發(fā)布時間：2020-10-14 11:53

　　 現(xiàn)有的共擠出技術(shù)在生產(chǎn)實際操作中擠出的制品精度相對不高、難以實現(xiàn)均一穩(wěn)定擠出,且存在包覆共擠界面不穩(wěn)定、芯層與殼層間的粘合不良等問題。加之木塑材料的特殊性能,使得木塑型材包覆共擠出成型的擠出機和擠出機頭的設計及加工變得復雜。本課題針對以上問題展開研究,基于Creo三維建模軟件,以CAE模擬軟件為輔助工具,在現(xiàn)有共擠設備的基礎上,以精密穩(wěn)定擠出為指導思想,結(jié)合常規(guī)全螺紋三段式單螺桿擠出機的改進提出新型塑料型材共擠出機的設計。并對現(xiàn)有包覆機頭展開分析,精準查找機頭流道缺陷,提出新的設計方案,進一步解決了該流道問題,完成了對共擠出機及包覆機頭的設計優(yōu)化過程,提高了設計精度和效率,很大程度上減少了因為持續(xù)試模引起的人員和材料浪費。主要研究內(nèi)容如下:首先,對現(xiàn)有共擠出設備進行了實驗分析。通過改變工藝參數(shù),在不同工藝下觀測擠出制件截面的形狀尺寸及包覆的均勻性,分析出致使其擠出包覆不均勻的原因,為后續(xù)共擠設備的優(yōu)化設計奠定了基礎。接著,為了實現(xiàn)精密穩(wěn)定擠出,運用Creo進行了新型共擠出機的設計。查閱相關(guān)資料比較多種設計方案,分別對共擠出機的擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、提升裝置、加熱冷卻系統(tǒng)等進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化與分析,從各個方面提高了設備的生產(chǎn)率和擠出時的穩(wěn)定性。設計完成后,借助CAE模擬軟件對螺桿進行有限元分析,通過建立壓力場、速度場及剪切速率云圖,對材料的擠出過程做了進一步研究。其次,為了找出現(xiàn)有機頭結(jié)構(gòu)的具體問題,分別對機頭芯層和殼層流道進行了數(shù)值模擬,并分析兩者出口速度的均勻性,找出相應的問題。再者,提出多種流道優(yōu)化方案,借助CAE模擬軟件進行流場模擬,確定了機頭流道的主要問題是在靠近皮層出口的拐角折彎處。在多個方案流場趨勢分析的基礎上,從該整體流道考慮,提出全新的共擠出流道設計方案。最后,為精確地計算機頭結(jié)構(gòu)尺寸,首先以50mm 13mm芯層HDPE基木塑、殼層HDPE的矩形包覆制品為研究對象,通過該模擬軟件逆向擠出計算獲得定型段口模尺寸,并結(jié)合流道優(yōu)化結(jié)果,對共擠機頭流道整體結(jié)構(gòu)進行設計。而后對新設計流道的壓力場和速度場進行了分析驗證。選擇逆向模擬和正向模擬結(jié)合的辦法,保證了新設計流道的合理性和復合界面的穩(wěn)定性。
【學位單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ320.5
【部分圖文】：

精密共擠出機及木塑異型材包覆共擠機頭的設計與研究景及研究意義合物應用的逐漸廣泛，使得其在人類的生活中也發(fā)揮著重要的上世紀開發(fā)和利用以來，經(jīng)過半個多世紀的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)其在醫(yī)航天及日常生活中被大范圍使用。尤其是我國，塑料產(chǎn)品的制造料產(chǎn)品中，大多都是由擠出方式生產(chǎn)的，如圖 1-1 所示。這使得業(yè)都相繼引進了各種擠出設備。

精密共擠出機及木塑異型材包覆共擠機頭的設計與研究覆式共擠機頭以及其在木塑領域的應用外部環(huán)境（濕度、細菌、真菌、紫外線等）下，木塑制品會隨時間而出發(fā)霉以及機械強度下降等問題。為解決以上一些問題，很多學者在這方面例如：加入相應的助劑，改變成型工藝等[27,28]。其中，Jin.S，Matuana.L.M塑復合材料在潮濕環(huán)境中引發(fā)的細菌生長和力學性能損耗，利用低木粉含含量共擠板材，見圖 1-3。實驗證明了材料的吸水率主要受表層材料木屑表層厚度對吸水率影響很小。共擠出片材的彎曲強度增加及彎曲模量減小含量和厚度都有關(guān)。這類包覆共擠技術(shù)，殼層會保護芯層，防止芯層被除紫外線，通過對殼層印花、著色等，提高產(chǎn)品的美觀程度[30]，然而這種包覆式共擠裝備，其中包覆式共擠機頭是不可或缺的組件。

度、細菌、真菌、紫外線等）下，木塑制品會隨強度下降等問題。為解決以上一些問題，很多學應的助劑，改變成型工藝等[27,28]。其中，Jin.S，M潮濕環(huán)境中引發(fā)的細菌生長和力學性能損耗，利，見圖 1-3。實驗證明了材料的吸水率主要受表水率影響很小。共擠出片材的彎曲強度增加及彎有關(guān)。這類包覆共擠技術(shù)，殼層會保護芯層，防過對殼層印花、著色等，提高產(chǎn)品的美觀程度[30]備，其中包覆式共擠機頭是不可或缺的組件。圖 1-3 木粉復合材料包覆 共 制品ig.1-3 Wood flour composite coated co-extruded products4 7 6 5 4 3 2 1
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本文編號：2840623