CN108407256B - 具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，包括上模板和下模板，所述上模板和下模板之间通过多个夹紧导柱连接固定，所述夹紧导柱的两个端部配合螺母锁紧固定；所述上模板外侧安装有连接轴，内侧安装有模头板；所述连接轴出口端具有的外螺纹同所述上模板中心槽孔螺纹固定。本发明所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，通过定型模腔表面的增压段、光整段和减阻段，使尼龙棒材制品形成平整光滑的表面和紧密的内部组织，增压段保证了气孔缩孔的去除，使尼龙棒材的内部组织更加紧密，光整段使尼龙棒材的外表面光滑平整、粗糙度低，减阻段降低了尼龙棒材挤出过程中的阻力，保证了挤出运动的稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及挤出成型模具技术领域，具体涉及一种具有新型定型模结构的尼龙棒材挤出模具。
背景技术
目前，尼龙作为一种重要的工程塑料，具有极其优异的综合性能，包括较高的机械强度、刚度等，良好的韧性、耐磨性、电化学性能等，使其成为了一种通用性很强且用途广泛的高分子材料。目前，用于尼龙棒材的生产工艺有采用静态浇注方法和离心浇注方法的浇注成型工艺，并且存在相关的专利，而适合于尼龙棒材的挤出成型工艺还没有相关的模具专利。
为了解决相关的技术问题，中国发明专利公开了一种超高分子量聚乙烯的棒材挤出模具，申请号为200910013863.1，其技术方案为：该模具依次具有腔体相连通的进料段、缓冲段、整形段、阻力段和定形段，其中，缓冲段的内径要大于与其相通的进料段和整形段的内径，其入口处和出口处均为锥角状，整形段为自其入口处向出口处增大的长锥形腔体，阻力段为自其入口处向出口处缩小的锥形腔体。
上述方案，虽然在一定程度上解决了超高分子量聚乙烯棒材成型的问题，但是该方案依然存在成型结构不合理，缺少必要的冷却装置，模具内温度不均匀，最终成型压力和棒材尺寸不可调等问题，成型出的棒材，内部结构不够紧密，表面粗糙、光滑性差，因此，该方案不适于加工尼龙棒材。
为了解决棒材冷却成型的相关技术问题，中国实用新型专利公开了一种塑料棒材挤出模具，申请号为201420383881.5，其技术方案为：该模具，包括设有定位台阶的机头和连接于所述定位台阶的冷却定型模，所述机头中设有多个输料通道，所述输料通道贯穿所述定位台阶，所述冷却定型模中设有多个对应于所述输料通道的管孔，所述管孔中安置有定型套管，其中，所述冷却定型模的内端面设有法兰盘，所述管孔贯穿所述法兰盘，所述定型套管的前段突出于所述法兰盘，形成一与所述定位台阶内端面上的输料通道出口相抵接的接触管，该接触管的管壁厚度小于定型套管的管壁厚度。
上述方案虽然在一定程度上解决了塑料棒材成型时的冷却问题，但是该方案中冷却定型模内的定型套管分布不均匀，位于中心的定型套管较集中而圆周方向的定型套管较分散，使冷却定型模内的冷却液温度局部出现较大差别，无法实现对定型套管内熔融塑料的均匀冷却，因此，无法保证塑料棒材的冷却成型质量，该方案不适于尼龙棒材的冷却成型。
综上所述，现有的尼龙棒材挤出模具在定型段都是采用了倒稍结构，没有三段式结构中的增压段和光整段，对成型制品内部质量没有保证；而且冷却方式也比较落后，采用的大水套冷却，不能实现对挤出棒材的均匀冷却，造成挤出棒材表面质量不够高；在棒材挤出过程中的阻尼力的调节上也比较落后，都是采用的手动拧紧的夹板装置来进行调节，费时费力，还占用空间。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，用于解决现有的棒材挤出模具，对成型制品内部质量没有保证，挤出棒材表面质量不够高，在棒材挤出过程中的阻尼力的调节上也比较落后，都是采用的手动拧紧的夹板装置来进行调节，费时费力，还占用空间的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，包括上模板和下模板，所述上模板和下模板之间通过多个夹紧导柱连接固定，所述夹紧导柱的两个端部配合螺母锁紧固定；所述上模板外侧安装有连接轴，内侧安装有模头板；所述连接轴出口端具有的外螺纹同所述上模板中心槽孔螺纹固定，所述模头板一端通过定位圈定位固定于所述上模板内侧，所述模头板另一端同所述下模板之间安装有定型模组件；所述的定型模组件包括内侧的定型模和外侧的定型模外套，所述的下模板的中心内孔外侧依次安装有锁紧套和锁紧螺母。
作为优选所述定型模模腔表面的成型结构包括增压段、光整段和减阻段，所述增压段、光整段和减阻段的三段式结构，从所述上模板的入口方向至所述下模板的出口方向依次设置；所述增压段和减阻段的内孔为锥孔，所述增压段的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小，所述减阻段的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减增大，中间设置的所述光整段的内孔为直孔。
