橡膠擠出模具設計淺析

袁昊

(南京利德東方橡塑科技有限公司，江蘇 南京 210028)

橡膠擠出模具設計淺析

Analysis of rubber extrusion mold design

袁昊

(南京利德東方橡塑科技有限公司，江蘇 南京 210028)

伴隨著我國經濟結構的快速發展以及社會的進步，汽車工業呈現出跨越式運行框架，在這其中，膠管已經成為日常生活和工業發展中不可或缺的基礎材料。特別要注意的是，在膠管生產過程中，只有優化提升外層膠與編織層之間的黏合度，并且利用擠出模具將外層包覆于編織層之上的方式，才能確保整體技術設計的完整。本文從模具設計實例出發，針對單體橡膠擠出模具和復合體橡膠擠出模具設計進行了集中的闡述，旨在為相關設計人員提供有效的技術建議，以供參考。

橡膠擠出模具；設計；單體；復合體

在橡膠擠出模具制造過程中，要提升整體管理措施和管控機制，特別是目前外層膠擠出工序只能生產出產品，并不能很好區分不同膠種，容易造成混料，因此，不適合自動化生產和安全生產，需要管理人員針對實際問題建立具有針對性的設計操作。

1 模具設計實例

本設備主要是針對實際操作問題的一種附色膠帶的橡膠管擠出模，該附色膠帶的橡膠管擠出模結構不僅提供一種附色膠帶的橡膠管擠出模口，對不同品種的膠管使用不同顏色的色膠與橡膠一同擠出，也能在膠管上附上對稱的兩條色膠帶，使不同品種膠管能明顯區分，便于生產管理。在設計過程中，利用的是附色膠帶的橡膠管擠出模的具體元件，其中模體以及插入模體內的色膠噴嘴和定位銷是比較關鍵的部位，而模體上會集中安裝色膠導流槽、橡膠導流槽、密封面以及橡膠成型口，并且配備噴嘴插孔。加之色膠噴嘴會通過噴嘴插孔固定在設備的基礎模體結構上。另外，在設備中色膠噴嘴設有色膠成型槽結構、斜面結構以及圓弧面結構，能實現整體設備模體的優化運行，而對其形狀也進行了集中的管控，要求下方為錐形結構，而其表面要形成集中的密封面。

設計人員要針對其有效的模體結構進行集中的設計，確保結構上所設密封面的具體參數形狀是錐面，且密封面和主機配合，從而實現密封、防止色膠滲漏等目的。而在位置控制方面，要確保所設色膠導流槽和密封面保持垂直。

針對噴嘴插孔的設置，數量要控制在兩個，并且保持對稱狀態，有效分布在色膠導流槽的結構兩端，而噴嘴插孔要有效連通色膠導流槽結構以及橡膠導流槽結構，保證噴嘴插孔的實際位置高于橡膠成型口的標高。除此之外，在對色膠噴嘴進行分析的過程中，要實現結構上色膠成型槽截面形狀為矩形，整體結構形狀呈扁長形，才能便于色膠呈長扁條狀擠出，而結構中的斜面和橡膠導流槽結構要在統一空間平面內，圓弧面與色膠導流槽結構在統一空間平面內，確保橡膠和色膠順利流動。

2 單體橡膠擠出模具

在模具設計過程中，要想保證設備價值得以有效體現，就要保證對斷面尺寸以及形狀進行貼合式設計，其一，要對橡膠擠出模具不同膨脹率進行辨別，確保膠料硬度是由小變大的順序，而具體的膨脹率是由大變小的順序。其二，溫度參數升高的過程中，擠出斷面膨脹率也隨之增高，特別是不同橡膠以及不同混煉

膠的膨脹率不同，也就導致異形面結構的變化出現差異[1]。

圖1 設備具體構造示意圖

在設計過程中，擠出模具型腔設計厚度要保證和擠出機的規格相同，近幾年使用的較為廣泛的中型擠出機，有效厚度要控制在8 mm以下，但是擠出斷面的尺寸穩定性較差，也就導致其膠體表面出現了不光滑的問題，因此，在對波浪擠出效應進行分析的過程中，對其密度以及有效厚度進行分析。設計人員也要保證擠出模具的型腔厚度和擠出機頭結構尺寸相似并匹配，單體橡膠擠出模具的有效型腔實際厚度要控制在10～15 cm之間。

