【導讀】出成型技術也有了更高的要求。在擠出成型的一系列過程中，以溫度的調節(jié)控制和熔融的。物料進入擠出機機頭以及橡膠在擠出機主機中塑化的過程最為重要。螺桿作為橡膠擠出機。主機的重要部件，它的設計加工已經(jīng)很完善了。度調節(jié)控制系統(tǒng)也取得了進展。然而，擠出機機頭的結構設計卻仍然有很大的提升空間，機頭設計后，通常用試模的方法來確定最后的形狀。這不但增加了設計人員的。工作強度，也為整個的設計過程造成了諸多不便，同時也提高了成產成本。定產品質量的重要設備之一。國外橡膠擠出機經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，從最初的柱塞式擠。的發(fā)展過程中，最先申請了用擠出機來進行膠電線生產的專利，并改進了該擠出機設備。型裝置等附屬設備。定型后就可獲得與機頭截面形狀相吻合的產品。污染少，易于保持清潔的生產環(huán)境。連接部位連接不良不但有可能導致漏料現(xiàn)象產

　　

【正文】 周向 r徑向的二向來計算應力狀態(tài)，得出以下方程： 11crc fER? ??? ??? （ 314） 所以ε = 104 查閱文獻得 [10]： 221m ax 1221ac aRR pRR? ?? ? （ 315） σ r min = pi=28MPa 進行設計算時，最好使 fi小于 。 pi就可以直接帶入進行計算，因為其已是常量。在其他情況下，相關的尺寸要按照壓力在入口處的最大值來進行計算，以確保安全性。需要注意的是，如果能夠確認正應力是由擠出機機頭的尺寸微 變形引起的，則可以忽略不計。 若流道高度 Hv相比與 Riv較大，可以用以下公式計算 22vvw w vvppHHLL?????? （ 316） 因為 1()v av v vA R R L???，所以 Fzva和 Fzvi之間的關系為： 11()2vvz v a z v w v v a v vpHF F A R R?? ?? ? ? ? （ 317） 當然，若環(huán)縫半徑 比 Hv小得多，則需要用如下公式進行計算： 21()12 2 l na a aR p R RKL r rK? ? ??? （ 318） 上式中， k = Ri / Ra,分別令 r=Ra 和 Ri，分別可以求出τ wv=6MPa 和τ wv18MPa，進而可以求得 Fzva和 Fzvi 需要注意，模芯還受到徑向的壓力，周向壓力、軸向壓力和徑向壓力共同作用。 因為熔融的物料存在壓力，在流道內壁上以及反方向上都將產生壓力，在 p2為常量的情況下，此壓力值可以通過 流道表面突出部分受到的力進行簡單的計算： 對于面 1： 2221()p a a iF p R R??? （ 319） 對于這種情況，所計算部分的內壓力降呈非線性還是線性一定要進行考慮。若壓力的減小不是呈線性的，需要重新計算，直至數(shù)據(jù)合理為止。可以通過近似值的方式求得，主要方法是將各個部分的壓力作用在流道壁的突出部分并將其視為常量。要求得總的壓力，只需本科畢業(yè)設計（論文） 19 求出各部分的壓力最后進行相加即可。若壓力是呈線性變化的，那么可以直接求出總壓力 。不妨設起點和終點的壓力分別為 pE和 pA，可以得出： 2 2 3 3()2( ) ( )3 EAp E A E A EAEppF p R R R RRR?? ?? ? ? ?? （ 320） 上式中， RE和 RA分別代表起點處的半徑和終點處的半徑，代入得 FP=30kN 當熔融的物料流徑機頭時，流道內壁和模芯上同時有壓力 Fp（沿著三個不同方向）以及粘滯力 Fz，內壓 p的存在會使機頭內部迅速張開。對于分配器的尺寸需要計算流道各部分的尺寸來得出最終的大小。