【正文】 Audouin,JMur,M 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 37 參考文獻(xiàn) [1] 周傳思 .擠出模的內(nèi)筋 設(shè)計 .塑料異型材， 2021,3:2528. [2] 張振 .基于 ANSYS 的塑料異型材擠出模頭中功能塊流道的設(shè)計 .合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021,12. [3] 楊安昌等編著 .塑料異型材擠出模技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999:47. [4] 楊安昌等編著 .塑料門窗技術(shù) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021:117. [5] 耿孝正 . 擠出過程中若干理論問題的討論 .塑料加工與應(yīng)用， 1985 [6] 賈月梅主編 .流體力學(xué) . 北京：國防工業(yè)出版社， 2021:132136. 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4. 根據(jù)分流支架板的形狀，來進(jìn)行對型芯和分流錐的外形和尺寸的設(shè)計，其中對內(nèi)筋的流道設(shè)計是設(shè)計中的難點(diǎn)，而對于功能塊則多采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)； 5. 對定型模熱力學(xué)長度的計算和定型模腔的設(shè)計； 本次設(shè)計也存在不足之處，例如：在處理功能塊的流變學(xué)分析中 沒有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型，不能對其尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確推導(dǎo)計算，只能采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，這樣就使得最后的修模工作量變得非常大；此外，關(guān)于模具設(shè)計的成本估測，由于閱歷資質(zhì)的短缺，沒有能力完成；還有就是 模具的使用年限，模具在使用過程中可能出現(xiàn)的問題及針對其問題的具體修模方法 ，沒有做出明確的預(yù)防方案 等等。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計是窗框異型材擠出機(jī)頭模具設(shè)計，經(jīng)過查詢資料、確定畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書、編寫說明書、利用計算機(jī)輔助軟件畫出工程圖紙，再到手繪工程圖紙，最后的修整這一過程中我學(xué)到了很多有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計方面的理論知識，近一步鞏固了所學(xué)專業(yè)知識，并且提高了自身的動手能力。 ④ 模隙取系數(shù) 。 ③斷面寬度超過 40mm，給反彈弧。第 4 節(jié)尺寸按 系數(shù)，第 3 節(jié)尺寸比第 4 節(jié)尺寸大 ～。 定型模型腔尺寸主要由型材收縮率、膨脹率、牽引拉伸率、冷卻方式、制品復(fù)雜程度、操作方式等決定。因為模腳與定型 臺相連利于傳熱，型胚由于自重的作用與下型板的型腔面貼合得更好，也利于傳熱。水孔孔壁與真空槽孔的 應(yīng)大于3mm，以防止距離過薄，加工時引起水氣相穿的現(xiàn)象。 冷卻水路設(shè)計 定型模冷卻水路設(shè)計應(yīng)注意： 1． 根據(jù)型胚所含熱量的分布來布置水路。 吸附力要布置均勻，定型 模上下兩半真空溝槽要對齊，并要各自相通，但在分型面處盡量與大氣相通。 1. 真空吸附面積 ： S=式中： G——型材每米的重量 Kg/m ， 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 f——系數(shù)，取 16～ 30， f 與型材、壁厚、質(zhì)量、真空度有關(guān) M——定型模真空度，一般在 ～ 算出的數(shù)值需驗證，可按下式驗證：牽引力 /真空吸附面積 型材的拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果必須小于型材的拉伸強(qiáng)度 (≥ )， 否則要調(diào)整真空吸附面積和牽引力。