电缆毕业设计挤塑

. 目 录摘 要4绪 论5第一章设 备61.1 塑料挤出生产线61.2 料挤出机螺杆71.3 温度系统11第二章 制造工艺132.1 塑料的挤制132.2 塑料挤出工艺152.3 模具16第三章 废品的种类及排除方法223.1 焦烧223.2 塑化不良233.3 疙瘩233.4 塑料层正负超差243.5 电缆外径粗细不均和竹节形253.6 合胶缝不好263.7 其它缺陷263.8 不良的修复方法28总 结33致 34参考文献35摘 要在电线电缆行业中,挤塑工艺的应用越来越普及,引起了生产方和使用用户的热切关注。本篇论文共分以下几个部分,对挤塑工艺进行了详尽的描述。第一部分介绍挤塑生产设备及其工作原理；第二部分分析了塑料挤出的原则与工艺要求并对模具进行了详细介绍以及对塑料的注塑工艺参数的分析；第三部分归纳了挤塑不良品产生的原因及解决的办法。关键词：挤塑,模具,工艺,焦烧ABSTRACTWire and cable industry, Applied Extrusion Process growing popularity caused the production and use of great concern to users. This paper is divided intoseveral parts,theextrusion processis described in detail.The first part introduces theextrusion productionequipment and its workingprinciple;the second partanalyzestheprinciple andtechnical requirements ofplastic extrusionand dieare introduced in detailas well as onplasticinjection molding process parametersanalysis;the third part summarizesextrusiondefect causeand solution.Key words: Extrusion , Mold, Technology, Burning绪 论塑料电线电缆在国民经济各个部门使用很广泛,原因是它本身具有电气性能好、力学性能优越、耐化学腐蚀、容易加工、工艺流程较短、技术操作简便、材料来源丰富、成本较低等优点。低压塑料电线电缆用处更广,在使用上也很方便,因此在工农业发展中,前途远大。目前,塑料电线电缆正在蓬勃发展之中。我国的塑料电线电缆主要有：聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、电气装备用电线电缆等。这些电缆的电压一般都在1Kv级以下,6Kv级以上的聚氯乙烯绝缘电力电缆与交联聚乙烯绝缘电力电缆都正在发展中。塑料电线电缆按电压主要分为：1Kv以下,16Kv,635Kv等几种；按电线电缆的结构,分为一芯、二芯、三芯、四芯、五芯等；按不同的截面、规格、电压、型号可分为铠装型或非铠装型两种,因用途不同,可采用不同结构、截面、电压、规格来生产各种电线电缆,以满足电线电缆的工艺要求。塑料电线电缆还应该包括通信电缆,控制电缆,铁道信号电缆等其它各类品种产品。第一章设 备电线电缆的塑料挤包是采用连续挤压方式进行的。通过挤出机用螺杆挤压,将塑料包到导体或缆芯上,构成电线电缆的绝缘层、屏蔽层和护层。塑料挤出机是由多人密切配合操作的热挤设备,主要由主机、辅机和控制系统组成。1.1 塑料挤出生产线塑料挤出机组,通常由放线及放线力装置、校直装置、挤塑机 又称主机、冷却装置、火 花试验机、计米装置、收 排线装置及控制系统等组成。导体或缆芯从放线装置放出后,经校直装置进入机头,挤塑机把塑 料加工成高温的粘流态并连续地挤向机头,导体或缆芯 通过机头时,挤包成一定厚度的塑料绝缘层或外护套,然后在水槽冷却,冷却定形后的电线电缆产品,在牵引装置拖动下,作直线运动,使加工过程稳定连续地进行,最后由收线装置收绕在收线盘上。 1.1.1 塑料挤出机的基本参数塑料挤出机的技术参数是表征机组结构特征或功能特征的参数,包括主机参数、辅助参数及设备中心高。 主机即挤出机参数包括主机参数及工艺参数,主参数是挤出机螺杆直径及螺杆长径比,工艺参数是挤出机进线直径及挤包后的外径。 辅机参数包括牵引装置的规格参数、放线装置规格参数、收排线装置规格参数及冷却装置规格参数。 设备中心高规定为 1000mm。 1.1.2 塑料挤出机塑料挤出机组的主机是挤出机,它由挤压系统、传动系统和加热冷却装置组成。 挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头和模具,塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体,并在这一过程中所建立压力下,被螺杆连续地挤出机头。 