[发明专利]一种聚合物逆向挤出口模设计的实验装置及其实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及模具设计领域，具体而言，涉及一种聚合物逆向挤出口模设计的实验装置及其实验方法。

背景技术

口模是挤出模具中最为重要的部件，口模的尺寸和精度直接影响挤出模具加工的产品的质量。通常，口模主要分为压缩段和平直段，而平直段的设计参数是决定口模是否达标的关键因素。

通常，现有的聚合物挤出模具的口模设计反复试验主要有正向口模设计和逆向口模设计两类。正向口模设计是采用试错法反复试验来优化挤出模具口模和流道轮廓。虽然该方法可以有效减小材料的挤出形变，但由于挤出胀大效应的存在，并不能消除挤出形变，仍需通过后续定型冷却环节进行纠正。而逆向口模设计是通过对挤出胀大和挤出形变进行预测并给予相应的预变形，从而避免挤出模具设计时使用试错法带来的反复试模修模的过程。

目前，聚合物挤出模具的逆向口模设计，主要是采用数值仿真技术和迭代方法对挤出胀大和挤出形变进行微补偿，最终得到符合要求的挤出口模轮廓参数。这种方法需要对材料的流变学特性、工艺条件、数值仿真技术有着足够的了解，并通过数值优化技术或者ANSYSPoyflow独有的逆向口模设计技术才能完成。但是其求解过程耗时长、收敛性差，且必须是经验丰富并具有很好的有限元理论的工程师才可以进行，而实际从事相关设计工作的人员往往无法满足要求。

发明内容

本发明提供了一种聚合物逆向挤出口模设计的实验装置，旨在改善现有的口模设计的求解过程耗时长、难度大的问题。

本发明是这样实现的：

一种聚合物逆向挤出口模设计的实验装置，包括第一壳体、第二壳体和限位装置，第一壳体具有第一挤压面，第二壳体具有第二挤压面，第一挤压面和第二挤压面分别用于与聚合物平板的相对两面接触，第一壳体设置有加压腔室以及与加压腔室相连通的加压口，第二壳体具有容置腔室，容置腔室与加压腔室连通，限位装置设置于容置腔室，限位装置与第二挤压面之间设置有用于安装模具的安装腔。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述限位装置为限位平板，限位平板可拆卸的连接于第二壳体。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述实验装置还包括导柱，第二壳体固定设置于导柱的一端，第一壳体滑动套设于导柱的另一端。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述实验装置还包括加热装置，加热装置设置于加压腔室并用于给聚合物平板加热。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述实验装置还包括用于控制加压腔室内压力的保压系统，限位装置在靠近加压腔室的一侧设置有压力传感器，压力传感器与保压系统电性连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述加压口开设于第一壳体的侧壁，并与限位装置相对。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第一挤压面在与聚合物平板相接触的位置设置有密封件。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二挤压面在与聚合物平板相接触的位置设置有密封件。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述密封件为压边圈。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二壳体在靠近安装腔的一侧设置有安装板，模具可拆卸连接于安装板。

一种聚合物逆向挤出口模设计的实验方法，实验方法采用上述的聚合物逆向挤出口模设计的实验装置，其包括：

安装步骤：将具有型腔的模具安装在安装腔，型腔为通孔；再将聚合物平板加热至预设温度，预设温度比聚合物平板的材料的熔融温度低20－50℃；将加热后的聚合物平板放置于第一挤压面和第二挤压面之间，并使型腔位于聚合物平板与限位装置之间；

成型步骤：从加压口给加压腔室内充入压缩气体，随后当聚合物平板与限位装置相接触时停止加压，冷却得到成型件；

测量和重构的步骤：采集成型件的轮廓数据，再对所得到的轮廓数据进行逆向重构。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述成型件具有成型面，成型面在成型步骤中与限位装置相接触，测量和重构的步骤为：采集成型面的轮廓数据，再对所得到的轮廓数据进行逆向重构。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述压缩气体的温度为0－10℃。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述压缩气体为惰性气体。