設計為一節(jié)或二節(jié)。而高速擠出與普通擠出的渦流冷卻水箱定型塊的裝配間距又有所不同,高速擠出渦流冷卻水箱中的定型塊排列密度較大,特別是第一節(jié)水箱前端靠近定型模方向定型塊的間距在20mm-40mm之間不等;普通擠出模具渦流冷卻水箱中定型塊排列密度較小,兩節(jié)水箱(一般2m/節(jié)×2)的定型塊共有10-18塊不等。這也就是擠出速度與冷卻速度的一個協(xié)同原理。
高速擠出的型坯在定型模中運行時,溫度和強度梯度較小,在加速冷卻的同時必須要保證其幾何形狀,這就需要有排列密度較大的定型塊來保證;普通擠出的型坯在定型模中運動時溫度和強度梯度較大,在定型模中已基本成型,很少產(chǎn)生變形,水箱的目的就是一個輔助冷卻的過程,所以定型塊排列密度比較小,也可以說是一個導向作用。
2.定型塊的形狀.每個模具廠家根據(jù)成型原理和自身經(jīng)驗來決定了定型塊的形狀也有所不同,大致分為三種,有的廠家(如圖-1)在定型塊空腔的四周均布有∮10mm左右的通孔,以便于水的流通,而且定




型塊與上蓋板之間h=20mm-40mm的空隙,以便于氣流的流通。也有的廠家定型塊與上蓋板之間是密封的,通過抽真空會更有利于水的加速流動;有的廠家(如圖-2)在水箱中同一套模具的定型塊有兩種:一種在定型塊空腔上端開長槽,一種下端開長槽,交替裝配;另一種是在定型塊空腔上下兩端都開有長槽,依次裝配。這樣可以更好地大面積提高水的循環(huán)形成渦流,這種模具的定型塊與上蓋板之間是密封的。并且有些定型塊(如圖-3)根據(jù)型材的截面特別是大截面型材定型塊空腔的上方(或下方)在開長槽的基礎上加一調(diào)節(jié)螺釘來控制型材大面的平直度。
3.真空排氣口的位置.真空排氣口的位置一般在每節(jié)渦流冷卻水箱的尾端,水、氣通過真空排氣口強行排出,目的一是形成負壓和排出冷卻水;二是形成渦流使型材更快地定型和冷卻。但開口的高低對于渦流的效果有一定的影響。(如圖-4)實線和虛線所示位置,根據(jù)流體



力學和空氣流動的原理,排氣口開在上部比開在下部更容易形成渦流,而且開在上部能使渦流冷卻水箱這一相對獨立的容器中保持足夠的水位,以滿足冷卻的要求;而開口在下部水箱中的水會基本排出,只能在進水量較大的情況下僅能在水箱的前端達到水位要求,才能基本保證型材在水箱中冷卻的要求,而往往這時與之聯(lián)接的真空泵由于吸水量過大會過載跳閘,對設備本身也是一種損傷。這也就是有些擠出設備的定型臺配有水氣分離箱卻由于水量過大而經(jīng)常跳閘的原因。這一現(xiàn)象在前期某些設備廠家安裝調(diào)試過程中具有爭議的主要矛盾之一。
一套好的定型冷卻系統(tǒng)是型材品質(zhì)的保障。上述觀點只是筆者在日常生產(chǎn)過程中積累的一些個人見解，不足之處還請同行指教。并希望其對模具的設計和制造，以及模具的正常使用和維護有所裨益。

發(fā)表時間：2007-11-16

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