第七至十一讲_注射模具总体结构之模具温度调节系统、脱模机构等.pptVIP

注射模具总体结构设计 大连理工大学材料学院 陈国清 2. 塑料模具 2.1 注射成型模具 2.1.3 注射模具的结构设计 2.2 压塑/传递成型模具 2.3塑料中空成型、真空成型模具 2.4 挤出成型模具  5 模具温度调节系统设计 5.1 模具温度调节的意义 5.2 模具的加热与冷却分析  5.3 模具冷却系统的计算 5.4 模具冷却系统的设计原则 5.5 冷却系统的结构形式 5.6 模具的加热 5.1 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。 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。 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。 （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，如图所示。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。 一般冷却时间约占整个注射成型周期的2/3～4/5，由此可 见，缩短冷却时间是提高生产效率的关键因素。成形周期中 冷却时间所占的比例如图所示。 若要缩短冷却时间以提高生产效率，可从以下几方面着手。 1）提高模板对冷却介质的传热系数ha φ—与冷却介质溫度有关的系数； ρ—冷却介质在该溫度下的密度 g/ ; v —冷却介质的流速m/s； d —冷却管路的直径mm。 传热系数与冷却介质在模具冷却通道内的流动速度有关。研 究表明紊流状态下的传热系数可比层流高10～20倍。层流是 流体在层与层之间仅以热传导方式传热；紊流时水道管壁和中 心的流体发生无规则的快速对流，使传热效果大大增加。如图 所示。 冷却介质在通道中是否产生湍流，可用雷诺数（Re）来判 断。即 Re＝ d —圆形水道直径或非圆形通道的当量直径，m； υ—水的流速，m/s; ν—水的运动粘度，㎡/s. 雷诺数达到4000以上时，一般可视为紊流，为使冷却介质 处于稳定紊流状态，希望雷诺数达到6000～10000以上。冷 却剂流动型态与雷诺数的关系如表8-1。 2）提高模具与冷却介质之间的温度差 注射模具一般采用常温水进行冷却，若改用低温水，便可 提高模具与冷却介质之间的温度差，从而提高生产效率。但 温差过大，会使大气中的水分在型腔表面凝聚，影响成形质 量。 3）增大冷却介质的传热面积 增大冷却介质的传热面积，需在模具中开设尺寸尽可能大 和数量尽可能多的冷却通道。但由于模具中推杆、型芯和镶 块等结构的影响，冷却水道的尺寸和数量会受到一定限制。 因此，在考虑模具总体结构时，应先考虑冷却水道的布置， 而不是等结构确定之后再进行冷却系统设计。 传热面积：