圖2 擠出模具型腔設計示意圖

另外，設計人員要對模具進行有效的修型，確保尺寸和形狀符合設計標準和要求，切實提升修型位置以及去除量的大小在參數范圍內，對于可以預見的問題進行初步修型，確保修正量在校對范圍內，利用校正修型以及拋光型面的參數校對提升擠出模具的實際質量。特別要注意的是，在一般操作過程中，模具的修型操作一般控制在1～2次左右，而對于比較復雜的模具則需要3～4次才能達標。管理人員要在提升技術人員技術能力水平的同時，確保其具有較為豐富的實踐經驗，滿足最短的修型周期，盡量減少修型需要的原料和人力成本，一方面要對簡單擠出模具進行型面的修正，確保尖角部分沒有裂口存在。另一方面要對擠出斷面的中型腔間隙進行參數控制，在倒角確定后，能有效保證擠出型邊緣不會出現裂紋即可。特別要注意的是，在對修型倒角進行控制的過程中，要保證其角度控制在5～15°左右。

3 復合體橡膠擠出模具

復合體橡膠擠出模具的運行參數和單體比較相似，另外還有一部分較為不同的要求[2]。

第一，要對擠出速度進行控制，不同的膠種以及骨架結構擠出速度保持一致，才能從根本上保證復合體橡膠擠出模具的穩定以及完整，在整合成統一整體的過程中不會導致擠出操作時出現不符合標準的褶皺問題以及拉薄問題，也能有效避免滑移以及脫落問題。設計人員在設計過程中，要按照不同的膠種比例以及流動膠道的尺寸進行控制，確保誤差能在校正過程中運行有效的修型過程。而對于生產線擠出過程進行參數控制時，利用速度波動對調整擠出轉速進行平衡。

第二，在對帶骨架復合擠出模具進行控制的過程中，最重要的設計要素就是保證骨架導入模具以及擠出口進行分析，調整復合位置鎖定結構以及復合間隙的設計控制，確保位置鎖定操作的有效完成，也要利用骨架倒入模板以及間距敷設間隙進行對參數進行調整，直接控制骨架復合膠層厚度。另外，在復合腔內部，若是壓力增大，就會導致整個系統發生骨架堵塞的情況，甚至造成設備的停機，而壓力過小，又會致使內部復合膠數量不足，骨架局部中匯露出膠體，導致其推力減小以及速度減慢，而設備間隙控制在1～1.5 mm之間。

第三，復合擠出模具在控制和運行過程中，要對導入模以及復合擠出模進行傾角的配合，若是配合傾角超出規定范圍，就會導致復合腔內部壓力出現分布不均勻的問題，也就導致其擠出的推力數值降低，相反的，阻力會隨之增大，并且致使擠出速度降低，甚至會導致骨架周圍的骨架由于受壓而出現剪斷現象。若是在復合腔內部復合密度較低，就會導致骨架以及膠體在沒有完全融合為一體之前就出現擠出模具，對應產品不符合標準，在對傾角進行設計時，參數控制在20～30°之間。

第四，設計人員要對帶有金屬骨架的橡膠復合品進行分析，特別是對其質量參數進行控制，以保證外部尺寸以及材質韌性復合標準，而其硬度要符合產品設計要求的同時，確保骨架的表面不會出現銹蝕以及油垢問題。特別要注意的是，在對金屬絲編織類骨架進行技術操作設計的過程中，要對編制結構進行有序操縱，提升其周邊結構的完整[3]。

4 結論

總而言之，在對橡膠擠出模具進行設計的過程中，要對系統設計進行集中控制，確保各個要素的健全完整，提高設計橡膠擠出操作框架的常規化，強化設計框架結構有效的符合參數要求，保證產品影響力符合時代發展需求。設計人員要綜合管控設計參數和設計工序，進一步提高全過程質量控制框架，促進橡膠工藝的可持續發展。

[1] 閆普選,盧江榮,趙賢淑，等.膠管擠出模熔體流動行為的數值研究[J].橡膠工業, 2013,60(12)∶746～750.

[2] 劉伯元,肖耀云,徐新等.擠出-模壓法新工藝[C].第13屆全國塑料管道生產和應用技術推廣交流會論文集. 2013∶95～98.

[3] 約翰.迪克.新型橡膠檢測設備對輪胎滾動阻力的質量控制[C].2013中國橡膠年會論文集. 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，助理工程師，本科，生產設備維保及自動化改造，專利10項（2項為第一發明人）。

2016-09-06