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1、10KV架空绝缘电缆挤管式模具的设计择要：挤出模具质量的好坏直接影响塑料挤出质量， 本文介绍10KV架空 绝缘电缆挤管式模具的设计。关键词：10KV架空绝缘电缆；挤管式模具；模芯；模套；设计0 引言 挤塑模具时塑料挤出过程中最后的定型装置，其几何形状、结构形式和尺寸、 温度高低、压力大小等直接决定电缆加工的成败。电线电缆生产中使用的挤塑模具（模芯和模套）主要有三种形式：挤压式、半 挤压式和挤管式。本文介绍 10kV 架空绝缘电缆挤管式模具的设计。 1 挤管式模芯1.1 材料的选用挤管式模芯的结构特点是它的定径区是一个薄壁圆管，一般不能进行热处理。 因此，所用材料的耐磨性必须予以充分考虑，所以多
2、用耐磨的合金刚制成，如 38CrMoAI,加工成毛坯并留有一定裕量，经调质处理后再精加工，必须确保零件加 工的同心度。1.2 相关几何尺寸的设计及符号的说明2现以 90mm齐出机，挤制导体截面为120mrrt勺绝缘为例，其挤管式模芯结构 见图 1图中，D为模芯外锥最大直径；D为模芯与机头结合锥体的最小端直径； D为 模芯锥最大径；a为模芯外锥角；d为模芯定径区径；d为模芯定径区外圆直径； I i为模芯定径区外圆柱长度；I 1为模芯定径区圆柱长度；L，为模芯与机头结合锥 体长度；L为模芯总长度；a，为模芯与机头结合锥体角度；S为模芯定径区壁厚。其中，D D、L、D均根据机头尺寸而定其余未注倒角2
3、X 45*L1=105L=190I 1 =70图1挤管式模芯结构(1) 模芯外锥角a。该角度是根据机头结构和塑料流动特性设计的，a角越 小，流道越平滑，突变小，对绝缘层结构有利。(2) 模芯外锥最大直径D锥体最小端直径D以及a 1角和模芯中长度L。这 些尺寸是由机头模芯座的尺寸所决定的，而且与机头模芯座尺寸必须严 格吻合，加工精度要高，表面须抛光。(3) 锥最大直径D。该尺寸主要决定于加工条件，在保证壁厚的前提下越大 越好，越小越难加工。在 90mm以下的挤塑机，模芯与机头的联接时采 用螺纹，在这种情况下必须保证螺柱的壁厚。在特殊情况下，如加工困 难，可加工成台阶式孔。(4) 模芯定径区径d。
4、该尺寸时根据选用的材料和电缆半制品尺寸的大小来 设计的。一般设计为 d=d1+ (0.52 ) mm或 d=d/+ (36) mm式中，d1 为 导电线芯外径(mm d11为电缆缆芯外径(mm。这是因为导电线芯尺寸 较小且规则，而电缆缆芯尺寸一般较大且不规则，所以定径区径放大的 裕量不等。(5) 模芯定径区外圆直径d1，从图1可知d1=d+2 5，壁厚S的设计既要考虑 模具的寿命，又要考虑塑料的拉伸拉伸特性及包裹的紧密程度。S不能太大，太大拉伸比就大，使挤出的塑料表面毛糙，也容易拉断，但也不能太小，太小因模芯承径区太薄容易损坏而降低寿命，一般S取0.51.5mmo(6) 定径区外圆柱长度I 1
5、。该尺寸依据模芯定径区径d并考虑挤出塑料成型 特性设计，一般设计为I i=d (0.52 ) mm其遵循的原则时d小时取上 限，d大时取下限；或挤绝缘层取上限，挤护套取下限。(7) 定径区圆柱长度i 1。为确保模芯强度，i 1须比i i长2-4mm所以i 1实 际时有i 1决定的。2 挤管式模套2.1材料的选用模套的材料与模芯相同，但为了节约成本，往往模套均采用45号钢或40Cr制成，要求表面抛光。2.2相关几何尺寸的符号说明及设计现同样以 90mn挤出机，挤制导体截面为120mm勺绝缘为例，其挤管式模套结 构见图2。其余一未注倒角2X45*2T1 0=03I =100=0db= 60L1=8
