CN105172097A - 一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具 - Google Patents

一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，包括管胚成型区、保温区和双向扩胀区；管胚成型区、保温区和双向扩胀区顺序连接。管胚成型区包括模体、分流锥、芯模支架、机头体、口模、同轴调节螺钉、芯棒、加热器；热电偶和连接螺钉，所述芯棒和芯模支架内的通道设有耐高温绝热软管及接头。本发明对塑料小口径管材(芯棒直径小于20mm)进行轴向、径向拉伸，提高塑料管材的物理力学性能，大大提高了其强度和韧性，提高了管材的同轴度和管壁厚度的均匀性，且大幅度降低了材料的消耗和降低生产成本。

Description

一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具
技术领域
本发明涉及一种在线双轴取向塑料挤出成型模具，尤其涉及一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具。
背景技术
热塑性塑料管材挤出时在管的轴向、径向两个方向进行的拉伸为双轴拉伸。经实践证明：双轴拉伸后的管材表现了较高的物理力学性能，大大提高了其强度和韧性，且大幅度降低了材料的消耗，有广阔的应用领域。
目前，人们大多采用模拉法的在线双轴取向挤出成型模具，该发明的模具能生产比较良好的强度和韧度的管材，但该发明的不足之处在于：在生产比较小规格的管材时，由于芯棒直径小、长度长，而且有一个较大的头部，因而芯棒容易变形，使管材的同轴度差和管壁厚度不均匀性严重，且不易调整，直径更小时此方法根本无法实施。
发明内容
本发明提供了一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，以解决现有技术存在的小口径管材的同轴度差和管壁厚度不均匀性严重或根本无法实施等的技术问题。
本发明对塑料小口径管材(芯棒直径小于20mm)进行轴向、径向拉伸，提高塑料管材的物理力学性能，大大提高了其强度和韧性，提高了管材的同轴度和管壁厚度的均匀性，且大幅度降低了材料的消耗和降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，包括管胚成型区、保温区和双向扩胀区；管胚成型区、保温区和双向扩胀区顺序连接。
进一步的，
所述的管胚成型区包括模体、分流锥、芯模支架、机头体、口模、同轴调节螺钉、芯棒、加热器；热电偶和连接螺钉，所述芯棒和芯模支架内的通道设有耐高温绝热软管及接头。
所述保温区包括保温段芯棒、保温段口模，所述保温区的芯棒长度为管胚壁厚的25‐120倍，所述保温段口模内有通液体或气体的通道；所述保温段口模中有具有通有一定温度的液体或气体的通道；所述保温段口模与口模有相互配合的锥台和锥槽定位，并通过连接螺钉固定，所述保温段口模与口模之间设有第一隔热垫片以隔热，所述保温段口模与口模之间还设有第二隔热垫片以隔热，并直接通过螺纹连接固定，为了保证其同轴度，所述保温段口模与口模之间通过螺纹连接后再进行整体精加工。
所述双向扩胀区包括拉伸扩胀模腔、弹性孔板、热电偶、加热器、真空接口，所述拉伸扩胀模腔是两端有平直段而中间为一锥度的中空管道，为了保证管材扩胀顺畅，所述平直段与中空管道之间用圆角过渡，所述拉伸扩胀模腔内分段设有多个相互独立的真空通道，便于对管胚进行分段吸附和生产控制。
所述弹性孔板为中心有圆孔的橡胶或弹性塑料，用于在抽真空时对空气的阻隔；所述拉伸扩胀模腔与保温段口模通过螺纹连接，并且拉伸扩胀模腔具有可更换结构，以生产各种不同规格的管材。
所述双向扩胀区的拉伸扩胀模腔的锥角为10‐70°，过渡圆角为R10‐100mm，所述双向扩胀区的轴向拉伸比≥1：1.05，所述双向扩胀区的径向拉伸比≥1：1.1，且双向扩胀区的径向拉伸比大于轴向拉伸比。
本发明的工作原理如下:塑料熔体从挤出机进入管胚成型区后，在挤出机的作用下沿模腔流动形成管坯，管坯接着进入保温区，保温区内外表面很光滑，可以使管材外表面质量很高，保温段口模中通有一定温度的液体或气体，可以使管材的温度从熔融温度冷却到适合双轴取向的温度，然后进入的双向扩胀区。拉伸扩胀模腔被精确控温的加热器所包围，使管材保持在适合双轴取向的温度下。然后在牵引机的牵引力和真空吸附力作用下，管坯被强行通过锥形的拉伸扩胀模腔，实现在一定温度和牵引速率下的双轴取向。
本发明的主要创新点：1)在扩胀成型区分段设有相配合的真空装置及通道，保证了管材的连续取向；2)模具选取适宜的轴向拉伸比和径向拉伸比，能取得高程度取向及表面光滑平整的管材；3)模具结构简单合理，减少了芯棒的长度，提高了管材的同轴度和管壁厚度的均匀性；4)在更换拉伸扩胀模腔的情况下，也可以生产不种规格的管材，可以实现连续生产，节约生产成本。
