成都PC／ABS擠出定型模設(shè)計(jì)及優(yōu)化
        (1) 基本結(jié)構(gòu)及型腔尺寸。
        干定型段模簡稱定型模，是利用干定型法將高溫熔融型坯冷卻成型的一段模具。其原理是模頭的型坯在牽引力的作用下從定型模的空腔中通過，在定型模空腔的內(nèi)表面設(shè)置有真空吸附單元，使得型坯能夠緊貼在型腔表面滑移并與型腔表面發(fā)生熱傳導(dǎo)，型坯逐漸冷卻定型，模板的熱量又通過冷卻水道中的冷卻水帶走。定型模顯著的特點(diǎn)是，型材成型過程并不與冷卻水直接接觸[8]。
        圖6 為PC／ABS 材料定型?；窘Y(jié)構(gòu)。圖6是在常規(guī)PVC–U 定型?；A(chǔ)上增加了絲杠開合模裝置，定型模主要由上下模板、側(cè)模板、鑲件板和上下蓋板由螺釘聯(lián)接而成。由于此斷面寬度較寬，定型模上模板( 需開啟的模板) 相對(duì)較重，PC／ABS材料在調(diào)試生產(chǎn)過程中易發(fā)生堵?，F(xiàn)象，采用絲杠開合?？梢允构と思皶r(shí)且方便地完成模具開合操作。

        制品的幾何尺寸精度主要是由定型?？刂频摹６ㄐ湍５拈L度可以通過類比法取300 mm 左右，長度過長不僅會(huì)增加成本，還會(huì)使?fàn)恳^程中的阻力增加，容易造成型材牽引時(shí)抖動(dòng)甚至卡模現(xiàn)象；長度過短又會(huì)使型坯還未達(dá)到完全冷卻定型就進(jìn)入后續(xù)模具部分( 濕定型部分)，使制品達(dá)不到要求尺寸。定型模中的型坯在冷卻過程中存在收縮現(xiàn)象，所以定型模的尺寸還不是制品要求的尺寸，需要有一定的放大量。通常入口端面型腔徑向尺寸可由式(4) 計(jì)算得到[9]。

式中:l 為型材公稱尺寸；Δ 為型材尺寸公差；q為型材收縮率；i為型材與模具之間滑動(dòng)間隙，一般取0.1 mm。
        本次型材寬度l=200 mm，Δ=0.5 mm，q 取值0.5。得出定型模型腔寬度尺寸L≈201.35 mm。
        (2) 真空強(qiáng)度及冷卻方法優(yōu)化設(shè)計(jì)。
        型坯離開模頭后，在自重和內(nèi)應(yīng)力的作用下很快變形。進(jìn)入定型模后，在真空吸附力作用下與定型模型腔吻合，依靠冷卻液的冷卻，按型腔形狀準(zhǔn)確定型。所以在定型模中，除了型腔尺寸的設(shè)計(jì)外，真空強(qiáng)度以及冷卻作用對(duì)型材尺寸起著至關(guān)重要的作用[4]。但是由于斷面自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及加工工藝條件限制，按常規(guī)設(shè)計(jì)方法使得制品有些位置無法獲得足夠強(qiáng)的真空度，無法使型坯與定型模貼合緊密，影響成型尺寸。圖7 為真空吸附優(yōu)化設(shè)計(jì)圖。

        在鑲件板常規(guī)設(shè)計(jì)中，吸附真空槽寬1 mm，為了不使型腔表面有較大缺陷從而影響制品表面質(zhì)量，一般連接真空槽的寬度與吸附真空槽款相等，都為1 mm，同時(shí)為增強(qiáng)真空度，長度方向可以取2～3 mm，這樣就形成了吸附真空槽通過兩段3 mm×1 mm 的連接真空槽與主真空孔相通。但是這種槽與槽相對(duì)接的連接方式嚴(yán)重限制了真空強(qiáng)度的提高，再加上加工誤差等因素，使得小腔體內(nèi)側(cè)型腔的真空度無法達(dá)到所需強(qiáng)度，造成小腔體成型不規(guī)整，成型尺寸較差。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，將較長的一段連接真空槽改成真空腔的形式，將較短一段連接真空槽改成多個(gè)直徑為1 mm 的真空孔。生產(chǎn)實(shí)踐證明，這種采用腔與多個(gè)孔連接，多個(gè)孔與槽連接的樣式可以有效達(dá)到增強(qiáng)真空度，提高制品尺寸精度的效果。
        在定型模中，物料形態(tài)是從黏流態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變成高彈態(tài)，達(dá)到玻璃態(tài)的過程[10]。定型模常規(guī)冷卻方法主要是通過水泵使常溫冷卻水在冷卻孔中循環(huán)流動(dòng)，與模具實(shí)現(xiàn)熱交換，達(dá)到冷卻型坯的作用。由于PC／ABS 材料的黏流溫度要遠(yuǎn)高于PVC–U，如果使用常規(guī)水冷卻方法，會(huì)導(dǎo)致型坯冷卻過快，型坯還未達(dá)到理想尺寸就已經(jīng)冷卻至玻璃態(tài)，從而產(chǎn)生制品形狀不規(guī)則、表面質(zhì)量差的缺陷，并且冷卻過快，型坯提前定型，減少了與模具的緩沖間隙，增加了牽引阻力，造成了牽引困難等問題。將常規(guī)水冷優(yōu)化成由氣、油、水共同組成的新型冷卻方法，可以避免以上問題的產(chǎn)生，具體結(jié)構(gòu)如圖8。

        當(dāng)黏流態(tài)型坯經(jīng)過定型模時(shí)，進(jìn)入空氣預(yù)冷段，具體結(jié)構(gòu)是在定型模模板的入口端，通過兩排吹氣管、吹氣孔及吹氣槽，在氣泵的作用下向型坯表面吹氣；吹氣槽寬度0.8 mm?？赏ㄟ^閥門合理控制吹氣強(qiáng)度，盡可能保證既有較大吹氣強(qiáng)度的同時(shí)，也應(yīng)避免吹氣過大使型材表面產(chǎn)生凹痕。接著型坯進(jìn)入高溫油續(xù)冷段，結(jié)構(gòu)見圖9。

        在定型模外部設(shè)置有恒溫油箱，使冷卻油溫度始終保持在60～80℃，恒溫油箱底部分別安裝有出油管以及回油管，出油管的一端安裝有油泵，油泵另一端連接至定型模模板的總進(jìn)油管接頭上，油泵提供了油冷卻循環(huán)往復(fù)的動(dòng)力。冷卻油經(jīng)過總進(jìn)油管分散至各個(gè)縱向油冷孔中，與模板完成熱交換的冷卻油通過回油管路重新回到恒溫油箱中，完成油冷循環(huán)過程。經(jīng)過冷卻油冷卻后的型坯逐步從高彈態(tài)進(jìn)入玻璃態(tài)，形狀已初步成型。型坯再經(jīng)過常溫水冷卻后，達(dá)到在定型模中的冷卻定型。
        空氣預(yù)冷，高溫油冷，常溫水冷共同在定型模中發(fā)揮作用，形成了一種新的綜合冷卻方法。該種冷卻方法雖然在設(shè)備成本上有一定增加，但是實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐證明了它能夠很好地減緩        型坯冷卻速度，穩(wěn)定型坯逐步冷卻狀態(tài)，降低牽引阻力的同時(shí)，保證了制品的尺寸和表面質(zhì)量。