（机械设计及理论专业论文）注塑机精密塑化机理的研究.pdf

长 乜 jx 弋 一1 毒 参 嘎 i j 学位论文数据集 中图分类号 t q 3 2学科分类号4 6 0 2 0 9 9 论文编号1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 0 8 5 密级 公开 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名 金艳 学号 2 0 0 8 0 8 0 0 8 5 获学位专业名称 机械设计及理论获学位专业代码0 8 0 2 3 高分子材料成型加工机 课题来源 国家计委 科委项目研究方向 械设备及理论 论文题目 注塑机精密塑化机理的研究 关键词 注射成型 塑化机理 注射螺杆 精密 性能评价 超声波 熔体密 度 论文答辩日期2 0 1 1 5 3 0 论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称 工作单位 学科专长 指导教师吴大鸣 教授北京化工大学 聚合物加工 评阅人1 王琪 教授四川大学 高分子材料 评阅人2 黄汉雄 教授华南理工大学 聚合物加工 评阅入3 盲评1 评阅人4盲评2 评阅入5 盲评3 徽员蝴阳明书 教授 中科院化学研究所 高分子材料 答辩委员1 詹茂盛 教授北京航空航天大学 聚合物加工 答辩委员2 王奎升 教授北京化工大学 化工过程机械 答辩委员3 何亚东 教授北京化工大学 聚合物加工 答辩委员4 李庆春 教授 北京化工大学 聚合物加工 答辩委员5 二 中图分类号在 中国图书资料分类法 查询 三 学科分类号在中华人民共和国国家标准 g b t13 7 4 5 9 学科分类与代码 中 查询 四 论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 摘要 注塑机精密塑化机理的研究 摘要 注射成型是聚合物加工最主要的方法之一 近年来随着各行业对 注塑制品的要求日益提高 人们更加关注注射成型技术的精密化 影 响精密注射成型制品质量及重复精度的因素有很多 如塑化系统 注 射系统 合模系统 液压系统 控制系统 成型模具 工艺条件 原 材料等 本文以注射成型的精密性为中心 主要对于注射成型技术中 最为关键的塑化系统 特别是注射螺杆的结构和性能予以研究 采用 实验的方法对精密塑化机理进行分析 包括精密塑化系统的要求 精 密注射螺杆性能的检测方法 精密注射螺杆的结构参数优化方法 特 别是超声波在注塑机在线检测中的应用 构建了精密注射螺杆性能评 价体系 为了提高注塑机的重复精度 探索了基于超声波在线测量熔 体密度的方法 并提出变体积计量为重量计量的精密控制方法 本文主要研究工作如下 l 建立了注塑机精密塑化系统性能检测的实验平台 包括注塑 机动态参数采集系统 熔体测温装置 转速转矩测试仪 相关模具及 压力温度传感器等 可实现对注塑工艺参数 螺杆转速 功率 熔体 温度 熔体压力 油缸压力 注射功等参数的在线采集 2 从精密塑化系统的要求出发 分析了精密塑化所需要满足的 熔体质量条件 及塑化性能与制品精度之间的关系 初步对精密塑化 l 机理进行分析 并构建精密塑化系统 主要是注射螺杆 的评价体系 3 系统地研究了注塑过程中精密塑化系统的检测方法 主要是 熔体均匀性 包括熔体温度均匀性 熔体黏度均匀性 熔体密度均匀 性 熔体分散混合效果 以及注塑机计量准确性 注射稳定性及停留 时间分布多方面的性能测试方法 尤其是超声波用于注射成型过程中 的在线测量方法 4 为消除工艺条件的影响 特别采用d o e 试验设计方法 对注 塑过程有显著影响的四个工艺条件 机筒温度 螺杆转速 背压及储 料长度 进行实验方案设计 按照所设计的工艺组合方案 应用上述 所研究的性能测试方法对不同结构的螺杆进行相关检测 一方面验证 检测方法的可行性 同时从塑化系统主要性能与制品重复精度的对比 性研究定量分析精密塑化螺杆结构与制品精度的关系 5 根据聚合物p v t 测试技术原理 研制了超声波熔体测量系统 分析了无机粒子填充聚合物的超声波信号变化 传播速度及衰减的规 律 以及单一聚合物熔体在不同温度和压力状态下的超声波传播速度 的变化规律 6 对超声波表征熔体密度的方法进行了探索性研究 从理论及 实验两方面验证了该方法的可行性 该方法不仅可用于最优工艺参数 的在线调试 也可用于实现变体积计量为重量计量的精密控制方法的 研究 并基于此提出重量控制 m 控制 的精密控制概念 7 研究了精密注射螺杆参数的优化方法 采用i n j e c t i o nm o l d i n g p l a s t i f i c a t i o n 分析软件 并结合d o e 试验设计方法 对注射螺杆进行 摘要 关键结构参数的组合设计 并对不同参数组合的螺杆进行模拟 通过 分析确定对螺杆性能影响最关键的参数及其影响程度 然后进行有针 对性的优化 最终获得优化的螺杆结构参数 通过对直径l o o m m 的 普通三段式螺杆及分离型螺杆的优化 取得了良好的效果 该优化方 法作为十一五国家科技支撑计划分项课题中的一个内容 达到了任务 要求 关键词 注射成型 塑化机理 注射螺杆 精密 性能评价 超声波 熔体密度 i i i 北京化1 人学博 学位论文 s t u d yo nm e c h a n i s mo fp r e c i s i o n p l a s t i c a t i o ni ni n j e c t i o nm o l d i n gm a c h i n e a b s t r a c t i n je c t i o nm o l d i n g i so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tm e t h o d sl i a rp o l y m e r p r o c e s s i n g i nr e c e n ty e a r s w i t ht h ei n c r e a s i n gd e m a n d sf o ri n j e c t i o n m o