作为优选所述增压段内孔为锥度为1:18至1:22的锥形结构，所述减阻段的内孔为锥度1:16至1:20的锥形结构。
作为优选所述定型模外壁加工有均匀分布的螺旋形冷却水道，所述螺旋形冷却水道的槽孔顶端同所述模外套的内壁过盈配合形成冷却水道。
作为优选所述冷却水道底部是半圆形的弧面，所述半圆形的弧面的直径是8mm，所述半圆形的弧面顶端距离所述冷却水道顶部的距离是水道深度，所述水道深度为9mm，两相邻水道之间的壁厚为2mm。
作为优选所述锁紧螺母的内孔为锥孔，所述锁紧螺母的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小；当所述锁紧螺母向所述锁紧套内旋入，则所述锁紧套受力发生变形，使锁紧套变形为自入口方向到出口方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构，该模具通过锁紧螺母与锁紧套的配合，实现了对尼龙棒材成型过程中阻尼力的微调，锁紧螺母地旋入会使尼龙棒材的成型过程的阻尼力增大，锁紧螺母地旋出会使尼龙棒材的成型过程的阻尼力减小。
作为优选所述锁紧螺母的内孔是锥度为8°-12°的锥形结构。
作为优选所述上模板上加工有供所述夹紧导柱一端穿过的通孔，并通过六角螺母I同所述夹紧导柱夹紧固定；所述下模板上加工有供所述夹紧导柱另一端穿过的通孔，并通过两个六角螺母II同所述夹紧导柱夹紧固定，两个所述六角螺母II分别锁紧于所述下模板两侧夹紧。
作为优选所述连接轴的入口端通过外螺纹同挤出机机头刚性连接；所述连接轴的外表面设有加热板I，上模板的外表面设有加热板II，模头板的外表面设有加热板III。
作为优选所述模头板和下模板上加工有用于安装定型模组件的定位槽；所述模头板和定型模组件之间设置有隔热垫圈，所述连接轴出口端的轴端面和所述上模板间设置有密封圈I，所述上模板和所述模头板之间设置有密封圈II。
与现有技术相比较，本发明所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，具有以下优点：
1、本发明所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，定型模模腔表面的成型结构包括增压段、光整段和减阻段，该模具可通过定型模腔表面的增压段、光整段和减阻段，使尼龙棒材制品形成平整光滑的表面和紧密的内部组织，增压段保证了气孔缩孔的去除，使尼龙棒材的内部组织更加紧密，光整段使尼龙棒材的外表面光滑平整、粗糙度低，减阻段降低了尼龙棒材挤出过程中的阻力，保证了挤出运动的稳定可靠。
2、本发明所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，定型模外壁加工有均匀分布的螺旋形冷却水道，所述螺旋形冷却水道的槽孔顶端同所述模外套的内壁过盈配合形成冷却水道，该模具可通过定型模上均匀分布的螺旋形冷却水道，实现尼龙棒材的成型过程的均匀冷却。
3、本发明所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，锁紧螺母的内孔为锥孔，所述锁紧螺母的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小；当所述锁紧螺母向所述锁紧套内旋入，则所述锁紧套受力发生变形，使锁紧套变形为自入口方向到出口方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构，该模具可通过锁紧螺母与锁紧套的配合，实现了对尼龙棒材成型过程中阻尼力的微调，锁紧螺母地旋入会使尼龙棒材的成型过程的阻尼力增大，锁紧螺母地旋出会使尼龙棒材的成型过程的阻尼力减小。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明定型模组件部分的结构示意图。
图3是本发明定型模末端锁紧装置的结构示意图。
其中：1、连接轴，2、六角螺母I，3、上模板，4、隔热垫圈，5、定型模，6、定型模外套，7、下模板，8、锁紧套，9、锁紧螺母，10、加热板I，11、加热板II，12、密封圈I，13、定位圈，14、密封圈II，15、加热板III，16、模头板，17、六角螺母II，18、夹紧导柱，
19、增压段，20、光整段，21、减阻段，22、螺旋形冷却水道。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，包括上模板3和下模板7，所述上模板3和下模板7之间通过多个夹紧导柱18连接固定，所述夹紧导柱18的两个端部配合螺母锁紧固定；所述上模板3上加工有供所述夹紧导柱18一端穿过的通孔，并通过六角螺母I2同所述夹紧导柱18夹紧固定；所述下模板7上加工有供所述夹紧导柱18另一端穿过的通孔，并通过两个六角螺母II17同所述夹紧导柱18夹紧固定，两个所述六角螺母II17分别锁紧于所述下模板7两侧夹紧。所述六角螺母I2为Φ39六角螺母，即螺母内径为39mm，所述六角螺母II17为Φ48六角螺母，即螺母内径为48mm。
