一種利用小口模的大截面中空型材擠出成型方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中空型材擠出成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用小口模的大截面中空型材擠出成型方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]中空型材根據(jù)斷截面來(lái)區(qū)分，一般分為圓管和異型管，其中異型管包括橢圓形異型管、方管、三角管、半圓形異型管、五瓣梅花形異型管等。塑料中空型材具有重量輕、強(qiáng)度大、耐腐蝕等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用在建筑用材、電器電子、流體運(yùn)輸、家具等不同領(lǐng)域。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，中空型材產(chǎn)品尤其是大截面中空型材的市場(chǎng)需求巨大。
[0003]中空型材的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是:根據(jù)中空型材斷截面的形狀、制品材料、尺寸精度和成型速度，選擇合適的機(jī)頭口模和冷卻定型方法。熔融物料從機(jī)頭口模擠出形成初步的型坯，再及時(shí)對(duì)型坯進(jìn)行冷卻定型以保證制品的外觀和尺寸精度。在實(shí)際生產(chǎn)中，中空型材的傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備存在以下缺點(diǎn):(I)擠出的中空型材截面與模頭出口截面在形狀上是近似的，但在尺寸上，模頭出口截面的尺寸要大于擠出中空型材截面的尺寸；由于上述尺寸上的差異，擠出截面尺寸較大的中空型材時(shí)，模頭的設(shè)計(jì)尺寸也必須根據(jù)相應(yīng)截面變大，也就是只能出現(xiàn)小口模生產(chǎn)小截面中空型材，大口模生產(chǎn)大截面中空型材的情況；在生產(chǎn)大截面中空型材時(shí)，模頭的體積和重量難免過(guò)大，不利于精度控制及設(shè)備成本控制；(2)若要生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品，相應(yīng)的芯棒和口模加工難度增大；(3)模頭出口截面形狀和尺寸決定了生產(chǎn)的中空型材類(lèi)型，這限制了設(shè)備的產(chǎn)品生產(chǎn)范圍；(4)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的中空型材容易出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力大，翹曲變形的情況。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00920109219.X的實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種輔助擴(kuò)張裝置，利用帶有錐度的模頭，使通過(guò)模頭的胚件擴(kuò)張，被擴(kuò)胚件通過(guò)利用凸起的圓環(huán)和凹槽相契合的模頭和夾持棒，用緊固圓環(huán)把被擴(kuò)胚件緊固在夾持棒上，施加外力移動(dòng)夾持棒至牽引機(jī)處，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)大截面中空型材。該裝置雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要增加額外的驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)夾持棒，增加了設(shè)備成本，擴(kuò)張參數(shù)不可調(diào)，不能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況和物料進(jìn)行調(diào)整。