挤出机中过滤网的作用： 过滤杂质； 调节压力,使塑料充分塑化； 变旋转运动为直线运动,改变运动状态,使其平稳前进。 传动系统 传动系统是作用是驱动螺杆,供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速,通常由电动机、减速器和轴承等组成。 加热冷却装置 现在挤出机通常用的是电加热,加热片装于机身、机脖和机头各部分。加热装置由外部加热机筒的塑料,使之升温,以达到工艺操作所需要的温度。 冷却装置是为了保证塑料处于工艺要求的温度围而设置的。具体说是为了排除螺杆旋转的剪切摩擦产生的多余的热量,以避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。为此,必须对机筒、螺杆和料斗进行冷却。机筒冷却分为水冷和风冷两种,一般中小型挤出机采用风冷,大型挤出机则多采用水冷或两种型式结合冷却；螺杆冷却主要采用中心水冷,目的是增加物料固体输送率,稳定出胶量,同时提高产品质量；在料斗座处的冷却,一是为了加强对固体物料的输送作用,防止因升温使塑料粒发粘堵塞料口,二是保证传动部分正常工作。1.1.3 辅助设备塑料挤出机组的辅机主要包括放线装置、校直装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、印字装置、收排线装置等。挤出机组的用途不同,其配备的辅助设备也不尽相同。1.1.4 控制系统塑料挤出机的控制系统包括加热系统、冷却系统及工艺参数测量系统,主要由电器、仪表和执行机构即控制屏和操作台组成。其主要作用是：控制和调节主辅机的拖动电机,输出符合工艺要求的转速和功率,并能使主辅机协调工作；检测和调节挤出机中塑料的温度、压力、流量；实现对整个机组的控制或自动控制。 1.2 料挤出机螺杆螺杆是挤出机主机挤压系统的关键部件之一,它不仅起输送塑料的作用,同时对塑料的挤压、塑化、成型的难易也起着极其重要的作用,所以合理选用螺杆结构和参数是获得理想的产品质量和产量的重要环节。 1.2.1 螺杆的主要参数螺杆的主要参数有螺杆的直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽宽度、螺槽深度、螺旋角、螺杆与机筒之间的间隙等,这些参数对挤塑工艺和性能有很大影响。 螺杆直径 Ds螺杆的直径即螺纹的外径,挤塑机是生产能力挤出量近似与螺杆直径的平方成正比,在其它条件相同时,螺杆直径少许增大,将引起挤出量的显著增加,其影响甚至比螺杆转数的提高对挤出量的影响还大。故常用螺杆直径来表征挤塑机规格大小的技术参数。 螺杆长径比 L/Ds螺杆工作部分的长度L与螺 杆直径Ds之比称为 长径比,在其它条件一定时如螺杆直径,增大长径比就意味着增加螺杆的长度。L/Ds值大,温度分布合理,有利于塑料的混合和塑化,此时塑料在机筒中受热的时间也较长,塑料的塑化将更充分、更均匀。从而提高挤塑质量。如果在塑化质量要求不变的情况下,长径比增大后,螺杆的转速可提高,从而增加了塑料的挤出量。但是,选择过大的长径比,螺杆消耗的功率将相应增大,而且螺杆与机筒的加工和装配的难度增加；螺杆弯曲的可能性也会增加,将会引起螺杆与机筒壁的刮磨,降低使用寿命。 压缩比 亦称为螺杆的几何压缩比,是螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽容积之比。挤塑机的压缩比较大,目的是为了使颗粒状塑料能充分塑化、压实。加工塑料的种类不同时,压缩比也应不同。按压缩比来分,螺 杆的形状可分为三种： 等距不等深螺杆：常用的等距渐变螺杆,从加料段的第一个螺槽开始直至均化段的最后一个螺槽深度逐渐由深变浅 ,而螺距不变。 等深不 等距螺杆：其螺槽深度不变,螺距从加料段第一个螺槽开始至均化段末端由宽逐渐变窄。 不等深不等距螺 杆：螺槽深度和螺纹升程从 加料段开始至均化段末端都是逐渐变化的,即螺纹升程螺距从宽逐渐变窄,螺槽深度由深逐渐变浅。 螺旋升角 即螺纹与螺杆横断面的夹角。螺旋角太大保证不了塑化时间,降低螺杆的塑化质量,太小则螺纹密,螺槽容积减小,影响挤出量。 螺距 S 和螺槽宽度 W 螺距即螺纹的轴向距离,螺槽宽度即垂直于螺棱的螺槽宽度。在其它条件相同时,螺距和槽宽的变化,不但决定螺杆的螺旋角,而且还影响螺槽的容积,从而影响塑料的挤出量和塑化的程度。 螺槽深度 H 即螺纹外径与根部半径之差。根据压缩比的要求,加料段槽深大于熔融段,熔融段槽深又大于均化段。 螺杆与机筒的间隙 即机筒径与螺杆外径之差的一半。螺杆与机筒间隙的大小,对挤塑质量和产量都有很大的影响,特别是对塑化起着主要作用。螺杆与机筒间隙一般控制在 0.10.6mm。 螺杆头部结构 螺杆头部的形状和几何尺寸,与物流能否平衡地从螺杆进入机头,能否避免滞留以免局部物料受热时间过长而产生热分解现象等,有直接关系。螺杆头部常采用锥角较小的锥体形状。 螺杆螺纹的头数 在其它条件相同时,多头螺纹与单头螺纹相比,多头螺纹对物料的正推力较大,攫取物料的能力较强,并可降低塑料熔体的倒流现象。但螺纹全长都是多头螺纹时,会由于各条螺槽的熔融、均化或对熔体输送能力不一致,容易引起挤出量的波动和压力波动,不利于挤出质量。