塑料异型材三面压花挤出模设计

2023-02-10方艳华

模具工业 2023年1期

蒋标，方艳华，徐瑞

（格瑞特挤出技术有限公司，安徽铜陵 244000）

0 引言

塑料异型材挤出技术的不断发展，实现了型材由单一原料到复合原料、单一颜色到多色，光滑平面到凹凸质感的压花纹理，由简单实用到如今实用与美观相结合的快速发展。而挤出型材应用领域的快速扩张，又反向促使模具行业快速发展，由单一模具到共挤模具，再到多工位复合共挤模具及压花共挤模具等，不断更新设计理念，优化工艺，逐步向多元化方向发展。

型材压花面越多，其应用面越广。相较于传统的模具，压花模具通过只增加压花装置，使型材成型的同时拥有丰富的立体花纹，省去二次加工，操控简便，1副模具就能实现型材表面光滑和立体纹理2种效果。

1 压花模具介绍

压花模具是在传统模具的基础上增加特定的辊轮装置，在光滑的异型材表面成型凹凸质感的立体纹理，完成压花挤出一次成型。成型后零件不仅更美观，视觉效果更突出，且操作简单，花纹深度可控，扩大了异型材的应用领域。

1.1 压花原理

以塑料异型材通用模具为例，结合理论和大量实践证明，压花装置的最佳安放位置是在模头成型板上。原料经过模头作用，在成型板出料端挤出型材，型材带动压花辊轮旋转，在表面压出立体质感的花纹。通过对调节螺钉的控制，可改变轴承座位置，进而调节辊轮与压花面的距离，得到深浅不同的花纹。

1.2 分类

压花模具根据压花面的数量可分为单面、双面和多面，其压花型材如图1所示，双面压花依据压花面位置的差异，分为相邻面压花和平行面压花。多面压花模具由于压花面数量多，辊轮装置的位置排列复杂，导致设计难度增加，因此这类模具数量较少。

图1 压花型材

2 三面压花模具

2.1 结构设计特点

在三面压花模具中，随着压花面数量的增加，压花面占型材外表面的比例增大，3个压花辊轮装置需要排布同一模头中，在兼顾生产和工艺成本最优化的前提下，要综合考虑以下因素：①辊轮之间相互独立，其位置相互制约；②每个压花面的深浅不仅要求可控、纹理清晰、稳定、连贯，而且互不干扰；③压花装置的存在不影响模具的单独使用。

2.2 三面压花模具的组件和安装

2.2.1 组件

以塑料异型材方型模具为例，三面压花模具包括模头和三套压花装置，如图2所示。模头由成型板1、预成型板2、机颈3、过渡板4和压缩板5构成。除成型板外，其它板块与非压花模具相同。压花装置则由压花辊轮、轴承、轴芯、轴承座、压板、压块、支架和调节螺钉等组成，如图3所示。

图2 三面压花模具

图3 压花装置

不改变成型板厚度，使压花模具在线切换光滑面和花纹面成型，设计了楔形轴承座解决相邻面压花装置相交、干涉的问题。2个相似的楔形轴承座经过合理计算和排布，不仅能满足相邻面压花的需求，而且简化了工艺，降低了生产成本，为四面甚至更多面压花模具的设计提供了新思路。

2.2.2 两侧面压花装置安装

左侧面压花装置安装过程：先将长调节螺钉旋入成型板螺纹孔内，再将装好轴芯、轴承的压花辊轮上端放入楔形轴承座的轴芯孔内，下端放入下轴承座的轴芯孔内，然后将其一并放入成型板左侧凹槽处，确保长调节螺钉在下轴承座的异形凹腔内；将短调节螺钉先穿过支架再放入楔形轴承座的异形凹腔内，之后安装压块固定下轴承座、压板固定楔形轴承座和支架固定调节螺钉。右侧面压花装置的安装与左侧面相同。

2.2.3 上侧压花装置安装

上侧压花装置安装过程：将装好轴芯、轴承的压花辊轮两端分别放入楔形轴承座的轴芯孔内，然后将其一并放入成型板上侧凹槽处；将调节螺钉放入楔形轴承座的异形凹腔内，安装压板固定楔形轴承座与支架固定调节螺钉。

因每个压花装置相互独立，故3个压花装置的安装不分先后。

3 三面压花装置的调控

相较于相邻面压花装置，三面压花装置由于楔形轴承座直接与轴芯作用，实现了每一面的压花装置构成独立的联动整体（见图3），扩大了花纹深度的调节范围，既能保证花纹深度一致，又避免了其它面压花装置的干扰。

当型材在成型板型腔中挤出时，带动3个压花辊轮同步旋转，压块、压板和支架确保压花辊轮的轴芯在旋转过程中不发生偏移。若只想改变型材某一面的花纹深度，只需调节对应压花装置的调节螺钉，移动轴承座位置，改变辊轮与型材面的距离；若想保留型材的光滑面，只需同时调节所有的调节螺钉，使辊轮不接触型材表面即可。经过计算、大量的试验调试，该装置可实现三面花纹深度0～0.8 mm的调节（型材厚度≥2 mm）。

综上所述，三面压花模具有明显的优势：①型材和花纹同时成型；②多面压花一次完成；③花纹深度可调节；④在线切换光滑面和压花面2种效果；⑤压花装置稳定性高，生产效率高，操作简便，故障率低，使用寿命长。