尼龙片材挤出压延复合成型新工艺与新装备研究

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1、捅要手两姜尼龙薄片材制品具有优越的综合性能、应用广泛，但由于尼龙熔点温度范围较窄、粘温关系特殊，尼龙片材难以采用国内现有成型工艺和装备进行高精度成型加工。本文以尼龙6片材为成型加工对象，首次提出挤出压延复合成型新工艺用于其成型加工。设计了挤出压延复合成型新装备，试制了装备的生产样机；对新工艺过程中的片胚挤出与下垂、压延成型两个主要成型过程进行了数值模拟与综合分析；研究了复合工艺过程中主要工艺参数对成型质量的影响规律：根据分析结果确定了生产样机的工艺参数选取范围，并通过了试生产验证。主要内容如下：(1)在综合分析多种机械系统及控制系统可行性组成方案的基础上，

2、根据复合成型工艺的需要，确定了尼龙片材挤出压延复合成型生产线的设计方案。装备的机械系统由单螺杆变频调速挤出机、流线型片材挤出机头和具有大温度调节范围的等径等速变频调速压延机组成。控制系统采用可扩展的分立控制方式。(2)运用POLYFLOW软件从流变学、热力学角度对成型工艺过程进行了有限元分析。提出并采用新的流道设计方法设计了流线型歧管衣架式片材挤出机头。对七个流道模型内的三维挤出流动过程进行数值模拟，分成三组进行单参数对比，分析了三个主要结构参数与流速分布的关系。通过优化结构参数，获得了挤出流动均匀性指数Ⅵ值达O．98的良好口模。通过FEM和正交实验法，分

3、析片胚从口模进入辊隙的过程中，粘度、速度、落差三个主要因素对片胚形变量影响的主次关系及规律。最终得出在口模设计时需对片胚变形量做20％的宽度补偿。压延过程是该复合成型过程的关键。对0．5mm和0．2mm尼龙6片材压延过程二维模型的流场和热场进行了耦合计算，研究了辊体温度、速度和片材厚度对片材压延出口中间层温度的影响。复合工艺中，根据片材厚度的不同，辊筒温度和速度参数的选取需限制在特定范围内，以使压延出口处材料的最高温度控制在160℃~210℃之间。(3)通过复合工艺简化实验、样机试生产和片材样品检测表明，工艺分析中建立的理论模型是合理的，该工艺装备可加工出

4、合格的尼龙6片材制品。本文关于尼龙6片材成型工艺和装备的研究为类似工艺与设备的研发提供了理论依据，具有应用和参考价值。广东T业大学T学硕I：学位论文关键词：工艺：装备；复合成型；挤出；压延；片材；尼龙llAbstractAbstractNylonsheetmaterialproductswithsuperiorperformancearewidelyapplied．However,withanaITowtemperaturerangeofnylonmeltingpointandspecialrelationshipbetweenviscosityandte

5、mperature，it’Sdifficulttoproducehi曲一precisionnylonsheetwithexistingprocessesandequipmentindomestic．TakingPA6sheetastheformationobject，Extrusion&RollingCompoundFormationnewtechnologyforsheetformingwasintroducedforthefirsttime．Thecompoundformationnewequipmentwasdesignedandaprototype

6、Wastrial—manufactured．WithFEManalysis，themainstepsofforminginthenewprocess，filmembryoextrusion，filmembryofalldownandrolling，wereestablished．Lawsofmainparameterstotheformingqualitywereanalyzed．ProcessparametersrangfortheprototypeWasdetermined，therationalityandvaliditywerevalidatede

7、xperimentally．Themainresearchasfollows：(1)Accordingtotheneedsofthenewprocess，basedontheanalysisofthefeasiblecompositionproposalsofmechanicalandcontrolsystem，thedesignplanWasmadefortheExtrusion&RollingCompoundFormationline．ThemainpartofthenewequipmentWascomposedbytheVVVFsingle—scre

8、wextruder,sheetextrusionmoldandVV