[0005]針對(duì)目前大截面中空型材加工方法及設(shè)備存在的設(shè)備復(fù)雜笨重、設(shè)備加工難度大、適用范圍小、產(chǎn)品性能不理想等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種利用小口模的大截面中空型材擠出成型方法及設(shè)備具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用小口模的大截面中空型材擠出成型方法，該方法原理簡(jiǎn)單、易于操作和實(shí)現(xiàn)控制，同時(shí)產(chǎn)品的使用范圍也較廣。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的利用小口模的大截面中空型材擠出成型裝置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種利用小口模的大截面中空型材擠出成型方法，從模頭擠出的胚件經(jīng)壓縮空氣吹脹，在胚件內(nèi)部形成一層與制品中空形狀相同的窄縫形氣墊，受氣墊的進(jìn)一步擴(kuò)張，使胚件貼緊于真空定徑套內(nèi)壁，在氣墊和真空定型的協(xié)同作用下，成型中空管材制品，實(shí)現(xiàn)利用小口模連續(xù)制備大截面中空型材。
[0009]所述中空管材制品為圓管或異型管。
[0010]所述異型管為方管、三角管、橢圓形異型管、半圓形異型管或五瓣梅花形異型管。
[0011]本發(fā)明一種利用小口模的大截面中空型材擠出成型設(shè)備，包括依次連接的擠出機(jī)、模頭和真空冷卻定型裝置，模頭內(nèi)設(shè)有吹脹裝置，吹脹裝置包括芯棒、進(jìn)風(fēng)管和內(nèi)冷氣塞，進(jìn)風(fēng)管設(shè)于芯棒中部，內(nèi)冷氣塞的桿部設(shè)于進(jìn)風(fēng)管中，內(nèi)冷氣塞的頭部設(shè)于模頭和真空冷卻定型裝置之間的空間內(nèi)，芯棒的外壁與模頭之間為成型胚件的流道。
[0012]所述內(nèi)冷氣塞為中空結(jié)構(gòu)，包括相連接的桿部和頭部，桿部為直管狀，頭部為錐狀，頭部的側(cè)壁設(shè)有通孔，桿部貫穿于整個(gè)進(jìn)風(fēng)管中，桿部靠近真空冷卻定型裝置的一端設(shè)置頭部，桿部的另一端設(shè)有出氣口。進(jìn)風(fēng)管內(nèi)的大部分氣體從通孔處進(jìn)入內(nèi)冷氣塞并排除，部分氣體在胚件與內(nèi)冷氣塞之間的空間排出，并形成氣墊。
[0013]所述進(jìn)風(fēng)管為一端開(kāi)放的管道結(jié)構(gòu)，進(jìn)風(fēng)管的外壁嵌于芯棒中，進(jìn)風(fēng)管靠近內(nèi)冷氣塞頭部的一端為開(kāi)放端，進(jìn)風(fēng)管的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口。
[0014]所述吹脹裝置的外側(cè)還設(shè)有壁厚調(diào)節(jié)裝置，壁厚調(diào)節(jié)裝置包括氣塞支撐梁、氣塞鎖緊帽、壁厚調(diào)節(jié)手輪、壁厚調(diào)節(jié)桿、定徑套支撐梁和十字支撐架，十字支撐架設(shè)于進(jìn)風(fēng)管外周，氣塞支撐梁和定徑套支撐梁分別設(shè)于內(nèi)冷氣塞的外周，十字支撐架的外側(cè)依次設(shè)置定徑套支撐梁和氣塞支撐梁，定徑套支撐梁和氣塞支撐梁之間通過(guò)壁厚調(diào)節(jié)桿連接，壁厚調(diào)節(jié)桿一端設(shè)有壁厚調(diào)節(jié)手輪，內(nèi)冷氣塞設(shè)有出氣口的一端通過(guò)氣塞鎖緊帽與氣塞支撐梁固定連接。壁厚調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)內(nèi)冷氣塞的頭部與真空冷卻定型裝置之間的距離，以控制中空型材的壁厚。當(dāng)內(nèi)冷氣塞頭部進(jìn)入真空冷卻定型裝置，氣墊消失，內(nèi)冷氣塞的頭部與真空定型套之間的間隙為胚件出口。
[0015]所述氣塞支撐梁和定徑套支撐梁上均設(shè)有螺紋孔，壁厚調(diào)節(jié)桿的螺紋部分分別與氣塞支撐梁的螺紋孔和定徑套支撐梁的螺紋孔連接，并采用雙螺母鎖緊。
[0016]所述壁厚調(diào)節(jié)手輪通過(guò)螺釘和鍵與壁厚調(diào)節(jié)桿的端部固定連接。
[0017]所述真空冷卻定型裝置的外側(cè)還設(shè)有牽引裝置，用于成型后中空型材的導(dǎo)向牽引。