l d i n gp r o d u c t s t h ep r e c i s i o no fi n je c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g ya r ep a i d m o r ea t t e n t i o nb yp e o p l e t h e r ea r em a n yf a c t o r sw h a tc a na f f e c tt h e q u a l i t ya n dw e i g h tr e p e a t a b i l i t yo fi n je c t i o nm o l d i n gp r o d u c t s s u c ha s p l a s t i c i z i n gs y s t e m m o l d h y d r a u l i cs y s t e m c o n t r o ls y s t e m p r o c e s s c o n d i t i o n s a n ds oo n i nt h i sp a p e r t a k i n gt h ep r e c i s i o no fi n je c t i o n m o l d i n g a st h ec e n t e r t h ep l a s t i c i z i n gs y s t e mw h a ti st h em o s ti m p o r t a n t f a c t o ri nt h ei n je c t i o nm o l d i n gw a ss t u d i e d e s p e c i a l l yo nt h es t r a c t u r e p a r a m e t e r sa n dp r o p e r t i e so fi n j e c t i o ns c r e w s t h r o u g ha n a l y s i so ft h e r e q u i r e m e n t s o f p r e c i s i o np l a s t i c i z i n gs y s t e m t h e e v a l u a t o no f p e r f o r m a n c eo fi n je c t i o ns c r e w sw e r ep r o p o s e d a n ds o m em e t h o d so f p e r f o r m a n c ed e t e r m i n a t i o no fp l a s t i c i z i n gm e l ta n di n j e c t i o ns c r e w sw e r e d e v e l o p e d o t h e r w i s e is t u d i e das e to fo p t i m i z a t i o nm e t h o d so fi n j e c t i o n s c r e w s t h e s ew o r k sw e r ec o n t r i b u t e dt ot h ep r e c i s i o ni n j e c t i o nm o l d i n g t e c h n o l o g y 摘要 t h em a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w i n g 1 t h ep e r f o r m a n c em o n i t o r i n ga n de x p e r i m e n t i n gp l a t f o r mo f p r e c i s i o np l a s t i c i z n i gs y s t e m so fi n j e c t i o nm o l d i n gm a c h i n ew a ss e tu p w h i c hi n c l u d e dt h ed y n a m i cp a r a m e t e r sa c q u i s i t i o ns y s t e mo f i n j e c t i o n m o l d i n gm a c h i n e t h em e l tt e m p e r a t u r em e a s u r i n gd e v i c e s s c r e ws p e e d a n dt o r q u et e s t e r m o l d a n dp r e s s u r ea n dt e m p e r a t u r es e n s o r s e t c t h e e x p e r i m e n t i n gp l a t f o r mc a no n l i n ea c q u a i n tp r o c e s s i n gp a r a m e t e r s s u c h a ss c r e ws p e e d t o r q u e m e l tt e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r e a n di n j e c t i o n p o w e r 2 b a s e do nt h er e q u i r e m e n t so fp r e c i s i o np l a s t i c i z i n gs y s t e m w h a t t h em e l tq u a l i t ym u s tb em e ti np r e c i s i o np l a s t i c i z i n gp r o c e s sa n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm o l d i n gp r o d u