6、0图中，D2为模套压座外径；D3为模套锥最大直径；B为模套锥角；di为模 套定径区径；d2为模套外圆直径；I为模套定径区圆柱体长度； L为模套总长 度，而D2、Li、D3、d2均按机头尺寸而定。(1) 模套压座外径 D2， 根据机头模套座孔设计， 一般小于模套座径 0.51.5mm,此间隙是工艺上调偏心，确保同心度所必须的。间隙太小 满足不了偏心度的要求，间隙太大影响稳固性，甚至在挤出过程中发生 自行偏斜。(2) 模套外径d2。根据模套压盖孔设计，一般要小于压盖径 23mm但不宜 过小，否则间隙过大将形成散热不均。(3) 锥最大直径D3,其大小必须严格与机头模套座末端径一致，否则组装后 将产生
7、阶梯死角，这是工艺不允许的。(4) 模套锥角B。从图2中可知，B时由D3、di、Li制约的，同时又受到与 其配套的模芯外锥角a的制约，B必须比a的30100，若没有这个角度 差，便保证不了挤出压力，当然挤出压力也不能太大，因为这样会影响 产量，所以B和D3、di一样都不能按参考尺寸设计，这三个尺寸必须同 时精密计算，相互修正，并在加工中按i和 Li进行调整。(5) 模套定径区直径di。该尺寸按模芯外圆直径d】、导电线芯外径或缆芯外 径、挤包绝缘或护套度等设计。一般设计为 di=d+2S +拉伸裕量，这个 拉伸裕量一般取(0.20.8 )3,并视绝缘或护套厚度、产品机构要求 和塑料的拉伸特性而定
8、。(6) 模套定径区长度i,该尺寸往往根据塑料成型特性和模芯定径区外圆柱 长度i i而定，一般设计为i =i i- (i6) mm且绝缘或护套厚度小取下 限，厚度大取上限。(7) 模套压座厚度b。按模套座深度设计，一般高出 0.30.5mmo(8) 模套总长Li。这是设计给出的参考尺寸，由b和可调套长度a确定。3 挤管式模具的配模配模是否合理直接影响挤出质量和产量。挤管式模具配模的主要依据是拉 制的拉伸比，所谓拉伸比k就是塑料离开模口时圆环面积 Si与包裹于芯线上绝 缘或护套的圆环面积S2之比，即：2 2d i-d2k=Si/S 2=d32-d 42式中，di为模套定径区直径；d2为模芯定径区
9、外径；da为挤包后制品外径，d4 为挤包前制品直径。不同的塑料其拉伸比k也不一样，如聚氯乙烯为1.21.8，聚乙烯为1.32.0， 尼龙为1.55.0，由此可确定模套定径区直径 di，但此方法计算较为繁琐，一 般多用经验公式配模。表1为10K V架空绝缘电缆的结构参数和挤管式模具 （巾 90mn挤出机）尺寸表。表1 10KV绝缘架空电缆结构和挤管式模具尺寸表单位：mm标称 截面/mm2导体结构和直径导体屏 蔽外径电缆 外径模具尺寸跟数/单 线直径导体直径模-H-心模套紧压前紧压后dd+2 S1 1adi13257/2.236.696 0.1713.88.210.2757.120563357/2
10、.67.87 0.1814.89.211.2857.121663.2507/3.19.38.3 士 0.19.316.110.512.5957.122662.67019/2.1710.8510+0.1-0.151117.812.514.51157.124862.99519/2.5212.611.6+0.1-0.1512.619.414.116.11256.826861.712037/2.0314.2111.6+0.1-0.1521.1517201556.4301060.715037/2.2815.8514.6 士 0.1515.9522.7518.521.51656.1311060.11853
11、7/2.5217.6416.3 士 0.1517.5524.3520231856.5331058.924037/2.8820.1618.4 士 0.1519.7526.5522252056.6341259.74 结束语挤出模具的设计、制造及选配，对于电线电缆的挤出质量的影响至关重要的， 本文以 10kV 架空绝缘电缆挤制工艺为例， 介绍 挤管式模具的设计和选择，以及如何配模，可供我有关人员参 考和讨论。参考文献：1】 GB/T 19666-2005 ，电缆通则2】 平，电线电缆， 20062007【3】HAEFELY公司.110-500kV 电缆串联谐振试验系统【D】HAEFELY公司,【4】 伊启中.模具CAD/CAM：机械工与，2003
