專利名稱：一種塑料型材定型模裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對連續(xù)擠出的塑料型材進行成型并冷卻定型的裝置，屬于機 械裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
塑料型材的成型過程一般包括下述步驟塑料原料在擠出機料筒內(nèi)被塑化成熔 體，熔體經(jīng)過擠出機模頭形成一定形狀的熔體型坯，熔體型坯再進入定型模具中被冷卻并 基本定型，爾后再通過冷卻水箱持續(xù)冷卻而成型。定型模具上有真空孔和冷卻孔，在真空 吸附力的作用下，型坯與定型模具緊密接觸，同時，型坯與定型模具或冷卻液之間進行熱交 換而被冷卻。欲使型材在牽引作用下并在后續(xù)的冷卻過程中不發(fā)生變形，型坯在定型模具 中必須得到充分冷卻而固化定型。由于目前的定型模具的結(jié)構(gòu)所限，存在以下兩方面的問 題一方面，型坯在定型模具中被冷卻的速率有限。因而，為了使型坯在出定型模具后得以 基本固化并定型，必須降低型材的牽引速度，或者需要增加定型模具的長度；降低牽引速度 必定影響生產(chǎn)效率；而定型模具的長度也不能無限制地延長，定型模具長度的增加會增加 牽引過程中的阻力，導(dǎo)致必須加大牽引力，牽引力過大會使型材產(chǎn)生變形；另外，增加定型 模具的長度會增加制作成本和影響模具精度，同時加大了裝配誤差。另一方面，冷卻定型過 程中的真空吸附作用使型坯與定型模具之間緊密接觸，這會使型材表面產(chǎn)生拉紋，從而影 響型材表面的光潔度和平滑度，并可能會在使用過程中產(chǎn)生開裂，為了減少表面紋路，需要 降低定型模具內(nèi)表面的粗糙度并提高模具的裝配精度，這就大大增加了模具的制作成本以 及繁瑣工序。因此，目前生產(chǎn)上所采用的定型模具總長度一般不超過135cm，生產(chǎn)線速度在 2. 5 3. 5米/分鐘，而且模具材料和制作要求都較高。公告號為CN 1069689A的中國發(fā)明專利公開了一種名稱為“斷續(xù)式直接水冷的定 型方法”，該方法把型材擠出定型模具分為兩部分，在后一段模具中開有斷續(xù)的水環(huán)，使型 材有模具中斷續(xù)地與水直接接觸，這樣，型材由口模擠出后，先經(jīng)第一級真空冷卻定型模具 初步冷卻定型，再經(jīng)過水環(huán)直接用水冷卻。然后，經(jīng)真空吸附定型，再不斷地水冷、定型而逐 步達到尺寸與光潔度要求。這種方法雖能在不影響生產(chǎn)速度的前提下，改進塑料型材擠出 的方法，提高產(chǎn)品的尺寸精度和光潔度，并降低模具成本。但這種設(shè)計依然不能大幅度提高 型坯的冷卻效率，而且型坯表面也會產(chǎn)生拉紋或刮痕。公告號為CN2594001Y的中國實用新型專利公開了一種名為“一種塑料異型材定 型模裝置”，該實用新型是在型腔外設(shè)有模套，模套置于水箱中，模套壁上設(shè)有與型腔相連 通的孔或縫。該實用新型將干式定型裝置設(shè)計成與型腔形狀相似的模套形式，模套上分布 有與型腔相連通的縫或孔，并將模套完全置于真空水箱中，使其得到冷卻，同時借助真空水 箱中的負壓力使得塑料型坯和制品貼近型腔壁而得到定型，這樣的設(shè)計雖然在一定程度上 提高了冷卻效率和冷卻均勻性，但是這種設(shè)計中大部分的熱量實際上還是通過間接熱交換 的方式進行的，其冷卻效率有限，因而定型模具也較長，從而影響型材的表面質(zhì)量。公開號為CN101306577A的中國發(fā)明專利公開了一名稱為“對連續(xù)擠出塑料制
