【正文】 時(shí)間，降低螺桿的塑化質(zhì)量，太小則螺紋密，螺槽容積減小，影響擠出量。對(duì)于送料段，30o螺旋角最適合于粉料；15o螺旋角適合于方形料粒；17o左右螺旋角適合于球狀或柱狀料粒。由均勻段理論分析得知，螺旋角30o時(shí)的擠出流率最高。實(shí)際上為了加工方便，多取螺旋角為17o41`。 （5）螺距S和螺槽寬度W 螺距即螺紋的軸向距離，螺槽寬度即垂直于螺棱的螺槽寬度。在其它條件相同時(shí)，螺距和槽寬的變化，不但決定螺桿的螺旋角，而且還影響螺槽的容積，從而影響塑料的擠出量和塑化的程度。螺槽寬度加大則意味著螺棱寬度減小，螺槽容積相應(yīng)增大，擠出量提高；同時(shí)螺棱寬度減少，螺桿旋轉(zhuǎn)摩擦阻力減小，所以功率消耗低。 （6）螺槽深度H 即螺紋外半徑與根部半徑之差。根據(jù)壓縮比的要求，加料段槽深大于熔融段，熔融段槽深又大于均化段。加料段螺槽深度大，有利于提高其輸送能力；但槽深太深，一則使螺桿強(qiáng)度下降，導(dǎo)致螺桿在較大扭力作用下發(fā)生剪斷；二則太深使塑料在槽間混合不均、攪拌不勻，影響熱傳導(dǎo)和熱平衡，導(dǎo)致螺桿塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽漸淺，螺桿對(duì)物料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于機(jī)筒壁向物料傳熱和物料的混合、塑化；但是太淺，螺槽容積減小，直接影響擠出量。 （7）螺桿與機(jī)筒的間隙δ 即機(jī)筒內(nèi)徑與螺桿外徑之差的一半。螺桿與機(jī)筒間隙的大小，對(duì)擠塑質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大的影響，特別是對(duì)塑化起著主要作用。當(dāng)螺桿與機(jī)筒的間隙太大時(shí)，尤其是均化段間隙增大，則塑料的逆流、漏流現(xiàn)象增加，不但引起擠出壓力的波動(dòng)，影響擠出量；而且由于這些回流的增加，使塑料過熱，這是由于摩擦加劇的結(jié)果，這種過熱，尤其發(fā)生在散熱不良的環(huán)境中，往往導(dǎo)致塑料分解，造成塑化差、成型困難。因此，~。 （8）螺桿頭部結(jié)構(gòu) 螺桿頭部的形狀和幾何尺寸，與物料能否平衡地從螺桿進(jìn)人機(jī)頭，能否避免滯流以免局部物料受熱時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象等，有直接關(guān)系。不同形狀的螺桿頭，在擠塑過程中，塑料從螺桿進(jìn)入機(jī)頭時(shí)的流動(dòng)方式也不同。從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，這時(shí)靠筒壁處的塑料流動(dòng)慢，在中心處的流動(dòng)快，根據(jù)塑料的流動(dòng)狀態(tài)，螺紋深度和兩側(cè)的圓弧半徑可以相應(yīng)變化，以適應(yīng)螺桿各段的要求。螺桿頭部常采用錐角較小的錐體形狀，為了增加攪拌作用，可在錐形狀上制成與螺桿均化段連續(xù)的螺紋。（9）螺桿螺紋的頭數(shù)在其它條件相同時(shí)，多頭螺紋與單頭螺紋相比，多頭螺紋對(duì)物料的正推力較大，攫取物料的能力較強(qiáng)，并可降低塑料熔體的倒流現(xiàn)象。但螺紋全長(zhǎng)都是多頭螺紋時(shí)，會(huì)由于各條螺槽的熔融、均化或?qū)θ荏w輸送能力不一致，容易引起擠出量的波動(dòng)和壓力波動(dòng)，不利于擠出質(zhì)量。所以，有時(shí)只是為了提高加料段攫取物料的能力；在加料段設(shè)置雙頭螺紋，以提高塑料粒子的輸送能力。