异型材截面形状与结构设计
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第235页（2023字）
前几章所论述的几种塑料制品(如管材、薄膜、塑料单丝和扁丝、棒材、板材)形状都比较简单，而异型材的截面形状比较复杂。
在塑料异型材设计中，要特别注意壁厚的均匀性、圆角及加强筋等方面，稍有疏漏，就会给制品带来难以弥补的缺陷。不同的冷却定型方法，制品设计也有很大的不同。
在用户允许的条件下，图12－2中所提供的设计方案可供参考。
图12－2 异型材结构设计
(一)口模形状与制品形状
异型材断面形状的设计要根据制品的用途、使用要求、原材料的性能，并考虑到口模断面的设计和成型工艺等因素。因此，其断面形状应尽量做到这样几点：
①形状尽可能简单，没有重迭部分。如果制品有重迭部分，就使模具结构变得复杂，容易造成出料不均匀；且重迭部分粘在一起，也会给冷却定型增加困难。
②壁的厚度应尽量趋于一致。壁的厚薄相差过大，在挤出时易造成出料速度不均匀，增加修正机头的困难。在冷却定型时，若厚薄相差过大，则引起冷却快慢不一，使异型材变形。
③断面形状最好是对称的。形状对称的制品，其收缩变形应力可以平衡，并能减少翘曲现象。
④应尽量减少容易造成料流不匀的加强筋和凸起部分。一定要设置加强筋和凸起部分时，也要以小尺寸为好。因为这些部分容易造成收缩变形。
⑤形状变化处以平滑过渡为好。尖角处的料易产生滞流，制品容易造成应力集中。
制品断面形状确定之后，口模是机头设计的关键，它与管材口模的工艺参数有很大的不同。例如，制品要求是正方形的异型材，那么，口模形状肯定不是正方形的孔。如果将口模的孔设计成正方形，则挤出的制品就是方鼓形，见图1－26。
图12－6 流线型机头型腔剖面结构
对于圆形口模来说，圆心到圆周各点的距离是相等的；而对于异型材，即使是对称的异型材如正方形，对称中心到周边各点的距离是不等的。距离不等就造成剪切应力大小不同，因而，离模膨胀的程度也就不同。
另外，异型材的收缩与管材的收缩也是有区别的。管材只要正确地选择机头压缩比和收缩角就行了，而异型材还要考虑到在不同的方向应该有不同的收缩。
(二)机头设计原则
异型材机头设计的原则除参照管材机头设计原则外，还须注意如下几点。
①拼块应尽量减少，以减少装配的工作量和过多的拼缝线痕迹。
②拼镶块的接缝应尽量与挤出方向一致。
③拼镶块应有足够的机械强度。
④拼镶块之间应尽量采用凹槽嵌接。
⑤个别易磨损的部件应制成独立部件，以便于加工与更换。
⑥应尽可能使复杂的内形加工变为外形加工。
⑦哈夫部件应设有定位装置。
⑧哈夫部件除使用螺钉接牢外，还可用坚固的模套箍紧。
⑨采用线切割加工，将口模设计成整体式。
(三)机头工艺参数设计
异型材模具设计时的经验数据见表12－1。
表12－1 异型材模具设计时的经验数据
表12－1中，CA是醋酸纤维素塑料，EC是乙基纤维素塑料。L是口模定型段的长度，H是口模缝隙宽度，Hs是异型材的厚度，As是异型材的高度，Bs是异型材的宽度。
异型材定型模分段参考数据见表12－2。
表12－2 异型材定型模分段参考数据 单位：mm