c t sa n dp l a s t i c i z i n gp e r f o r m a n c eo f i n j e c t i o ns c r e w sw e r ea n a l y z e d t h ee v a l u a t i o ns y s t e mo fp r e c i s i o n p l a s t i c i z i n gs y s t e m m a i n l yi n j e c t i o ns c r e w w a ss e tu p 3 t h ed e t e c t i o nm e t h o d so fp o l y m e rm e l tu n i f o r m i t yi nt h e i n j e c t i o nm o l d i n gp r o c e s sw e r es y s t e m a t i c a l l ys t u d i e d w h i c hi n c l u d i n g m e l tt e m p e r a t u r eu n i f o r m i t y m e l tv i s c o s i t yu n i f o r m i t y m e l td e n s i t y u n i f o r m i t y m e l td i s p e r s i o na n dm i x i n g t h ea c c u r a t em e t e ro fi n j e c t i o n m o l d i n gm a c h i n e i n j e c t i o ns t a b i l i t ya n dr e s i d e n c et i m ed i s t r i b u t i o n i n t h e s em e t h o d s u l t r a s o n i co n l i n ed e t e r m i n et h ei n j e c t i o nm o l d i n gp r o c e s s w e r ee s p e c i a l l ys t u d i e d 4 t oe l i m i n a t ea n dd e c r e a s et h ei n f l u e n c e so fm o l d i n gc o n d i t i o n s v 北京化t 人学博i j 学位论文 t ot h ed e t e r m i n a t i o nr e s u l t s d o e d e s i g no fe x p e r i m e n t w e r eu s e d c h o s s i n gf o u ri m p o r t a n tp r o c e s sc o n d i t i o n s b a r r e lt e m p e r a t u r e s c r e w s p e e d b a c kp r e s s u r ea n dm a t e r i a lp l a s t i c i z i n gl e n g t h e x p e r i m e n t a l p r o g r a m sw e r ed e s i g n e dw i t hd o e i na c c o r d a n c ew i t ht h ec o m b i n a t i o n o fp r o c e s sc o n d i t i o n s n i n ed i f f e r e n tt y p e so fi n je c t i o ns c r e w sw e r et e s t e d a n de v a l u a t e d t h er e s u l t sv e r i f i e dt h ef e a s i b i l i t i e so ft h e s ed e t e r m i n a t i o n m e t h o d s a n dp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n so fp r e c i s i o ni n je c t i o ns c r e ww e r e e s t a b l i s h e da st h eb a s i so ft h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s 5 b a s e do np o l y m e rp v tt e s t i n gt h e o r y t h em e l tu l t r a s o n i cm e l t m e a s u r e m e n ts y s t e mw a s d e v e l o p e d u s i n gi t w e s t u d i e do nt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nu l t r a s o n i cs i g n a l v e l o c i t ya n da t t e n u a t i o n a n dt h e c o n t e n to fi n o r g a n i cp a r t i c l e sf i l l e dp o l y m e r a n dt h eu l t r a s o n i cv e l o c i t y o fu n i f o r mp o l y m e rm e l ta td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e sa n dp r e s s u r e 6 t h r o u g ht h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dd