【正文】 月 日徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒有 回答 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VII 摘 要 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)擠出機(jī)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以促進(jìn) 企業(yè)的設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 ， 提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平，縮短了產(chǎn)品 的設(shè)計(jì)周期，減輕 了 設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度 并且 降低 了 設(shè)計(jì)成本 。 (2) 根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)擠出機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。 本課題運(yùn)用 AutoCAD 技術(shù)進(jìn)行擠出機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。螺桿；機(jī)筒；底座 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VIII ABSTRACT Carries on the design using the puteraided design technology to the annular gear gear cutter overall structure to be allowed to promote enterprise39。s working strength and to reduce the design cost. This topic main research content is as follows: (1) Carries on the thorough analysis to each kind of different engine bed overall structure. (2) Carries on the three dimensional modeling to the annular gear gear cutter overall structure the plan proof,design engine bed foundation and engine bed overall structure three dimensional modeling. (3) In the Windows platform, using AutoCAD design engine bed foundation and the engine bed overall structure three dimensional modeling, and Engine bed foundation assembly drawing This topic carries on the annular gear gear cutter overall structure using AutoCAD and the Pro/e technology the plane design and Improves the product quality,the three dimensional design, May reduce the product development cycle, Reduces the cost, Enhancement enterprise39。擠出生產(chǎn)線由擠出機(jī)（主機(jī)），模具（機(jī)頭），制品成型和收集機(jī)械（輔機(jī)）組成。因此擠出機(jī)是塑料擠出的關(guān)鍵設(shè)備，它決定了擠出制品的質(zhì)量和產(chǎn)量。其中螺桿是擠出機(jī)最關(guān)鍵的的功能部件，它擔(dān)負(fù)了對(duì)物料的輸送，壓實(shí)，塑化，均化，加壓，和泵出等擠出過程的主要功能。擠出機(jī)螺桿主要參數(shù)是：螺桿直徑 D，螺桿長(zhǎng)徑比 L/D 和壓縮比。單螺桿擠出機(jī)有排氣和非排氣之分，雙螺桿有同向和逆向之分， 以及平行雙螺桿和錐形雙螺桿之分。 常見單螺桿擠出機(jī)我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)螺桿直徑為 12mm 至 250mm 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10頁(yè) 1 . 1 . 3 不同螺桿擠出機(jī)的特點(diǎn) 單 螺桿擠出機(jī)是最早獲得普遍應(yīng)用的擠出機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工效率高，在塑料加工成型領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。單螺桿擠出機(jī)從最初基本的純螺旋結(jié)構(gòu)，發(fā)展出各種不同結(jié)構(gòu)，如阻尼螺塊、排氣擠出、開槽螺筒、銷釘機(jī)筒、積木式結(jié)構(gòu)等，因而令單螺桿擠出機(jī)的成型 范圍更廣，適應(yīng)領(lǐng)域更廣闊。單螺桿擠出機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為擠出加工市場(chǎng)不可忽視的重要部分。平行雙螺桿擠出機(jī)有同向和異向之分。同向雙螺桿配混擠出機(jī)作為市場(chǎng)最大的受惠者，一度幾乎成為雙螺桿的代名詞。盡管各個(gè)廠家仍然存在技術(shù)含量與實(shí)力的差別， 不能否認(rèn)的是雙螺桿擠出機(jī)在中國(guó)的發(fā)展已相當(dāng)成熟，尤其是在中小型機(jī)市場(chǎng)。