基于Creo木塑踢脚线挤出成型模具的数字化设计毕业设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

材，般选用单螺杆挤出机来成型加工，这样可避免生产资源和能源的浪费。

单螺杆挤出机的选用取决于两个主要因素是制品截面尺寸的大小，二是产量要求。

单螺杆挤出机有优异的性价比和较强的通用性，但它对粒料输送较为适合，而对直接加粉料的型材不太适合。

若原料为粒料，如聚苯乙烯各种工程塑料或粒料，可直接用单螺杆挤出机成型。

螺杆的直径通常为，长径比。

挤出量越大，螺杆直径越大。

异型材截面面积越大截面尺寸大，螺杆直径也越大。

截面尺寸小的异型材，也适合用单螺杆挤出机来生产。

般选用螺杆直径为，长径比为左右。

双螺杆挤出机在很多情况下，异型材由于干混粉料直接加工，因此加工中采用双螺杆挤出机是比较普遍的。

双螺杆挤出机对热敏性的强制输送作用自洁性和轻度塑化，使得其在挤出干混料时要远远优于单螺杆挤出机。

用于型材成型的双螺杆挤出机多为异向转动的平行双螺杆或锥形双螺杆。

由制品的截面尺寸来选用挤出机的规格。

综上所述选用异性双螺杆挤出机。

挤出机选择经计算，制品的产量为，故选择双螺杆挤出机，型号为，主要参数见表。

表双螺杆挤出机的主要参数型号主要参数螺杆直径螺杆长径比螺杆转速螺杆驱动功率机筒加热功率螺杆轴向总推力挤出机产量从进料端至出料螺杆尾端机身温度依次为加料段，过渡段，均化段，连接段，机头，螺杆转速为。

机头设计机头是制品成型的主要部件，其作用是将挤出机提供的圆柱形熔体连续均匀地转化为塑化良好的与通道截面及几何尺寸相似的型坯，在经过冷却定型等其他工艺过程，得到性能良好的异型材制品。

机头结构机头是制品成型的主要部件。

其作用是将挤出机提供的圆柱形熔体连续，均匀地转化为塑化良好的与通道截面及几何尺寸相似的型坯，再经过冷却定型等其他工艺过程，得到性能良好的异型材制品。

异型材机头可分为板式机头和流线型机头两类。

流线型机头包括分段式流线型机头和整体式流线型机头。

板式机头板式机头。

板式机头的优点是结构简单，成本低，制造快，调整及安装容易缺点是由于流道有急剧变化，物料在机头内的流动状态不好，容易形成局部物料滞留和流动不完全的死角。

如果操作时间长，亿引起该处物料分解，分解产物会严重影响制品质量，故连续操作时间短，特别是热敏性塑料。

流线型机头流线型机头。

在流线型机头中，当制品尺寸比挤出机出口尺寸小时，机头流道比较简单，它由流道逐渐变化的过渡段和直接成型制品的口模流道尺寸不变的平直部分所组成。

当制品尺寸比挤出机出口处尺寸大时，流道由发散段分流段压缩段和定型段组成。

流入段的流道尺寸逐渐扩大，物料进入流入段再到过渡段经压缩段进行压缩，将机头的圆形截面逐步转变成口模的断面形状。

这种转变应均匀而缓慢的进行，熔融物料逐渐被加速，在整个断面的平均流速应基本相等，防止流道内有任何死角和流道缓滞部分，避免造成物料过热分解。

口模成型段的作用除赋予制品规定的形状外，还提供适当的机头压力。

流道中的流动阻力主要在口模处产生，使制品具有足够的密度。

另外，熔体在分流段和压缩段因受压变形而产生的内应力，可在平直段的口模内得到定程度的消除，以减少挤出物的变形。

要使挤出物的内应力在口模内完全消除是完全不可能的。

根据加工制造方法的不同，流线型机头可分为如下两种结构形式。

整体式流线型机头。

它的特点是机头中的流线型流道设在个整体式的机头体内，只要加工精度能够得以保证，则整个机头流道包括口模成型区内均不会出现急剧过渡的截面过死角。

很显然，在异型材截面复杂的情况下，要加工出个整体式的流线型机头是非常困难的。

分段式流线型机头，为了降低机头加工难度，而引入分段式流线型机头结构，分段式流线型机头是将机头分段以后，利用逐段局部加工和拼装放大制造出来的。

分段加工的优点是能够降低流道的整体加工难度，但拼装时难免在流道拼接处出现些不光滑的截面尺寸过渡。

因此，塑料熔体在分段式流线型机头中的流动条件比在整体式流线型机头中差，成型质量也较整体式流线型机头难于控制。

由于木塑踢脚线板材形状较小，般属于大批量生产，所以本文选择流向型流道结构作为设计流道结构。

机头设计原则机头是根据异型材的截面形状和尺寸要求而设计的，其设计原则如下根据异型材所用树脂类型截面形状，正确合理地确定机头的结构形式。

口模设计应有正确合理的截面形状和尺寸精度，并具有足够的定型长度。

机头的熔融体流道应成流线型，避免在型腔内有突变区，料流应畅通无死角阻碍在满足成性要求的前提下，机头的设计越简单越好，且要求上下左右尽量对称，有利于均衡传热加温。

在满足机械强度的条件下，机头结构应紧凑轻便，拆装维修容易。

要与主机辅机配合良好，有利于提高生产率，确保产品质量优良。

选用的材质应能满足强度刚度的要求且耐磨损耐腐蚀导热性好易加工。

设计快捷经济，制造成本低，模具使用寿命长，口模出胶平稳，周边速率致。

型腔流道的表面粗糙度要求在以下，不许有麻面丝痕波纹闷光等缺陷。

异型材的形状要尽量简单，形状复杂料流速度不均，再加上厚薄不均，会使各处流速压力降均不同，增加试模修模难度，而且制品厚薄不均，会导致冷却不均匀，又容易造成翘曲，尺寸不稳定。

