塑料模9—冷却系统设计及注塑模设计程序课件.pptVIP

§3.8 注射模具温度调节系统 一、概述 注射模具的温度是指模具型腔的表面温度，对于大型塑件是指模具型腔表面多点温度的平均值。 在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的尺寸精度、表观及内在质量，并且对生产效率起到决定性的作用，因此必须采用温度调节系统对模具的温度进行控制。 塑料品种和成型工艺不同则对于模具的温度要求也不同。模具温度调节系统包括冷却和加热两个方面。对于大多数流动性好、要求较低模温(一般低于80℃)的塑料，只需设置模具的冷却系统即可，因为通过调节水的流量就可达到调节模具温度的目的。为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内。因为成型周期主要取决于冷却时间，用低温水冷却模具，可以提高成型效率。不过需要注意的是，用低温水冷却，大气中的水分可能在型腔表面凝聚，即会影响制品质量。 但对于流动性差、要求模温较高的塑料(如：聚碳酸脂、聚砜、聚苯醚等)以及大型注射模具和热流道模具，需设置加热系统。若模具温度过低则会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力较大，甚至还会出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。尤其是当冷模刚刚开始注射时，这种情况更为明显。但模具温度也不能过高，否则延长冷却时间，且制品脱模后易发生变形。 §3.8 注射模具温度调节系统 (一) 温度调节与生产效率的关系 根据塑料的特性和模具的构造，确定模温有两个可供选择的区间，一是使模具保持最低的温度，一是使模具的温度保持在比塑料热变形温度稍低的温度，对难于充满型腔的塑料和模具结构复杂的情况，一般采用后者。 现假设由塑料传给模具的热量为Q千卡/小时 即冷却时间 t 和Q/△T 成比例，为了缩短冷却时间，可减小塑料传给模具的热量Q，或增大塑料和模具的温差△T。还可以在型腔温度低处通温水，温度高处通冷水，调节塑料为均一的温度，使得Q/△T 的值减小。 在塑件成型周期中，冷却时间一般可占成型周期的3/4。因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产率的关键。 式中：A——传热面积 H——塑料对型腔的传热系数 △ T——型腔和塑料的平均温差 t ——冷却时间 若型腔形状和塑料品种确定了，A和H为常数，则： §3.8 注射模具温度调节系统 影响冷却时间因素还包括冷却管道与型腔的距离、塑料种类和塑件厚度、开模温度、模具热传导率、冷却介质初始温度及流动状态等。 根据实验，塑料带给模具的热量约5%由辐射、对流传到大气中，其余95%由冷却介质带走，其中主要影响因素是冷却介质的流量，其次是冷却水管距型腔的距离。缩短冷却时间，可通过增大冷却介质流速、增大传热面积和调节塑料与模具的温差来实现。此外，冷却管道距型腔表面越近，则冷却效果越好。 特别要注意的是成型开始前模具的预热问题，现举例计算如下。 为了把重1吨的模具从室温20℃提高到50℃，假设型腔的比热为0.1kcal/kg·℃， 假若这3000千卡的热量不是预热供给，而是由注射到型腔的塑料传给，并假设比热为0.4的塑料每小时成型塑件总重量20kg，塑料的温度从200℃冷却到70℃，放出的热量为(假设忽略熔解潜热) 如上所述，模具预热需要的热量，相当于成型时3小时所放出的热量，因此在间断操作，更换模具等情况下，模具的预热必须予以考虑。 §3.8 注射模具温度调节系统 (二) 温度调节对塑件质量的影响 1．变形 模具温度稳定，冷却速度均衡，可减小塑件的变形。对壁厚不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而产生翘曲变形的情况。故须采用合适的冷却系统，使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本保持一致，以便型腔内的塑料熔体能同时凝固。 2．尺寸精度 保持模温恒定，能减少制件成型收缩率的波动，提高塑件尺寸精度的稳定性。在可能的情况下采用较低的模温有助于减小塑件的成型收缩率。例如，对于结晶形塑料，因为模温较低，制件的结晶度低，可以降低收缩率。但结晶度低又不利于制件尺寸的稳定性，引起力学性能变化，从尺寸的稳定性出发，又需要适当提高模具温度，使塑件结晶均匀。 §3.8 注射模具温度调节系统 3．力学性能 结晶形塑料，结晶度越高，塑件的应力开裂倾向越大，故从减小应力开裂的角度出发，降低模温是有利的。但对于聚碳酸酯一类高黏度无定形塑料，其应力开裂倾向与塑件中的内应力的大小有关，提高模温有利于减小制件中的内应力，也就减小了其应力开裂倾向。 4 ．表面质量 提高模温能改善制件表面质量，过低的模温会使制件轮廓不清晰并产生