④真空槽 (孔 )和冷卻水道加工工藝性好。②冷卻水孔分布均勻。據(jù)文獻(xiàn)介紹經(jīng)驗公式： L = 40vt2 其中： t——型 材最大壁厚， mm v——牽引速度， m/s （ 按最大值考慮。制品的壁越厚，形狀越復(fù)雜，要求定型模越長。 目前，塑料門窗異型材擠出成型幾乎全部采用真空外定型技術(shù)。所以在定型模中要同時完成冷卻和定型兩個工藝過程，也就同時并列存在著冷卻和定型兩個作業(yè)系統(tǒng)。 （ 2）聯(lián)接螺釘強(qiáng)度的校核 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 對于將型芯與分流支架板相連接的螺釘，雖然其所承受的僅僅是熔體沿型芯壁流動的黏性剪切力，但由于型芯截面面積一般較窄小，又多內(nèi)筋流道，無法布置大螺釘，所以常常需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。許用應(yīng)力的值得選取可參考有關(guān)的機(jī)械工程手冊。另外分流筋的布置還經(jīng)常受到模頭結(jié)構(gòu)空間的限制，很難獲得合理的力學(xué)平衡。 模頭的強(qiáng)度校核 擠出機(jī)頭設(shè)計中有兩部分的強(qiáng)度是需要校核的。 型芯對分流支架板的連接以及型芯鑲件對于型芯的連接，由于截面面積窄小，又多內(nèi)筋流道，對此，考慮多布置小一點(diǎn)的螺釘，重復(fù)安排定位銷釘，以保 證整個結(jié)合面密合無縫。 模板的鏈接普遍采用圓柱頭內(nèi)六角螺釘，按承受軸向靜載荷的預(yù)緊鏈接要求選用螺釘。由于這種模式，所以保證兩模板之間密合無縫，沒有熔料擠出，對于擠出模頭的品質(zhì)非常重要，否 則會因為有熔料的殘留和進(jìn)一步的降解，干擾正常擠出，并加快模頭的損壞。 目前，模頭平直段長度設(shè)計更常采取的做法是將其標(biāo)準(zhǔn)化，由設(shè)計者根據(jù)以往的經(jīng)驗類比選用。尤其對于降低熱敏性的PVCU 模塑料的降解風(fēng)險十分有利。本設(shè)計中 h=，所以 L 取值為81mm。因為，聚合物分子松弛雖然是一個較長的過程，而真正對擠出成型過程有影響的一般只是在最初階段。這主要是因為平直流道中的純剪切作用可使聚合物熔體分子松弛，減少前級流道，主要是收縮段流 道，分流和變截面等情況產(chǎn)生的粘彈性效應(yīng)的影響。 本設(shè)計采用橫向分快法，將整個模腔流道截成幾段，一遍精整工具從每段的兩端觸及流道內(nèi)部加工。 成型段流道設(shè)計 模腔成型段流道分為多塊模板來加工，這是因為異型材復(fù)雜結(jié)構(gòu)所形成的細(xì)小流道，只有分塊才能進(jìn)行精整加工，才方便模具調(diào)試時的修正。讓這里不出現(xiàn)流動的死區(qū)和掛料現(xiàn)象是最重要 的。根據(jù)分流支架流道在口模圖形上外擴(kuò) 3~5mm，收縮流道長度約 10~15mm，所以這里收縮板的厚度設(shè)計為 20mm。除了拐角外，是都能夠保證各流動路徑上的壓力損耗相等的。 模腔中的外壁流道基本上是型材主體的口模圖形形狀，而分流支架流道只是該型材主體口模圖形基礎(chǔ)上，等距離外擴(kuò)形成的。 模腔流道的設(shè)計就是要在保證各流動路徑上的壓力降相等的前提下，將入口的分流支架流道的截面形狀，改變成出口截面的口模圖形形狀。在分流支架流道之后，是在型芯的外表面與收縮板，預(yù)成型板和口模板的內(nèi)腔表面之間形成的流道，稱為模腔。外壁流道形成于模頭的分流筋和型芯零件的外部。由于內(nèi)部功能塊設(shè)計非常復(fù)雜，常采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，本設(shè)計不做考慮。分流錐的椎的角度在本設(shè)計中設(shè)計成 50176。要保證分流錐的迎流面不會出現(xiàn)流動的“死區(qū)”，也不應(yīng)有尖角掛料。如果需要在型芯上設(shè)置內(nèi)筋內(nèi)流道，則要將型芯截出一段作為型芯鑲塊，分別加工，但是型芯的總高度不變。 