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中空吹塑成型機(jī)三層型坯機(jī)頭設(shè)計及其關(guān)鍵技術(shù)研究
  瀏覽次數(shù):9553  發(fā)布時間:2020年09月24日 17:00:35
[導(dǎo)讀] 目前,大型中空成型機(jī)的機(jī)頭主要是單層機(jī)頭,本文以國內(nèi)外中空成型機(jī)的現(xiàn)狀研究為基礎(chǔ)。在中空吹塑機(jī)行業(yè)創(chuàng)新性的提出了三層型坯機(jī)頭的理念,在原材料的使用方面,三層型坯機(jī)頭可以采用內(nèi)層和外層為新料、中間層為再生料的方法,從而減低原材料的成本。
 何建領(lǐng)  林一波  肖志林 蘇州同大機(jī)械有限公司

摘要:目前,大型中空成型機(jī)的機(jī)頭主要是單層機(jī)頭,本文以國內(nèi)外中空成型機(jī)的現(xiàn)狀研究為基礎(chǔ)。在中空吹塑機(jī)行業(yè)創(chuàng)新性的提出了三層型坯機(jī)頭的理念,在原材料的使用方面,三層型坯機(jī)頭可以采用內(nèi)層和外層為新料、中間層為再生料的方法,從而減低原材料的成本。此三層型坯機(jī)頭中空成型機(jī)可對每層的原料百分比進(jìn)行調(diào)整,以保證制品每層厚度的要求,從而達(dá)到制品的各項性能指標(biāo)。
關(guān)鍵詞:中空吹塑 三層型坯機(jī)頭 結(jié)構(gòu)設(shè)計 建模


0緒論
經(jīng)過近二十多年的高速發(fā)展,我國塑料加工技術(shù)已漸趨成熟。在塑料制品中,中空塑料制品占有較大的比例,隨著用戶對中空制品要求的不斷提高,中空塑料制品成型設(shè)備得到了快速的發(fā)展,塑料制品的質(zhì)量和檔次進(jìn)一步得到了提高。擠出中空吹塑成型技術(shù)己得到高速的發(fā)展,生產(chǎn)出的制品已應(yīng)用到各行各業(yè)。當(dāng)然,擠出中空成型可加工的塑料種類也很多,制品更是多種多樣。吹塑制品具有整體性好、綜合性能好、成本較低、附加值較高等優(yōu)點,常可替代注塑成型制品、熱成型制品、結(jié)構(gòu)發(fā)泡制品和金屬制品等。基于吹塑成型和吹塑制品的上述優(yōu)點,吹塑成型加工在今后仍具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
中空機(jī)從開始到現(xiàn)在,其基本構(gòu)成并無多大變化,一般包括:擠出機(jī)、機(jī)頭、合模裝置、吹脹裝置、制品取出裝置、液壓站、電控系統(tǒng)。一般的外輔設(shè)備還包括:混送料系統(tǒng)、余料粉碎回收系統(tǒng)等。擠出機(jī)是原料的塑化系統(tǒng),機(jī)頭部件是中空成型機(jī)最核心的部件,擠出機(jī)擠出的熔融塑料經(jīng)過機(jī)頭的流道擠出型坯,然后型坯進(jìn)入合模裝置,吹塑成型機(jī)將模具固定在合模機(jī)構(gòu)的前后模板上,通過合模機(jī)構(gòu)的開合來實現(xiàn)模具的張開和鎖緊,使機(jī)頭擠出來的型坯在模具中快速成為吹塑制品,然后由制品取出裝置取出制品。隨著塑料制品的要求逐步提高,多層塑料制品越來越多,比如多層油箱。多層塑料制品就需要多層機(jī)頭進(jìn)行吹塑成型,多層機(jī)頭的設(shè)計與單層機(jī)頭相比,設(shè)計和加工裝配的技術(shù)難度更高。

