文档介绍：注塑螺杆的结构设计及塑化过程数值模拟研究摘要进行了三维建模。注塑是塑料加工中重要的成型方法之一。注塑件质量的好坏不仅与注塑过程息息相关,也与塑料的塑化质量有着密不可分的关系。而螺杆是往复式单螺杆注塑机的关键塑化部件:此外,不同种类的塑料,其比热容、导热性、稳定性及粘度都存在差异,因此,研究螺杆结构并设计新型专用注塑螺杆逐渐成为改善塑料塑化效果的新趋势。本文对注射成型塑化过程的理论基础及其影响因素,螺杆设计方法,采用流动模拟软件优化螺杆设计参数进而设计专用注塑螺杆等方面进行了研究,主要工作如下:首先分析了注塑螺杆塑化过程中的理论基础,包括固体输送理论,熔融理论和熔体输送理论;进而详细讨论了影响物料塑化效果的因素:在工艺参数方面,讨论了螺杆转速、料筒各段加热温度、背压、成型周期等对塑化效果的影响;在注塑螺杆方面,讨论了螺杆的长径比、计量段长度、计量段螺槽深度、螺杆与料筒间隙等多个参数对塑化效果的影响,并考虑了螺杆头部结构对注射过程的影响;分析了在螺杆计量段蜓顾醵添加混炼/剪切元件,可以弥补注塑螺杆相比于挤出螺杆固有的不足,提高物料塑化的均一性。还提出了衡量一根注塑螺杆设计是否成功的标准:在满足塑化温度均一性、组分均一性和计量精度的前提下,追求大的塑化能力;归纳并总结了常用注塑螺杆结构设计时参数取值的经验公式,介绍了目前出现的多种新型注塑螺杆的结构。接着讨论了两种简化形式下建立的塑化计量段流体流道模型,分析了影响熔融流体粘度的四个因素,在此前提下,讨论了在魈宸治瞿?橹模拟塑化过程时应该采用的边界条件和熔融流体的粘度本构方程。最后,以硬质@盟芙岬木楣匠醪缴瓒薖专用注塑螺杆的部分结构参数范围,进而采用正交试验法在瓼中进行了塑化模拟分析,通过观察熔体在计量段的剪切应力场、压力场和速度场,优选了计量段参数和塑化穆莞俗K伲钪丈杓屏薖专用注塑螺杆,并关键词:注射成型,螺杆,结构设计,数值模拟
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髀课题研究发展现状课题研究意义不同的物料,除过对塑化工艺的要求不同外,对塑化过程的关键部件——螺杆的结注射成型是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融,而后由往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。它不仅可在高生产率下制得高精度,高质量的制品,而且可加工的塑料品种多,产量大嘉K芰献芰康/和用途广,因此,注塑是如今,注塑产品在全部塑料制品生产中占据着重要地位,无论是国际国内都潜在着有着密不可分的关系。不同种类的塑料,其比热容、导热性、稳定性及粘度都存在差异;此外,制品的形状大小、厚度等也对物料的塑化提出了不同的要求。因此,不同的物料,由螺杆、螺杆头、料筒和注射喷嘴等组成。其中螺杆的作用是对塑料进行输送、压实、有间歇工作、轴向运动、物料瞬时熔融的特性,这些都是有别于挤出螺杆的。随着物料种类的不断增加以及人们对注塑制品质量要求的不断提高,系统深入地研究注塑螺杆显因此,为提高生产率,得到高质量的制品,应当根据各种塑料熔体的特性,对螺杆的结构参数进行深入分析,并借助专业的流动模拟软件进行数值模拟量化分析,在常用三种螺杆ケ湫汀⑼槐湫秃屯ㄓ眯的基础上,对螺杆结构进行合理设计,研究开发注塑机专用螺杆,进一步提高物料的混合及塑化效果,以得到温度均匀、混合均匀的熔融塑料。若配合注射系统加料装置、料筒和喷嘴的合理设计,一定会使注塑机具有塑化能力高、均一作用好、材料降解程度低、产品质量好、加工性能稳定、能量消耗低等优点,因此,此项研究具有很好的应用前景,对提高注塑机螺杆设计水平、提高注塑产品质量具有重要的意义。注塑螺杆的结构设计及塑化过程数值模拟研究塑料加工中重要的成型方法之一。巨大的消费市场。而注塑件质量的好坏不仅与注塑过程息息相关,也与塑料的塑化质量不同的制品都有一个理想的塑化工艺条件,如螺杆转速、背压芑沽、料筒加热温度、螺杆后退速度等。构设计,自然也就提出了不同的要求。目前,普遍使用的往复式注塑机的塑化部件主要塑化和施压。螺杆塑化是注塑技术的一个重要特征。注塑螺杆的几何参数,如直径、长径比、各段长度比例、螺槽深度及压缩比等,对螺杆的工作特性均有重大的影响。以往设计人员只是根据经验和挤出机的塑化理论来确定螺杆结构参数,而实际上注塑螺杆具得日益重要和紧迫。另外,为避免熔料的回流,还应当考虑螺杆头部的结构。
\一一一一一匿::.旌:—石‘●二ぁJ摹—刍‘舀猒噍二蝟,,先简单介绍一下往复式螺杆的基本结构及其塑化过程。.莞私峁辜八芑碳蚪如下图所示,注塑螺杆一般由三段构成:加料段、熔融段、计量段渤凭,翻在一次注射成型过程中,往复式注塑机螺杆的塑化过程由以下几个动作组成:在螺杆旋转并后退的过程中,聚合物经历了一系列不同