注塑機(jī)精密塑化機(jī)理的研究.pdf

1、注射成型是聚合物加工最主要的方法之一,近年來隨著各行業(yè)對(duì)注塑制品的要求日益提高,人們更加關(guān)注注射成型技術(shù)的精密化。影響精密注射成型制品質(zhì)量及重復(fù)精度的因素有很多,如塑化系統(tǒng)、注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、成型模具、工藝條件、原材料等。本文以注射成型的精密性為中心,主要對(duì)于注射成型技術(shù)中最為關(guān)鍵的塑化系統(tǒng),特別是注射螺桿的結(jié)構(gòu)和性能予以研究,采用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)精密塑化機(jī)理進(jìn)行分析,包括精密塑化系統(tǒng)的要求、精密注射螺桿性能的檢測(cè)方法

2、,精密注射螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法,特別是超聲波在注塑機(jī)在線檢測(cè)中的應(yīng)用,構(gòu)建了精密注射螺桿性能評(píng)價(jià)體系。為了提高注塑機(jī)的重復(fù)精度,探索了基于超聲波在線測(cè)量熔體密度的方法,并提出變體積計(jì)量為重量計(jì)量的精密控制方法。
　　 本文主要研究工作如下:
　　 1、建立了注塑機(jī)精密塑化系統(tǒng)性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括注塑機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)采集系統(tǒng)、熔體測(cè)溫裝置、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)試儀、相關(guān)模具及壓力溫度傳感器等,可實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑工藝參數(shù):螺桿轉(zhuǎn)速、功率、熔

3、體溫度、熔體壓力、油缸壓力、注射功等參數(shù)的在線采集。
　　 2、從精密塑化系統(tǒng)的要求出發(fā),分析了精密塑化所需要滿足的熔體質(zhì)量條件,及塑化性能與制品精度之間的關(guān)系,初步對(duì)精密塑化機(jī)理進(jìn)行分析,并構(gòu)建精密塑化系統(tǒng)(主要是注射螺桿)的評(píng)價(jià)體系。
　　 3、系統(tǒng)地研究了注塑過程中精密塑化系統(tǒng)的檢測(cè)方法,主要是熔體均勻性,包括熔體溫度均勻性、熔體黏度均勻性、熔體密度均勻性、熔體分散混合效果,以及注塑機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確性、注射穩(wěn)定性及停留時(shí)

4、間分布多方面的性能測(cè)試方法,尤其是超聲波用于注射成型過程中的在線測(cè)量方法；
　　 4、為消除工藝條件的影響,特別采用DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,對(duì)注塑過程有顯著影響的四個(gè)工藝條件(機(jī)筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、背壓及儲(chǔ)料長度)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),按照所設(shè)計(jì)的工藝組合方案,應(yīng)用上述所研究的性能測(cè)試方法對(duì)不同結(jié)構(gòu)的螺桿進(jìn)行相關(guān)檢測(cè),一方面驗(yàn)證檢測(cè)方法的可行性,同時(shí)從塑化系統(tǒng)主要性能與制品重復(fù)精度的對(duì)比性研究定量分析精密塑化螺桿結(jié)構(gòu)與制品精度的關(guān)系；

5、r>　　 5、根據(jù)聚合物pVT測(cè)試技術(shù)原理,研制了超聲波熔體測(cè)量系統(tǒng),分析了無機(jī)粒子填充聚合物的超聲波信號(hào)變化、傳播速度及衰減的規(guī)律,以及單一聚合物熔體在不同溫度和壓力狀態(tài)下的超聲波傳播速度的變化規(guī)律；
　　 6、對(duì)超聲波表征熔體密度的方法進(jìn)行了探索性研究,從理論及實(shí)驗(yàn)兩方面驗(yàn)證了該方法的可行性,該方法不僅可用于最優(yōu)工藝參數(shù)的在線調(diào)試,也可用于實(shí)現(xiàn)變體積計(jì)量為重量計(jì)量的精密控制方法的研究,并基于此提出重量控制(m控制)的精密控

6、制概念；
　　 7、研究了精密注射螺桿參數(shù)的優(yōu)化方法,采用Injection MoldingPlastification分析軟件,并結(jié)合DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,對(duì)注射螺桿進(jìn)行關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的組合設(shè)計(jì),并對(duì)不同參數(shù)組合的螺桿進(jìn)行模擬,通過分析確定對(duì)螺桿性能影響最關(guān)鍵的參數(shù)及其影響程度,然后進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化,最終獲得優(yōu)化的螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過對(duì)直徑100mm的普通三段式螺桿及分離型螺桿的優(yōu)化,取得了良好的效果。該優(yōu)化方法作為十一五國家科技