已知擠出機機頭入口處壓力為 40MPa,芯線的牽引速度為 —— 3m/min，將數(shù)據(jù)帶入以上的方程組，經(jīng)過合 理計算，最終確定分配器的各個尺寸為：前端直徑為 126mm，錐度為 15度，第二部分直徑為 170mm，進料口寬度為 50mm，后端內徑為 187mm。總長為 452mm，主體長度為 ，最外錐長度為 192mm。 圖 312調整螺母 Fig312 Adjusting nut 校核 進行相關計算校核時，可以采用當量應力的方式進行處理。當量應力的值一定不能大于材料的許用應力，即σ eq＜σ p 若分配器的相關區(qū)域同時受彎應力和剪應力時，用如下公式進行相關計算： 223eq b p? ? ? ?? ? ? （ 321） 關于彎曲應力，有以下的方程， m a x b F b pbibb xxMMMWW?? ??? ? ?? （ 322） 剪應力為， m a x iF F p b lAA?? ??? ? ?? （ 323） XJ150 擠出機機頭的設計 20 若實際當中，當量應力比材料的許用應力還要大，則一定要通過重新進行流道的設計計算或者改變相關零件尺寸的方式使壓力損失降低到合理范圍內。 在進行尺寸設計時，還需要注意以下問題： 在進行螺栓受力 分析計算時要考慮到不同的方向，擠出機機頭內部的作用力最終要全部被螺栓所吸收。此外，擠出機機頭各個部分之間密封的表面要保持壓緊狀態(tài)，需要對其進行預拉力實驗以及表面壓力大小確定的實驗進行處理。一般情況下是不存在機頭各個部分溫差較大的情況的，若出現(xiàn)這種情況，就一定要對擠出機機頭的相關部分進行熱應力的檢查。 已知連接螺栓為受軸向載荷的螺栓組，已知流道內最大壓力為 40MPa，選用的螺栓的直徑為 20mm，個數(shù)為 8個，螺栓材料為 Q215，每個螺栓受到均勻的載荷，大小為 FF z?? （ 324） 螺栓所受到的總拉力的大小，就等于工作壓力與殘余預緊力的總和。即 F2=F+F1 已知螺栓的殘余預緊力大小為： 01 (1 )bmb m b mCCF F F FC C C C? ? ? ??? （ 325） 所以螺栓總拉力為 F2=Δ F+F0 （ 326） 所以軸向載荷的拉伸強度條件是： 21 []4caFd????? （ 327） 螺紋連接件所允許的許用拉應力的計算公式為： []sS?? ? =320/4=80MPa 最終求得σ ca=52MPa＜ 80MPa，所以選用的螺栓符合要求。 本科畢業(yè)設計（論文） 21 總結 本次畢業(yè)設計通過查閱大量的資料，在了解擠出機的工作原理、機頭 設計要求的基礎上，對主要零部件的相關尺寸進行計算，運用三維軟件對主要零件的結構進行設計，并運用二維畫圖軟件進行繪制。本文對機頭中的模芯和模套以及模芯座的尺寸進行了詳細的計算，對分配器的尺寸進行合理的選擇，對所選用的螺栓進行了校核。計算設計后，用三維畫圖軟件對主要零件進行造型，用二維畫圖軟件進行了零件圖和裝配圖的繪制。 通過三個月的努力，終于完成了 XJ150 擠出機機頭的設計。從開始設計到最終完成，每個環(huán)節(jié)都讓我收獲頗豐。整個畢業(yè)設計的過程不但讓我對自己所學的專業(yè)有了更深入的了解，也讓我對大學四年所學的專業(yè)知 識有了更全面的總結，尤其是對于擠出機機頭的工作原理和設計方法有了更深刻的認識。在設計的過程中，掌握了許多公式，并且了解到許多經(jīng)驗公式都是通過實踐獲得的，無需知其所以然。此外，通過畢業(yè)設計，對于繪圖軟件的使用也更加熟練。 當然，在畢業(yè)設計過程中也反映出自己的不足之處。主要是缺少實踐經(jīng)驗以及對于專業(yè)知識的協(xié)調整合運用能力。這些有待完善之處會激勵我更加認真扎實的學好基礎知識并提高動手實踐的能力。