注塑模温度调节系统.pptVIP

设计计算冷却介质一边所需传热面积的设计计算冷却介质用量的计算注塑成型时高温塑料熔体带入模具的热量可计算如下，塑料制品每秒钟释放的热量为：Q1=N·m·q式中：q–单位质量塑料熔体所放出的热量第31页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算在一般情况下塑料熔体带入热量的90％～95％都是通过模具冷却通道由冷却介质(一般为冷却水)带走的，因此在设计冷却水通道时可粗略地按照熔体带入的热量全部由冷却水带走进行计算，即Q2≈Q1，这在工程计算中是合理的，所设计的冷却系统比较安全。第32页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算由于模具设计时动模和定模的冷却水道是分别设置并分别设计的，对于壳形制件来说模具的一边为型腔，另一边为型芯，因此应将Q2分解为凹模带走的热量Qo和凸模(型芯)带走热量Qi，对于平板状制品常以制品壁厚的中性面来计算动模边和定模边所需带走的热量，对于圆筒形制品根据实验可以按凹模带走总热量40％，而型芯带走其余60％进行设计，即：Qo=0.4Q2Q1=0.6Q2。第33页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算其它形状的制品可根据制品形状再结合经验来分配Q。和Qi，使尽量符合实际情况。根据热平衡，模具凹模和凸模两边每秒钟冷却介质的体积流量可按下式计算：第34页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算模板的热传导阻力与型腔内壁温度θ3m的确定注塑成型是一个间歇过程，型腔内模壁各点温度随时间而变化，是一个不稳定的热过程。为了简化运算，将温度一律取平均值，将它作为一个稳定传热过程进行计算，从制品经模板到冷却介质，其温度变化如图所示。第35页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算绝大多数塑料模具所采用的冷却介质都是冷却水，下面的计算都是针对冷却介质是水的情况。塑料熔体带入型腔的热量大部分通过模板由型腔壁传向冷却水管壁再由冷却水带走。在两平行平面间的传热可用傅立叶方程式予以描述，这里用它来近似计算由型腔壁向冷却水管壁的传热。第36页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算因为型腔壁面积与冷却水通道的面积不相等，故用对数平均传热面积：第37页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算型腔壁面平均温度Q3m对制品质量有很大影响，它影响制品内应力大小，结晶聚合物结晶度高低，生产效率高低等，因此设定正确的Q3m是模具设计者和工艺控制者追求的目标。从顺利推出(脱模)的角度出发，模壁温度应低于该塑料的热变形温度10～20oC，如无妨碍可取得更低一些，但应远高于冷却水温度，才能维持正常的热流。第38页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算上述各影响因素中有许多又是互相矛盾的，例如要提高生产效率就要设定较低的壁温，但过低的壁温会使产品内应力加大，使结晶不完全，造成制品在使用和储存的过程中产生后结晶，产品尺寸和性能因此发生变化，甚至由于低模温造成充模不满，制品报废。因此只能在众多因素中综合考虑，给出一合理值。第39页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算冷却水孔壁与冷却水界面的传热膜系数计算当雷诺准数Re≥10000时，冷却水处于稳定的湍流状态，这时水与管壁间的传热膜系数可按下式进行计算，该式由包含有传热膜系数的努塞尔特准数(Nu)，反应流体流动状态的雷诺准数(Re)和反应流体物理特性的普兰特准数(Pr)组成。第40页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算第41页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算冷却介质边传热面和A4的确定当已知传热膜系数、传热量和管壁与冷却水间温差后即可求出冷却水通道一边的传热面积。刚计算时由于A4未知，需采用试差法，先假定一A4，算出Acp，再计算出θ4m，再进行验算。将算出的A4与前面假定的A4进行比较，若不相等则应重新假定A4，并再决定Acp，经过反复计算，直到A4算出值与假定值基本吻合为止。第42页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算冷却水管总长度计算及流动状态、流动阻力的校核冷却水孔总长度计算，按A4=·d·L可得：式中d——水孔直径由于冷却水在冷却通道内应呈湍流，因此在设计中应对凹模和型芯的冷却水流动状态进行校核计算，使雷诺准数Re≥10000。设计时在已知冷却水体积流量后通过正确选择和变换冷却水管的直径，或改变冷却水管间联接方式(串联、并联等)即可改变管内的流动阻力和流速，使雷诺准数在稳定的湍流范围内。雷诺准数Re可按前面的公式进行计算。第43页，共65页，星期日，2025年，2月5日设计计算当每组冷却水从入口到出口串联长度过长时，在有限的压强下是