錐形雙螺桿擠出機(jī)廣泛應(yīng)用于異型材成型，在建筑門窗加工領(lǐng)域應(yīng)用獲得成功。 多螺桿擠出機(jī)一般指三螺桿或三螺桿以上的擠出機(jī)，通常也是為了達(dá)到更好的混合加工效果而設(shè)計(jì)。行星螺桿擠出機(jī)是近年較 受市場(chǎng)關(guān)注的一種多螺桿擠出機(jī)，特別適合于一般通用塑料的擠出加工，作為成型加工的混配加料器具有更好的效果。部分廠家粗制濫造和惡性徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11頁(yè) 價(jià)格戰(zhàn)已經(jīng)影響到國(guó)內(nèi)塑機(jī)的整體形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也阻礙了塑料加工業(yè)的發(fā)展。從成型設(shè)備來(lái)看，國(guó)產(chǎn)主機(jī)基本上以錐形雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)為主，技 術(shù)較成熟，市場(chǎng)銷量最大，但這類產(chǎn)品的通用規(guī)格已供大于求，只能維持在市場(chǎng)頂峰期的 50%~60%左右。平行同向雙螺桿擠出機(jī)要向第六代、第七代高速、大長(zhǎng)徑比方向發(fā)展。實(shí)際上，單螺桿擠出機(jī)是一種低能耗、低成本的機(jī)型，只要技術(shù)得當(dāng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，同樣可以達(dá)到雙螺桿擠出機(jī)的效能 。高技術(shù)含量的單螺桿擠出機(jī)正在某些領(lǐng)域逐步取代雙螺桿擠出機(jī)。以下特別介紹幾種特殊擠出機(jī)在國(guó)內(nèi)的研發(fā)進(jìn)展。 北京化工大學(xué)成功開發(fā)一種超高速微型手提式單螺桿擠出機(jī)。此外由于所加工物料具有高壁面滑移性以及極易架橋的特點(diǎn)，配有專 門設(shè)計(jì)的強(qiáng)制加料裝置；由于擠出機(jī)為手提式操作，設(shè)計(jì)了特殊的多路排氣裝置，以充徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12頁(yè) 分保證氣體的排出。該機(jī)器最初為加工一種特殊的低密度低粘度物料設(shè)計(jì)，并可用于各種低粘度物料的擠出加工，如熱熔膠、低分子量樹脂、各種石蠟、燃料 、顏料、化妝品等的加工成型。 （ 2） 磨盤擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化 國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家已完成磨盤擠出機(jī)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)磨盤擠出機(jī)的商業(yè)化生產(chǎn)。雙螺桿擠出機(jī)用于玻纖增強(qiáng)配混時(shí)，若玻纖含量超過 45%，加工就會(huì)變得相當(dāng)困難。用普通擠出機(jī)進(jìn)行磁性材料的加工與造粒幾乎是不可能的。典型例子如北京鳳記和北京化工大學(xué)。為了適應(yīng)高填充物料的擠出加工需要，北京化工徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13頁(yè) 大學(xué)也在進(jìn)行磨盤擠出機(jī)直接擠出成型的試驗(yàn)研究，并應(yīng)用于多種復(fù)合材料的擠出成型加工試驗(yàn)獲得成功。尤其是各雙螺桿擠出機(jī)廠家紛紛推出往復(fù)螺桿擠出機(jī)。近日，寶應(yīng)金鑫特種塑料機(jī)械廠與北京化工大學(xué)合作研發(fā)出多種規(guī)格的往復(fù)移動(dòng)單螺桿擠出機(jī)，初步實(shí)現(xiàn)了往復(fù)移動(dòng)擠出機(jī)的系列化。 往復(fù)移動(dòng)式單螺桿擠出機(jī)最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)不同物料的高填充加工。由于其獨(dú)特的往復(fù)式結(jié)構(gòu)，不能很好的滿足建壓的要求，因而一般不適合用于制品的直接擠出成型。 以上介紹的幾種單螺桿擠出機(jī)，可以說是當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)具有一定代表性的產(chǎn)品。比如在超大型和微型設(shè)備領(lǐng)域就還落後于國(guó)際先進(jìn)水平。 近年來(lái)，雙螺桿擠出機(jī)市場(chǎng)異?；鸨鄬?duì)而言，單螺桿一直處于悄寂狀態(tài)。各種不同的特種單螺桿擠出機(jī)重受關(guān)注。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人們對(duì)螺桿認(rèn)識(shí)的提高，多種不同的擠出機(jī)結(jié)構(gòu)形式陸續(xù)面世。 第二章 擠出機(jī)的整體設(shè)計(jì) PE 鋁 塑板的基本特性 不同的生產(chǎn)線對(duì)擠出機(jī)的具體要求不一樣，這就需要根據(jù)不同塑料的性能設(shè)計(jì)出合理的擠出機(jī)。 鋁塑板是由多層材料復(fù)合而成，上下層為高純度鋁合金板，中間為無(wú)毒低密度聚乙烯（ PE）芯板，其正面還粘貼一層保護(hù)膜。 鋁塑板是易于加工、成型的好材料。鋁塑板可以切割、裁切、開槽、帶 鋸、鉆孔、加工埋頭，也可以冷彎、冷折、冷軋，還可以鉚接、螺絲連接或膠合粘接等。低密度聚乙烯較軟 ,多用高壓聚合 。高密度聚乙烯可以做容器、管道 ,也可以做高頻的電絕緣材料 ,用于雷達(dá)和電視。聚乙烯為蠟狀 ,有蠟一樣的光滑感 ,不染色時(shí) ,低密度聚乙烯透明 ,而高密度聚乙烯不透明 。