01 機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)設(shè)計要求和已有的技術(shù)積累與設(shè)計經(jīng)驗,確定三層型坯機(jī)頭整體結(jié)構(gòu)為嵌套式結(jié)構(gòu),即三層流道由內(nèi)到外依次嵌套組合,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。中間為儲料芯,中間環(huán)內(nèi)孔與儲料芯配合,外環(huán)內(nèi)控與中間環(huán)配合,形成三層流道結(jié)構(gòu)。
圖 1 機(jī)頭 流道整體 結(jié)構(gòu) 圖

三層型坯機(jī)頭整體結(jié)構(gòu)方案確定后還要分別對機(jī)頭中各部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,吹塑機(jī)頭從上到下的結(jié)構(gòu)部件依次為軸向型坯壁厚控制液壓裝置、壓料液壓裝置和壓料桿件構(gòu)成的壓料機(jī)構(gòu)、流道結(jié)構(gòu)和進(jìn)料口,最底下是芯模和口模構(gòu)成的型坯出口,中間調(diào)整拉桿的上下端又分別與型坯壁厚控制液壓活塞和芯模固定連接。

壓料機(jī)構(gòu)的作用是將儲料機(jī)頭內(nèi)腔匯集熔融狀態(tài)的料向機(jī)頭型坯出口處輸送,在此過程中,壓料環(huán)的穩(wěn)定運行極為重要,因為要保證各層料坯匯集后從型坯出口擠出的速度穩(wěn)定,這也將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

吹塑機(jī)頭中一般也只涉及了壓料機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部分,包括壓料油缸、壓料頂桿和壓料環(huán),工作時吹塑機(jī)頭儲料腔內(nèi)的熔融原料壓力會先將壓料環(huán)向上頂以增大內(nèi)腔容料體積,此過程中壓料淹壓油缸不對壓料頂桿作用;開始擠出型坯時,壓料油缸活寒與壓料頂桿上段接觸,活塞以穩(wěn)定的速度向下運動,通過頂桿連接的壓料環(huán)也向下擠壓機(jī)頭型腔內(nèi)的熔融料坯,使其以一定速度由機(jī)頭型坯出口擠出成型。整個過程中要求壓料平穩(wěn),液壓缸的設(shè)計尤為重要,要保證壓力足夠,結(jié)構(gòu)設(shè)計也要合理;壓料頂桿分為上下兩段不至于頂桿過長而影響精度。型坯壁厚控制液壓裝置和壓料機(jī)構(gòu)液壓裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2液壓缸結(jié)構(gòu)圖

流道結(jié)構(gòu)設(shè)計是吹塑機(jī)頭設(shè)計中最重要的一點,設(shè)計內(nèi)容包括流道的形狀、流道位置的分布、流道零件材料的選擇;多層塑坯機(jī)頭還要考慮多層流道復(fù)合以及入料口的安排。流道形式主要有單層心形包絡(luò)流道、雙層心形包絡(luò)流道、單層螺旋流道和雙層螺旋流道,早期機(jī)頭流道形式多是單層心形包絡(luò)流道,這種形式的流道在儲料機(jī)頭擠出的型坯周圍存在明顯的熔合縫區(qū),使得到的型坯質(zhì)量較差。雙層心形包絡(luò)流道則可以更好地解決這個問題,目前,大型中空吹塑成型機(jī)中大多采用雙層心形包絡(luò)式流道。

設(shè)計前要考慮熔融塑料原料在流道內(nèi)的各項流動要素,要減短原料在機(jī)頭流道內(nèi)的停留時間,保證原料不會在流道內(nèi)發(fā)生滯留現(xiàn)象;要使流道內(nèi)熔融狀態(tài)下的塑料流動速度穩(wěn)定,壓力降低,波動小。流道零件的材料選擇上,要求耐壓、耐熱、耐磨損,要有足夠的表面硬度和良好的導(dǎo)熱性,這類零件常用的材料有40Cr、38CrMoAlA、35CrMo,本文中的儲料芯選用材料40Cr,儲料內(nèi)環(huán)選用38CrMoAlA,儲料外環(huán)要求較低,45鋼經(jīng)過表面特殊處理即能滿足設(shè)計要求。經(jīng)過仿真模擬結(jié)果和相關(guān)設(shè)計資料提供的經(jīng)驗,確定內(nèi)層流道形狀如圖3。
圖 3 內(nèi) 層 流道 結(jié)構(gòu) 圖

