一种金属与塑料共挤成型设备及成型方法与流程

本发明属于钢塑共挤设备，具体涉及到一种金属与塑料共挤成型设备及成型方法。

背景技术：

1、钢塑共挤是一种可实现金属与塑料同步挤出成型的一次成型技术，钢塑共挤设备根据实际需求可生产管材、板材以及片材等钢塑产品。钢塑共挤设备一般由一台或一台以上的挤出机向同一成型模具挤出具有不同流变行为或不同颜色的熔融物料，这些熔体在成型模具中各自的流道内流动，然后在口模处汇合挤出，并与成型模具内的金属材料相结合，最终在定型套中冷却定型，从而形成一体式的钢塑型材，钢塑共挤工艺相较于传统的拼接式钢塑复合工艺，具有工艺简单、应用灵活、废品率低、易于回收、粘接强度可控等显著特点，目前该技术主要应用于制造带密封条的门窗异型材、复合灯带型材以及各种异形装饰型材等。

2、钢塑复合产品由于具有较好的优异性能和美观性，应用范围越来越广泛，因此目前市场上钢塑共挤工艺也得了快速发展，目前市场上有各种不同类型的钢塑共挤设备，但目前大多数钢塑共挤设备的结构设计存在一定的缺陷，目前现有的钢塑共挤设备虽然能够加工出钢塑复合产品，但成型后的钢塑复合产品在后续冷却、挤压牵引等过程中，容易造成金属型材和塑料型材表面的刮花，而且产品在后续加工、运输和搬运过程中更容易因缺乏保护而造成划伤，进而会影响产品的整体质量。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种金属与塑料共挤成型设备及成型方法。

2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种金属与塑料共挤成型设备，包括放卷机构，所述放卷机构的一侧设置有共挤成型机构，所述共挤成型机构顶部后端安装有第一挤出机构，所述共挤成型机构远离放卷机构的一侧设置有覆膜成型机构，所述覆膜成型机构顶部后端安装有第二挤出机构；

3、所述第一挤出机构和第二挤出机构的结构相同，所述共挤成型机构和覆膜成型机构之间设置有风冷机构；

4、所述覆膜成型机构远离共挤成型机构的一侧设置有水冷机构，所述水冷机构远离覆膜成型机构的一侧设置有牵引机构；

5、所述牵引机构远离水冷机构的一侧设置有定长裁切机构。

6、进一步的，所述放卷机构包括支撑底座，所述支撑底座顶部的后端固定连接有支撑架，所述支撑架前端转动连接有旋转辊轴，所述旋转辊轴的外壁插接有物料卷，所述支撑底座顶部一侧固定连接有固定架，所述固定架的顶部固定连接有与物料卷相对应的导向套。

7、通过上述技术方案，物料卷上用于缠绕成卷的金属型材，包括金属长丝和片状金属长条等，物料卷安装在旋转辊轴上之后，金属型材在设备不断牵引过程中，物料卷也会在旋转辊轴上不断旋转，并缓慢释放缠绕的金属型材。

8、进一步的，所述共挤成型机构包括第一支撑台，所述第一支撑台的顶部前端设置有第一下模座，所述第一下模座的顶部安装有第一上模座，所述第一下模座和第一上模座之间的一侧设置有第一进料口，所述第一下模座和第一上模座之间设有成型腔，所述成型腔的一侧设置有与第一进料口相对应的金属料导向通道，所述第一下模座内设有与成型腔相贯通的第一进料通道，所述第一进料通道的后端开口处固定连接有第一连接座，所述第一下模座和第一上模座中心远离第一进料口的一侧均开设有第一冷却腔，所述第一下模座和第一上模座前后端外表面的一侧均设置有与对应第一冷却腔相贯通的第一接水口。

9、通过上述技术方案，前端的两个第一接水口可以连接进水管，后端的两个第一接水口可以连接出水管，进水管可以持续向两个第一冷却腔内供应冷水，而经过换热后的水流可以经出水管排出，物料卷上缠绕的金属型材插入第一进料口中后，金属型材可以经金属料导向通道贯穿成型腔，当熔融物料经第一进料通道进入成型腔后，不断挤入的熔融物料会与成型腔内的金属型材复合，实现一体注塑成型，共挤成型后的钢塑产品长条继续沿成型腔移动，并在两个第一冷却腔的快速冷却下冷却成型。

10、进一步的，所述第一挤出机构包括设置于第一支撑台上方的挤出筒，所述挤出筒的前端固定连接有挤出嘴，所述挤出嘴的前端与第一连接座相连接，所述挤出筒内转动连接有螺旋挤料杆，所述挤出筒的内壁中心安装有加热线圈，所述第一支撑台顶部的后端安装有与螺旋挤料杆相连接的挤料电机，所述挤出筒顶部后端固定连接有与之相贯通的上料斗。