[0018]上述利用小口模的大截面中空型材擠出成型設(shè)備使用時(shí)，其原理是:由擠出機(jī)提供的塑化好的物料熔體進(jìn)入模頭內(nèi)的流道，熔體從模頭出口截面擠出，得到初步的中空型材形狀(即胚件)，從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入的高壓冷空氣與胚件內(nèi)壁接觸，使其溫度降低至玻璃化溫度與粘流溫度之間，并使胚件內(nèi)外存在壓力差，高壓冷空氣使胚件擴(kuò)張直至內(nèi)外壓力平衡；溫度在玻璃化溫度和粘流溫度之間的胚件處于高彈態(tài)，彈性的胚件在高壓冷空氣的作用下與內(nèi)冷氣塞之間形成氣流通道，胚件內(nèi)一部分冷空氣從此通道排出，并形成一層與制品中空形狀相同的窄縫氣墊，其余的冷空氣從內(nèi)冷氣塞頭部的通孔排出，氣墊對(duì)胚件有擴(kuò)張作用，使胚件內(nèi)表面光潔，且氣墊使胚件擴(kuò)張貼緊真空冷卻定型裝置的真空定徑套內(nèi)壁；氣墊擴(kuò)張與真空定徑的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)利用小口模連續(xù)制備大截面中空型材。由于氣墊的擴(kuò)張作用，移動(dòng)氣墊的位置，即轉(zhuǎn)動(dòng)壁厚調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)內(nèi)冷氣塞與真空冷卻定型裝置的距離，或者調(diào)節(jié)牽引速度，可達(dá)到調(diào)節(jié)中空型材壁厚的作用；通過(guò)調(diào)節(jié)真空冷卻定型裝置與模頭的相對(duì)位置來(lái)調(diào)節(jié)胚件擴(kuò)張時(shí)的冷卻長(zhǎng)度；改變進(jìn)風(fēng)管中高壓冷空氣的氣壓大小，可改變胚件最大直徑，即改變徑向拉伸比。通過(guò)以上調(diào)節(jié)可使中空型材尺寸可控，性能可控。
[0019]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0020]本利用小口模的大截面中空型材擠出成型方法及設(shè)備原理簡(jiǎn)單，易于操作和實(shí)現(xiàn)控制。具體表現(xiàn)為:
[0021](I)在模頭體和真空冷卻定型裝置之間使胚件擴(kuò)張，實(shí)現(xiàn)用小口模連續(xù)生產(chǎn)大截面中空型材，有效地簡(jiǎn)化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)；
[0022](2)通過(guò)管胚氣墊擴(kuò)張與真空定徑的協(xié)同作用，同時(shí)提高中空型材內(nèi)外表面質(zhì)量;
[0023](3)通過(guò)移動(dòng)氣墊的位置，即轉(zhuǎn)動(dòng)壁厚調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)內(nèi)冷氣塞與真空冷卻定型裝置的距離，或者調(diào)節(jié)牽引速度，可達(dá)到調(diào)節(jié)中空型材壁厚的作用；可通過(guò)調(diào)節(jié)真空冷卻定型裝置與模頭的相對(duì)位置來(lái)調(diào)節(jié)胚件擴(kuò)張時(shí)的冷卻長(zhǎng)度?？筛淖冞M(jìn)風(fēng)管中高壓冷空氣的氣壓大小，可改變胚件最大直徑，即改變徑向拉伸比。通過(guò)以上調(diào)節(jié)可使中空型材尺寸可控，性能可控，可適應(yīng)不同物料的加工；
[0024](4)該設(shè)備可通過(guò)更換內(nèi)冷氣塞和真空定徑套等部件，進(jìn)行不同截面中空型材的連續(xù)生產(chǎn)，使用方便，適用范圍較廣。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本利用小口模的大截面中空型材擠出成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2a為中空管材制品為圓管時(shí)的截面示意圖。
[0027]圖2b為中空管材制品為方管時(shí)的截面示意圖。
[0028]圖2c為中空管材制品為二角管時(shí)的截面不意圖。
[0029]圖2d為中空管材制品為橢圓形異型管時(shí)的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一