內(nèi)層流道包絡(luò)于儲料芯上,中間層和外層位于嵌套在儲料芯外側(cè)的兩個儲料環(huán)上,心形流道下接覆蓋表面的螺旋流道,能使熔融原料在流道內(nèi)流動擠出時達(dá)到更加穩(wěn)定的狀態(tài)。進(jìn)料結(jié)構(gòu)是連接擠出機(jī)與各層流道的過渡結(jié)構(gòu),設(shè)計時主要考慮進(jìn)料口的布置,過渡要平穩(wěn)光滑;中間層和內(nèi)層由于與外接口處之間存在間隙,為防止漏料,過渡管出口與流道間增加一根光滑銅管作為導(dǎo)管。三個進(jìn)料口結(jié)構(gòu)和布置如圖4所示。
圖4機(jī)頭進(jìn)料口布置圖
 
型坯出口主要由機(jī)頭芯模和口模構(gòu)成,結(jié)構(gòu)也可分為正錐形和倒錐形兩種,如圖5所示。
圖 5 型坯 出 口 兩 種 類 型 示 意 圖

型坯壁厚控制系統(tǒng)工作時,口模固定不動,液壓缸活塞通過調(diào)整拉桿帶動芯模上下移動來調(diào)整芯模與口模之間的間隙以形成不同的型坯厚度;要得到相同的型坯厚度,這兩種結(jié)構(gòu)的運動方式卻是相反的,正錐形芯模向上運動時,出口間隙減小,而倒錐形卻增大。大型中空吹塑機(jī)頭大多采用正錐形型坯出口結(jié)構(gòu)。

型坯出口與流道之間還有一段儲料腔的區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi),要保證零件與零件配合之間無縫隙無死角,過渡要平滑自然,不會使熔融原料在此區(qū)域滯留。此機(jī)頭的三維模型如圖6所示。

圖 6 機(jī) 頭三 維總 裝 圖
 
02 關(guān)鍵部件的有限元強(qiáng)度分析

本文利用 ANSYS Workbench分析軟件對歐塑機(jī)頭中的型坯壁厚液壓缸缸筒進(jìn)行了有限元強(qiáng)度分析。

2.1  前期處理
經(jīng)過初步設(shè)計并校核計算后確定的型坯壁厚控制液壓缸筒維模型如圖7所示。

圖 7 型坯 壁 厚 控制 液壓 缸 筒 三 維模 型

在 Workbench中進(jìn)行項目分析首先要確定分析類型,打開Workbench15.0,在工具欄(Toolbox)中的分析類型(Analvsis Svs-tems)中選擇靜力結(jié)構(gòu)分析(Static Structural)。

第二步是實體模型(Geometrv)的建立,利用導(dǎo)入方式直接導(dǎo)入由Solidworks已建好的型坯壁厚液壓缸筒零件體,可以在Workbench自帶的模型創(chuàng)建插件中繼續(xù)修改,此例無需修改。

導(dǎo)入幾何體后還要定義其材料屬性,在材料庫(Engineering Data)中選擇,型坯壁厚液壓缸簡材料為45鋼,在材料庫中選擇結(jié)構(gòu)鋼(Structural Steel),主要確定其彈性模量和泊松比等屬性。

第三步網(wǎng)格劃分,本文中型坯壁厚液壓缸簡和壓料缸筒都屬于比較簡單的結(jié)構(gòu)體;網(wǎng)格劃分方法可選擇自動劃分法(Automatic Me-thod),再詳細(xì)設(shè)置其相關(guān)參數(shù),在尺寸控制(Sizing)中將關(guān)聯(lián)中心(Relevance Center)的選項設(shè)置為Fine,這是將網(wǎng)格劃分細(xì)化,分析結(jié)果也將更接近實際情況。劃分得到的網(wǎng)格節(jié)點為78958個, 單元為45039個,如圖8所示。