11、通过上述技术方案，塑料颗粒倒入上料斗中后，上料斗内的塑料颗粒会进入挤出筒中，然后由挤料电机驱动螺旋挤料杆进行旋转，在螺旋挤料杆的推进下，塑料颗粒在挤出筒内不断移动，挤出筒内壁中心安装的加热线圈会将塑料颗粒融化成熔融物料，然后在螺旋挤料杆的推送下经挤出嘴挤出，并进入第一进料通道。

12、进一步的，所述覆膜成型机构包括第二支撑台，所述第二支撑台顶部前端设置有第二下模座，所述第二下模座的顶部安装有第二上模座，所述第二下模座和第二上模座之间的一侧设置有第二进料口，所述第二下模座和第二上模座之间的中心设有定向通道，所述定向通道中心靠近第二进料口的一侧安装有防护膜挤出模块，所述防护膜挤出模块的中心开设有穿料孔，所述防护膜挤出模块的内壁周侧开设有分料间隙，所述穿料孔内壁的一侧开设有与分料间隙相贯通的挤出细缝，所述防护膜挤出模块底部中心开设有与分料间隙相贯通的进料通孔，所述第二下模座中心靠近第二进料口的一侧开设有与进料通孔相贯通的第二进料通道，所述第二进料通道后端开口处固定连接有第二连接座，所述第二挤出机构的前端与第二连接座相连接，所述第二下模座和第二上模座中心远离第二进料口的一侧均开设有第二冷却腔，所述第二下模座和第二上模座前后端外表面的一侧均设置有与对应第二冷却腔相贯通的第二接水口。

13、通过上述技术方案，前端的两个第二接水口可以连接进水管，后端的两个第二接水口可以连接出水管，进水管可以持续向两个第二冷却腔内供应冷水，而经过换热后的水流可以经出水管排出，经过风冷后的钢塑产品长条可以经第二进料口穿入定向通道，第二挤出机构挤出的透明状塑料熔融物料会进入第二进料通道，然后熔融物料经进料通孔进入分料间隙，最后经挤出细缝挤出，并附着在移动中的钢塑产品长条外表面，并在两个第二冷却腔的快速冷却下冷却成型，从而形成0.1mm厚度的透明塑料保护膜。

14、进一步的，所述风冷机构包括支撑板，所述支撑板固定于第一支撑台和第二支撑台之间，所述支撑板顶部中心安装有安装支架，所述安装支架上安装有风冷风扇。

15、通过上述技术方案，成型后的钢塑产品长条在穿出成型腔后由安装支架上的风冷风扇对其进行进一步风冷，从而加速钢塑产品长条的冷却定型。

16、进一步的，所述水冷机构包括第三支撑台，所述第三支撑台的顶部设置有水冷槽，所述水冷槽内壁前后端之间固定连接有多个限位杆，所述水冷槽顶部靠近第二支撑台的一侧开设有缺口，所述第三支撑台顶部两侧分别安装有第一限位辊架和第二限位辊架，所述第一限位辊架位于第三支撑台顶部靠近缺口的一侧，所述第三支撑台顶部靠近第二限位辊架一端的边缘处固定连接有刮水架，所述刮水架上安装有刮水海绵。

17、通过上述技术方案，覆膜后的钢塑产品长条在穿出定向通道后，钢塑产品长条经第一限位辊架穿入水冷槽，由水冷槽内的冷水对其进行再一步冷却定型，水冷槽内壁前后端之间固定连接有多个限位杆，多个限位杆可以保证钢塑产品长条位于水面之下，从而保证冷却效率，经过水冷后的钢塑产品长条穿出水冷槽后，再经第二限位辊架穿入刮水海绵，由刮水海绵刮除钢塑产品长条外表面的水滴，水冷槽后端两侧底部均开设有圆孔，分别用于连接进水管和出水管，进水管不断向水冷槽内注入冷水，而出水管用于排出经过换热后的水流，从而保证水冷槽内较低的水温，进而保证冷却效率。

18、进一步的，所述牵引机构包括第四支撑台，所述第四支撑台顶部固定连接有牵引架，所述牵引架前端一侧的顶部和底部均转动连接有主动辊轴，所述牵引架前端另一侧的顶部和底部均转动连接有辅助辊轴，两组所述主动辊轴和辅助辊轴之间均安装有牵引链带，所述牵引架后端一侧安装有两个与对应主动辊轴相连接的牵引电机，所述第四支撑台前端中心的顶部安装有与两个牵引电机相对应的控制面板。

19、通过上述技术方案，钢塑产品长条贯穿刮水海绵后进入两个牵引链带之间，当钢塑产品长条穿入两个牵引链带之间后，启动两个牵引电机，两个牵引电机的转向相反，从而可以通过两组主动辊轴和辅助辊轴带动两个牵引链带进行同步运动，此时由两个牵引链带挤压并牵引钢塑产品长条向定长裁切机构的方向移动。

