本发明涉及注塑机配件,具体涉及一种仿生注塑螺杆。
背景技术:
1、注塑成型加工是塑料工业中广泛应用的加工方法之一。注塑机的螺杆是注塑机的核心部件,承担塑料的输送、熔融和注射,螺杆的结构直接决定着注塑过程的质量。
2、高粘度塑料由于其黏稠的特性,传统注塑螺杆在注射过程中容易出现流动性差、混合不均匀等问题。这会导致塑料在螺杆内的熔融状态不一致,进而影响注射成型的质量。传统注塑螺杆的设计可能无法完全适应高粘度塑料的注射需求。螺杆的直径、螺距、压缩比等参数不符合高粘度塑料的熔融和输送特性,进而会导致熔融不均匀和输送困难的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术中的问题,提供一种仿生注塑螺杆,能够更有效地满足高粘度塑料的注塑需求,提高注塑过程的效率,减少能耗消耗。
2、本发明提供了一种仿生注塑螺杆,包括杆体,所述杆体上具有第一螺棱和第二螺棱,所述第一螺棱螺高高于所述第二螺棱螺高,所述第一螺棱和第二螺棱均旋转绕设于所述杆体上,且所述第一螺棱和第二螺棱沿长度方向间隔布设:所述第一螺棱和第二螺棱均具有西格织纹螺外层的几何结构特征,所述杆体依次包括长度相等的第一杆段、第二杆段和第三杆段,所述第一杆段上对应设有的第一螺棱的螺距为s1,第二螺棱的螺距为s1';所述第二杆段上对应设有的第一螺棱的螺距分别为s2,第二螺棱的螺距为s2';所述第三杆段上对应设有的第一螺棱的螺距分别为s3,第二螺棱的螺距为s3',所述2s2≤s1=s3≤3s2,2s2′≤s1′=s3′≤3s2′,其中s1=s3=2s1′=2s3′,s2=2s2′。
3、较佳的,所述第一螺棱的轮廓线由a、b、c、d、e各点顺序滑连接而成,其中,b、c两点连线为第一螺棱断面的前面线b;c、d两点连线为第一螺棱断面的背部曲线c,其中所述前面线b的数学表达式为:
4、y=1.0387x3-6.4684x2+13.43x+0.3192;其中:0.1≤x≤4;
5、所述第一螺棱断面背部曲线c的数学表达式为:
6、y=0.0373x3+0.1637x2-2.0128x+0.8756;其中:-8≤x≤0.1。
7、所述a点位于靠近所述b点的杆体上,所述e点位于靠近所述d点的所述杆体上,所述a点和b点通过平滑过渡曲线a连接,d点和e点通过平滑过渡曲线d连接,所述平滑过渡曲线a、前面线b、背部曲线c以及平滑过渡曲线d依次连接构成所述第一螺棱的轮廓线。
8、较佳的,所述第二螺棱的轮廓线由f、g、h各点顺序滑连接而成;其中f、g两点连线为第二螺棱断面轮廓线e;
9、所述第二螺棱断面曲线e的数学表达式:
10、y=0.0022x4-0.0606x3+0.4434x2-0.3718x-0.016
11、其中:0.5≤x≤12.5。
12、所述h点位于靠近所述g点的杆体上,所述g点与所述h点通过平滑过渡曲线f连接,所述断面轮廓线e与平滑过渡曲线f共同构成所述第二螺棱的轮廓线。
13、较佳的,20mm≤s1≤60mm。
14、较佳的,所述第一杆段的端部设有螺杆头,所述螺杆头为锥形头,且锥角θ的取值范围为25°≤θ≤65°。
15、较佳的,所述杆体的材质为熔射钨钢双合金。
16、较佳的,所述第一杆段与所述螺杆头之间开设有退刀槽。
17、较佳的,所述杆体总长度为200mm-1200mm,长径比为20:1、25:1或30:1。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
19、本发明基于仿生学原理,依据仿生原型生活环境,螺壳的特征,利用构型仿生方法,构建仿生注塑螺杆,对螺壳表面的结构进行生物学特征提取,仿生学优化,使得本发明的传热螺旋结构可以延长高粘度塑料流体的换热时间,并且极大改变高粘度塑料流体状态,在壳体内形成强烈的湍流效果,从而强化传热,本发明经过优化后的具有高第二螺棱的非光滑表面结构具有更好的减阻耐磨特性,减少能耗,因此可以更好的承担高粘度塑料的输送、熔融和注塑任务,解决熔融不均匀和输送困难的问题。
1.一种仿生注塑螺杆,其特征在于,包括杆体(1),所述杆体(1)上具有第一螺棱(2)和第二螺棱(3),所述第一螺棱(2)螺高高于所述第二螺棱(3)螺高,所述第一螺棱(2)和第二螺棱(3)均旋转绕设于所述杆体(1)上,且所述第一螺棱(2)和第二螺棱(3)沿长度方向间隔布设:所述第一螺棱(2)和第二螺棱(3)均具有西格织纹螺外层的几何结构特征;
2.如权利要求1所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,所述第一螺棱(2)的轮廓线由a、b、c、d、e各点依次平滑连接而成;
3.如权利要求1所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,所述第二螺棱(3)的轮廓线由f、g、h各点顺序平滑连接而成;其中f、g两点连线为第二螺棱(3)断面轮廓线e;
4.如权利要求1所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,
5.如权利要求1所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,所述第一杆段(11)的端部设有螺杆头(4),所述螺杆头(4)为锥形头,且锥角θ的取值范围为25°≤θ≤65°。
6.如权利要求1所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,所述杆体(1)的材质为熔射钨钢双合金。
7.如权利要求5所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,所述第一杆段(11)与所述螺杆头(4)之间开设有退刀槽(5)。
8.如权利要求1所述的一种仿生注塑螺杆,其特征在于,所述杆体(1)总长度为200mm-1200mm,长径比为20:1、25:1或30:1。