所以,有时只是为了提高加料段攫取物料的能力,在加料段设置双头螺纹,以提高塑料粒子的输送能力。1.2.2 螺杆的分段及各区段的基本职能根据塑料在挤塑机中物态变化、流动情况和螺杆的基本职能将螺杆划分为加料段、塑化段、均化段三段。 加料段：又称为预热段。其职能主要是对塑料进行压实和输送。此段螺杆表面光滑,颗粒状塑料从料斗进入机筒螺杆后,开始被预热加温。在旋转的螺杆作用下,通过机筒壁和螺杆表面的摩擦作用向前输送和压实。塑料在加料段基本上保持固态,预热好的塑料由螺杆旋转推进熔融段开始塑化。加料段前螺纹应该深一些,该段的螺杆长度随塑料的种类不同而不同。 塑化段：又称为压缩段,其作用是将加料段送来的塑料进一步压实和塑化,并将塑料中夹有的空气压回到加料口处排出,并改善塑料的热传导性能。这一段螺槽应该是压缩型的,螺纹要比加料段的浅些,其工作过程是：当塑料从加料段进入塑化段后,随着塑料的继续向前输送,由于螺槽逐渐变浅,以及滤网、多孔滤板和机头的阻碍作用,塑料形成了高压,故塑料逐渐压实。同时,物料受到来自机筒的外部加热和螺杆与机筒的强烈搅拌、混合和剪切等作用,开始熔融,随着推进过程,液相不断增加,而固相不断减少,塑料在这段里由固体状态变为熔融状态,全部或绝大部分转变为粘流体。塑化段是螺杆工作部分中最关键的部分,这段螺纹不要太深,因为螺纹一深,塑化受到压力减少,则塑化不好。塑化段的长度主要和塑料的粘流温度或熔点等性能有关,塑料的融化温度围越宽,该段越长,反之则相反。 均化段：又称为熔融段,其作用是将塑化段已经塑化好的粘流态塑料,在温度的持续作用下,塑化得更加均匀。塑化均匀的塑料熔体,由螺杆的搅拌推动,使之定压、定量和定温地从机头中挤出。这一段也称为定量段或压出段,约占螺杆全长的 2025%。 1.2.3螺杆的冷却塑料挤出是在加热情况下进行的,而挤塑机在其开始工作后的连续挤塑过程,实际上又是一个摩擦生热的过程。对挤塑机螺杆设置良好的冷却装置是必要的,螺杆冷却可以保证塑料能在其工艺要求的温度围稳定挤出。 螺杆冷却的目的主要是为了有利于加料段物料的输送,同时也可以防止塑料因过热而分解,有利于物料中所含气体包括挥发分子能从加料段的冷混料中返回并从料斗中排出。使用螺杆冷却水应作到停机时要停水。 1.2.4螺杆的维护保养螺杆是塑料挤出的心脏部分,维护保养好螺杆是提高产品产量和质量的关键。因此,要注意下列几个问题： 1不允许在没有加塑料时螺杆空转。 2在清洗螺杆时,要把螺杆垫平垫稳,不允许螺杆转动,以免螺杆损伤。 3严禁将金属物品加入机筒,以免损伤螺杆。 4温度过低时或加温温度未达到工艺温度下限时严禁起动螺杆。 5使用螺杆冷却水时,当温度下降明显且较低时,应停止水冷；并作到停机必须停水。 6定期清洗螺杆。清洗螺杆时严禁使用金属器械砸撞螺杆。螺杆清洗时经常要装卸,而机筒是密闭的,不可能打开机筒进行。因此,在拆卸螺杆时,首先要将存于机筒的塑料完全排净,而后卸掉机头,从调节顶杆处将螺杆从上推轴承顶出在顶出螺杆的过程中 严禁重击螺杆根部,从机 身与机头连接处,即机身 前沿出料口处将螺杆缓慢取出,对较大型螺杆在取出 1/3 左右后,应及时将螺杆平稳地放在螺杆托架车上,再将螺杆完全取出,防止螺杆前端倾斜碰撞机筒或掉在地上。安装时,顺序相反,即将螺杆由拖车上缓慢地从前边的机筒出料口装入,当接触止推轴承后,应转动轴承与螺杆配合好后,再将螺杆顶进止推轴承即可,而后装上机头。机头与机身必须上紧,并使机头均匀可靠地压紧滤板。 1.3 温度系统温度是塑料由固体颗粒状态转变成粘流态的主要条件,挤塑机的温度加热控制系统简称加温系统是实现塑料物态转变的重要设施,温度控制不好,对产品质量影响极大。 1.3.1 温度控制系统挤塑机的温度控制系统是由电加热和冷却组成,以实现挤塑机各区域温度的升降和调节,控制适当温度可保证挤出质量。 温度控制机理：安装在挤塑机上的电加热器和冷却风机是主要的控制机构。由于电加热具有升温、降温迅速的特点,而温度过高和过低都是挤出中绝对避免的,所以电加热必须有一套灵敏度相当高的温度调节装置,一般包括有自动测量仪器、控制仪表,以及有效的冷却设施。在挤塑机的适当位置上越接近塑料层越好安装热电偶,在加温和挤出过程中,热电偶随时测得的热电势信号被送到控温仪,经放大处理后与温度设定值比较,温度仪表指示不到设定值时,则继续加热,如接近或到达设定值,则按不同的调节规律仪表发出不同的指示信号。当超过设定温度值,则开动冷却风机,使机身得到冷却,使温度得以下降,回到预设定值。如此反复,自动控制或手动调节,使温度稳定在控制值附近。 1.3.2加温时应注意的几个问题1经常检查各加温区的仪表、开关、线路、插头、接线柱、热电偶等是否好用,发现问题及时找仪表工和电工修理。 2加温时要注 意看清是手动加温还是自动加温, 加温时不准离岗。 3调整模具和 清理机头时,要防止损伤插头、接 线柱、热电偶,并谨防触电。 4调节温度要用工具小型螺钉旋具调整定位针。 5严禁摔打和碰撞仪表、插头、接线柱及热电偶。 7 自动控制无电流而手动控制有电流时,应找仪表工检修。 