3品冷卻定型的方法及中間冷卻裝置”，該專利是在干式定型模和濕式定型水箱之間設(shè)置一 段中間冷卻裝置；該中間冷卻裝置為一密封的箱體，箱體在型材移動方向上設(shè)有若干個由 定型塊隔分開的可通入和導(dǎo)出冷卻水的冷卻室，各冷卻室上方相通并與箱體外的負壓源 相通；各冷卻室在型材移動方向的寬度相等或遞增，型材導(dǎo)入的第一個冷卻室寬度不大于 3mm。這種方法由于各冷卻室寬度很小，不會使制品變形，制品整體浸泡在冷卻水中，冷卻和 定型效率高，可提高型材的牽引速度，減少定型模的總長度。但該發(fā)明必須增加一專門的中 間冷卻裝置，而且必須配套使用負壓源，增加了整體設(shè)備的投入，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且型材 的表面質(zhì)量特別是外觀會有影響。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述連續(xù)擠出塑料型材生產(chǎn)速度和型材表面質(zhì)量難以提高的問題，本實 用新型提供了一種對連續(xù)擠出的塑料型材進行成型并冷卻定型的塑料型材定型模裝置。它 解決了現(xiàn)有技術(shù)中對塑料型材冷卻效率較低、型材表面質(zhì)量不佳、模具制作要求高、投資成 本較大的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)本實用新型塑料 型材定型模裝置包括有第一段的干式定型模、第二段的直接冷卻真空定型段以及冷卻箱 體，直接冷卻真空定型段置于冷卻箱體中，干式定型模包括定型模腔和冷卻夾套，定型模腔 的形狀和縱截面與所要加工的型坯的形狀和縱截面相適配，冷卻夾套設(shè)有與外部冷卻液管 路相連通的進口和出口 ；所述直接冷卻真空定型段與干式定型模緊密聯(lián)接，該直接冷卻真 空定型段由入口段、主體段和出口段構(gòu)成，與干式定型模緊密聯(lián)接的一端為入口段，另一端 為出口段，入口段和出口段之間為主體段，入口段和出口段的長度分別為直接冷卻真空定 型段總長度的1/20 1/30，入口段內(nèi)腔的形狀和縱截面與干式定型模的定型模腔的形狀 和縱截面一致，出口段內(nèi)腔的形狀與所要加工的型坯的形狀相適配，但出口段內(nèi)腔的縱截 面比所要加工的型坯的縱截面略大，主體段內(nèi)腔的縱截面比型坯的縱截面大，所述入口段、 主體段和出口段與橫截面封閉的型坯形成相對密封的空間，該空間與負壓源相連通，在負 壓抽吸的作用下，冷卻箱體中的冷卻液二通過出口段的柔性橡膠材料與型坯表面之間的縫 隙進入該相對密封的空間，在該空間內(nèi)型坯浸泡在冷卻液二中被直接冷卻，同時該空間內(nèi) 的冷卻液二處于負壓狀態(tài)，這種負壓作用使橫截面封閉的型坯達到定型的效果；經(jīng)過直接 冷卻真空定型段的高效冷卻和定型，型坯冷卻定型固化為型材，型材隨后進入下游區(qū)間被 冷卻液二直接浸泡或噴淋繼續(xù)冷卻。上述中，出口段內(nèi)腔的縱截面比所要加工的型坯的縱截面大0. 5_2mm，使型坯通過 出口段時型坯外表面與出口段內(nèi)腔緊挨但不接觸。上述中，主體段內(nèi)腔的縱截面比型坯的縱截面大l-15cm，使主體段不與型坯外表 面直接接觸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果1、本實用新型裝置對型坯具有很高的冷卻效率。干式定型模和目前所采用的其它 種類的定型模具是采用冷卻液間接冷卻的方式對型坯進行冷卻，型坯冷卻定型過程中的大 部分熱量先傳導(dǎo)給模具，然后冷卻液再與模具進行熱交換并帶走熱量，其傳熱效率較低。它 是通過進水壓力在模具鋼材內(nèi)的流動，來帶走制品傳導(dǎo)給模具鋼材的熱量。本實用新型裝置中，冷卻液與型坯直接接觸進行熱交換并帶走熱量，所以冷卻效率高，冷卻效果佳。2、本實用新型裝置生產(chǎn)出的型材的表面光潔度高、表面質(zhì)量好。型坯在冷卻定型 過程中型坯表面與硬質(zhì)金屬定型模具直接接觸會影響型材的表面質(zhì)量，接觸時間越長即硬 質(zhì)金屬模具越長，則型材的表面質(zhì)量越差。本實用新型裝置中，與型坯表面直接接觸的硬質(zhì) 金屬定型模具只有第一段干式定型模和直接冷卻真空定型段的入口段兩部分，這兩部分的 總長只占本實用新型裝置的冷卻定型段總長的1/6 1/8，而且是在型坯表面還沒有完全 固化時相接觸，并且本實用新型裝置的冷卻定型段總長的5/6 7/8是冷卻液與型坯表面 直接接觸，因而，型材表面的光潔度高，沒有拉紋，表面質(zhì)量好，外形美觀。