擠出機(jī)螺桿的分段及各區(qū)段的基本職能根據(jù)塑料在擠出機(jī)中三種狀態(tài)的變化過程，螺桿在塑料在擠出過程中，塑料隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)而前進(jìn)，要經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度等變化，這種變化在螺桿的各段是不一樣的。螺桿的分段如圖42所示。它是根據(jù)塑料在擠塑機(jī)中物態(tài)變化、流動(dòng)情況和螺桿的基本職能來劃分的，大致為加料段，又稱為固體輸送段；塑化段，又稱為壓縮段；均化段三段。下面就各區(qū)段討論一下其基本職能。 （1）加料段：又稱為預(yù)熱段。其職能主要是對(duì)塑料進(jìn)行壓實(shí)和輸送。此段螺桿表面光滑，顆粒狀塑料從料斗進(jìn)入機(jī)筒螺桿后，開始被預(yù)熱加溫。在旋轉(zhuǎn)的螺桿作用下，通過機(jī)筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實(shí)。塑料在加料段基本上保持固態(tài)，預(yù)熱好的塑料由螺桿旋轉(zhuǎn)推進(jìn)熔融段開始塑化。加料段前螺紋應(yīng)該深一些，該段的螺桿長(zhǎng)度隨塑料的種類不同而不同，從零至螺桿總長(zhǎng)的75％不等，一般該段長(zhǎng)度為螺桿的有效長(zhǎng)度的15~25%。擠出結(jié)晶聚合物較長(zhǎng)，硬性非結(jié)晶聚合物次之，軟性非結(jié)晶聚合物較短。 （2）塑化段：又稱為壓縮段，其作用是將加料段送來的塑料進(jìn)一步壓實(shí)和塑化，并將塑料中夾有的空氣壓回到加料口處排出，并改善塑料的熱傳導(dǎo)性能。這一段螺槽應(yīng)該是壓縮型的，螺紋要比加料段的淺些，其工作過程是：當(dāng)塑料從加料段進(jìn)入塑化段后，隨著塑料的繼續(xù)向前輸送，由于螺槽逐漸變淺，以及濾網(wǎng)、多孔濾板和機(jī)頭的阻礙作用，塑料中形成了高壓，故塑料逐漸壓實(shí)。同時(shí)，物料受到來自機(jī)筒的外部加熱和螺桿與機(jī)筒的強(qiáng)烈攪拌、混合和剪切等作用，開始熔融，隨著推進(jìn)過程，液相不斷增加，而固相不斷減少，塑料在這段里由固體狀態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，全部或絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉黧w。塑化段是螺桿工作部分中最關(guān)鍵的部分，這段螺紋不要太深，因?yàn)槁菁y一深，塑化受到壓力減少，則塑化不好。塑化段的長(zhǎng)度主要和塑料的粘流溫度（或熔點(diǎn)）等性能有關(guān)，熔化溫度范圍寬的塑料，如聚氯乙烯的塑化段最長(zhǎng)，可占螺桿的整個(gè)長(zhǎng)度；熔化溫度范圍窄的聚乙烯塑化段約占螺桿全長(zhǎng)的45~50％；而熔化溫度范圍很窄的聚合物，如聚酚胺等，塑化段甚至只有一個(gè)螺距的長(zhǎng)度。 （3）均化段：又稱為熔融段，其作用是將塑化段已經(jīng)塑化好的粘流態(tài)塑料，在溫度的持續(xù)作用下，塑化得更加均勻。塑化均勻的塑料熔體，由螺桿的攪拌推動(dòng)，使之定壓、定量和定溫地從機(jī)頭中擠出。這一段也稱為定量段或壓出段，約占螺桿全長(zhǎng)的20~25％。為避免螺桿頭部面前形成料流“死區(qū)”，常將螺桿頭設(shè)計(jì)成錐形或半圓形，有些螺桿均化段為一表面平滑的柱體，稱魚雷頭，它能節(jié)制料流，消除波動(dòng)，提高螺桿的塑化能力。螺桿的維護(hù)保養(yǎng) 螺桿是塑料擠出的心臟部分，維護(hù)保養(yǎng)好螺桿是提高產(chǎn)品產(chǎn)品和質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，要注意下列幾個(gè)問題： 1）不允許在沒有加塑料時(shí)螺桿空轉(zhuǎn)。 