20、进一步的，所述定长裁切机构包括第五支撑台，所述第五支撑台顶部一侧固定连接有裁切座，所述裁切座内开设有水平贯穿的切料孔，所述裁切座顶部远离牵引机构的一侧固定连接有气缸座，所述气缸座顶部安装有裁切气缸，所述裁切气缸活塞杆的底端固定连接有贯穿切料孔相对应的裁切刀，所述第五支撑台顶部固定连接有支撑竖板，所述支撑竖板的前端中心转动连接有旋转台，所述支撑竖板前端底部两侧均转动连接有伸缩气缸，两个所述伸缩气缸活塞杆的前端均与旋转台转动连接，所述支撑竖板顶部安装有多个悬吊支架，多个所述悬吊支架的底部均安装有倾斜设置的导向限位板，所述第五支撑台顶部的前端固定连接有倾斜设置的导料板，所述支撑竖板前端远离裁切座的一侧安装有与伸缩气缸相对应的光电开关，且光电开关的底部与旋转台顶部平面相贴合，所述第五支撑台的前端设置有支撑座，所述支撑座的顶部放置有收料槽。

21、通过上述技术方案，钢塑产品长条贯穿切料孔后，在牵引机构的牵引下继续移动，使得钢塑产品长条的端部在旋转台上不断移动，直至其端部抵达光电开关前端的感应区，并被光电开关感应识别，光电开关感应到钢塑产品长条后，立即将控制信号传输至裁切气缸，由裁切气缸带动裁切刀快速完成切断操作，裁切刀切断钢塑产品长条后迅速复位，切断后的钢塑产品长条支撑在旋转台上，此时两个伸缩气缸自动收缩，从而带动旋转台向前端下方倾斜，使切断后的钢塑产品长条经旋转台滑落至导料板上，然后经导料板落在收料槽内，从而完成整个钢塑产品的加工操作。

22、金属与塑料共挤成型方法，包括以下具体步骤：

23、步骤一：将物料卷上缠绕的金属型材贯穿导向套，并插入金属料导向通道，金属型材经金属料导向通道贯穿成型腔；

24、步骤二：将塑料颗粒倒入上料斗，上料斗内的塑料颗粒进入挤出筒中后，在螺旋挤料杆的推进下，塑料颗粒在挤出筒内不断移动，挤出筒内壁中心安装的加热线圈会将塑料颗粒融化成熔融物料，然后在螺旋挤料杆的推送下经第一进料通道进入成型腔，从而与金属型材复合，实现一体注塑成型，共挤成型后的钢塑产品长条继续沿成型腔移动，并在两个第一冷却腔的快速冷却下冷却成型；

25、步骤三：钢塑产品长条在穿出成型腔后由风冷风扇进一步风冷，加速钢塑产品长条的冷却定型，经风冷后的钢塑产品长条再经第二进料口穿入定向通道；

26、步骤四：第二挤出机构挤出的透明状塑料熔融物料经第二进料通道，然后熔融物料进入分料间隙，最后经挤出细缝挤出，附着在钢塑产品长条的外表面，并在两个第二冷却腔的快速冷却下冷却成型，从而形成0.1mm厚度的透明塑料保护膜；

27、步骤五：覆膜后的钢塑产品长条经第一限位辊架穿入水冷槽，由水冷槽内的冷水对其进行再一步冷却定型，然后经第二限位辊架穿入刮水海绵，由刮水海绵刮除钢塑产品长条外表面的水滴；

28、步骤六：钢塑产品长条贯穿刮水海绵后进入两个牵引链带之间，由两个牵引链带挤压并牵引钢塑产品长条向定长裁切机构的方向移动；

29、步骤七：钢塑产品长条继续贯穿切料孔，然后在旋转台上不断移动，直至其抵达光电开关前端的感应区，光电开关感应到钢塑产品长条后，立即将控制信号传输至裁切气缸，由裁切气缸带动裁切刀快速完成切断操作，裁切刀切断钢塑产品长条后迅速复位，切断后的钢塑产品长条支撑在旋转台上，此时两个伸缩气缸自动收缩，从而带动旋转台向前端下方倾斜，使切断后的钢塑产品长条经旋转台滑落至导料板上，然后经导料板落在收料槽内，从而完成整个钢塑产品的加工。

30、本发明的有益效果如下：(1)本发明通过设计连续的共挤成型机构和覆膜成型机构，熔融物料经覆膜成型机构挤出后，可以附着在钢塑产品长条的外表面，并在冷却腔的快速冷却下冷却成型，从而形成0.1mm厚度的透明塑料保护膜，可以对钢塑产品的表面起到很好的保护作用；(2)本发明通过设计覆膜成型机构，可以在刚加工成型后的钢塑产品表面形成保护膜，使得钢塑产品在后续加工、运输和搬运过程中不易因缺乏保护而造成划伤，进而会保证了产品的整体质量；(3)本发明通过设计连续、紧凑的共挤成型设备，既可以快速完成钢塑产品的复合加工，同时也能同步完成覆膜加工，该工艺对现有设备的改造较小，产品也无需二次加工，使得整个生产工艺既简单，同时也更加高效。