3、本實用新型裝置生產(chǎn)型材時的牽引速度快，生產(chǎn)效率高。本實用新型裝置中，大 部分冷卻定型段長度上與型坯表面直接接觸的是冷卻液，因此，冷卻效率高、牽引阻力小， 因而能夠做到在較小牽引力的作用下和較快的牽引速度下生產(chǎn)型材，生產(chǎn)線速度可達6 8米/分鐘。4、本實用新型裝置中直接冷卻真空定型段的入口段、主體段和出口段與表面已基 本固化并初步定型的橫截面封閉的型坯形成相對密封的空間，并使該空間與負壓源直接相 連通，并且充滿了處于負壓狀態(tài)的冷卻液，在該空間內(nèi)型坯整體浸泡在冷卻液中，由于在該 空間內(nèi)型坯還沒有完全固化定型，因此可以通過這種負壓作用使型坯達到定型的目的。5、本實用新型裝置與相同長度的干式定型?；蚰壳八捎玫钠渌N類的定型模 具相比，其制作材料使用少、制作精度和表面粗糙度等要求也較低，總的制造成本較低，而 且結(jié)構(gòu)簡練、設(shè)計合理、拆裝容易、維護方便。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型實施例一的縱截面剖析圖。圖2是本實用新型實施例二的縱截面剖析圖。圖3是本實用新型干式定型模的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、型坯，2、干式定型模，3、進口，4、出口，5、定型模腔，6、冷卻夾套，7、入口 段，8、主體段，9、負壓源連接口，10、相對密封的空間，11、出口段，12、冷卻液二，13、冷卻箱 體，14、彈性密封隔板，15、冷卻液噴淋嘴，16、冷卻液一，17、直接冷卻真空定型段。
具體實施方式
實施例一結(jié)合
圖1及圖3所示，實現(xiàn)塑料型材冷卻定型方法的裝置的第一段為干式定型模 2，該干式定型模2包括定型模腔5和冷卻夾套6，定型模腔5的形狀和縱截面與所要加工的 型坯的形狀和縱截面相適配，型坯1從該定型模腔5的一端進入，從另一端出來，冷卻夾套 6的上下兩側(cè)設(shè)有與外部冷卻液管路相連通的進口 3和出口 4，冷卻液一 16從進口 3進入 冷卻夾套6中，從出口 4出來，在該冷卻夾套6中的冷卻液一 16的冷卻作用下，型坯1在該 干式定型模2中被冷卻，當(dāng)型坯1出該干式定型模2時其表面已基本固化并初步定型。裝置的第二段為直接冷卻真空定型段17，它與干式定型模2緊密聯(lián)接，該直接冷 卻真空定型段在生產(chǎn)中沿型坯的前進方向上由入口段7、主體段8和出口段11構(gòu)成，與干式定型模2緊密聯(lián)接的一端為入口段7，另一端為出口段11，入口段7和出口段11之間為主 體段8，入口段7和主體段8由金屬材料制成，出口段11由具有彈性的柔性橡膠材料制成， 入口段7和出口段11的長度分別只有該直接冷卻真空定型段17總長度的1/20 1/30，入 口段7內(nèi)腔的形狀、縱截面與干式定型模2的定型模腔5的形狀、縱截面一致，出口段11內(nèi) 腔的形狀與型坯1的形狀相適配，但出口段11內(nèi)腔的縱截面比型坯1的縱截面大1. 2mm，主 體段8內(nèi)腔的縱截面比型坯1的縱截面大5cm。利用上述裝置實現(xiàn)塑料型材冷卻定型的方法，其實施步驟為首先，熔體型坯1進 入第一段干式定型模2，在干式定型模2的冷卻和定型作用下，型坯1表面基本固化并初步 定型；然后，表面基本固化的型坯1隨即進入第二段直接冷卻真空定型段17，該直接冷卻真 空定型段17的入口段7與型坯1表面緊密接觸，出口段11與型坯1表面緊挨，而其主體段 8不與型坯1直接接觸，因而該直接冷卻真空定型段17的入口段7、主體段8和出口段11 與表面已基本固化并初步定型的橫截面封閉的型坯1形成相對密封的空間10，該空間通過 負壓源連接口 9與負壓源相連通，在負壓抽吸的作用下，冷卻箱體13中的冷卻液二 12通過 出口段11的柔性橡膠材料與型坯1表面之間的縫隙進入該相對密封的空間10，在該空間內(nèi) 型坯1浸泡在冷卻液二 12中被直接冷卻，同時該空間內(nèi)的冷卻液二 12處于負壓狀態(tài)，這種 負壓作用使橫截面封閉的型坯1達到定型的效果；經(jīng)過高效冷卻和定型后，型坯1冷卻定型 固化為型材，型材隨后進入下游區(qū)間被冷卻箱體13中的冷卻液二 12直接浸泡進一步冷卻。