8加温时仪表指示针, 始终指示最大值或最小值时 ,应找仪表工检修热电偶系统。 9 经常检查插头、接线柱、热电偶是否接触良好。 1.3.3 控制温度的高低对产品质量的影响温度是塑料固体状态向粘流状态转变的有效手段,同时它也可能造成严重的质量和设备事故。由于塑料品种的不同,以及挤出速度、挤出外径、挤出厚度的不同,在实际的挤出过程中,温度控制不尽相同,因此对具体的品种要采用相应的挤塑温度。另外,除塑料和结构尺寸造成的温度控制不同外,环境温度也应予以考虑。 1温度过高：指的是温度控制超过某种塑料的最佳塑化温度,容易使塑料焦烧和老化,也容易产生气孔、定型不好等质量问题。温度过高,还会造成挤出过程中挤出压力波动,塑料在机筒打滑,挤出量不稳,使挤包层和产品外径尺寸不均。 2温度过低： 指的是温度控制低于塑料的最佳塑 化温度,造成塑料塑化不好,挤出表面有树脂疙瘩或未塑化好的小颗粒。特别是合胶缝合不好,不但影响产品质量,还容易造成塑胶层脱节、裂纹、断胶等想象。在实际的挤制过程中,因设备新旧、外径大小的不同,挤制工艺有所不同,温度控制也不尽相同,如挤制绝缘和护套所用塑料一样,但因树脂中的添加剂不同,其温度控制亦有区别。另外,环境温度的高低也会影响挤塑温度的控制,冬天与夏天就要相差 510。第二章 制造工艺2.1 塑料的挤制2.1.1 塑料挤制工艺流程图装铠产品试验检查检查检查检查火花试验成缆检查包装塑料挤出机检查返修入库检查检查检查回收导电线芯塑料检查预热废料检查图2-1塑料挤制工艺流程图2.1.2 塑料挤出过程电线电缆的塑料绝缘和护套是采用连续挤压方式进行的,挤出设备一般是单螺杆挤塑机。塑料在挤出前,要事先检查塑料是否潮湿或有无其它杂物,然后把螺杆预热后加入料斗。在挤出过程中,装入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋进入机筒中,在旋转螺杆的推力作用下不断向前推进,从预热段开始不断地向均化段运动；同时塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用,并且在机筒的外热及塑料与设备之间的剪切摩擦热的作用下转变为粘流态,在螺槽中形成连续均匀的料流。在工艺规定的温度作用下,塑料从固体状态转变为熔融状态的可塑物体,再经由螺杆的推动或搅拌,将完全塑化好的塑料推入机头；到达机头的料流,经模芯和模套间的环形间隙,从模套口挤出,挤包于线芯或缆芯周围,形成连续密实的绝缘层或护套层,然后经冷却和固化,制成电线电缆产品。 2.1.3 塑料挤出的温度表2-1塑料的挤出温度塑料品种加料段熔融段均化段机脖机头模口聚氯乙稀130140150170175180170180170175170180聚氯乙稀150160160170175185175180170175170180聚乙烯140150180190210220210215200190200210聚乙烯130140160170175185170180170175170180氟-46260310320380400380400350250在塑料的挤出过程中,物料聚集态的转变以及决定物料流动的粘度都取决于温度,因此,温度是塑料挤出工艺中最重要的工艺参数。 由于温度影响着塑料的熔融过程和熔体的流动性,因此挤出温度就和挤出制品的质量有着密切的关系。有研究指出,低温挤出有如下优点：保持挤出塑料层的形状比较容易；由于挤包层中热能较小,缩短了冷却时间；此外温度低还会减少塑料降解,这对聚氯乙烯是很重要的。但挤出温度过低,会使挤包层失去光泽,并出现波纹、不规则破裂等现象；另外温度低,塑料熔融区延长,从均化段出来的熔体中仍夹杂有固态物料,这些未熔物料和熔体一起成型于制品上,其影响是不言而喻的。温度对产品的物理性能影响是复杂的,电缆乙烯类塑料绝缘层抗强度与挤出温度有关,对应最大的抗强度有一最佳的挤出温度。提高低密度聚乙烯护套的挤出温度,能提高抗应力开裂强度。但也应指出,挤出温度,易使塑料焦烧,或出现打滑现象；另外温度高挤包层的形状稳定性差,收缩率增加,甚至会引起挤出塑料层变色和出现气泡等。2.1.4 塑料挤出的速度由挤出机物料输送和均化段粘流体的流率分析可知,塑料流率即挤出速度 和螺杆转速成正比,由于调节方便,螺杆转速是挤出过程中表征挤出速度的重要操作变量。需要增加螺杆转速来提高挤出速度时,还必须增加加热温度或采用控制机头压力才能达到目的。在保证质量的前提下,可适当提高挤出速度。2.2 塑料挤出工艺2.2.1 聚乙烯和聚氯乙稀绝缘电线电缆的塑料绝缘一般采用直接挤包或抽真空挤包两种。挤包的绝缘层应紧密均匀的连续包在各种导电线芯上,其挤包厚度应保证工艺规定的塑料厚度。绝缘层的工艺厚度应符合并满足各种电线电缆相应的国家标准或IEC标准中对绝缘层标称厚度的要求。对有导体屏蔽要求的,其挤包的导电层的厚度应不包括在绝缘层厚度；测量绝缘层厚度六点的平均值应不小于标称值,而测出绝缘层最薄点值可以低于标称值,但不应小于工艺规定厚度标称值的90%-0.1mm。2.2.2 绝缘线芯质量要求绝缘线芯挤包层经水槽冷却后,应经直流火花试验,检验绝缘层是否有质量缺陷,若线芯被击穿则应进行修复。