所述上模板3外侧安装有连接轴1，内侧安装有模头板16；所述连接轴1出口端具有的外螺纹同所述上模板3中心槽孔螺纹固定，所述模头板16一端通过定位圈13定位固定于所述上模板3内侧，所述模头板16另一端同所述下模板7之间安装有定型模组件；所述连接轴1的入口端通过外螺纹同挤出机机头刚性连接，出口端通过外螺纹与上模板3刚性连接，熔融的尼龙材料通过挤出机机头，进入连接轴1流道入口处。
所述连接轴1的外表面设有加热板I10，上模板3的外表面设有加热板II11，模头板16的外表面设有加热板III15，使上述部位保持240℃模温，以保证尼龙材料充分熔融。
所述模头板16和下模板7上加工有用于安装定型模组件的定位槽；所述模头板16和定型模组件之间设置有隔热垫圈4，所述连接轴1出口端的轴端面和所述上模板3间设置有密封圈I12，所述上模板3和所述模头板16之间设置有密封圈II14。所述密封圈I12为内径Φ30mm密封圈，所述密封圈II14为内径Φ50mm密封圈。
模头板16与定型模5之间放置聚醚酮材料的隔热垫圈4来避免传热对冷却成型过程造成干扰，上模板3与模头板16处采用材料为紫铜的密封圈II14，来保证模具良好的密封性，上模板3、定型模5、下模板7、锁紧螺母9、定位圈13与模头板16的材料为2Cr13，保证了尼龙棒材的成型精度。
所述的定型模组件包括内侧的定型模5和外侧的定型模外套6，所述的下模板7的中心内孔外侧依次安装有锁紧套8和锁紧螺母9。
所述定型模5模腔表面的成型结构包括增压段19、光整段20和减阻段21，所述增压段19、光整段20和减阻段21的三段式结构，从所述上模板3的入口方向至所述下模板7的出口方向依次设置；所述增压段19和减阻段21的内孔为锥孔，所述增压段19的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小，所述减阻段21的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减增大，中间设置的所述光整段20的内孔为直孔。
所述增压段19内孔为锥度为1:18至1:22的锥形结构，根据不同挤出材料，选取不同的锥度，优选的，所述增压段19内孔锥度为1:20，实现了对气孔缩孔的去除，使尼龙棒材的内部组织更加紧密，所述减阻段21的内孔为锥度1:16至1:20的锥形结构，根据不同挤出材料，选取不同的锥度，优选的，所述减阻段21的内孔锥度为1:18，降低了尼龙棒材挤出过程中的阻力，保证了挤出运动的稳定可靠。所述光整段20为平整光滑的直线且与压缩段和释放段相接，实现了对尼龙棒材外表面的打磨抛光，使其表面光滑平整、粗糙度低。
所述增压段19、光整段20和减阻段21的定型模腔表面成型结构的三段式构成，使挤出成型的尼龙棒材制品表面平整光滑、内部组织紧密。
所述定型模5外壁加工有均匀分布的螺旋形冷却水道22，所述螺旋形冷却水道22的槽孔顶端同所述模外套6的内壁过盈配合形成冷却水道，实现了尼龙棒材的冷却成型和均匀冷却，成型好的尼龙棒材在模具出口处温度为30℃。所述冷却水道底部是半圆形的弧面，所述半圆形的弧面的直径是8mm，所述半圆形的弧面顶端距离所述冷却水道顶部的距离是水道深度，所述水道深度为9mm，两相邻水道之间的壁厚为2mm。水道的底端必须为圆弧形结构，这是为了保证定型套整体的强度。
所述锁紧螺母9的内孔为锥孔，所述锁紧螺母9的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小；当所述锁紧螺母9向所述锁紧套8内旋入，则所述锁紧套8受力发生变形，使锁紧套8变形为自入口方向到出口方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构。所述锁紧螺母9的内孔是锥度为8°-12°的锥形结构，所述锁紧螺母9的内孔锥度优选为10°，锁紧螺母9的旋出会使与之配合的锁紧套8发生与之相反的变形，实现了对尼龙棒材成型过程中阻尼力的微调。所述锁紧套8通过其外表面与下模板7内表面的配合实现定位；所述锁紧螺母9通过其外螺纹与下模板7刚性连接。
锁紧螺母9的旋入会使与之配合的锁紧套8发生变形，使锁紧套8变形为自入口方向到出口方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构，进而使尼龙棒材成型过程的阻尼力增大，锁紧螺母9的旋出会使与之配合的锁紧套8发生与之相反的变形，进而使尼龙棒材的成型过程的阻尼力减小。
工作时，连接轴1流道入口处为内径逐渐减小的锥形结构，当内径尺寸减小到一定值时，内径尺寸保持不变，超过此距离，上模板3流道的内径为自入口端向出口端逐渐增大的锥形结构，模头板16流道的内径尺寸自入口端至出口端保持不变，与定型模5流道入口端的内径尺寸相同，定型模5流道由三段式构成，依次是增压段、光整段和减阻段，增压段的内径尺寸由入口方向到出口方向逐渐减小且为锥度1:20的锥形结构，光整段为平整光滑的直线且与压缩段和释放段相接，减阻段的内径尺寸由入口方向到出口方向逐渐增大且为锥度1:18的锥形结构，保证了挤出运动的稳定可靠。