e r i v a t i o n am e t h o dt h a t m e a s u r i n gu l t r a s o n i cv e l o c i t yt or e f l e c tt h ed e ns i t yo fp o l y m e rm e l tw a s p r o p o s e d t h ep o l y p r o p y l e n e p p m e l t w e r et e s t e d b yu s i n g s e l f d e s i g n e du l t r a s o n i cm e a s u r i n gd e v i c e a n dt h es i n g l ev a l u eb e t w e e n u l t r a s o n i cv e l o c i t ya n dt h ed e n s i t yo fp o l y m e rm e l tw a sv e r i f i e db y e x p e r i m e n t s t h em e t h o dw a sf e a s i b l eb yv e r i f i c a t i o no fb o t ht h e o r ya n d e x p e r i m e n t s t h i sm e t h o dc o u l db eu s e df o ro n l i n em e a s u r e m e n to f p o l y m e rm e l td e n s i t yu n i f o r m i t yi nt h ep o l y m e rp r o c e s s i n g a n di t w a s u s e f u lf o ro p t i m i z a t i o no fp r o c e s sc o n d i t i o n sa n dw e i g h tc o n t r o li nt h e i m p a c to fp a r a m e t e r st ot h er e s u l t s a n dm a d et a r g e t e do p t i m i z a t i o nf o r t h es t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fs c r e w t h eo p t i m i z e dr e s u l t so ft h r e es e c t i o n s s c r e wa n ds e p a r a t e ds c r e wg o tt h eb e t t e rr e s u l t s k e y w o r d s i n j e c t i o nm o l d i n g p l a s t i c i z i n gm e c h a n i s m i n j e c t i o n s c r e w p r e c i s i o n p e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n u l t r a s o n i c m e l td e n s i t y v i i j 第一章绪论 1 1 1 精密注射成型技术与注塑机 1 1 1 1 精密注射成型技术 1 1 1 2 注塑机 2 1 1 3 塑化系统与注射螺杆 4 1 2 课题的研究背景 6 1 2 1 螺杆性能测试及结构参数的实验方法的研究 6 1 2 2 螺杆结构设计及参数优化的理论及有限元模拟技术的研究 7 1 2 3 精密注射成型技术的研究进展 8 1 3 论文选题的意义 9 1 4 论文选题的主要研究内容 1 0 第二章精密塑化机理的研究 1 1 弓i 言 11 2 1 塑化过程 1 1 2 2 塑化系统与成型制品精度的关系 1 2 2 2 1 注射成型制品的质量表征 1 2 2 2 2 塑化系统对成型制品精度的影响 1 3 2 3 精密塑化系统的要求 1 4 2 3 1 精密塑化系统的含义 1 4 2 3 2 精密塑化系统的要求 l5 2 3 3 精密塑化系统性能评价体系的建立 1 7 2 4 小结 1 8 第三章精密塑化系统性能的常规检测方法 2 0 引言 2 0 3 1 实验设备及材料 2 0 3 1 1 注塑机 2 0 3 1 2 螺杆 一2 l 3 1 3 注塑机动态参数采集系统 2 2 t x 北京化 t 人学博 学位论文 3 1 4 实验材料 2 3 3 2 实验设计方法与工艺条件 2 4 3 2 1d o e 试验设计 2 4 3 2 2 实验工艺条件 2 5 3 3 制品重量重复性 2 6 3 3 1 实验方法 2 6 3 3 2 实验结果分析 2 6 3 4 熔体温度均匀性 2 7 3 4 1 实验方法 2 8 3 4 2 实验结果分析 3l 3 5 熔体黏度均匀性 3 4 3 5 1 实验方法 3 4 3 5 2 实验结果分析 3 7 3 6 计量准确性 3 9 3 6 1 实验方法 4 0 3 6 2 实验结果分析 4 l 3 7 注射稳定性 4 2 3 7 1 实验方法 4 3 3 7 2 实验结果分析 4 4 3 8 小结 一4 6 第四章精密塑化系统性能的超声波检测方法 4 8 引百 4 8 4 1 超声波检测的物理基础 4 8 4 2 实验设备 5 0 4 2 1 超声波测试仪 5 1 4 2 2 超声波熔体测量装置 5 2 4 3 熔体分散混合均匀性 5 4 4 3 1 实验材料及样品制备 5 4 4 3 2 检测原理 5 5 4 3 3 检测方法 5 6 4 3 4 实验结果分析 5 7 4 4 停留时间分布 5 9 4 4 1 检测原理 6 0 x 目录 4 4 2 检测方法 6 3 4 4 3 实验现象 6 3 4 4 4 实验结果分析 6 4 4 5 熔体密度均匀性 6 6 4 5 1 聚合物的p v t 关系 6 6 4 5 2 熔体密度均匀性对成型精度的影响 