2）在清洗螺桿時(shí)，要把螺桿墊平墊穩(wěn)，不允許螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以免螺桿損傷。 3）嚴(yán)禁將全屬物品加人機(jī)筒內(nèi)，以免損傷螺桿。 4）溫度過低時(shí)（或加溫溫度末達(dá)到工藝溫度下限時(shí)）嚴(yán)禁起動(dòng)螺桿。 5）使用螺桿冷卻水時(shí)，當(dāng)溫度下降明顯且較低時(shí)，應(yīng)停止水冷；并做到停機(jī)必須停水。 6）定期清洗螺桿。清洗螺桿時(shí)嚴(yán)禁使用金屬器械砸撞螺桿。 螺桿清洗時(shí)經(jīng)常要裝卸，而機(jī)筒是密閉的，不可能打開機(jī)筒進(jìn)行。因此，在拆卸螺桿時(shí)，首先要將存于機(jī)簡(jiǎn)內(nèi)的塑料完全排凈，而后卸掉機(jī)頭，從調(diào)節(jié)頂桿處將螺桿從止推軸承內(nèi)頂出（在頂出螺桿的過程中嚴(yán)禁重?fù)袈輻U根部），從機(jī)身與機(jī)頭連接處，即機(jī)身前沿出料口處將螺桿緩慢取出，對(duì)較大型螺桿在取出1/3左右后，應(yīng)及時(shí)將螺桿平穩(wěn)地放在螺桿托架車上，再將螺桿完全取出，防止螺桿前端傾斜碰撞機(jī)筒或掉在地上。安裝時(shí)順序相反，即將螺桿由托架車上緩慢地從前邊的機(jī)筒出料口裝入，當(dāng)接觸止推軸承后，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承與螺桿配合好后，再將螺桿頂進(jìn)止推軸承內(nèi)即可，而后裝上機(jī)頭。機(jī)頭與機(jī)身必須上緊，并使機(jī)頭均勻可靠地壓緊濾板。第三節(jié) 工裝設(shè)計(jì)和選擇擠塑制品的生產(chǎn)質(zhì)量除了與設(shè)備和材料有關(guān)外，很大程度上還取決與工裝模具的設(shè)計(jì)。對(duì)于電纜絕緣或護(hù)套擠出工藝來說，其所用模具主要是擠塑模具，當(dāng)用于特定類型生產(chǎn)時(shí)可能還有鋼鋁帶縱包模等其他一些特殊工裝模具。因此下面將簡(jiǎn)單介紹有關(guān)模具、工裝的設(shè)計(jì)和使用問題一、擠塑模具設(shè)計(jì)和選配 擠塑本身質(zhì)量的好壞與塑料本身的質(zhì)量、擠出機(jī)性能、擠出溫度、速度、擠出的冷卻有關(guān)外，還與機(jī)頭模具設(shè)計(jì)等多種因素有關(guān)。模具的幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、流道設(shè)計(jì)等直接決定塑料的擠出質(zhì)量。 （一）擠出模具的組合類型 模芯、模套是擠塑成型模具，模芯固定在模芯座上，其作用是固定和支撐線芯或纜芯，使塑料成環(huán)狀，并按一定方向進(jìn)入模套，通過調(diào)整模芯座螺栓以調(diào)整模芯模套的相對(duì)位置。模套借助于模套蓋固定于機(jī)頭上，模套的作用是使塑料通過它的內(nèi)錐孔與模芯的外錐體所形成的間隙進(jìn)入孔道成型。模芯、模套的結(jié)構(gòu)尺寸和幾何形狀選擇的原則是：模芯模套之間形成的間隙應(yīng)是逐漸縮小的，膠料通過間隙的速度逐漸加快，同時(shí)這一流程中，塑料不應(yīng)遇到任何障礙，而成流線形流動(dòng)，以保證塑料有足夠的壓力，達(dá)到擠出膠層緊密，表面質(zhì)量良好。在電線電纜擠塑生產(chǎn)中使用的模具（包括模芯和模套）主要有三種形式，即擠壓式、擠管式和半擠壓式三種。模具的結(jié)構(gòu)基本一樣，僅僅在于模芯前端有無管狀承徑部分和承徑與模套的相對(duì)位置不同而言。