圖 8 型 坯壁 厚液 壓 缸 筒 網(wǎng) 格 劃 分 效果 圖
 
第四步施加約束和載荷,首先確定實際裝配體中缸簡的約束和載荷情況,缸筒端面圓周均勻分布22個17.5mm的光滑通孔,上下端面與伺服缸蓋和壓料缸蓋端面接觸,通過22個M16x210mm的長螺釘緊固連接;這樣的約束缸筒上下端面被壓緊,螺釘并不與缸筒直接接觸,選擇僅有壓縮的約束Compression only Supportt),作用面選擇缸簡的上下端面。液壓缸的載荷,工作時缸筒內(nèi)充滿壓液,設(shè)計最大工作液壓為12MPa ,NSYS 分析時按1.25倍放大校核,即施加壓力荷(Pressure)15 MPa:作用面選擇缸篇內(nèi)壁,施加效果如圖9所示。

圖 9 伺 服 缸筒 的 約 束和 載 荷施 加 效果 圖

2.2  求解與結(jié)果分析
添加要求解的項目,本文要得到缸簡的應(yīng)力(Stress)、應(yīng)變(Strain)和總變形(Total Deformation)圖,分別添加至項目樹中,然后點擊全部求解,等待軟件計算完成。求解完成后,點擊各求解項目可以查看相應(yīng)的云圖。

(1)型坯壁厚液壓缸筒應(yīng)力云圖
ANSYS分析結(jié)果如圖10所示。

圖 1 0 缸 筒 應(yīng) 力 云 圖

由圖中可得出,型坯壁厚液壓缸筒在最大工作載荷(放大1.25倍)時,其最大工作應(yīng)力為247.99MPa,出現(xiàn)點為螺釘通孔端面邊緣,缸簡經(jīng)過熱處理后的許用應(yīng)力可達(dá)到270MPa,滿足強(qiáng)度要求。
(2)型坯壁厚液壓缸筒應(yīng)變云圖

圖 1 1 缸 筒 應(yīng) 變 云 圖
應(yīng)變云圖如圖11所示。


最大應(yīng)變?yōu)?.2×10-3mm,出現(xiàn)在螺釘通孔端面邊緣。
(3)型坯厚液壓缸簡總變形云圖
總變形圖如圖12所示。
由圖可以清楚的看出,缸筒內(nèi)側(cè)與螺釘通孔之間產(chǎn)生了最大形變,這是因為內(nèi)部壓力一定時,純度薄的地方承受能力更弱 ,暈大變形為0.082mm,滿足設(shè)計要求 。
圖 1 2 缸 筒 總 變 形云 圖
分析結(jié)果表明型坯壁。厚液壓缸筒滿足設(shè)計要求,又不超出最大工作極限太多,所以無需繼續(xù)優(yōu)化。

03 三層型坯機(jī)頭流道的建模與仿真分析
3.1  機(jī)頭外環(huán)流道的模型的建立
3. 1.1心形流道的幾何模型
圖13為機(jī)頭外層流道的實體圖,圖14為機(jī)頭外層流道展開圖,從圖中看出機(jī)頭中流道的分布情況,該流道分為兩個部分,上部為心形流道,下部為螺旋流道。心形流道采用FLOW2000 軟件仿真時,利用軟件的Flat Die模塊,即扁平機(jī)頭仿真模塊進(jìn)行分析研究其溫度 、 壓力和流動的情況 。
圖 1 3 機(jī) 頭 外 層流 道 的 實體 圖

