滚塑电热模具设计及成型质量调控机理的研究
滚塑成型是一种以热塑性塑料为原料，成型大型中空复杂结构塑料制品的工艺方法，广泛应用于国防军事、休闲娱乐、生活储罐等领域。传统滚塑成型多使用明火或热空气加热模具，具有有效热利用低、设备自动化程度低、温度不可分区控制、人员工作环境差等特点。 电加热滚塑模具是一种采用电加热丝直接加热的新型滚塑模具,因其能源利用率高、模具温度分区可控、易实现设备自动化等优点逐渐兴起。但是滚塑模具通常形状复杂，存在电加热丝的布置与安装困难、适用于电加热模具的自动化滚塑设备较少、电加热工艺控制参数缺乏规律等问题。因此，迫切需要从业者和研究人员设计新模具、研发新设备、探索新工艺，促进电加热滚塑成型的商业成熟化。本课题主要研究内容和结论如下: (1)设计了滚塑电加热模具，对圆球电加热模具空烧过程的温度仿真结果和实验结果进行对比分析，验证了温度仿真的准确性。以模拟仿真方法为电加热模具温度均匀性的检验手段，提出了适用于滚塑电加热模具电加热丝的布置方法一单元分割组合法，并以尿素箱为例进行了电热丝布置方案的设计。 (2)设计了自动化电加热滚塑机的整机机械结构，并对其转臂进行了静力学分析，验证了结构的合理性。对电机、减速机、小齿轮和有齿式回转支承组成的传动系统进行了计算选型，分析了滚塑机设计过程中的注意事项。最终，成功设计了一款具有自动拆模、自动开模、自动锁模的自动化电加热滚塑机。 (3)对电加热滚塑成型工艺进行了研究，探索了制品壁厚调控和制品气孔消除的方法。在调控制品壁厚方面，研究了模具转速、模具形状、模具温度和电加热丝加热功率对制品壁厚的影响。在消除制品表面气孔方面，研究了保温温度和加热时间对制品气孔的影响，并对多腔模具气孔的消除提出了调控方法。
热塑性塑料;滚塑电加热模具;机械结构;成型工艺
北京化工大学
硕士
机械
王永涛;朱国才
2023
中文
TQ325
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）