6 8 4 5 3 超声波表征熔体密度的背景及研究理论 6 9 4 5 4 超声波表征熔体密度的实验研究 7 1 4 5 5 制品重量计量控制法 7 6 4 6 j l 8 第五章注射螺杆参数的优化方法 8 4 引言 一8 4 5 1 注射螺杆参数优化的总体思路及步骤 8 4 5 1 1 注射螺杆参数优化的总体思路 8 4 5 1 2 注射螺杆参数优化的步骤 8 4 5 2 注塑机塑化系统模拟软件 8 5 5 3 普通三段式螺杆的优化 8 9 5 3 1 优化方案设计 9 0 5 3 2 数值模拟 9l 5 3 3 模拟结果分析 9 1 5 3 4 螺杆参数的优化 9 4 5 3 5 初始螺杆与优化螺杆的对比 9 4 5 4 分离型螺杆的优化 9 5 5 4 1 参数优化过程 9 6 5 4 2 初始螺杆与优化螺杆的对比 9 8 5 5 小结 9 8 第六章总结 10 0 6 1 结论 10 0 6 2 不足之处与展望 1 0 1 参考文献 10 3 x l 北京化 t 人学博i j 学位论文 i 时录 10 9 j i 9 谢 11 3 研究成果及发表的学术论文 1 1 4 作者和导师简介 115 目录 c o n t e n t s c h a p t e r 1i n t r o d u c t i o n 1 1 1p r e c i s i o ni n j e c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g ya n di n j e c t i o nm o l d i n gm a c h i n e 1 1 1 1p r e c i s i o ni n j e c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g y 1 1 1 2h j e c t i o nm o l d i n gm a c h i n e 2 1 1 3p l a s t i c i z i n gs y s t e ma n di n j e c t i o ns c r e w 4 1 2r e s e a r c hb a c k g r o u n d 6 1 2 1e x p e r i m e n t so f i n j e t c t i o ns c r e w 6 1 2 2t h e o r ya n df i n i t ee l e m e n ts i m u l a t i o no f i n j e c t i o ns c r e w 7 1 2 3t h ed e v e l o p m e n tf op r e c i s i o ni n j e c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g y 8 1 3r e s e a r c hp u r p o s ea n dm e a n i n g 9 1 4r e s e a r c hc o n t e n t s 1 0 c h a p t e r2m e c h a n i s mo fp r e c i s i o np l a s t i e a t i o n 11 i n t r o d u c t i o n 11 2 1p l a s t i c i z i n gp r o c e s s 11 2 2p l a s t i c i n z i n gs y s t e ma n di n j e c t i o nm o l d i n gp r o d u c t sa c c u r a c y 12 2 2 1q u a l i t yc h a r a c t e r i z a t i o no f i n j e c t i o nm o l d i n gp r o d u c t s 1 2 2 2 2i n f l u e n c e so f p l a s t i c i n z i n gs y s t e mo np r e c i s i o ni n j e c t i o nm o l d i n g 13 2 3r e q u i r e m e n t so f p r e c i s i o np l a s t i c i z i n gs y s t e m 1 4 2 3 1m e a n i g no f p r e c i s i o np l a s t i c i z i n gs y s t e m 1 4 2 3 2r e q u i r e m e n t so f p r e c i s i o np l a s t i c i z i n gs y s t e m 一15 2 3 3p e r f o r m a n c ee v a l u a t i o ns y s t e mo f p r e c i s i o np l a s t i c i n z i n gs y s t e m 17 2 4b r i e f s u m m a r y 18 c h a p t e r3c o n v e n t i o n a ld e t e c t i o nm e t h o d s o fp r e c i s i o np l a s t i c i z i n g s y s t e mp e r f o r m a n c e 2 0 i n t r o d u c t i o n 2 0 3 1e x p e r i m e n t a le q u i p m e n ta n dm a t e r i a l s 2 0 3 1 1i n j e c t i o nm o l d i n gm a c h i n e 2 0 3 1 2h l j e c t i o ns c r e w s 2 1 x i i i 北京化t 大学博 学位论义 3 1 3p a r a m e t e ra c q u i s i t i o ns y s t e mo fi n