拉挤模具及预成型设计加工综述

3　预成型设计加工

       预成型部分可以说是拉挤生产的又一个重要组成部分，甚至可以说是技术含量最高的部分。预成型的主要作用是引导浸胶后的束状增强材料逐渐演变成接近拉挤最终产品的形状，同时挤去增强材料中多余的树脂以获得高体积含量的拉挤制品并排除带入材料中的气泡。预成型设计制作的好坏将很大程度上影响拉挤生产的顺利进行和产品的外观效果，例如产品尖角部位缺纱，毡走不到位等。预成型的设计可从以下几个方面进行考虑。
       3.1　预成型的设计形式
　　目前拉挤生产常用到的预成型形式主要有两种，一种是板状预成型，一种是立体冷模预成型，当然也有将二者有机结合起来使用的，这个可根据不同产品的特点进行选择。
　　(1)板状预成型
　　板状预成型的设计原理是按照型材截面形状及增强材料配置形式，在板材上通过导毡槽和均匀布置的导纱孔将增强材料逐步引导成近似成型模腔形状和尺寸的预成型体，然后进入成型模具，这样可以保证制品断面含纱量均匀。其优点是材料易得，加工方便，一般只需2～3道预成型。预成型板需要由耐磨、光滑材料制造，导毡槽及导纱孔应有倒角，其尺寸应略大于纱和毡的截面尺寸。对于材质偏软不耐磨的聚四氟乙烯板，导纱孔上可套嵌金属环或瓷环。预成型是从简单到复杂逐渐过渡的，其过渡渐变空问约为0.5～1.5 m，有的大型制品过渡空间会更长。对于箱体式预成型，其实是对板状预成型的改进，即将板状预成型上下及两侧相对密封起来，另外增加一台循环注胶泵，将外溢和挤出的胶循环注到箱体内，该方式的优点在于纤维及毡浸胶更充分，纤维张力更匀。缺点就是清理工作以及一些突发情况如断纱，处理起来要繁琐一些。
　　(2)立体冷模预成型
　　目前有一部分拉挤厂家使用的是立体冷模预成型，主要用于窗框型材等产品上。其优点主要在于包毡随形性好，纱毡等增强材料在进入模具以前已经定位准确，截面形状已经和模具型腔大体一样。设计原理是先将产品截面有机地分成若干部分，分别设计走毡和走纱的预成型通道，通道长度约150 mm左右，毡在通过该通道后由平直状态逐渐变为所包覆部分的表面形状，而纱在其中一方面进行自身的定位，另一方面对毡的定位及渐变起到辅助夹持作用。这样通过2～3道预成型冷模后，内外毡及纱很好地组合在一起进入模腔。当然这种预成型的设计加工相对复杂，造价较高，有时要经过很多次机加工调整才能较好地实现走纱和包毡的任务，另外需要很多限纱、限毡的工装，否则纱和毡很难准确走到位。
       3.2　预成型的细节设计
　　这里重点介绍关于板状预成型的一些细节设计，当然生产过程中很多时候光靠预成型定位成型还是不够的，还应同时根据具体情况作一些简易的辅助工装，如挑毡杆、分纱杆、压毡金属片、防止毡被胶液浸湿的护板等。这些辅助工装的存在使产品生产得更加顺利，减少了生产过程中事故的发生频率。对于板状预成型，要想保证增强材料行进顺利，产品外观饱满整齐，在设计过程中可注意以下细节设计：
　　(1)根据产品截面情况和含纱量的多少，使纱在截面各部位平均分布，截面越大的产品，纱束可进行多股并股，截面越小越薄的产品，纱束在预成型上应分布得越细，有利于截面各部分纱束定位准确；
　　(2)导毡槽的设计应遵循由平展到产品形状逐渐过渡的原则，尽量不要出现形状的突变，否则毡比较容易打折或窜位；
　　(3)导纱孔的大小要合适，过大起不到刮胶排气的作用，且预成型面积较大，在入模口附近不利于纱束在型腔中的均布；过小则走纱困难，容易堵纱。
    导纱孔的设计应前后对应，层次分明，留出导毡槽的位置。很多时候考虑到预成型板上导纱孔的空间位置排布有限，因此一方面可以将部分导纱孔合并加工成长条孔，另一方面可依据产品截面情况将截面分成若干部分，然后再将每部分的导纱孔组的空问层次作些调整即可；
　　(4)产品具有尖角和小凸台的位置，在顸成型板的设计加工过程中或者将该部分导纱孔的位置和产品对应位置的角度作大些，或者在这些部位挑／压几根纱以防止该部位纱走不到位，出现粘模的情况；
　　(5)产品有内部叉口且要包毡时，制作预成型时相应部位可增加几个限毡的单股纱孔，防止又口部位的毡在入模时上下窜位；
　　(6)局部窄毡变形过渡困难时可参照立体冷模走毡思路，在预成型板上固定导毡的铜片或铝片，借以实现能导毡或导毡的同时又能导纱；
　　(7)板状预成型在设计时也不是一成不变的，可以根据产品的具体情况灵活设计，例如为了实现预成型截面形状的最小化和纱束排布得更均匀化，可以采用细铜管或钢管排布制作预成型。

4　结束语

　　拉挤在线生产的各个工序都是以模具及预成型为中心进行展开的，可以说拉挤模具及预成型设计加工的好坏直接决定了生产是继续还是停止。“工欲善其事，必先利其器”，只有设计加工的模具及预成型过关，再辅以合格的原材料、合适的工艺参数才能得到满意的产品。