塑料異型材三面壓花擠出模設(shè)計

蔣 標(biāo)， 方艷華， 徐 瑞

（格瑞特擠出技術(shù)有限公司， 安徽 銅陵 244000）

0 引 言

塑料異型材擠出技術(shù)的不斷發(fā)展，實現(xiàn)了型材由單一原料到復(fù)合原料、單一顏色到多色，光滑平面到凹凸質(zhì)感的壓花紋理，由簡單實用到如今實用與美觀相結(jié)合的快速發(fā)展。而擠出型材應(yīng)用領(lǐng)域的快速擴(kuò)張，又反向促使模具行業(yè)快速發(fā)展，由單一模具到共擠模具，再到多工位復(fù)合共擠模具及壓花共擠模具等，不斷更新設(shè)計理念，優(yōu)化工藝，逐步向多元化方向發(fā)展。

型材壓花面越多，其應(yīng)用面越廣。相較于傳統(tǒng)的模具，壓花模具通過只增加壓花裝置，使型材成型的同時擁有豐富的立體花紋，省去二次加工，操控簡便，1副模具就能實現(xiàn)型材表面光滑和立體紋理2種效果。

1 壓花模具介紹

壓花模具是在傳統(tǒng)模具的基礎(chǔ)上增加特定的輥輪裝置，在光滑的異型材表面成型凹凸質(zhì)感的立體紋理，完成壓花擠出一次成型。成型后零件不僅更美觀，視覺效果更突出，且操作簡單，花紋深度可控，擴(kuò)大了異型材的應(yīng)用領(lǐng)域。

1.1 壓花原理

以塑料異型材通用模具為例，結(jié)合理論和大量實踐證明，壓花裝置的最佳安放位置是在模頭成型板上。原料經(jīng)過模頭作用，在成型板出料端擠出型材，型材帶動壓花輥輪旋轉(zhuǎn)，在表面壓出立體質(zhì)感的花紋。通過對調(diào)節(jié)螺釘?shù)目刂?，可改變軸承座位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)輥輪與壓花面的距離，得到深淺不同的花紋。

1.2 分 類

壓花模具根據(jù)壓花面的數(shù)量可分為單面、雙面和多面，其壓花型材如圖1所示，雙面壓花依據(jù)壓花面位置的差異，分為相鄰面壓花和平行面壓花。多面壓花模具由于壓花面數(shù)量多，輥輪裝置的位置排列復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)計難度增加，因此這類模具數(shù)量較少。

圖1 壓花型材

2 三面壓花模具

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

在三面壓花模具中，隨著壓花面數(shù)量的增加，壓花面占型材外表面的比例增大，3個壓花輥輪裝置需要排布同一模頭中，在兼顧生產(chǎn)和工藝成本最優(yōu)化的前提下，要綜合考慮以下因素：①輥輪之間相互獨立，其位置相互制約；②每個壓花面的深淺不僅要求可控、紋理清晰、穩(wěn)定、連貫，而且互不干擾；③壓花裝置的存在不影響模具的單獨使用。

2.2 三面壓花模具的組件和安裝

2.2.1 組 件

以塑料異型材方型模具為例，三面壓花模具包括模頭和三套壓花裝置，如圖2所示。模頭由成型板1、預(yù)成型板2、機(jī)頸3、過渡板4和壓縮板5構(gòu)成。除成型板外，其它板塊與非壓花模具相同。壓花裝置則由壓花輥輪、軸承、軸芯、軸承座、壓板、壓塊、支架和調(diào)節(jié)螺釘?shù)冉M成，如圖3所示。

圖2 三面壓花模具

圖3 壓花裝置

不改變成型板厚度，使壓花模具在線切換光滑面和花紋面成型，設(shè)計了楔形軸承座解決相鄰面壓花裝置相交、干涉的問題。2個相似的楔形軸承座經(jīng)過合理計算和排布，不僅能滿足相鄰面壓花的需求，而且簡化了工藝，降低了生產(chǎn)成本，為四面甚至更多面壓花模具的設(shè)計提供了新思路。

2.2.2 兩側(cè)面壓花裝置安裝

左側(cè)面壓花裝置安裝過程：先將長調(diào)節(jié)螺釘旋入成型板螺紋孔內(nèi)，再將裝好軸芯、軸承的壓花輥輪上端放入楔形軸承座的軸芯孔內(nèi)，下端放入下軸承座的軸芯孔內(nèi)，然后將其一并放入成型板左側(cè)凹槽處，確保長調(diào)節(jié)螺釘在下軸承座的異形凹腔內(nèi)；將短調(diào)節(jié)螺釘先穿過支架再放入楔形軸承座的異形凹腔內(nèi)，之后安裝壓塊固定下軸承座、壓板固定楔形軸承座和支架固定調(diào)節(jié)螺釘。右側(cè)面壓花裝置的安裝與左側(cè)面相同。

2.2.3 上側(cè)壓花裝置安裝

上側(cè)壓花裝置安裝過程：將裝好軸芯、軸承的壓花輥輪兩端分別放入楔形軸承座的軸芯孔內(nèi)，然后將其一并放入成型板上側(cè)凹槽處；將調(diào)節(jié)螺釘放入楔形軸承座的異形凹腔內(nèi)，安裝壓板固定楔形軸承座與支架固定調(diào)節(jié)螺釘。

因每個壓花裝置相互獨立，故3個壓花裝置的安裝不分先后。

3 三面壓花裝置的調(diào)控

相較于相鄰面壓花裝置，三面壓花裝置由于楔形軸承座直接與軸芯作用，實現(xiàn)了每一面的壓花裝置構(gòu)成獨立的聯(lián)動整體（見圖3），擴(kuò)大了花紋深度的調(diào)節(jié)范圍，既能保證花紋深度一致，又避免了其它面壓花裝置的干擾。

當(dāng)型材在成型板型腔中擠出時，帶動3個壓花輥輪同步旋轉(zhuǎn)，壓塊、壓板和支架確保壓花輥輪的軸芯在旋轉(zhuǎn)過程中不發(fā)生偏移。若只想改變型材某一面的花紋深度，只需調(diào)節(jié)對應(yīng)壓花裝置的調(diào)節(jié)螺釘，移動軸承座位置，改變輥輪與型材面的距離；若想保留型材的光滑面，只需同時調(diào)節(jié)所有的調(diào)節(jié)螺釘，使輥輪不接觸型材表面即可。經(jīng)過計算、大量的試驗調(diào)試，該裝置可實現(xiàn)三面花紋深度0～0.8 mm的調(diào)節(jié)（型材厚度≥2 mm）。

綜上所述，三面壓花模具有明顯的優(yōu)勢：①型材和花紋同時成型；②多面壓花一次完成；③花紋深度可調(diào)節(jié)；④在線切換光滑面和壓花面2種效果；⑤壓花裝置穩(wěn)定性高，生產(chǎn)效率高，操作簡便，故障率低，使用壽命長。

4 結(jié)束語

塑料異型材市場競爭激烈，而多面壓花模具的出現(xiàn)使型材表面擁有千變?nèi)f化的花紋，提升了型材外觀的立體視覺效果，為實現(xiàn)型材可視面的進(jìn)一步應(yīng)用提供可能，介紹的三面壓花模具設(shè)計方法，為四面甚至更多面壓花模具的設(shè)計提供了新思路，以供類似專業(yè)人員參考。