j e c t i o nm o l d i n gm a c h i n e 2 2 3 1 4m a t e r i a l s 2 3 3 2d e s i g no f e x p e r i m e n ta n de x p e r i m e n t a lp r o c e s sc o n d i t i o n s 2 4 3 2 1d e s i g no f e x p e r i m e n t 2 4 3 2 2e x p e r i m e n t a lp r o c e s sc o n d i t i o n s 2 5 3 3p a r t sr e p e a t i n gw e i g h t 2 6 3 3 1e x p e r i m e n t 2 6 3 3 2a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 2 6 3 4m e t lt e m p e r t a u r eh o m o g e n e i t y 2 7 3 4 1e x p e r i m e n t 2 8 3 4 2a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 3 1 3 5m e l tv i s c o s i t yh o m o g e n e i t y 3 4 3 5 1e x p e r i m e n t 3 5 3 5 2a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 3 7 3 6m e t e r i n ga c c u r a c y 3 9 3 6 1e x p e r i m e n t 4 0 3 6 2a n a l y s i so fe x p e r i m e n t a lr e s u l t s 4 1 3 7i n j e c t i o ns t a b i l i t y 4 2 3 7 1e x p e r i m e n t 4 3 3 7 2a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 4 4 3 8b r i e fs u m m a r y 4 6 c h a p t e r 4u l t r a s o n i cd e t e c t i o nm e t h o d so fp r e c i s i o np l a s t i c i z i n g s y s t e mp e r f o r m a n c e 4 8 i n t r o d u c t i o n 4 8 4 1i n t r o d u c t i o no f u l t r a s o n i c 4 8 4 2e x p e r i m e n t a le q u i p m e n t 5 0 4 2 1u l t r a s o n i ct e s t e r 5 1 4 2 2u l t r a s o n i cm e a s u r i n gd e v i c e 5 2 4 3m e l tm i x i n gh o m o g e n i t y 5 4 4 3 1e x p e r i m e n t a lm a t e r i a l sa n dp r e p a r a t i o no fs a m p l e s 5 4 4 3 2m e a s u r i n gt h o r y 5 5 4 3 3e x p e r i m e n t 5 6 4 3 4a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 5 7 x i v 4 4r e s i d e n c et i m ed i s t r i b u t i o n 5 9 4 4 1m e a s u r i n gt h o r y 6 0 4 4 2e x p e r i m e n t 6 3 4 4 3e x p e r i m e n tp h e n o m e n o n 6 3 4 4 4a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 6 4 4 5m e l td e n s i t yh o m o g e n i t y 6 0 4 5 1p v tr e l a t i o n so f p o l y m e r 一0 0 4 5 2i n f l u e n c eo f m e l td e n s i t yh o m o g e n i t y o ni n j e c t i o nm o l d i n ga c c u r a c y 6 8 4 5 3b a c k g r o u n da n dt h e o r yo f m e l td e n s i t ym e a s u r m e n tb yu l t r a s o n i c 6 9 4 5 4e x p e r i m e n ta n da n a l y s i so fe x p e r i m e n t a lr e s u l t s 7 1 4 5 5p r o d u c t sw e i g h tc o n t r o lm e t h o d 7 6 4 6b r i e f s u m m a r y 8 2 c h a p t e r5o p t i m i z a t i o nm e t h o d o fi n je c t i o ns c r e wp a r a m e t e r s 8 4 h l 缸d d u c t i o n 8 4 5 1g e n e r a li d e aa n ds t e p so f i n j e c t i o ns c r e wo p t i m i z a t i o n 8 4 5 1 1g