有益效果：
1、根据不同塑料材料，选取适宜的扩胀角和扩胀过渡圆角，能够保证管胚的圆顺地进行轴向和径向拉伸；
2、在扩胀成型区分段设有相配合的真空装置，保证了管材的连续取向；
3、在管胚成型区和扩胀成型区内设有的加热保温装置，使塑料在一定温度范围内进行塑性拉伸使其分子链获得一定的取向，生产出良好力学性能的管材；
4、选取适宜的轴向拉伸比和径向拉伸比，能取得高程度双轴取向及表面光滑平整的管材；
5、与无经过双轴拉伸生产的同规格的管材，在相同性能下，壁厚可减少1/4以上，达到了节约材料、节约能源和降低生产成本。
6、在更换扩胀成型环的情况下，也可以生产不种规格的管材，节约生产成本。
附图说明
下面将结合附图对本发明进行详细说明。
图1为双轴取向塑料小口径管材挤出成型模具结构示意图
1、模体；2、分流锥；3、芯模支架；4、加热器；5、机头体；6、口模；7、同轴调节螺钉；8、芯棒；9、第一隔热垫片；10、连接螺钉；11、保温段口模；12、热电偶；13、拉伸扩胀模腔；14、热电偶；15、弹性孔板；16、加热器；17、真空接口；18、保温段芯棒；19、第二隔热垫片；20、加热器；21、热电偶；22、热电偶；23、加热器；24、连接螺钉；25、加热器；26、热电偶。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。参照附图，对本发明优选实施例进行详细的描述，其中所有相同的附图标记表示相同的部件。
一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，包括管胚成型区、保温区和双向扩胀区；管胚成型区、保温区和双向扩胀区顺序连接。
进一步的，
所述的管胚成型区包括模体、分流锥、芯模支架、机头体、口模、同轴调节螺钉、芯棒、加热器；热电偶和连接螺钉，所述芯棒和芯模支架内的通道设有耐高温绝热软管及接头。
所述保温区包括保温段芯棒、保温段口模，所述保温区的芯棒长度为管胚壁厚的25‐120倍，所述保温段口模内有通液体或气体的通道；所述保温段口模中有具有通有一定温度的液体或气体的通道；所述保温段口模与口模有相互配合的锥台和锥槽定位，并通过连接螺钉固定，所述保温段口模与口模之间设有第一隔热垫片以隔热，所述保温段口模与口模之间还设有第二隔热垫片以隔热，并直接通过螺纹连接固定，为了保证其同轴度，所述保温段口模与口模之间通过螺纹连接后再进行整体精加工。
所述双向扩胀区包括拉伸扩胀模腔、弹性孔板、热电偶、加热器、真空接口，所述拉伸扩胀模腔是两端有平直段而中间为一锥度的中空管道，为了保证管材扩胀顺畅，所述平直段与中空管道之间用圆角过渡，所述拉伸扩胀模腔内分段设有多个相互独立的真空通道，便于对管胚进行分段吸附和生产控制。
所述弹性孔板为中心有圆孔的橡胶或弹性塑料，用于在抽真空时对空气的阻隔；所述拉伸扩胀模腔与保温段口模通过螺纹连接，并且拉伸扩胀模腔具有可更换结构，以生产各种不同规格的管材。
所述双向扩胀区的拉伸扩胀模腔的锥角为10‐70°，过渡圆角为R10‐100mm，所述双向扩胀区的轴向拉伸比≥1：1.05，所述双向扩胀区的径向拉伸比≥1：1.1，且双向扩胀区的径向拉伸比大于轴向拉伸比。
优选实施例：
一种在线双轴取向塑料大口径管材挤出成型模具，包括管胚成型区、保温区和双向扩胀区；管胚成型区包括模体1、分流锥2、芯模支架3、加热器4、机头体5、口模6、同轴调节螺钉7、芯棒8、加热器20、加热器25；热电偶21、热电偶22、热电偶26、连接螺钉23、连接螺钉24等组成；保温区包括保温段芯棒18、保温段口模11和热电偶12等组成，保温区的平直段长度为管胚壁厚的50倍，其沿双轴拉伸方向上有一小段扩胀圆锥，圆锥与平直段以圆角平滑过渡，圆角大小为R10mm，以便于对管材进行双轴拉伸；保温段口模11与口模6有相互配合的锥台和锥槽定位，通过连接螺钉10固定，保温段口模与口模之间有第一隔热垫片9隔热，保温段芯棒与芯棒有相互配合的锥台和锥槽定位，保温段口模与口模之间有第二隔热垫片19隔热，直接通过螺纹连接固定；双向扩胀区包括拉伸扩胀模腔13、热电偶14、弹性孔板15、加热器16、真空接口17组成，拉伸扩胀模腔13内分段设有多个相互独立的真空通道，便于在不更换拉伸扩胀模腔13时可以生产不同规格的管材；双向扩胀区的拉伸扩胀模腔的锥角为40°，过渡圆角为R80mm，双向扩胀区的轴向拉伸比为1.2，双向扩胀区的径向拉伸比为1.5。
拉伸扩胀模腔可更换，以生产各种不同规格的管材，提高了生产效率和降低了生产成本。
在本发明特定实施例中被描述时，本领域技术人员应该认识到本发明可以在不超出权利要求书的精神和范围内进行修正。