绝缘不得有连续的竹节、波浪及偏芯；绝缘表面应平滑、平整,无疙瘩或塌坑；绝缘层横断面上应没有肉眼可见的气泡、气孔、夹杂和砂眼；塑料绝缘不应有塑化不均匀和焦烧等现象,绝缘线芯挤制时不得进水,以免影响电气性能,绝缘线芯的识别标志应首尾一致。2.2.3 护套1塑料挤出的护套表面应光洁圆整,护套横断面无肉眼可见的气泡、夹杂及砂眼等缺陷,护套挤包层应连续完整,挤包的护套厚度应满足工艺规定的标称厚度。其护套的标称厚度尺寸应符合各种电线电缆相应的国家标准的要求。2直接挤包在光滑表面的塑料护套,如单芯电缆,不加塑料薄膜绕包带者,其护套的平均厚度应不小于标称值,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的85%0.1mm。3直接挤包在非正规圆柱形表面的塑料护套,如在缆芯有绕包带、金属铠装、皱纹金属套上挤包外护套,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的800.2mm。4塑料电线电缆的外护套表面,在挤塑过程中,必须进行打印厂名、型号、规格、制造长度、制造年份等永久性的识别标志。其识别标志的打印方法可采用字轮字块凸字压印在护套上,或采用色带字块热印在护套表面上,或采用油墨喷印,印字要清晰完整连续。5塑料护套出现缺陷时允许进行修补。2.3 模具模具是产品定型的装置,是塑料挤出全过程中最后的热压作用装置,其几何形状、结构型式和尺寸,温度高低、压力大小等直接决定制品加工的成败,因此任何挤塑产品模具的设计、选配及其保温措施向来都受到高度重视。在用塑料挤出机挤制电线电缆的绝缘层和护套层时,模具是控制绝缘挤包层厚度的关键。为了使塑料塑化的更好,选配合适的模具非常重要,因此要按挤塑工艺参数及配模公式选择模具。一般电线电缆在选模时,绝缘线芯要选小一些,铠装护套要选大些,这样才能对塑料层表面起到良好的塑化作用,达到工艺规定的要求。2.3.1 模具的形状和设计挤塑模具的形状： 电线电缆用挤塑模具是由模芯和模套配合组成的。根据承线径长度,模芯分为无嘴模芯、短嘴模芯、长嘴模芯；根据外形形状模套分为平面模套、凸面模套、凹面模套。模芯和模套的形状见下图： 无嘴模芯 短嘴模芯 长嘴模芯 平面模套 凸面模套 凹面模套 图2-2模心模套的种类挤塑模具类型及工艺特性:电线电缆生产中使用的挤塑模具,根据不同的产品和工艺要求,模芯和模套的配合主要形式有三种,即挤压式、挤管式、半挤压式又称半挤管式。 挤压式模具 由无嘴模芯和任何一种模套配合而成。挤压式模具是靠压力实现产品最后定型的,塑料通过模具的挤压,直接挤包在线芯和 缆芯上,挤出的塑料层结构紧密结实。挤包的塑料能嵌入线芯或缆芯的间隙中,与制品结合紧密无隙,挤包层的绝缘强度可靠,外表面平整光滑。但该模具调整偏芯不易,而且容易磨损,尤其是当线芯和缆芯有弯曲时,容易造成塑料层偏芯严重；产品质量对模具依赖性较大,挤塑对配模的准确性要求搞,且挤出线芯弯曲性能不好。由于模芯和模套的配合角差决定最后压力的大小,影响着塑料层质量和挤出产量；模芯和模套尺寸也直接决定着挤出产品的几何形状尺寸和表面质量,模套成型部分孔径必须考虑解除压力后的膨胀以及冷却后的收缩等综合因素。而就模芯而言其孔径尺寸也是很严格的。模芯孔径太小,显然线芯或缆芯通不过,而太大会引起挤出偏芯。另外,由于挤出式模具在挤出的模口处产生了较大的反作用力,挤出产量较挤管式的要低的多。因此,挤压式模具一般仅用于小截面线芯或要求挤包紧密、外表特别圆整、均匀的线芯,以及挤出塑料拉伸比过小者。目前越来越多的挤塑模具以挤管式或半挤管式代替挤压式。 挤管式模具由长嘴模芯和任何一种模套配合,把模芯嘴伸到与模套口相平,就组成了挤管式模具。挤管式模具是使塑料挤包前由于模具的作用形成管状,然后经拉伸作用,包覆在电线电缆的线芯或缆芯上。 半挤管式模具又称半挤压式模具,用短嘴模芯和任何一种模套配合,模芯嘴的承线径伸到模套承线径的1/2处。半挤管式模具与挤压式模具大体相同,只是模套的承线稍短,模角也略小一些,它吸取了挤管式和挤压式的优点,改善了挤压式模具不易调偏芯的缺点,特别是使用于挤包大规格的绞线绝缘和要求包紧力较大的护套。当采用半挤管式模具时,模芯的尺寸可以适当增大,从而在挤包较大外径的绞线不致出现刮伤、卡牢,也能防止因导线外径变小而在模芯摆动所致的偏芯；同时半挤管式模具在挤出中有一定的压力,所以在护套及要求结合严密的外护套挤出中也有应用,这是为了压实塑料胶层。但柔软性较差的线芯不宜采用这种模具进行塑料层的挤包,因为当线芯或缆芯发生各种型式的弯曲时,将产生偏芯。2.3.2 模具的选配方法 测量半制品直径：对绝缘线芯,圆形导电线芯要测量直径,扇形或瓦形导电线芯要测量宽度；对护套缆芯,铠装电缆要测量缆芯的最大直径,对非铠装电缆要测量缆芯直径。 检查修正模具：检查模芯、模套外表面是否光滑、圆整,尤其是出线处承线有无裂纹、缺口、划痕、碰伤、凹凸等现象。特别是模套的定径区和挤管式模芯的管状长嘴要圆整光滑,发现粗糙时可以用细纱布圆周式摩擦,直到光滑为止。 