动态成型注塑螺杆熔体输送能力的研究.doc

动态成型注塑螺杆熔体输送能力的研究 - 42? 现代塑料加工应用2006年第l8卷第6期 MODERNPIAS’FICSPRO(;ESSINGANDAI’PLICAT10NS 动态成型注塑螺杆熔体输送能力的研究 王权瞿金平 (华南理工大学聚合物新型成型装备围家丁程研究中心, 聚合物成型加工工程教育部重点实验窒,广东广州,510640) * 摘要:根据动态注射成型时螺杆的工作特点,采用自行修正的Tanner本构方程研究了聚合物熔体在螺槽中的等温流 动.同时,近似地给出了振动力场下注塑螺杆熔体输送能力的表达式,理论分析了振动参数对沿程压力降及动态成型熔体 输送能力的影响.结果表明,振动力场使塑化过程中聚合物的粘度降低,流动阻力减小.沿螺槽方向的平均压力降减小,在 保持成型条件不变的情况下,施加振动可以提高熔体输送能力. 关键词:动态成型螺杆注射熔体输送聚合物 StudyonMeltConveyingCapabilityofInjection ScrewinDynamicProcessing WangQuanQuJinping (TheNationalEngineeringResearchCenterofNovelEquipmentforPolymerProcessing, TheKeyLaboratoryofPolymerProcessingEngineeringofMinistryofEducation, SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,Guangdong,510640) Abstract:Isothermalflowofthepolymermeltinchannelwasdiscussedbasedonthe workprincipleofscrewindynamicprocessingwithself_.mendedTannerconstitutiveequa—— tlons.Atthesametime,theanalyticalsolutiontomeltconveyingcapabilityofinjection screwwaspresentedindynamicprocessingapproximatively.Theeffectsofvibrationparam— etersonthepressuregradientalongchannelandmeltconveyingcapabilityindynamicpro cessingwereanalyzedtheoretically.Theresultsshowthatthepressuregradientalongchan neldropsbecauseoflowerviscosityofthepolymermeltandsmallerflowingresistanceinvi brationforcefield.Themeltconveyingcapacityisimprovedinsamemoldingconditionunder vibrationforcefield. Keywords:dynamicprocessing;screw;injection;meltingconveying;polymer 注射成型是塑料加工成型的主要方法之 一 ,而螺杆往复式注塑机是目前广泛使用的一类 注塑机.与挤出机不同的是,在塑化物料时螺杆 后退,熔体被送入螺杆头部退让出的料筒空间, 达到一定量后螺杆前进充当柱塞将物料经喷嘴 注入模具型腔,这一过程螺杆的熔体输送能力即 为注塑螺杆的塑化能力,它表征单位时问内螺杆 可能提供塑料熔体的最大能力.螺杆塑化能力 的大小直接影响注射周期,也影响着注塑机的生 产效率. 近年来,振动技术广泛地应用于聚合物成型 加工uJ.电磁动态成型技术是将电磁场产生 的机械振动力场引入到物料塑化,注射,保压 全过程,通过螺杆的周期性振动,变传统的纯剪 收稿日期:2005¨07;修改稿收到Et期.2006—08一O1. 作者简介:王权,男,l977年生,博士生,主要从事聚合物成 型加工理论及设备的研究 *该课题属于国家自然科学基金资助项目. 王权等.动态成型注塑螺杆熔体输送能力的研究 切稳态塑化,输送机理为动态剪切塑化,输送 机理.?. 由于螺杆往复式注塑机的塑化原理与挤出 机类似,因此,人们通常只借助于挤出螺杆的熔 体输送理论来指导注塑螺杆的设计’,实际生 产中往,庄导致很大偏差.因此,根据注塑螺杆的 工作特点,研究动态成型时其熔体输送过程,对 于选择合适的加工工艺,优化加工过程有重要 意义 1物理模型 为研究方便将料筒和螺杆分别展开成2个 平面,如图1所示.这时可把注塑螺杆计量段