如圖：擠管式半擠壓式擠壓式 擠壓式模具 擠壓式模具的模芯沒有管狀承徑部分，模芯縮在模套承徑后面。熔融的塑料（以下簡(jiǎn)稱料流）是靠壓力通過模套實(shí)現(xiàn)最后定型的，擠出的塑料層結(jié)構(gòu)緊密，外表平整。模芯與模套間的夾角大小決定料流壓力的大小，影響塑料層質(zhì)量和擠出制品的質(zhì)量。模芯與模套尺寸及表面光潔度也直接決定擠出制品的幾何形狀尺寸和表面質(zhì)量。模套孔徑大小必須考慮解除壓力后的塑料“膨脹”，以及冷卻后的收縮等綜合問題。由于壓力式擠出，塑料在擠出模口處產(chǎn)生較大的反作用力，因此，出膠量較擠管式低得多。該模具調(diào)偏困難，尤其是當(dāng)線芯和纜芯有彎曲時(shí)，容易造成塑料層偏心嚴(yán)重，厚薄不容易控制。產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)模具依賴性較大，擠塑對(duì)配模的正確性要求較高，且擠出線芯彎曲性能不好。因此，擠壓式模具一般僅用于小截面線芯或要求擠包緊密，外表特別圓整的線芯，以及擠出塑料拉伸比過小者。 擠管式模具 其在擠出時(shí)模芯有管狀承徑部分，模芯口端面伸出模套口端面或與模套口端面持平的擠出方式，稱為擠管式。擠管式擠出時(shí)由于模芯管狀承徑部分的存在，使塑料不是直接壓在纜芯上，而是沿著管狀承徑部分向前移動(dòng)，先形成管狀，然后經(jīng)拉伸再包覆在線芯或纜芯上。在電纜護(hù)套和絕緣擠出中主要采用這類模具。 擠管式模具具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 擠出速度快。擠管式模具充分利用塑料可拉伸的特性，出膠量有模芯和模套之間的環(huán)形截面積來確定，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于護(hù)套的厚度，所以線速度可根據(jù)拉伸比不同而有所提高。（2） 生產(chǎn)時(shí)操作簡(jiǎn)單，偏芯調(diào)節(jié)容易。其徑向厚度的均勻性只由模芯模套的同心度來決定。（3） 配模方便。同一套模具可以利用調(diào)整拉伸比的辦法，擠制不同尺寸的護(hù)套。（4） 塑料經(jīng)拉伸后發(fā)生“定向”作用，特別對(duì)結(jié)晶性高聚物，結(jié)果使塑料機(jī)械強(qiáng)度提高。（5） 護(hù)套厚薄容易控制。通過調(diào)整牽引速度來調(diào)整拉伸比，從而改變護(hù)套厚度。（6） 在某些特殊要求中可以擠包得很松，在纜芯外形成一個(gè)松包的空心管。擠管式模具的缺點(diǎn)（1） 塑料層的致密性差。因?yàn)槟Ｐ竞湍Ｌ字g的夾角很小，塑料在擠出時(shí)受到的壓緊力較小。為了克服這一缺陷，可以在擠出中增加拉伸比，使分子排列整齊而提高塑料層的致密性。（2） 塑料層與纜芯的結(jié)合力差?？赏ㄟ^抽真空或提高拉伸比的方法解決。（3） 擠出外表不如擠壓式圓整，纜芯的不均勻性都能在護(hù)套表面反映出來。半擠壓式模具 模芯有管狀承徑部分，但比較短。模芯承徑的端面縮進(jìn)模套口端面的擠出方式稱為半擠壓式，這是擠管式和擠壓式的過渡形式。它吸取了擠壓式和擠管式模具不易調(diào)偏芯的缺點(diǎn)，特別適用于擠包大規(guī)格的絞線絕緣和要求包緊力大的護(hù)套。但柔軟性較差的線芯或纜芯不宜采用這種模具進(jìn)行塑料層的擠包，因?yàn)楫?dāng)線芯或纜芯發(fā)生各種形式的彎曲時(shí)，將產(chǎn)生偏心。 （二）模具尺寸的選用 模具的幾何尺寸有很多，模具的裝配尺寸和外形尺寸以及模具的外錐角、內(nèi)錐角屬于設(shè)計(jì)問題，不屬于本次培訓(xùn)的內(nèi)容。因此這里僅討論影響護(hù)套尺寸的模具參數(shù)進(jìn)行討論。 模具圖： e（1） 模芯內(nèi)徑選擇 模芯內(nèi)徑就是模芯的承線孔的直徑，一般稍大于纜芯外徑。