选配模具时,铠装电缆模具要大些,因为这里有钢带接头存在,模具太小,易造成模芯刮钢带,电缆会挤裂挤坏。绝缘线芯选配的模具不易过大,要适可而止,即导电线芯穿过时,不要过松或过紧。 选配模具要以工艺规定的标称厚度为准,模芯选配要按线芯或缆芯的最大直径加放大值；模套按模芯直径加塑料层标称厚度加放大值。2.3.3 配模的理论公式1模芯 D de 2模套 D D 22e 式中：D 模芯出线口径mm； D 模套出线口径mm； d 生产前半制品最大直径mm； 模芯嘴壁厚mm； 工艺规定的产品塑料层厚度mm； e 模芯放大值mm； e 模套放大值mm。3放大值e 或e 的说明。1绝缘线芯模芯e 的放大值为0.53mm；2绝缘线芯模套e 的放大值为13mm；3生产外护套电缆用模芯e 的放大值、铠装电缆为26mm,非铠装为24mm；4生产外护套电缆用模套e 的放大值为25mm。2.3.4 举例说明模具的选配 1生产绝缘线芯3185mm 的实心铝导体扇形电缆,其扇形标称宽度为21.97mm其最大宽度允许值22.07mm,绝缘层标称厚度为2.0mm。其最小厚度允许值为2.090%0.11.7mm,模芯嘴壁厚为1.0mm,选用模具。模芯D de 21.97+1.523.47mm考虑到实体扇形及最大宽度,选取D 24mm。模套孔径D D 22e 242122333mm 2生产电缆外护套,其型号为VLV,规格为1240mm ,电压为0.6/1kV,选用模具。该电缆成缆后直径为23.6mm,护套标称厚度为2.0mm,取模芯嘴壁厚为1.5mm。模芯孔径 D de 23.6326.227mm模套孔径 D D 22e 2721.522438mm3在实际生产过程中,模具的选配往往在操作规程或生产工艺卡中给出一定的经验公式,如某厂65挤塑机给出的模具选配公式为塑料挤包层的标称厚度。 表2-2某厂65挤塑机给出的模具选配公式挤压式模芯mm模套mm单线绞线导线直径0.050.10绞线外径0.100.15导线直径20.050.10绞线外径20.050.10挤管式模芯mm模套mm绝缘护套线芯外径0.11.0缆芯最大外径26模芯外径20.050.10模套外径21.04.0线芯或缆芯外径不均时,放大值取上限；反之取下限。在保证质量及工艺要求的前提下,要提高产量,一般模套放大值取上限。2.3.5 选配模具的经验 116mm 以下的绝缘线芯的配模,要用导线试验模芯,以导线通过模芯为宜。不要过大,否则将产生倒胶现象。 2抽真空挤塑时,选配模具要合适,不宜过大,若大,绝缘层或护套层容易产生耳朵、起棱、松套现象。 3挤塑过程中,实际上塑料均有拉伸现象存在,一般塑料的实际拉伸在2.0mm左右。根据拉伸考虑模套的放大值,拉伸比大的塑料模套放大值大于拉伸比小的塑料模套放大值,如聚乙烯大于聚氯乙稀。 4安装模具时要调整好模芯与模套间的距离,防止堵塞,造成设备事故。2.3.6 模具的调整 1调整模具的方向 模具方向的调整如下图 上 加热装置 模套座 左 右 对模螺钉 模芯座 下 图2-3模具的调整 2调整模具的原则是,面对机头,先松后紧,拧紧螺钉的方向为左上、右下、左下、右上；经常检查对模螺钉是否松动和损坏,如有损坏应立即更换；注意拧螺钉时谨防碰着加热片电插头,以免触电或碰坏插头,为防触电,调整模具时,可先关掉模口段加热电源；调模时,模套的压盖不要压的太紧,等调整好后再把压盖压紧,防止压盖进胶,造成塑料层偏芯或焦烧。 3模具的调整方法：1空对模：生产前把模具调整好,用肉眼把模芯与模套间距离或间隙调整均匀,然后把对模螺钉拧紧。2跑胶对模：塑料塑化好后,调整对模螺钉,根据模口出胶圆周方向的多少,一面跑胶,一面调整,调整时应先松动薄处螺钉,再拧紧跑胶厚的螺钉；同时取样检查塑料厚度是否偏芯,直到调均匀为止,然后把对模螺钉分别拧紧。3走线对模：适合小截面的电线电缆的调模。把导线穿过模芯,与牵引线接好,然后跑胶,进行微调。等胶跑好后,调整好螺杆和牵引速度,起车走线取样,然后停车,观察样品的塑料层厚度是否均匀,反复几次,直到调均匀为止,再把螺钉拧紧。4灯光对模：适合聚乙烯塑料电线电缆。利用灯光照射绝缘层和护套层,观察上、下、左、右四周的厚度,调整对模螺钉,直到调均匀为止,然后把螺钉拧紧。5感觉对模：它是经验对模的方法。利用手摸感觉塑料层厚度,调整模具。适用于大截面电线电缆的外护层。6其他对模方式：a 利用游标卡尺的深度尺测量塑料层厚度,调整模具。b 利用对模螺钉的螺纹深度调整模具。c 利用取样测量塑料层厚度调整模具。另外,模芯与模套间轴向模口相对距离的调整也很重要。调整不当,会造成设备事故。再有,模芯与模套孔径合理选配之后,还应注意模芯外锥与模套锥角度差的选定,一般必须使模套的锥角大于模芯的外锥角310,这个角差是及其重要的。只有这样的角度差才能使塑料挤出压力逐渐增大,实现塑料层组织密实、塑料与线芯结合紧密的目的,但这个角度差不宜过大,否则使挤出压力增大而降低挤出量。第三章 废品的种类及排除方法3.1 焦烧3.1.1 焦烧的现象1温度反映超高,或者是控制温度的仪表失灵,造成塑料超高温而焦烧。