圖 1 4 機(jī) 頭 外 層流道展 開 圖

圖15為FLOW2000中輸入心形流道的幾何尺寸后生成的流道幾何模型。

圖 1 5 心形流道幾 何模型
 
3.1.2螺旋流道的幾何型
圖16為FLOW2000中輸入螺旋流道的幾何尺寸后生成的流道幾何模型。

圖 1 6 螺 旋流道幾 何模型

上圖為展開的螺旋流道幾何圖形,與圖14對于此機(jī)頭相吻合。

3.2  機(jī)頭外環(huán)流道心形部分仿真分析
心形流道模型建立好以后,在軟件中輸入材料參數(shù)后進(jìn)行分析計算。流道的壓力變化情況如圖17所示。溫度變化曲線如圖18所示。剪切速率變化情況如圖19所示。
圖 1 7 心 形流道壓 力 變 化情 況圖 1 9 心形 流道 剪切 速率 變 化情況

從FLOW2000的分析圖表可以看出,流道的溫度變化在2℃之內(nèi),即流道由于壓力的提高造成的溫度升高不超過2℃,壓力降為12.2MPa,對此來說完全滿足機(jī)頭流道的要求。

3.3  機(jī)頭外環(huán)流道螺旋部分仿真分析
螺旋流道模型建立好以后,在軟件中輸入材料參數(shù)后進(jìn)行分析計算。流道的壓力變化情況如圖20所示,溫度變化曲線如圖21所示。剪切速率變化情況如圖22所示。
圖 2 0 螺旋流道壓 力 變 化 情況圖 2 1 螺旋流道溫 度 變 化 曲 線


從FLOW2000的分析圖表可以看出,流道的溫度變化在4°C之內(nèi),即流道由于壓力的提高造成的溫度升高不超過4°C,壓力降為14.1MPa,對于此機(jī)頭來說完全滿足機(jī)頭流道的要求。此螺旋流道產(chǎn)生的溫度變化與心形流道相比較大一些,壓力下降明顯,但此模擬的 結(jié)果數(shù)據(jù)顯示也是符合要求的 。

04 基于三層型坯機(jī)頭的平臺構(gòu)建與實驗研究
4.1  三層型坯機(jī)頭的生產(chǎn)試驗
機(jī)器的技術(shù)參數(shù)分為設(shè)計參數(shù)和實際參數(shù),內(nèi)容包括設(shè)備型號、尺寸和導(dǎo)入或者導(dǎo)出的數(shù)據(jù)等參數(shù)。此三層型坯機(jī)頭的部分技術(shù)參數(shù)如下:
機(jī)器型號:TDB-50L×3                  最大制品容量(L):50
工位數(shù):單                                         空循環(huán)(pc/h):450
油泵電動機(jī)功率(kW):22                 鎖模力(kN):260
開合模行程(mm):450-1000          儲料量(L):6.6
單模頭最大口模直徑(mm):350      模頭加熱區(qū)段數(shù):7
單模模頭加熱功率(kW):21.5          吹氣壓力(MPa):0.8
氣體用量(m3/min):1.0                    冷卻水壓力(MPa):0.3
用水量(L/min):85                            機(jī)器重量(噸):16
模具最大尺寸(寬×高)(mm):700950
機(jī)器外形尺寸(長×寬×高)(m):5×2.4×4.2
擠出機(jī)擠料出量(kg/h):①號55:②號115;③號55

吹塑機(jī)頭既是一個獨立的部件,又是整體的一部分,一臺吹塑設(shè)備可以更換不同的吹塑機(jī)頭來滿足生產(chǎn)要求,將此三層型坯機(jī)頭裝配在工作設(shè)備上進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)試,如圖23所示。
圖 2 3 三 層 型 坯 機(jī)頭 的 生 產(chǎn) 調(diào) 試照 片

生產(chǎn)調(diào)試是吹塑機(jī)頭投入使用前的最后一步工作,調(diào)試過程中主要關(guān)注的內(nèi)容有:
(1)該三層型坯機(jī)頭在吹塑設(shè)備中能否適應(yīng)安裝;
(2)安裝完成后能否正常運行,進(jìn)行生產(chǎn);
(3)在生產(chǎn)過程中機(jī)頭的各部件能否滿足實際生產(chǎn)工作條件,是否運行穩(wěn)定;
(4)實際生產(chǎn)表現(xiàn)的技術(shù)參數(shù)與理論設(shè)計參數(shù)有何區(qū)別;
(5)生產(chǎn)出來的型坯質(zhì)量如何;
(6)生產(chǎn)完成后機(jī)頭的拆卸與清理是否方便;
(7)顯示出其他不足和需要改進(jìn)的地方。