高分子聚合物熔体从连接轴的入口处进入，进过上模板3和模头板16压缩与释放后进入定型模5，通过定型模5的冷却作用，熔体逐渐冷却定型，从锁紧螺母9出口段出来的棒材外表面基本冷却定型。
本发明所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，适用于尼龙等高分子聚合物棒材的成型加工。适用于工程塑料制品公司采用，以提高工程塑料制品质量。模具带有自锁装置，实现对挤出过程中阻尼力的微调，简单可靠。
采用定型模腔表面三段式结构、有效的改善了挤出棒材的内部质量，螺旋形冷却水道的应用实现了对挤出棒材的均匀冷却定型、成型过程阻尼力微调结构可以方便的进行挤出过程阻尼力的调节。
通过以上技术使生产出的尼龙棒材的表面更加平整光滑、内部组织更加紧密、成型过程更加稳定可靠。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于包括上模板和下模板，所述上模板和下模板之间通过多个夹紧导柱连接固定，所述夹紧导柱的两个端部配合螺母锁紧固定；
所述上模板外侧安装有连接轴，内侧安装有模头板；
所述连接轴出口端具有的外螺纹同所述上模板中心槽孔螺纹固定，所述模头板一端通过定位圈定位固定于所述上模板内侧，所述模头板另一端同所述下模板之间安装有定型模组件；
所述的定型模组件包括内侧的定型模和外侧的定型模外套，所述的下模板的中心内孔外侧依次安装有锁紧套和锁紧螺母；
所述锁紧螺母的内孔为锥孔，所述锁紧螺母的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小；
当所述锁紧螺母向所述锁紧套内旋入，则所述锁紧套受力发生变形，使锁紧套变形为自入口方向到出口方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构。
2.根据权利要求1所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述定型模模腔表面的成型结构包括增压段、光整段和减阻段，所述增压段、光整段和减阻段的三段式结构，从所述上模板的入口方向至所述下模板的出口方向依次设置；
所述增压段和减阻段的内孔为锥孔，所述增压段的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减小，所述减阻段的内径尺寸从入口方向至出口方向逐渐减增大，中间设置的所述光整段的内孔为直孔。
3.根据权利要求2所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述增压段内孔为锥度为1:18至1:22的锥形结构，所述减阻段的内孔为锥度1:16至1:20的锥形结构。
4.根据权利要求1或2所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述定型模外壁加工有均匀分布的螺旋形冷却水道，所述螺旋形冷却水道的槽孔顶端同模外套的内壁过盈配合形成冷却水道。
5.根据权利要求4所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述冷却水道底部是半圆形的弧面，所述半圆形的弧面的直径是8mm，所述半圆形的弧面顶端距离所述冷却水道顶部的距离是水道深度，所述水道深度为9mm，两相邻水道之间的壁厚为2mm。
6.根据权利要求1或2所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述锁紧螺母的内孔是锥度为8°-12°的锥形结构。
7.根据权利要求1或2所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述上模板上加工有供所述夹紧导柱一端穿过的通孔，并通过六角螺母I同所述夹紧导柱夹紧固定；
所述下模板上加工有供所述夹紧导柱另一端穿过的通孔，并通过两个六角螺母II同所述夹紧导柱夹紧固定，两个所述六角螺母II分别锁紧于所述下模板两侧夹紧。
8.根据权利要求1或2所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述连接轴的入口端通过外螺纹同挤出机机头刚性连接；
所述连接轴的外表面设有加热板I，上模板的外表面设有加热板II，模头板的外表面设有加热板III。
9.根据权利要求1或2所述的具有定型模结构的尼龙棒材挤出模具，其特征在于：
所述模头板和下模板上加工有用于安装定型模组件的定位槽；
所述模头板和定型模组件之间设置有隔热垫圈，所述连接轴出口端的轴端面和所述上模板间设置有密封圈I，所述上模板和所述模头板之间设置有密封圈II。
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