CN102601974B - 一种工程塑料异型材成形方法及专用工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工程塑料异型材成形方法，同时还涉及专用工装，属于塑料成形加工技术领域。该方法在塑料挤出机的输出通道设置风冷管道出风口组，同时安置与出风口组相间分布的冷却块，冷却块内部通冷却水，且上方延伸出具有与塑料异型材截面形状相吻合凹缺的校形冷却片；将塑料粒子加入挤出机加热塑化，从模口中连续挤出待冷却塑料异型材；通过风冷管道向各出风口组送风，同时使冷却块中的冷却水流动；在待冷却塑料异型材通过输出通道过程中，同时借助对流和传导使待冷却塑料异型材散热，最终使其逐渐均匀冷却定形。本发明可以有效避免应力变形，不会降低产量，有助于保证工程塑料异型材高品质的直线度和截面形状。

Description

一种工程塑料异型材成形方法及专用工装
技术领域
本发明涉及一种塑料成形方法，尤其是一种工程塑料异型材成形方法，同时还涉及专用工装，属于塑料成形加工技术领域。
背景技术
塑料型材一直沿用以下传统成形工艺：塑料加入挤出机后，加热塑化，从具有所需截面形状的模口挤出，在水中冷却定形（参见申请号为93103225.3的中国专利申请）。由于塑料是热的不良导体，因此水冷难以保证塑料型材均匀冷却，很容易引起应力变形，尤其是截面非常规几何形状的塑料异型材，不仅长度方向的直线度难以保证，而且其截面形状及开口尺寸均无法保证，严重时还会引起出现表面裂纹等质量问题。采用空冷等慢速冷却方法虽然可以减小应力变形，但无法跟上挤出机的节拍，不能用于塑料型材的批量生产。
申请号为200880112654.6的中国专利公开了在冷却挤出型材时用于能量使用的方法，该方法的实质是建立一套理想的水冷却系统。申请号为200880112653.1的中国专利申请公开了一种用于冷却挤出的塑料型材的装置和方法，该申请在模具结构上进行改进，以解决均匀冷却的问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以在保证产量前提下，有效控制应力变形，并且成本经济的工程塑料异型材成形方法，同时给出相应的专用工装。
为了达到以上目的，本发明的工程塑料异型材成形方法包括以下步骤：
第一步、在塑料挤出机输出模口与牵引装置之间的输出通道上设置一排间隔分布、对所述塑料异型材截面形成均匀气流的风冷管道出风口组，同时在输送通道下方安置一排与所述出风口组相间分布的冷却块，所述冷却块内部通冷却水，且上方延伸出具有与塑料异型材截面形状相吻合凹缺的校形冷却片； 
第二步、将塑料粒子加入挤出机加热塑化，借助牵引装置，从具有所需截面形状的模口中连续牵引挤出的待冷却塑料异型材；
第三步、通过风冷管道向各出风口组送风，同时使冷却块中的冷却水流动；
第四步、在待冷却塑料异型材通过输出通道与冷却块的凹缺接触过程中，借助各出风口组吹出的冷却气流使待冷却塑料异型材对流散热；同时借助校形冷却片的接触使待冷却塑料异型材传导散热并辅助定形；最终使待冷却塑料异型材逐渐均匀冷却定形。
本发明的工程塑料异型材成形专用工装包括位于塑料挤出机输出模口与牵引装置之间的输出通道，所述输出通道设置一排间隔分布、对所述塑料异型材截面形成均匀气流的风冷管道出风口组，同时在输送通道下方安置一排与所述出风口组相间分布的冷却块，所述冷却块内部通冷却水，且上方延伸出具有与塑料异型材截面形状相吻合凹缺的校形冷却片。
采用本发明后，由于对工程塑料异型材进行逐步风冷，因此与水冷相比，不仅冷却均匀、而且十分“柔和”，有效避免了应力变形；同时以对流和传导有机结合的方式对工程塑料异型材进行逐级冷却，因此保证了冷却效率，不仅不会降低产量，并且可以实现快速牵引，提高产量。尤其是，校形冷却片除了传导冷却作用外，其凹缺具有辅助定形的作用，有助于保证工程塑料异型材高品质的直线度和截面形状。
本发明进一步的完善是，相邻出风口组的间距逐渐加大。这样，可以随待冷却塑料异型材的温度降低，相应降低冷却强度，更有利于保证其成形质量。此外，所述冷却块最好位于两相邻出风口组的中间。
附图说明
    下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例一的专用工装结构示意图。
图2为图1的A-A剖面局部放大结构示意图。
图3为发明实施例二的专用工装冷却块局部结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的工程塑料异型材成形专用工装如图1和图2所示，在塑料挤出机1一端的输出模口1-1与另一端的牵引装置（图中未示）之间定型台8上方的输出通道2上设置一排间隔分布（数量通常在5-20个之间）、对塑料异型材截面形成均匀气流的风冷管道3出风口组3-1（图中仅示意绘出一处，实际设计时，根据塑料异型材的具体截面形状，可以在其截面周围酌情设置，以形成均匀冷却气流为原则），相邻出风口组的间距逐渐加大，其间距形成等差级数，实验表明，这样可以使塑料的冷却强度与冷却速率相适，更有利于减小内应力。同时在输送通道下方安置一排与出风口组3-1相间分布的铝质冷却块4，各冷却块4正好位于两相邻出风口组3-1的中间，其两端分别与进出水管6连通，内部的直流通道内通流动的冷却水。铝质冷却块4上方开有镶槽，槽内嵌入朝上延伸、具有与塑料异型材9截面形状相吻合凹缺的铜质校形冷却片5。此外，为了进一步确保塑料异型材精确定形，铜质校形冷却片5的凹缺上方两侧还固定有与塑料异型材截面内廓局部形状相吻合的内衬装置，本实施例为与塑料异型材截面开口两侧内廓局部形状相吻合的内衬卡口7。
制造塑料异型材时，将塑料粒子工加料斗1-2加入挤出机，加热塑化，借助牵引装置，从模口1-1中连续牵引挤出的待冷却塑料异型材；通过风冷管道3向各出风口组3-1送风，同时使冷却块4中的冷却水流动；当待冷却塑料异型材9通过输出通道、与校形冷却片5的凹缺接触过程中，借助各出风口组3-1吹出的冷却气流使待冷却塑料异型材9对流散热，同时借助校形冷却片5的接触使待冷却塑料异型材9传导散热，并与内衬卡口7内外结合，起到辅助定形作用，最终使待冷却塑料异型材逐渐均匀冷却，精确定形。
实践证明，采用本实施例的专用工装后，当塑化的塑料由模口进入定型台后，底部与铜校形冷却片接触冷却，同时风冷管道进行吹风冷却，因此塑料异型材成形后内应力很小，表面光洁，形状精准，直线度好。与现有水冷技术相比，本实施例具有以下显著优点：
1、黄铜校形冷却片厚度薄，与塑料异型材摩擦阻力小，虽然与塑料异型材接触面积小，但自身导热性能好，且与水冷冷却块紧密结合，因此散热效果理想，其具体安置位置可以根据需要三维调整；
2、冷却管道的具体位置可以多方位移动、酌情三维调控，风量大小便于通过相应设置调节；
3、由于对流和传导冷却有机结合，因此可以使塑料在由熔融状态向高弹态、玻璃态的逐步转化过程中基本不发生变形，进而在快速冷却的情况下，保证定形效果，实现高效率、高品质的生产。
实施例二
本实施例的工程塑料异型材成形专用工装如图3所示，其基本结构和工作过程均与实施例一类似，不同之处在于冷却块4由左右两块对合而成，内部具有曲折迂回的水流通道，这样比直流通道的冷却效果更好，尤其是，校形冷却片5下边具有插入曲折迂回水冷通道中的间隔区域5-1，因此校形冷却片5实际直接与冷却水进行热交换，实践证明，其冷却定形效果更佳。