在生產(chǎn)調(diào)試過程中也能看到一些理論設(shè)計時忽略或者與理論設(shè)計不同情況,如進(jìn)行生產(chǎn)時,液壓缸所需的實際液壓壓力比理論設(shè)計的小,這也使得相關(guān)設(shè)計更加安全可靠。

機(jī)頭的拆裝與清理,吹塑機(jī)頭在擠出熔融塑料的生產(chǎn)過程結(jié)束后,內(nèi)部流道會有剩余的原料殘留,這些殘留的原料在下次進(jìn)行生產(chǎn)時將會作為廢料擠出,有些難以擠出的殘留原料需要進(jìn)行拆卸清理,拆卸后的機(jī)頭相關(guān)零件實物圖如圖24所示。

上圖中右邊流道內(nèi)的原料在裝配前需要全部清理干凈,特別是需要換顏色時,可以更快的實現(xiàn)換料換顏色的目的。

4.2  三層型坯機(jī)頭吹塑制品性能檢測
此三層型坯機(jī)頭中空吹塑成型機(jī)經(jīng)調(diào)試生產(chǎn)出的三層中空型料桶如圖25所示,這種桶一般盛裝化工原料,有些化工原料具有毒性,甚至具有放射性,在運輸和使用過程中難免有跌落撞擊的情況,所以塑料桶要具有一定的韌性和強(qiáng)度,有些化工原料具有揮發(fā)性,所以塑料桶還要在承受一定壓力下具有密封性。韌性需要通過拉伸試驗來測試,強(qiáng)度需要通過跌落試驗來測試,密封性需要通過測漏儀器來測試。桶身每個地方的壁厚也非常重要,壁厚均勻性好,桶的各項性能指標(biāo)也會好。只需要將塑料桶切割開來,用游標(biāo)卡尺直接測量,即可計算出桶的壁厚均勻度。

4.2.1三層塑料桶的拉伸試驗
三層型坯機(jī)頭中空吹塑成型機(jī)生產(chǎn)出的三層中空塑料桶的拉伸試驗需要用如圖26所示的拉伸試驗機(jī)對拉伸樣條進(jìn)行拉伸試驗。拉伸樣條如圖27所示。
圖 2 6 拉 伸 試驗機(jī)圖 2 7 拉 伸樣 條

做本塑料桶時,需要同時制作此樣條,做5個樣條,可以用拉伸試驗機(jī)做5組數(shù)據(jù),取5組數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為結(jié)果。如表1(拉伸試驗結(jié)果)所示。

本樣條材料為HDPE50100高密度高分子量聚乙烯,測試結(jié)果符合HDPE50100材料的固有特性,做出的桶同樣滿足拉伸韌性的要求。

4.2.2三層塑料桶的跌落試驗
三層型坯機(jī)頭中空吹塑成型機(jī)生產(chǎn)出的三層中空塑科桶的跌落試驗是將桶裝滿水,擰緊蓋子,從3米高度自由落體,反復(fù)跌3次,桶不破裂,滿足要求。

4.2.3三層塑料桶的測漏試驗
三層型坯機(jī)頭中空吹塑成型機(jī)生產(chǎn)出的三層中空塑料桶的測漏試驗是將桶放置在測漏機(jī)上。測漏機(jī)一般為差壓型測漏機(jī),其原理為:在系統(tǒng)中自備有個參考容積(也稱標(biāo)準(zhǔn)容積),而被測系統(tǒng)為另個容積、采用個受控的閥來將這兩個容積連接起來,當(dāng)同時對它們充氣時,它們的壓力一致,然后關(guān)閉這個連通的受控閥,在擱置一會后,因標(biāo)準(zhǔn)容積是全封閉是不會泄露的,因此它的壓力為充氣壓力,而被測件若有泄露將會出現(xiàn)壓力下降,測漏越多,壓力降值越多,直至完全漏完,采用一個傳感器測量這兩端的壓力,即可測出型料桶是否泄露,本三層型料桶經(jīng)測試:不泄露,完全符合要求。