2机头的出胶口烟雾大,有强烈的刺激气味,另外还有噼啪声。3塑料表面出现颗粒状焦烧物。4合胶缝处有连续气孔。3.1.2 产生焦烧的原因1温度控制超高造成塑料焦烧。2螺杆长期使用而没有清洗,焦烧物积存,随塑料挤出。3加温时间太长,塑料积存物长期加温,使塑料老化变质而焦烧。4停车时间过长,没有清洗机头和螺杆,造成塑料分解焦烧。5多次换模或换色,造成塑料分解焦烧。6机头压盖没有压紧,塑料在里面老化分解。7控制温度的仪表失灵,造成超高温后焦烧。3.1.3 排除焦烧的方法1经常的检查加温系统是否正常。2定期地清洗螺杆或机头,要彻底清洗干净。 3按工艺规定要求加温,加温时间不宜过长,如果加温系统有问题要及时找有关人员解决。4换模或换色要及时、干净,防止杂色或存胶焦烧。5调整好模具后要把模套压盖压紧,防止进胶。6发现焦烧应立即清理机头和螺杆。3.2 塑化不良3.2.1 塑化不良地现象1塑料层表面有蛤蟆皮式地现象。2温度控制较低,仪表指针反映温度低,实际测量温度也低。3塑料表面发乌,并有微小裂纹或没有塑化好地小颗粒。4塑料的合胶缝合的不好,有一条明显的痕迹。3.2.2 塑化不良产生的原因1温度控制过低或控制的不合适。2塑料中有难塑化的树脂颗粒。3操作方法不当,螺杆和牵引速度太快,塑料没有完全达到塑化。4造粒时塑料混合不均匀或塑料本身存在质量问题。3.2.3 排除塑化不良的方法1按工艺规定控制好温度,发现温度低要适当的把温度调高。 2要适当地降低螺杆和牵引的速度,使塑料加温和塑化的时间增长,以提高塑料塑化的效果。 3利用螺杆冷却水,加强塑料的塑化和至密性。 4选配模具时,模套适当小些,加强出胶口的压力。3.3 疙瘩3.3.1 产生疙瘩的现象1树脂在塑化过程中产生的疙瘩,在塑料层表面有小晶点和小颗粒,分布在塑料层表面四周。2焦烧产生的疙瘩,在塑料层表面有焦烧物,特别反映在合胶缝的表面上。3杂质疙瘩,在塑料表面有杂质,切片的疙瘩里面有杂质。4塑化不良产生的塑料疙瘩,切片后发现疙瘩里面是熟胶。3.3.2 产生疙瘩的原因1由于温度控制较低,塑料还没有塑化好就从机头挤出来了。2塑料质量较差,有难塑化的树脂,这些没有完全塑化就被挤出。3加料时一些杂质被加入料斗,造成杂质疙瘩。4温度控制超高,造成焦烧,从而产生焦烧疙瘩。5对模压盖没有压紧,进胶后老化变质,出现焦烧疙瘩。3.3.3 排除疙瘩的方法1塑料本身造成的疙瘩,应适当地提高温度。2加料时严格检查塑料是否有杂物,加料时不要把其它杂物加入料斗,发现杂质要立即清理机头,把螺杆的存胶跑净。3发现温度超高要立即适当降低温度,如果效果不见好,要立即清洗机头和螺杆,排除焦烧物。4出现树脂疙瘩和塑化不良的疙瘩,要适当调高温度或降低螺杆和牵引的速度。3.4 塑料层正负超差3.4.1 产生超差的现象1螺杆和牵引的速度不稳,电流表或电压表左右摆动,因此影响电缆外径,产生塑料层的偏差。2半成品质量有问题,如钢带或塑料带绕包松,产生凸凹不均匀现象或塑料层有包、棱、坑等缺陷。3温度控制超高,造成挤出量减少,使电缆的外径突然变细,塑料层变薄,形成负差。3.4.2 产生超差的原因1线芯或缆心不圆,还有蛇形,而外径变化太大。2半成品有质量问题,如：钢带接头不好,钢带松套,钢带卷边,塑料带松套,接头过大,散花等。3操作时,模芯选配过大,造成倒胶而产生塑料层偏芯。4调整模具时,调模螺钉没有扭紧,产生倒扣现象而使塑料层偏芯。5螺杆或牵引速度不稳,造成超差。6加料口或过滤网部分堵塞,造成出胶量减少而出现负差。3.4.3 排除超差的方法1经常测量电缆外径和检查塑料层厚度,发现外径变化或塑料层不均匀,应立即调整。2选配模具要合适,调好模具后要把调模螺钉拧紧,把压盖压紧。3注意螺杆和牵引的电流和电压表,发现不稳,要及时找电工、钳工检修。4不要把条料或其它杂物加入料斗,若发现此情况要立即清除。3.5 电缆外径粗细不均和竹节形3.5.1 产生粗细不均和竹节形的现象1由于螺杆或牵引不稳,造成电缆外径粗细不均。2由于牵引突然不稳,形成电缆的塑料等呈竹节形。3模具选配较小,半成品外径变化较大,造成电缆的塑料层厚度不均。3.5.2 产生粗细不均和竹节形的原因1收放线或牵引的速度不均。2半成品外径变化较大,模具选配不合适。3螺杆速度不稳,主电机转速不均,皮带过松或打滑。3.5.3 排除粗细不均和竹节形的方法1经常检查螺杆、牵引、收放线的速度是否均匀。2模具选配要合适,防止倒胶现象。3经常检查机械和电器的运转情况,发现问题要立即找钳工、电工修理。3.6 合胶缝不好3.6.1 合胶缝不好的现象1在塑料层表面的外侧,塑料合并的不好,有一条发乌合痕迹,严重时有裂纹。2塑料层的合胶处塑化不好,有疙瘩合微小颗粒,严重时用手一撕即开。3控制的温度较低,特别是机头的控制温度较低。3.6.2 合胶缝不好的原因1控制温度较低,塑化不良。2机头长期使用,造成严重磨损。3机头温度控制失灵,造成低温,使塑料层合胶不好。3.6.3 排除合胶缝不好的方法1适当地提高控制温度,特别是机头的控制温度。2机头外侧采用保温装置进行保温。3加两层过滤网,以增加压力,提高塑料的塑化程度。