冷卻定型系統(tǒng)部分技術(shù)的研究.pdf

1、塑料異型材經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，得到了廣泛應用。目前在國內(nèi)，型材已經(jīng)形成了大規(guī)模的生產(chǎn)能力，同時相關(guān)國內(nèi)模具的制造技術(shù)也有了較大的提高，但是與國外相比還是有很大的差距，主要體現(xiàn)在型材的擠出速度和型材的質(zhì)量上。目前，我國的擠出模具定型套冷卻定型系統(tǒng)設(shè)計幾乎全部依賴設(shè)計者的設(shè)計經(jīng)驗和簡單的設(shè)計理論，然后通過工藝手段進行調(diào)節(jié)，來彌補設(shè)計上的不足。這樣嚴重影響了設(shè)計和生產(chǎn)的效率，導致了模具設(shè)計周期長，不能嚴格保證異型材制品的產(chǎn)量和質(zhì)量。針對以上問

2、題，本文將數(shù)值模擬引入到異型材擠出模具定型套冷卻定型系統(tǒng)中，就塑料異型材在定型套中的應變和冷卻兩個方面進行了分析，并綜合考慮了確定定型套長度的合理方法。 首先，通過耦合場分析、熱力學理論分析得知型材在定型套內(nèi)是瞬時傳熱過程；建立幾何和有限元模型，運用有限元對型材模型進行熱分析，得到定型套的初始溫度場、型材在離開定型套時的溫度場和型材外壁位移產(chǎn)生的應力場。在此基礎(chǔ)上對異型材在定型套中的應變狀況進行模擬，分析型材在擠出時所產(chǎn)生的變形

3、原因及各影響因素，其中冷卻時間T、壁厚h、傳熱系數(shù)α和邊長d等是影響翹曲量δ的主要因素。 然后，采用ANSYS對“S”形水道和直孔水道有限元模型進行流體分析，由流體的各項材料參數(shù)及邊界條件得出水流速度ν、雷諾數(shù)Re、普朗特數(shù)Pr，判斷水流的運動狀態(tài)并確定對流傳熱系數(shù)α。同時利用ANSYS軟件對異型材溝槽部位帶有小孔和不帶小孔的兩種模型進行熱分析，通過溫度場的比較，帶有小孔的型材溝槽部位變形小，可提高產(chǎn)品質(zhì)量。 最后，應用

4、有限元分析軟件ANSYS，綜合分析了型材在定型套中的冷卻和應變，定型套長度的確定與物料特性、擠出速度、型材外形尺寸和冷卻系統(tǒng)狀況等因素相關(guān)。分析驗證了型坯連續(xù)經(jīng)過定型套和水箱兩種不同工況后的應變規(guī)律，為定型套型腔合理設(shè)計提供了依據(jù)；揭示了整體均勻冷卻在定型套冷卻系統(tǒng)設(shè)計中的重要意義，對縮短模具的設(shè)計周期，保證型材冷卻均勻性，提高型材產(chǎn)量和質(zhì)量有著重要的理論和實際意義，使異型材進一步朝著高效、高速和精密成型的趨勢發(fā)展。 本文采用了