聚乙烯的性能取決于它的聚合方式；在中等壓力 (1530 大氣壓 )有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行 ZieglerNatta 聚合而成的是高密度聚乙烯 (HDPE)。如果是在高壓力 (100300MPa),高溫 (190–210 C),過氧化物催化條件下自由基聚合 ,生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯 (LDPE),它是支化結(jié)構(gòu)的。但是微粒狀的聚乙烯 ,可以在 15℃ ～ 40℃ 之間隨溫度的變化熔化或凝固 ,溫度升高時(shí)熔化 ,吸收熱量 。又因?yàn)樗亢苄?,不易潮濕 ,有絕緣性能 ,因此是很好的建筑材料。 螺桿設(shè)計(jì) 螺桿是擠出機(jī)最重要的部件，其性能好壞直接影響塑化質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，螺桿設(shè)計(jì)是擠出理論最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。螺桿直徑的確定： 150mm， 螺桿長(zhǎng)徑比 35。長(zhǎng)徑比是代表擠出 機(jī)性能的一個(gè)主要的技術(shù)參數(shù)。對(duì)于某些排氣螺桿，長(zhǎng)徑比達(dá)到 40 左右或更長(zhǎng)。壓縮段與熔融理論中的熔融段并不完全相同。而壓縮段指的是螺槽 深度有加料段深 H1 變至計(jì)量段槽深 H3 的那段長(zhǎng)度，它是螺桿設(shè)計(jì)者人為設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度，一旦螺桿設(shè)計(jì)出來(lái)這個(gè)長(zhǎng)度也就確定了。 （ 1）計(jì)量段槽深的確定： 我們知道，計(jì)量段中熔料的剪切速率γ可按下式計(jì)算： γ =π3HDn （ 31） 顯然，計(jì)量段螺槽深度 H 3愈小，在相同的螺桿轉(zhuǎn)速下剪切速率便愈大，因而分子間的內(nèi)摩擦力也愈大。由于剪切應(yīng)力而產(chǎn)生的熱量和螺槽深度 H 3的平方成反比。 由此可見，螺槽深度較淺時(shí)，物料層內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較多的熱量。這方面因素都證明了計(jì)量段槽深較小時(shí)，對(duì)促進(jìn)塑料的塑化質(zhì)量是很有好處的。在本章后面我們將進(jìn)一步指出：當(dāng)計(jì)量段槽深較淺時(shí)，壓力波動(dòng)和溫度波動(dòng)都比較小，這時(shí)對(duì)制品的綜合質(zhì)量都是有利的。因剪切或其他原因造成的局部過熱不易造成無(wú)法彌補(bǔ)的后果。再加上這類塑料的成型溫度范圍比較窄，粘流溫度 Tf 和分解溫度 Td 比較接近（如硬聚氯乙烯加工溫度范圍為 150℃～ 190℃，其范圍 僅 40℃），熱穩(wěn)定性較差，強(qiáng)烈的內(nèi)摩擦將使它們過熱分解甚至燒焦。 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18頁(yè) . 幾種常用塑料在計(jì)量段中的最大剪切速率如表所示： 表中的數(shù)值并不是不可以突破的，尤其是承受高剪切的時(shí)間很短時(shí)，例如在某些新型螺桿的屏障棱上，我在后面還要進(jìn)一步分析這個(gè)問題。從熔體輸送理論的生產(chǎn)率公式可以看出：正流 Q d 正比于螺槽深度 H3 ，而壓力流 Q p卻正比于 H3 的立方。 也可以從融體輸送理論來(lái)估算螺槽深度 H3 的最佳值， 塑 料 最大剪切速率γ /S1? LDPE（相對(duì)分子質(zhì)量較高） LDPE（相對(duì)分子質(zhì)量較低） HPVC SPVC PS 56 104 26 60 108～ 92 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19頁(yè) )2(6 33231 WHQHvddzp ?? η (33) 將上式對(duì) H3 求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)等于零，經(jīng)一系列推導(dǎo)，可求得 H3 的最佳值： H3 =（φ236DSinLKQ?） 21 (34) 式中 QK _____口模形狀系數(shù)。有上面的分析可知， H3 的決定受到多方面的因素影響，很難用一個(gè)簡(jiǎn)單的理論公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。由圖可見，計(jì)量段螺槽深系數(shù) k 大都在 ～ 范圍內(nèi)。這是由于長(zhǎng)徑比較大的螺桿的計(jì)量段 L 3 可以設(shè)計(jì)的較長(zhǎng)，此時(shí)由于螺槽深度 H3 加大造成壓力流 Qp 的增加和混煉段 M 的下降可以通過計(jì)量段的增加來(lái)彌補(bǔ)。從圖 146 還可以看出：根據(jù)塑料熱穩(wěn)定性的不同，系數(shù) k 分為三個(gè)區(qū)域。下層適用熱穩(wěn)定性較好的塑料，此時(shí) k 值較小。 （二）加料段槽深和壓縮比的確定 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20頁(yè) 加料段的主要目的是建立必要的壓力和保證穩(wěn)定的固體輸送。按 DarnellMol 理論的固體輸送生產(chǎn)率公式加料段 H1增加后固體輸送生產(chǎn)率會(huì)提高。加料段螺槽較深時(shí)，壓力難以傳至螺槽底部，靠近螺槽底部的塑料運(yùn)動(dòng)速度較慢，這就降低了固體輸送生產(chǎn)率。顆粒內(nèi)摩擦因數(shù)較高的塑料，要比顆粒內(nèi)摩擦因數(shù)較低的塑料更接近于整塊移動(dòng)。所謂壓縮比是指螺槽加料段第一個(gè)螺槽容積和計(jì)量段最后一個(gè)螺槽容積之比，即幾何壓縮比，而不是螺槽深度