Claims (6)

1.一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，其特征在于：包括管胚成型区、保温区和双向扩胀区；管胚成型区、保温区和双向扩胀区顺序连接。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：管胚成型区包括模体、分流锥、芯模支架、机头体、口模、同轴调节螺钉、芯棒、加热器；热电偶和连接螺钉，所述芯棒和芯模支架内的通道设有耐高温绝热软管及接头。
3.根据权利要求1或2所述的一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，其特征在于：所述保温区包括保温段芯棒、保温段口模，所述保温区的芯棒长度为管胚壁厚的25‐120倍，所述保温段口模内有通液体或气体的通道；所述保温段口模中有具有通有一定温度的液体或气体的通道；所述保温段口模与口模有相互配合的锥台和锥槽定位，并通过连接螺钉固定，所述保温段口模与口模之间设有第一隔热垫片以隔热，所述保温段口模与口模之间还设有第二隔热垫片以隔热，并直接通过螺纹连接固定，为了保证其同轴度，所述保温段口模与口模之间通过螺纹连接后再进行整体精加工。
4.根据权利要求3所述的一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，其特征在于：所述双向扩胀区包括拉伸扩胀模腔、弹性孔板、热电偶、加热器、真空接口，所述拉伸扩胀模腔是两端有平直段而中间为一锥度的中空管道，为了保证管材扩胀顺畅，所述平直段与中空管道之间用圆角过渡，所述拉伸扩胀模腔内分段设有多个相互独立的真空通道，便于对管胚进行分段吸附和生产控制。
5.根据权利要求4所述的一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，其特征在于：所述弹性孔板为中心有圆孔的橡胶或弹性塑料，用于在抽真空时对空气的阻隔；所述拉伸扩胀模腔与保温段口模通过螺纹连接，并且拉伸扩胀模腔具有可更换结构，以生产各种不同规格的管材。
6.根据权利要求4或5所述的一种在线双轴取向塑料小口径管材的挤出成型模具，其特征在于：所述双向扩胀区的拉伸扩胀模腔的锥角为10‐70°，过渡圆角为R10‐100mm，所述双向扩胀区的轴向拉伸比≥1：1.05，所述双向扩胀区的径向拉伸比≥1：1.1，且双向扩胀区的径向拉伸比大于轴向拉伸比。
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