注射模具的温度调节系统.ppt

8.1模具温度调节的意义（1）模温对塑件质量的影响模温对塑件质量的影响1）成形性能）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；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。稳定，成形质量均匀。2）塑件变形）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，可消理的温度调节，可消 除塑件变形。除塑件变形。8.1 模具温度调节的意义3）尺寸稳定性）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，定性。结晶性塑料，模温高些有利于结晶过程的进行，充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；但结晶度高晶度高 收缩大。对较柔软的塑料，成形中宜用低模温，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，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。均有利于提高尺寸精度。4）力学性能）力学性能 模温低，会使塑件熔接痕明显，降低强度；结晶型塑模温低，会使塑件熔接痕明显，降低强度；结晶型塑料，结晶度越高，料，结晶度越高，塑件应力开裂倾向越大，从减小应力考塑件应力开裂倾向越大，从减小应力考虑，模温不宜过高。但对虑，模温不宜过高。但对PC一类高粘度的非结晶型塑料，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。小内应力，也就减小了应力开裂倾向。5）外观质量）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，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。塑料熔体以熔体以200左右的温度注入模具，冷却到制品脱模时约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左右的温度。其间所释放的热量约有5%左右以辐射、对流的左右以辐射、对流的方式散发到大气中，其余方式散发到大气中，其余95%左右将由冷却介质带走。因此，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。模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。一冷却系统冷却效果的影响因素一冷却系统冷却效果的影响因素（1）冷却介质的多少）冷却介质的多少（2）冷却水道与成型区域的接近程度）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；）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；）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）入口到出口，冷却介质温差不超过5度度（6）熔融塑料与模具的温差）熔融塑料与模具的温差8-2 冷却系统的设计要点8-2 冷却系统的设计要点二、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 图图8-28-2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 图图8-38-3冷却水道直径一般取冷却水道直径一般取8-12(8-12(层流和湍流层流和湍流)冷却水道间及冷却水道与成型面间的距离要适当冷却水道间及冷却水道与成型面间的距离要适当 图图8-4 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 图图8-58-5冷却水道应防止漏水冷却水道应防止漏水,特别是不能渗漏到成型区域特别是不能渗漏到成型区域 图图8-68-6动、定模分别单独设置冷却系统动、定模分别单独设置冷却系统 图图8-78-7循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等 图图8-88-8冷却水道应避开塑件可能出现熔接痕的部位冷却水道应避开塑件可能出现熔接痕的部位 图图8-98-9进出水嘴应设在不影响操作的方位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）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）根据具体情况而设计冷却系统（地域特点）第三节第三节 冷却系统的结构形式冷却系统的结构形式 一、冷却水道形式及连通方式一、冷却水道形式及连通方式1.冷却水道的形式冷却水道的形式沟道式冷却沟道式冷却: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，冷却效果好简单，冷却效果好,热传导系数热传导系数=0.64管道式冷却管道式冷却: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却，用于细长型芯的冷却2.冷却水道的连通方式冷却水道的连通方式 图图8-10.11串联串联:冷却介质从入口流入直径始终相等的水道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依次通过成型区后从出口排出口排出并联并联: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,然后同然后同时汇入出水主干水道排出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注意：并联布局中进出口主干水道D的横截面积的横截面积SD大于各支路大于各支路d的横截的横截面积之和面积之和Sd，否则冷却介质从近处的分支水道走捷径流过。