型芯和分流錐外形設(shè)計 型芯和分流錐底部外形與分流支架流道的內(nèi)側(cè)邊界是一致的，都是根據(jù)口模圖形的內(nèi)側(cè)邊界設(shè)計的，其中要去掉準(zhǔn)備作型芯吊錐處理的個別型芯塊和螺釘孔功能塊流道的部分。這樣固定型芯的螺栓和固定型芯鑲塊的分別在型芯的兩端，不會出現(xiàn)位置干涉，所以能夠進(jìn)行內(nèi)筋內(nèi)流道的設(shè)置。若將 型芯設(shè)計成一個整體，那么分割各型芯塊的內(nèi)筋就只能夠采用內(nèi)流道和外流道相結(jié)合的形式。 型芯分塊安裝 在有多個空腔的異型材口模圖形中，型芯實際上是被內(nèi)筋分割成了很多塊，稱為型芯塊。 內(nèi)筋外流道的設(shè)計經(jīng)驗成分很大，造成模頭調(diào)試修模工作量也很大，同時，由于內(nèi)筋外流道大量的橫向流動的存在，也嚴(yán)重影響了模頭作業(yè)的穩(wěn)定性；更不能適應(yīng)適應(yīng)擠出模具的擠出速度和異型材的品質(zhì)不斷提高的要求。 內(nèi)筋外流道的設(shè)計 內(nèi)筋的外流道是在分流錐和型芯的外部，或者是僅在型芯的外部加工的，內(nèi)筋料流經(jīng)過的 流道。型芯鑲塊上應(yīng)該有內(nèi)流道的過渡段和成型段兩部分。 對于這樣的內(nèi)流道結(jié)構(gòu)，按目前擁有的工藝手段，必須在型芯內(nèi)流道過渡段的開始處將型芯分成兩部分，這樣才能夠進(jìn)行流道內(nèi)部的精加工。在過渡段，流道間隙高度從 b 收縮到口模圖形尺寸。入口的一段 l1 稱為供料段，設(shè)其流道間隙高度為 b。 內(nèi)筋內(nèi)流道設(shè)計依據(jù)內(nèi)筋口模圖形在擠出方向投影形成平直流道，流道截面為矩形。所以，內(nèi)筋的內(nèi)流道是設(shè)計在型芯等構(gòu)件的內(nèi)部流道。 總結(jié)起來，內(nèi)筋流道可以分成三類結(jié)構(gòu)形式：內(nèi)流道，外流道和型芯分塊安裝。 圖 52 分流筋外形設(shè)計圖洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 第 6 章 型芯和分 流錐的設(shè)計 內(nèi)筋內(nèi)流道的設(shè)計 型芯和分流錐錐底的外形依據(jù)口模圖形的內(nèi)側(cè)邊界進(jìn)行設(shè)計，一般選擇與內(nèi)側(cè)邊界一致。本設(shè)計中選取 。 分流筋的出口角對減輕兩股料流合流線的不良影響有一定的作用，本設(shè)計中選取 30o。最后通過強(qiáng)度校核。 分流筋的厚度 t，從減少對剪切流動的干擾考慮也希望薄一些，但保證承載強(qiáng)度時第一位的。 根據(jù)流量平衡設(shè)計原則，分流支架的流量平衡計算，首先要在模頭流道擠出方向的投影圖中，用分流支架流道的分流筋中心線的投影線，將口模圖形劃分成不同的部分，各部分分別于一個分流支架的分流道相對應(yīng)，如圖 51 所示。這樣，除了分 流筋位置要因此而進(jìn)行調(diào)整外，還要考慮在流道中設(shè)置阻流筋等措施。但是，復(fù)雜的異型材結(jié)構(gòu)和有限的結(jié)構(gòu)空間，使這種追求很難做到完美。 分流支架流道的外側(cè)邊界一般是在型材主體的口模圖形基礎(chǔ)上，將口模圖形的外側(cè)邊界向外平移約 3~5mm 形成。 分流支架流道的設(shè)計 分流支架流道為平行于擠出方向的平直流道，內(nèi)側(cè)邊界一般選擇與口洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 模圖形的內(nèi)側(cè)邊界一致，也就是和模頭中型芯的外形一致。這樣，對于向成型段供料的分流支架流道，能夠流量平衡的向成型段供應(yīng)料流就顯得尤為重要。然后，通過橫截面幾何尺寸的調(diào)整，使得橫截面上各部分的料流流量在模頭流量中的百分比相同。 流量平衡設(shè)計原則，即所謂“避免橫向流動”的設(shè)計原則，是假設(shè)在模頭流道內(nèi)料流中有一個主導(dǎo)的流動方向，完全忽略其他方 向的流動，料流的分布有垂直于擠出方向的一系列橫截面所決定。這樣有兩個作用：一是使得經(jīng)分流筋分流后再會合的熔料在收縮流道中，對流動有穩(wěn)定作用。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）