第4讲模具温度调节系统设计.ppt

8.1模具温度调节的意义 （1） 模温对塑件质量的影响 1）成形性能 每种塑料在成形加工中若能始终维持适宜的模温，则可使其成形性能得到改善。模温过低，会降低熔体流动性，可能发生欠注； 模温过高，会使熔体发生分解，制品收缩率增大，影响尺寸精度。模温恒定，可减少成型收缩率的波动，制品尺寸稳定，成形质量均匀。 2）塑件变形 模温稳定，冷却均衡，可以减小塑件变形。模具温差过大，会使塑件冷却不均匀，收缩不一致，由此产生应力而引起塑件变形，尤其壁厚不均和形状复杂的塑件更为突出。合理的温度调节，可消 除塑件变形。 8.1 模具温度调节的意义 3）尺寸稳定性 模温恒定，可减少成型收缩率的波动，提高尺寸稳定性。结晶性塑料， 模温高些有利于结晶过程的进行，充分结晶的塑件，在存放或使用中不会发生尺寸变化；但结晶度高 收缩大。对较柔软的塑料，成形中宜用低模温，有利于其尺寸稳定。任何一种材料，模温恒定，收缩一致，均有利于提高尺寸精度。 4）力学性能 模温低，会使塑件熔接痕明显，降低强度；结晶型塑料，结晶度越高， 塑件应力开裂倾向越大，从减小应力考虑，模温不宜过高。但对PC一类高粘度的非结晶型塑料，其应力开裂与塑件的内应力大小有关，升高模温有利于减小内应力，也就减小了应力开裂倾向。 5）外观质量 一般塑件，适当提高模温能有效改善塑件外观质量，使塑件表观光泽，轮廓清晰，降低粗糙度 8.1 模具温度调节的意义 （2） 模温对生产效率的影响 模具工作时的温度是周期性变化的。注射熔体时，模温高，脱模时模温低。其热量的传递要靠对流、辐射和传导等方式完成。因此，注射成型中的模具可看成为一个热交换器。塑料熔体以200℃左右的温度注入模具，冷却到制品脱模时约60℃左右的温度。其间所释放的热量约有5%左右以辐射、对流的方式散发到大气中，其余95%左右将由冷却介质带走。因此，模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。 8-2 冷却系统的设计要点 一冷却系统冷却效果的影响因素 （1）冷却介质的多少 （2）冷却水道与成型区域的接近程度 （3）冷却水道的长度和设计布局； （4）冷却通道的直径和冷却介质的流动状态； （5）入口到出口，冷却介质温差不超过5度 （6）熔融塑料与模具的温差 8-2 冷却系统的设计要点 二、冷却系统的设计要点 冷却水道应与成型面各处距离相等，排列与成型面形状相符 图8-2 冷却水道应使成型零件表面冷却均匀，模具各处的温差不大 图8-3 冷却水道直径一般取Φ8-Φ12(层流和湍流) 冷却水道间及冷却水道与成型面间的距离要适当 图8-4 冷却水道应先通过浇口部位并沿料流方向流动，即从模温高的区域流向模温低的区域 图8-5 冷却水道应防止漏水,特别是不能渗漏到成型区域 图8-6 动、定模分别单独设置冷却系统 图8-7 循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等 图8-8 冷却水道应避开塑件可能出现熔接痕的部位 图8-9 进出水嘴应设在不影响操作的方位 模具总体设计中，应兼顾考虑冷却水道的设置方案 节约用水原则（冷却塔、自然冷却箱） 根据具体情况而设计冷却系统（地域特点） 第三节 冷却系统的结构形式 一、冷却水道形式及连通方式 1.冷却水道的形式 沟道式冷却: 直接在模具上钻孔或铣槽。冷却介质直接接触模体，结构简单，冷却效果好 ,热传导系数α=0.64 管道式冷却: 在模具上钻孔或铣槽，在孔内嵌入导热性好的铜管。用于冷却回路难加工时。传热效果不好，通常少采用 导热杆式冷却: 在型芯内插入导热率较高的铍铜合金，在其端部进行冷却，用于细长型芯的冷却 2.冷却水道的连通方式 图8-10.11 串联:冷却介质从入口流入直径始终相等的水道,依次通过成型区后从出口排出 并联:冷却介质从入口流入主干水道后，分若干分支流入成型区,然后同时汇入出水主干水道排出 注意：并联布局中进出口主干水道D的横截面积SD大于各支路d的横截面积之和Sd，否则冷却介质从近处的分支水道走捷径流过。 3.水嘴的安装和密封形式 图8-12 二、型腔的冷却 常用的型腔冷却形式：沿型腔边缘设置若干并、串连循环水路 图8-13 整体组合式型腔的冷却：在组合面上设置冷却水道 图8-14 多层冷却：用于塑件精度要求较高的大型模具 图8-15 平面盘肠螺旋冷却：用于型腔较浅、底部平面度要求较高的塑件图8-16 螺旋水道冷却：用于较深的整体组合式型腔的冷却 图8-17 串、并联冷却形式：用于多型腔模具的冷却 三、型芯的冷却 概述：在注射、成型、固化时由于冷却收缩，塑件对型芯的包紧力大于型腔，因而型芯的温度对塑件冷却的影响比型腔