e n e r a li d e ao f i n j e c t i o ns c r e wo p t i m i z a t i o n 8 4 5 1 2s t e p so f i n j e c t i o ns c r e wo p t i m i z a t i o n 8 4 5 2i n j e c t i o nm o l d i n gp l a s t i f i c a t i o np r o g r a m 8 5 5 3o p t i m i z a t i o no ft h r e es e c t i o n ss c r e w 8 9 5 3 1o p t i m i z a t i o np r o g r a m 一9 0 5 3 2s i m u l a t i o n 一9 1 5 3 3a n a l y s i so fs i m u l a t i o nr e s u l t s 9 1 5 3 4o p t i m i z a t i o no f i n j e c t i o ns c r e wp a r a m e t e r s 9 4 5 3 5c o m p a r i s o no fo r i g i n a ls c r e wa n do p t i m i z e ds c r e w 9 4 5 4o p t i m i z a t i o no fs e p a r a t es c r e w 9 5 5 4 1p a r a m e t e ro p t i m i z a t i o np r o c e s s 9 6 5 4 2c o m p a r i s o no fo r i g i n a ls c r e wa n do p t i m i z e ds c r e w 9 8 5 5b i l e fs u m m a r y 9 8 c h a p t e r6 c o n c l u s i o n 10 0 6 1s u m m a r y 10 0 6 2d e f i c i e n c i e sa n dp r o s p e c t 1 0 1 北京化r t 人学博i j 学位论义 r e f e f e n c e 10 3 a p p e n d i x 1 0 9 a c k n o w l e d g e m e n t 11 3 p r o d u c t i o na n d p u b l i s h e dp a p e r 11 4 b r i e fi n t r o d u c t i o no fa u t h o ra n dt u t o r 11 5 x v i 符 j 说明 符号说明 压缩比 螺杆直径 m i l l 螺棱宽 m m 螺距 r a i n 主副螺棱间隙 i i l l l l 螺杆长度 i i l l t i 加料段长度 m m 压缩段长度 衄 计量段长度 n m a 加料段槽深 m m 计量段槽深 m m 螺杆转速 r p m 第i 个制品重量 g 制品重量重复精度 制品的平均重量 g 温度 轴向平均温差 径向平均温差 体积流率 m 3 s 1 口模形状系数 口模两端压力降 p a 熔体黏度 p a s 熔体平均压力 m p a 熔体压力波动压力波动 m p a 时间 s 止逆环响应时间 s 注射功 n m 第f 次注射功 n m 平均注射功 n m 机筒内腔横截面积 m 2 注射行程 m d e s 6 厶丘厶凰飓栉 聊靠厨丁凹觚q 卸誓歹西 西肜孵旷彳s 北京化丁大学博i 学位论义 速度 m s 超声波速度波动 m s 纵波声速 m s 体积模量 厚度 m 衰减系数 超声波波形振幅 密度 g c m 3 体积 c m 3 y 瓯 研k j 仅 彳 p y 聚合物的热物理性质 将粒状 剪切 混合等作用 同时外部 加热 使物料熔融和均化 然后再借助于柱塞或螺杆对塑化好的聚合物熔体施加 注射压力 经过喷嘴和浇道注入模具的型腔中 再经过保压冷却 定型 开启模 具及顶出制品等一系列工序而得到具有一定几何形状和精度的注塑制品r l 注射成型方法是塑料加工成型中最普遍且应用最早的成型方法 目前世界上 最早的注塑制品出现在1 9 世纪6 0 年代的英国 在1 9 2 0 年注射成型开始成为工 业化加工方法 可生产比较复杂的制品 1 9 3 0 年美国赛璐璐公司开发出最早的 螺杆熔料器式注塑机 l o 年后德国b a s f 公司发明了螺杆直射注塑机 1 9 5 6 年 世界上诞生了第一台往复式螺杆注塑机 该机型在本质上已经有了今天的注塑机 的所有重要特征 2 随后各国逐渐推出了电力驱动和压缩空气油压驱动注塑机 2 0 世纪7 0 年代后由于塑料工业的迅速发展 使得注射成型技术也不断提高 同 时 许多新型高分子材料及共混改性材料等相继出现并广泛应用 也对注射成型 提出更高的要求 民用塑料开始向工程塑料转变 现在注射成型在塑料成型加工 中占有重要位置 据统计 世界上8 0 的工程塑料加工方式都来自于注射成型 注塑制品占整个塑料市场制品总量的2 0 t 3 1 广泛应用于家电 汽车 机械 电 子 航空航天 建筑 农林及交通运输等各行各业 注射成型具有其它成型方法无可替代的特点 可一次成型外形复杂 尺寸精 确 表面光洁的制品 可成型带有金属嵌件的制品 对各种塑料加工的适应性强 自动化程度 生产效率以及智能化程度高 3 l 为适应不同领域的各种工程应用要求 出现越来越多的专门适用于某种特殊 要求的注射成型技术 如粉末黏结注射成型 排气注射成型 发泡注射成型 复 合注射成型 微注射成型 精密注射成型 中空注射成型以及振动注射成型等 精密注射成型是与常规注射成型相对而言的 指对成型制品的精度 包括尺 寸精度 形状精度和相互位置精度 表面质量 如表面粗糙度 和内部质量 应 力状态 取向和力学性能等 要求很高 使用通用注塑机和常规注塑工艺难以实 现的注射成型方法 4 j 精密注射成型是随着高分子材料的迅速发展而兴起的 工程塑料由于重量 北京化t 人学博 学位论义 轻 性能优良等优点在工业生产中占据了一