如果選擇過大，對(duì)于擠壓式模具來說，會(huì)使偏芯調(diào)整困難，還能使熔融的塑料倒流入模芯；對(duì)于擠管式模具來說，會(huì)增大塑料拉伸比，影響護(hù)套外觀。模芯承線孔徑選擇過小，會(huì)使纜芯擦傷，甚至使包帶拉斷，另外纜芯在模芯內(nèi)受到阻力，使擠出外徑不均勻，甚至出現(xiàn)竹節(jié)形。對(duì)于擠壓式模芯的承線孔徑，~；~3mm。 （2）模芯外徑 模芯外徑尺寸決定于內(nèi)徑和模芯壁厚的尺寸。這個(gè)壁厚的設(shè)計(jì)既要考慮模具的壽命，又要考慮塑料的拉伸特性，壁厚太薄，模具容易損壞，壁厚太厚，使拉伸比增大，塑料表面光潔度差，甚至容易拉斷料流。 ~，具體根據(jù)模芯內(nèi)徑尺寸而定，大時(shí)取上限，小時(shí)取下限。 （3）模芯承線長(zhǎng)度 對(duì)擠管式模芯來說，其承線長(zhǎng)度分為內(nèi)承線和外承線，而擠壓式模芯只有內(nèi)承線。其實(shí)他是圓柱形孔的長(zhǎng)度，內(nèi)承線過長(zhǎng)，則纜芯受到的摩擦阻力大，易使纜芯擦傷，甚至拉斷纜芯。內(nèi)承線過短，則纜芯不穩(wěn)定，調(diào)整偏芯困難。模芯的外承線長(zhǎng)度應(yīng)與模套定徑長(zhǎng)度相適宜，一般比模套定徑長(zhǎng)度長(zhǎng)3~8mm。 （4）模套內(nèi)徑 模套孔徑是模套定徑區(qū)孔的直徑，他對(duì)護(hù)套外徑和表面質(zhì)量關(guān)系十分密切。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)塑料的工藝性能、纜芯結(jié)構(gòu)等多種因素綜合考慮。對(duì)于擠壓式模具來講，模套孔徑選擇太大，則塑料在定徑區(qū)內(nèi)受到的壓力就小，擠出層疏松，有沙眼、脫節(jié)、毛糙等缺陷；如果選得過小，則擠出壓力較大，外徑不均勻，甚至出現(xiàn)麻花紋；一般擠壓式摸套孔徑等于護(hù)套外徑，~。對(duì)于擠管式模套孔徑的選擇應(yīng)根據(jù)塑料的拉伸特性和配模系數(shù)來計(jì)算確定的，在下一節(jié)中專門討論。 （5）模套定徑長(zhǎng)度 模套定徑長(zhǎng)度是模套圓柱形孔的長(zhǎng)度，它是護(hù)套的定徑區(qū)，塑料在擠出時(shí)受到的阻力大則擠包層緊密、光滑，定徑區(qū)長(zhǎng)，護(hù)套外徑穩(wěn)定。但過長(zhǎng)，則使塑料擠出壓力增加，增加設(shè)備負(fù)荷，還會(huì)造成塑料表面不光、發(fā)毛，塑料易倒流入模芯。定徑區(qū)過短則塑料受到的阻力小，流量大，擠包層不緊密，同時(shí)外徑不穩(wěn)定。定徑長(zhǎng)度的選擇是以模套孔徑為基礎(chǔ)的，~，但此值要小于模芯外承線長(zhǎng)度。 （6）模芯伸出模套的距離（限擠管式） 一般取0~3mm。當(dāng)模芯向前伸時(shí)，則護(hù)套管內(nèi)徑變大，管壁厚度變薄。 （7）模芯承徑后部與模套定徑后部之間的距離 在擠管式擠出中，要求模芯承徑后部退后于模套定徑后部有一定距離。如果此段距離過太短，輕則使擠出的護(hù)套管壁變薄，重則引起料流的阻力或反壓力太大，造成設(shè)備負(fù)荷增大。 一般該段距離?。寒?dāng)護(hù)套厚度小于2mm時(shí)取2~3mm，護(hù)套厚度大于3mm時(shí)取4~6mm。（三） 擠管模具配模系數(shù)和拉伸比擠管式擠出可以看作在模芯模套出口處有一環(huán)狀塑料層，經(jīng)一定拉伸形成一個(gè)合適的空心塑料管套在纜芯上，因牽引速度大于料流擠出速度形成拉伸，料流出模口后形成一個(gè)圓錐。假定出膠量不變，根據(jù)線速度的不同圓錐錐度也不同，線速度慢，拉伸小，圓錐遠(yuǎn)離?？?；線