4.2.4三層塑料桶的壁厚均勻度檢測
三層型坯機(jī)頭中空吹塑成型機(jī)生產(chǎn)出的三層中空塑料桶的壁厚均勻度檢測桶是將塑料桶切割開來,用游標(biāo)卡尺直接測量,即可計算出桶的壁厚均勻度。圖28為測量出的桶身一周各處的壁厚尺寸。

由圖28可以看出桶的最厚壁厚為4.0mm,最薄壁厚為3.8,相差0.3mm。桶的壁厚均勻度按式(1)計算。

式中
式中
D一一壁厚均勻度,單位為%。
A一一最厚壁厚,單位為mm。
A1一一最簿壁厚,單位為mm
將數(shù)據(jù)代入計算得:
D=5%                                                                         (2)
此桶的壁厚均勻度符合中空吹塑機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

5總結(jié)與展望
本文主要對“中空吹塑機(jī)成型機(jī)三層型坯機(jī)頭”所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研發(fā),并通過實物驗證得出結(jié)論。

(1)主要對三層型坯機(jī)頭的整體和內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究設(shè)計,在設(shè)計時相關(guān)液壓控制系統(tǒng)和機(jī)頭型坯出口結(jié)構(gòu)可以借鑒當(dāng)前學(xué)者已有的研究成果,而機(jī)頭中重點的流道結(jié)構(gòu)以及三層流道的整體布置則需要通過設(shè)計與仿真驗證來確定合理的方案。設(shè)計時三維設(shè)計軟件的使用極大地提高工作效率,縮短生產(chǎn)周期,節(jié)約設(shè)計成本。
(2)使用ANSYS Workbench分析軟件對旺塑機(jī)頭中的關(guān)鍵液壓缸缸筒進(jìn)行了有限元強(qiáng)度分析,經(jīng)過分析對比,確定零件符合設(shè)計要求。
(3)使用FLOW2000分析軟件對三層型坯機(jī)頭中的外層流道進(jìn)行了仿真模擬分析,外層流道包括心形流道部分和螺旋流道部分,仿真分析首先建立外層流道的心形流道和螺旋流道的幾何模型,再求解,最后以圖片的形式得到分析的最終結(jié)果。經(jīng)過分析對比,確定流道尺寸符合設(shè)計要求。
(4)主要對三層型坯機(jī)頭進(jìn)行平合構(gòu)建和實驗研究,具體研究內(nèi)容包括:三層型坯機(jī)頭的生產(chǎn)實驗、三層型坯機(jī)頭吹塑制品性能檢測。對三層型坯機(jī)頭吹塑制品性能檢測包括:拉伸試驗、跌落試驗、測漏試驗和壁厚均勻度檢測,均達(dá)到預(yù)期設(shè)計的要求。

隨著塑料制品市場競爭的日益加劇,降低原材料成本是塑料制品企業(yè)目前生存下來的關(guān)鍵。大型單層機(jī)頭中空成型機(jī)必然被多層中空制品生產(chǎn)設(shè)備所取代,因此,對多層中空制品設(shè)備提出了新的要求和挑戰(zhàn)。中空吹塑成型機(jī),尤其是大型中空吹塑和多層中空吹塑機(jī)在未來仍是很有發(fā)展前景的機(jī)械設(shè)備,多層中空吹塑機(jī)頭的相關(guān)技術(shù)更是吹塑設(shè)備中的重點方向。目前國內(nèi)自行研發(fā)的吹塑設(shè)備在綜合性能上與國外同類先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)還有一定的差距,這也是未來我國國內(nèi)該行業(yè)值得研究和探索的領(lǐng)域。