大型塑料制品旋塑成型裝備及工藝關(guān)鍵問題研究.pdf

1、旋塑成型技術(shù)的出現(xiàn)使得高精度的大型塑料制品整體一次加工制造成為可能。旋塑成型又稱滾塑成型，其成型原理主要包含四步工序;加料、加熱、冷卻和脫模。
　　本文以新能源汽車全塑車身的精密制造為切入點(diǎn)，從烘箱式旋塑成型的傳熱模型、設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化、模具創(chuàng)新加工制造技術(shù)、成型工藝智能控制等方面對旋塑成型裝備及工藝的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。本文相關(guān)創(chuàng)新研究工作的應(yīng)用實施對于完善旋塑成型理論體系，擴(kuò)展旋塑成型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域都具有重要的科學(xué)意義和現(xiàn)實意義。

2、
　　(1)本文首先根據(jù)大型烘箱式旋塑設(shè)備成型過程中的溫度傳遞特征，創(chuàng)新性提出了旋塑成型多階段、多方式的傳熱模型，建立了成型過程中四個重要階段的熱量(q)和溫度（T）之間的參量關(guān)系，并探討、獲得了旋塑成型過程傳熱特性的影響因素。該項針對烘箱式旋塑成型的多階段傳熱模型研究工作，填補(bǔ)了旋塑成型過程中熱量傳遞與溫升時間的理論計算空白。
　　(2)以多階段傳熱模型為基礎(chǔ)，本文采用有限元分析方法，對旋塑設(shè)備的烘箱溫度場、機(jī)械臂和模具架

3、的受力特性進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，提出了出風(fēng)口加裝導(dǎo)流葉片控制單元、烘箱-烘道集成一體化結(jié)構(gòu)、機(jī)械臂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計方案、大型制品逆向工程虛擬設(shè)計等方案。并對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化試驗研究。研究結(jié)果表明;改進(jìn)后的方案熱利用率高，機(jī)械部分變形小、穩(wěn)定性好;相比于明火直燒/半明火直燒方式，烘箱-烘道一體化結(jié)構(gòu)的旋塑設(shè)備可縮短成型時間20％以上，降低能耗達(dá)30％;加裝出風(fēng)口控制單元后可縮短成型時間50％以上，降低能耗達(dá)40％。
　　(3)在旋塑

4、模具設(shè)計制造方面，針對大型中空旋塑制品所采用的超大、超重鋁塊模具制造難度大、加工機(jī)床要求高、精度難以保證等問題，本文采用微積分設(shè)計思想，將大型模具進(jìn)行單元分割、陣列組合，該應(yīng)用創(chuàng)新方法不僅大幅降低了模具制造的難度和成本，且可以有效地保證模具的制造精度。此外，針對大型薄壁金屬模具，本文提出了數(shù)控點(diǎn)壓漸進(jìn)成型和多階立體花紋降維加工的制造方法，該應(yīng)用創(chuàng)新方法可以有效地解決旋塑領(lǐng)域大型薄壁金屬模具加工制造過程變形大、易開裂等技術(shù)難題。
　

5、　(4)在工藝控制方面，本文創(chuàng)新性發(fā)明了高溫環(huán)境下無線測溫方法及裝置，解決了長久以來高速轉(zhuǎn)動的旋塑模具內(nèi)部溫度無法監(jiān)測的技術(shù)難題。利用該無線測溫裝置，可以對旋塑設(shè)備烘箱和模具內(nèi)外表面的多點(diǎn)進(jìn)行溫度實時在線監(jiān)測和有效控制。此外，基于該無線測溫方法，本文設(shè)計了旋塑成型PLC智能控制模塊，可對成型時間、燃燒機(jī)的比例控制和傳統(tǒng)系統(tǒng)實施自動化控制，避免了設(shè)備能源浪費(fèi)、制品精度低等弊端，實現(xiàn)了大型塑料制品加工制造過程的智能監(jiān)測。
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