4适当降低螺杆贺牵引的速度,使塑料塑化时间延长,达到塑料合缝的目的。5加长模具的承线径,增加挤出压力和温度。3.7 其它缺陷3.7.1 气孔、气泡或气眼一产生的原因1局部控制温度超高。2塑料潮湿或有水分。3停车后塑料中的多余气体没有排除。4自然环境潮湿。二排除方法1温度控制要合适,发现温度超高要立即调整,防止局部温度超高。2加料时要严格地检查塑料质量,特别是阴雨季节,发现潮湿有水,应立即停止使用,然后把潮料跑净。3在加料处增设预热装置,以驱除塑料中地潮气和水分。4经常取样检查塑料层是否有气孔、气眼和气泡。3.7.2 脱节或断胶一产生地原因1导电线芯有水或有油2线芯太重与模芯局部接触,造成温度降低,使塑料局部冷却,由于塑料地拉伸而造成脱节或断胶。3半成品质量较差,如钢带和塑料带松套,接头不牢或过大。二排除方法1模具选配要大些,特别是选配护套地模具,要放大6到8mm。2适当缩小模芯嘴的长度和厚度。3降低螺杆和牵引的速度。4适当调高机头的控制温度。3.7.3 坑和眼一产生的原因1紧压导电线芯绞合不紧密,有空隙。2线芯有水、有油、有脏物。3半成品有缺陷,如绞线支出、压落、交叉、打弯,钢带和塑料带重合、松套、接头超大等。4温度控制较低。二排除方法1绞合导体的紧压要符合工艺规定。2半成品不符合质量要求,应处理好后再生产。3清除脏物,缆芯或线芯要预热。3.7.4 塑料层起包、棱角、耳朵、皱褶及凹凸一产生原因1塑料包带和钢带绕包所造成的质量问题。2模具选配过大,抽真空后造成的。3模芯损坏后产生塑料倒胶。4线芯太重,塑料层冷却不好。二排除方法1检查半成品品质量,不合格品不生产。2装配前要检查模具,发现问题要处理后再使用。3模具选配要合适。适当降低牵引的速度,是塑料层完全冷却。3.7.5 塑料表面出现痕迹一产生原因1模套承线径表面不光滑或有缺口。2温度控制过高,塑料本身的硬脂酸钡分解,堆积在模套口处造成痕迹。二排除方法1选配模具时要检查模套承线径的表面是否光滑,如有缺陷应处理。2把机头加温区的温度适当降低,产生硬脂酸钡后要立即清除。3.8 不良的修复方法3.8.1 适用围电线电缆的PVC绝缘层和护套层出线局部缺陷时,允许进行进行修补,如断胶、塌坑、脱节、皱褶、凹凸、耳朵、包棱、击穿、接头等现象。3.8.2 使用的材料和器械 原材料用相同塑料的塑料条、皮、块、管,原材料应平整光滑、干净,无其他缺陷。使用的器械是细木锉、刀、剪、钳子、螺丝刀、铜片或平整光滑的电缆纸。塑料焊接用热风塑焊枪、电烙铁、焊枪功率在300W以上。3.8.3 局部缺陷的修补方法 击穿点、孔眼、塌坑等修补方法用刀修整缺陷,并剖割成45角的坡形状大小一致的塑料块,放在修补区上,用钳子或螺丝刀固定好,然后用热风速焊枪连续焊好,用铜片压实、压紧、压平。焊接塑料时,注意焊枪热风温度不要太高,以免修补处塑料焦烧。修好后的缺陷处经火花机试验,不击穿为合格。如下图： 待焊处绝缘层待焊处护套层 45 45缆线芯缆芯图3-1 击穿点、漏眼、小孔塌坑的修补方法 断胶、裂纹、凹陷、口子等修补方法用刀在塑料层缺陷部位割成45角的坡形,去形状、颜色、厚度一致的塑料块或条,用钳子或螺丝刀固定好后,用热风速焊枪接好,然后用铜片压实、压紧、压平,最后经火花机试验,不击穿为合格。如下图：塑料层缆芯45图3-2 断胶、口子等的修补方法 耳朵、凸起、棱包、皱褶等修补方法 把塑料缺陷用刀刮平,凹陷部分用相同的塑料条在热风塑焊枪的作用下填平,然后用铜片在缺陷修复处压平、压紧、压实,经火花机试验,不击穿为合格。 大接头的修补方法 一般大接头的修补：把断胶的两边用刀在塑料层上沿圆周割削成45角的坡形,取清洁干净、颜色和厚度一致,长度和外径与断胶处一致的塑料管,在管一侧沿轴线上割削成相互为45角的开口套在断胶处,用细铜丝等距离扎紧,然后用相同的塑料条在热风塑焊枪的焊接下,粘接焊好,再用铜片压实、压紧、压平。经火花机试验不击穿为合格。如下图所示 塑料层 护套 缆芯 待焊处图3-3 一般大接头的修补 生产过程接头的修补：在生产过程中,由于其他原因在成暂时停车,护套断开,可以连续接头。其方法是,把塑料护套割削成45角的圆周坡形,退到机头,伸入模芯嘴30mm长,然后跑胶,把胶跑好后,机组人员相互配合好,开车时用手把塑料层连接好,然后再整形修补。如下图所示： 模芯 模套 缆芯 塑料套 出胶口 待焊处 图3-4 生产过程接头的修补 3.8.4 技术要求1修好后的修整处要经火花试验,规定1.0mm的塑料厚度应耐压6Kv,最高电压暂定15Kv,时间不少于0.2s,不击穿为合格。2修补时要有检查人员在场,经检查合格后,送试验站进行试验。3修补处要基本光滑平整,应无虚焊、漏焊、焦烧、气孔等现象,并保持塑料层表面清洁。4修补后的绝缘层和护套允许凸起,但不准超过的正公差。5要由经过技术训练过的专用修理工来修理塑料的缺陷。总 结经过努力,这次的毕业论文终于写完了。在这次的毕业设计中深深的感受到自己知识的匮乏和在学习中存在的不足。同时也促使自己积极的学习各方面的知识,提高自己水平。通过这次的学习相信自己在以后的学习和生活当中一定能克服各种困难,更好的完成任务。针对以下几个问题,我们进