實施例二 結(jié)合圖2及圖3所示，在實施例一干式定型模2和直接冷卻真空定型段17結(jié)構(gòu)不 變的情況下，在裝置的后段、冷卻箱體13的上內(nèi)壁與下內(nèi)壁設(shè)置有冷卻液噴淋嘴15，冷卻 箱體13的中部設(shè)有彈性密封隔板14，該彈性密封隔板14可使冷卻液形成密封空間，使型坯 1浸泡在冷卻液中。型坯1被直接冷卻真空定型段17冷卻定型固化為型材后，繼而進入下 游區(qū)間被冷卻液噴淋嘴15噴淋繼續(xù)冷卻。上述中，冷卻液一 16及冷卻液二 12均采用水為冷卻液。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的主要實施方式所做的進一步詳細說明，不能認定本實用新 型的具體實施只局限于這些說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，所 作出的其他若干技術(shù)精確、美化的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種塑料型材定型模裝置，其特征在于，包括有第一段的干式定型模、第二段的直接 冷卻真空定型段以及冷卻箱體，所述直接冷卻真空定型段置于冷卻箱體中，所述干式定型 模包括定型模腔和冷卻夾套，定型模腔的形狀和縱截面與所要加工的型坯的形狀和縱截面 相適配，冷卻夾套設(shè)有與外部冷卻液管路相連通的進口和出口 ；所述直接冷卻真空定型段 與干式定型模緊密聯(lián)接，該直接冷卻真空定型段由入口段、主體段和出口段構(gòu)成，與干式定 型模緊密聯(lián)接的一端為入口段，另一端為出口段，入口段和出口段之間為主體段，入口段和 出口段的長度分別為直接冷卻真空定型段總長度的1/20 1/30，入口段內(nèi)腔的形狀和縱 截面與干式定型模的定型模腔的形狀和縱截面一致，出口段內(nèi)腔的形狀與所要加工的型坯 的形狀相適配，但出口段內(nèi)腔的縱截面比所要加工的型坯的縱截面略大，主體段內(nèi)腔的縱 截面比型坯的縱截面大，所述入口段、主體段和出口段與橫截面封閉的型坯形成相對密封 的空間，該空間與負壓源相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料型材定型模裝置，其特征在于，所述的出口段內(nèi)腔 的縱截面比所要加工的型坯的縱截面大0. 5-2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料型材定型模裝置，其特征在于，所述的主體段內(nèi)腔 的縱截面比型坯的縱截面大l-15cm。
專利摘要本實用新型提供一種塑料型材定型模裝置，包括相聯(lián)接的干式定型模與直接冷卻真空定型段，直接冷卻真空定型段由入口段、主體段和出口段構(gòu)成，入口段和出口段的長度分別為直接冷卻真空定型段總長度的1/20～1/30，入口段內(nèi)腔的形狀和縱截面與干式定型模的定型模腔的形狀和縱截面一致，出口段內(nèi)腔的形狀與所要加工的型坯的形狀相適配，但縱截面比所要加工的型坯的縱截面略大，主體段內(nèi)腔的縱截面比型坯的縱截面大，入口段、主體段和出口段與型坯形成相對密封的空間，該空間內(nèi)冷卻液與型坯表面直接接觸進行冷卻，同時利用負壓下的冷卻液對型坯定型，最終使型坯固化為型材。本實用新型裝置的冷卻效率高，生產(chǎn)的型材表面光潔度高、質(zhì)量佳。
文檔編號B29C47/88GK201776902SQ20102029346
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者吳翟 申請人:吳翟