异型材的壁与壁壁与筋的交接处都要圆角过渡，尖角易产生应力集中，制品受力会产生冲击破裂现象。

应避免异型材表面产生收缩痕。

壁厚应尽量均匀。

形状和结构要尽量对称。

机头设计注意点异型机头设计的原则除上述介绍之外，还须注意如下几点。

应尽量减少拼块，以减少装配的工作量和过多的拼缝线痕迹。

拼镶块的接缝处应尽量与挤出方向致。

拼镶块应有足够的机械强度。

拼镶块之间应尽量采用凹槽嵌接。

个别易磨损的部件应制成独立部件，以便加工和更换。

应尽可能使复杂的内形加工变为外形加工。

哈夫部件应设有定位装置。

哈夫部件除使用螺钉连接紧固外，还可用坚固的模套箍紧。

采用线切割加工，将口模设计成整体。

口模的设计异型材机头的口模即机头流道的平直部分，是使熔体物料形成制品料坯的部分。

这部分的设计原则是使熔体以相同的流速通过口模截面的各个部位使熔体的内应力在口模减小，流速稳定流道截面形状尺寸接近制品，符合物料的挤出膨胀率冷却收缩率和成型中的拉伸比。

为了获得物料成型前必要的压力，机头和口模的流道型腔应逐步连续缩小，过渡到所需求的成型截面形状，同时要考虑木塑复合材料在挤出成型时压力较大的特点，易造成在机头高温高压条件下木质纤维材料加速降解，因此机头要在合适的压缩比下和在保证料流稳定的情况下尽量减少口模平直部分的长度，并合理布置机头的加热冷却装置，使其加热冷却速度快，精度高。

机头内物料流道应光滑，呈流线型，不能有阻滞的部位，表面粗糙度应小的增加，解得精度会不断提高而最终收敛于问题的精确解。

软件简介商业软件，是通用软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。

由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而能达到最佳的收敛速度和求解精度。

灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使在转换与湍流传热与相变化学反应与燃烧多相流旋转机械动变形网格噪声材料加工燃料电池等方面有广泛应用。

软件包含基于压力的分离求解器基于压力的耦合求解器基于密度的隐式求解器基于密度的显式求解器，多求解器技术使软件可以用来模拟从不可压缩到高超音速范围内的各种复杂流场。

软件包含非常丰富经过工程确认的物理模型，可以模拟高超音速流场转捩传热与相变化学反应与燃烧多相流旋转机械动变形网格噪声材料加工等复杂机理的流动问题。

分析步骤个典型的分析有如下七个主要步骤确定问题的区域。

确定流体的状态。

绘制有限元网络。

施加边界条件。

求解。

检查结果。

边界条件依据壁面无滑移原则，除掉口模入出口截面外，其余熔体与模具分界面上速度各分量都为，根据般加工条件，设定入口初始速度为，出口压为，以个标准大气压作为参考压力。

以绝对温度为参考温度，加工温度为。

分析结果如图所示，首先通过对挤出模具进行三维建模，由于实际流道形状比较复杂，不利于建模。

将挤出模具三维图导入中进行分析，得到流道的三维模型。

然后利用进行网格划分并导入软件中，施加边界条件，计算求解得到压力速度分布图。

图流动形状三维图图流道速度图图外部压力分布图图内部接截面压力分布图从压力分布图中可以看出压力是逐渐变化的，平直段和压缩段压力始终保持不变，在成型段压力逐渐降低，在流道的末端压力达到最小值。

图壁面和进出口速度图出口速度分布图图中进口处的大部分速度相同，壁面无滑移原则，只有流道壁面的速度为，由图可得，出口的速度趋于致，但是有部分速度过大的现象，可能是由于收缩版截面设计不合理，或者是双螺杆挤出机的出口速度不合理。

图内部截面速度图图更改速度后的内部截面速度图造成出口速度不均的原因可能是因为平直段长度长度过短的原因，平直段是模头压力降最集中的区域，定平直段的长度可以使模头形成定的背压，保证塑料充分塑化。

平直段长度进步增加，模头的背压增加，流速会减小，使型材挤出动力消耗增加，也将延长塑料熔体在模头内停留时间，增加聚合物降解的可能性。

机头内有死角，或有凹陷积料截面的重心不在条中心线上压缩角的大小对模具出口处的流动欧冠呢速度平衡性有重要的影响。

过大和过小的压缩角都容易导致模具出口处个流道的速度相差过大，从而影响力挤出产品的的性能。

对比试验压缩段是模头流道中形状向平直段收敛过渡的段流道。

它的作用主要是消除分流支架产生的熔接缝，并且使模头形成定背压流域塑料的塑化。

压缩段的结构参数主要是压缩角。

压缩角是确定压力降的时间函数，般取值在。

接下来选取两组数据进行分析，分别是当压缩角为和时。

当压缩角为时，首先对压缩段尺寸重新计算，对流道的形状进行修正。

图修正后的流道三维图图网格划分后的流道图出口速度分布图当压缩角为时图出口速度分布图综合对比三个角度下的出口速度分布图，可以得出，压缩角对挤出速度的影响比较明显，压缩角为时，口模的