Claims (8)

1.一种工程塑料异型材成形方法，其特征在于包括步骤：
第一步、在塑料挤出机输出模口与牵引装置之间的输出通道上设置一排间隔分布、对所述塑料异型材截面形成均匀气流的风冷管道出风口组，同时在输送通道下方安置一排与所述出风口组相间分布的冷却块，所述冷却块内部通冷却水，且上方延伸出具有与塑料异型材截面形状相吻合凹缺的校形冷却片； 
第二步、将塑料粒子加入挤出机加热塑化，借助牵引装置，从具有所需截面形状的模口中连续牵引挤出的待冷却塑料异型材；
第三步、通过风冷管道向各出风口组送风，同时使冷却块中的冷却水流动；
第四步、在待冷却塑料异型材通过输出通道与冷却块的凹缺接触过程中，借助各出风口组吹出的冷却气流使待冷却塑料异型材对流散热；同时借助校形冷却片的接触使待冷却塑料异型材传导散热并辅助定形；最终使待冷却塑料异型材逐渐均匀冷却定形。
2.根据权利要求1所述的工程塑料异型材成形方法，其特征在于：所述相邻出风口组的间距逐渐加大，所述间距形成等差级数。
3.根据权利要求2所述的工程塑料异型材成形方法，其特征在于：所述冷却块位于两相邻出风口组的中间。
4.一种工程塑料异型材成形专用工装，包括位于塑料挤出机输出模口与牵引装置之间的输出通道，其特征在于：所述输出通道设置一排间隔分布、对所述塑料异型材截面形成均匀气流的风冷管道出风口组，同时在输送通道下方安置一排与所述出风口组相间分布的冷却块，所述冷却块内部通冷却水，且上方延伸出具有与塑料异型材截面形状相吻合凹缺的校形冷却片。
5.根据权利要求4所述的工程塑料异型材成形专用工装，其特征在于：所述冷却块上方开有镶槽，所述镶槽内嵌入朝上延伸的铜质校形冷却片。
6.根据权利要求5所述的工程塑料异型材成形专用工装，其特征在于：所述冷却块内部具有曲折迂回的水流通道。
7.根据权利要求6所述的工程塑料异型材成形专用工装，其特征在于：所述校形冷却片下边具有插入所述曲折迂回水冷通道中的间隔区域。
8.根据权利要求4至7所述的任一工程塑料异型材成形专用工装，其特征在于：所述校形冷却片的凹缺上方两侧固定有与所述塑料异型材截面内廓局部形状相吻合的内衬装置。
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