，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水嘴的安装和密封形式 图图8-12 二、型腔的冷却二、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 图图8-138-13整体组合式型腔的冷却：在组合面上设置冷却水道整体组合式型腔的冷却：在组合面上设置冷却水道 图图8-148-14多层冷却：用于塑件精度要求较高的大型模具多层冷却：用于塑件精度要求较高的大型模具 图图8-158-15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图8-168-16螺旋水道冷却：用于较深的整体组合式型腔的冷却螺旋水道冷却：用于较深的整体组合式型腔的冷却 图图8-178-17串、并联冷却形式：用于多型腔模具的冷却串、并联冷却形式：用于多型腔模具的冷却三、型芯的冷却三、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，因而型腔，因而型芯的温度型芯的温度对对塑件冷却的影响比型腔大得多，塑件冷却的影响比型腔大得多，故对型芯的冷故对型芯的冷却更重要，却更重要，但但其其冷却受到一定限制，因冷却受到一定限制，因为为型芯型芯总总是是设设在在动动模一模一侧侧，故，故设设计时需计时需考考虑虑冷却和冷却和顶顶出系出系统统互不干互不干扰扰型芯冷却的基本形式型芯冷却的基本形式 图图8-19.20.218-19.20.21四、小型芯的冷却四、小型芯的冷却 图图8-228-222626五、冷却系统结构实例五、冷却系统结构实例 图图8-278-27（a a）的散热面积比图（）的散热面积比图（）的散热面积比图（）的散热面积比图（b b）的散热面积大得多，冷却效果好。）的散热面积大得多，冷却效果好。）的散热面积大得多，冷却效果好。）的散热面积大得多，冷却效果好。（a a）是三个侧面参与冷却。）是三个侧面参与冷却。）是三个侧面参与冷却。）是三个侧面参与冷却。密封环设置的部位不同密封环设置的部位不同密封环设置的部位不同密封环设置的部位不同：（：（：（：（a a）的配合面采用阶梯式的，避免）的配合面采用阶梯式的，避免）的配合面采用阶梯式的，避免）的配合面采用阶梯式的，避免安装时候摩擦损坏，而（安装时候摩擦损坏，而（安装时候摩擦损坏，而（安装时候摩擦损坏，而（b b）容易在安装时候）容易在安装时候）容易在安装时候）容易在安装时候OO型密封环损坏。型密封环损坏。型密封环损坏。型密封环损坏。（a a）简单但冷却不好；（）简单但冷却不好；（）简单但冷却不好；（）简单但冷却不好；（b b）小型模具中采用，横孔密封严格，并修平；）小型模具中采用，横孔密封严格，并修平；）小型模具中采用，横孔密封严格，并修平；）小型模具中采用，横孔密封严格，并修平；（c c）内部设置环形通道，通道深，为强度需要加支承垫块；（）内部设置环形通道，通道深，为强度需要加支承垫块；（）内部设置环形通道，通道深，为强度需要加支承垫块；（）内部设置环形通道，通道深，为强度需要加支承垫块；（d d）导流板形式）导流板形式）导流板形式）导流板形式采用带有多个缺口的隔板，用于空间较大的型芯的冷却。采用带有多个缺口的隔板，用于空间较大的型芯的冷却。采用带有多个缺口的隔板，用于空间较大的型芯的冷却。采用带有多个缺口的隔板，用于空间较大的型芯的冷却。（a a）平面盘肠状冷却；（）平面盘肠状冷却；（）平面盘肠状冷却；（）平面盘肠状冷却；（b b）圆周螺旋状的冷却；）圆周螺旋状的冷却；）圆周螺旋状的冷却；）圆周螺旋状的冷却；（a a）用于型芯直径较大、而高度不大时采用；）用于型芯直径较大、而高度不大时采用；）用于型芯直径较大、而高度不大时采用；）用于型芯直径较大、而高度不大时采用；为了加工方便，它们都是在型芯中部镶嵌镶件，加工成型后装入型芯。为了加工方便，它们都是在型芯中部镶嵌镶件，加工成型后装入型芯。为了加工方便，它们都是在型芯中部镶嵌镶件，加工成型后装入型芯。为了加工方便，它们都是在型芯中部镶嵌镶件，加工成型后装入型芯。（a a）从中心管道进水，形成井喷的形式冷却型芯端部，侧面出水冷却边缘；）从中心管道进水，形成井喷的形式冷却型芯端部，侧面出水冷却边缘；）从中心管道进水，形成井喷的形式冷却型芯端部，侧面出水冷却边缘；）从中心管道进水，形成井喷的形式冷却型芯端部，侧面出水冷却边缘；（b b）采用隔板的形式，将型芯内孔分割成两部分。）采用隔板的形式，将型芯内孔分割成两部分。）采用隔板的形式，将型芯内孔分割成两部分。）采用隔板的形式，将型芯内孔分割成两部分。（a a）特别细长的小型芯，用压缩空气作为介质进行冷却。）特别细长的小型芯，用压缩空气作为介质进行冷却。）特别细长的小型芯，用压缩空气作为介质进行冷却。）特别细长的小型芯，用压缩空气作为介质进行冷却。（b b）侧型芯的冷却形式。）侧型芯的冷却形式。）侧型芯的冷却形式。）侧型芯的冷却形式。极小的型芯内部没有运水空间，采用铍铜合金直接或间接导热。（极小的型芯内部没有运水空间，采用铍铜合金直接或间接导热。（极小的型芯内部没有运水空间，采用铍铜合金直接或间接导热。（极小的型芯内部没有运水空间，采用铍铜合金直接或间接导热。（a a）在底部）在底部）在底部）在底部冷却铍铜棒。（冷却铍铜棒。（冷却铍铜棒。（冷却铍铜棒。（b b）用铍铜合金制作型芯，在外部冷却型芯。）用铍铜合金制作型芯，在外部冷却型芯。）用铍铜合金制作型芯，在外部冷却型芯。）用铍铜合金制作型芯，在外部冷却型芯。