3895091739注射模温度调节系统

1、第十章 注射模温度调节系统 第十章 注射模温度调节系统 注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、 固化定型、生产效率、塑件的形状和尺 寸精度都有重要的影响。 注射模具中设置温度调节系统的目的， 是通过控制模具温度，使注射成型具有 良好的产品质量和较高的生产力。 111 模具温度及塑料成型温度模具温度及塑料成型温度 1111 模具温度及其调节的重要性模具温度及其调节的重要性 模具温度模具温度(模温模温)是指模具型腔和型芯的表是指模具型腔和型芯的表 面温度。不论是热塑性塑料还是热固性面温度。不论是热塑性塑料还是热固性 塑料的模塑成型，模具温度对塑料制件塑料的模塑成型，模具温度对塑料制件 的质量和生产率

2、都有很大的影响。的质量和生产率都有很大的影响。 1模具温度对塑料制件质量的影响模具温度对塑料制件质量的影响 模具温度及其波动对塑料制件的收缩率、尺寸稳定 性、力学性能、变形、应力开裂和表面质量等均有 影响。 模具温度过低，熔体流动性差，制件轮廓不清晰， 甚至充不满型腔或形成熔接痕，制件表面不光泽， 缺陷多，力学性能低。对于热固性塑料，模温过低 造成固化程度不足，降低塑件的物理、化学和力学 性能；对于热塑性塑料注射成型时，模温过低且充 模速度又不高的情况下，制件应力增大，易引起翘 曲变形或应力开裂，尤其是粘度大的工程塑料。 模温过高，成型收缩率大，脱模和脱模后制件变形 大，易造成溢料和粘模。模具

3、温度波动较大时，型 芯和型腔温差大，制件收缩不均匀，导致制件翘曲 变形，影响制件的形状及尺寸精度。 2模具温度对模塑成型周期的影响模具温度对模塑成型周期的影响 缩短模塑成型周期就是提高模塑效率。缩短模 塑成型周期关键在于缩短冷却硬化时间，而缩 短冷却时间，可通过调节塑料和模具的温差， 因而在保证制件质量和成型工艺顺利进行的前 提下，降低模具温度有利于缩短冷却时间，提 高生产效率。 在模具中设置温度调节系统的目的，就是要通 过控制模具温度，使模塑成型具有良好的产品 质量和较高的生产率。模具温度的调节是指对 模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而 达到控制模温的目的。 113 常见冷却系统的结构

4、常见冷却系统的结构 1131 冷却系统的设计原则 塑料模具可以看成是一种热交换器，如果冷却 介质不能及时有效地带走必须带走的热量，不 能实现均一的快速冷却，则在一个成型周期内 就不能维持热平衡，会使塑件内部产生应力而 导致产品变形或开裂，从而就无法进行稳定的 模塑成型。因此，设置冷却效果良好的冷却水 回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最 有效的方法。所以应根据塑件的形状、壁厚及 塑料的品种，设计与制造出能实现均一、高效 的冷却回路。 1131 冷却回路设置的基本原则 1）在设计时冷却系统应先于顶出机构。 2）注意凹模和型芯的热平衡。 3) 冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大 在满足冷却

5、所需的传热面积和模具结构 允许 的前提下，冷却水道数量应尽量多，冷却通 道孔径要尽量大。型腔表面的温度与冷却水 道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。 图111所示是在冷却水道数量和尺寸不同的 条件下通入不同温度(45和5983)的冷 却水后，模具内的温度分布情况。由图可知， 采用5个较大的水道孔时，型腔表面温度比较 均匀，出现6060.05的变化，如图111a 所示； 3) 冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大 而同一型腔采用2个较小的水道孔时，型腔表 面温度出现533358.38的变化，如图 111b所示。由此可以看出，为了使型腔表面 温度分布趋于均匀，防止塑件不均匀收缩和产 生残余应力

6、，在模具结构允许的情况下，应尽 量多设冷却水道，并使用较大的截面面积。 (4)冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 当塑件的壁厚基本均匀时，冷却水道与型腔表面的 距离最好相等，分布尽量与型腔轮廓相吻合，如图 112a所示。但是当塑件不均匀时，厚的地方冷却 水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小 一些，如图112b所示.一般水道孔边至型腔表面的 距离应大于10mm，常用1215 mm.。 （5)浇口处加强冷却 塑料熔体充填型腔过程中，一般在浇门附近温 度最高，距浇口越远温度越低，因此浇口附近 应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设置在 浇口附近，使浇口附近的模具在较低温度下冷 却，而远离浇口部分

7、的模具在经过一定程度热 交换的温水作用下冷却。 （5)浇口处加强冷却 图113所示分别为侧浇口、多点浇口、直接 浇口三种浇注系统的注射模具冷却水道的布置 形式示意图。在一般情况下型芯的散热能力差， 因而对型芯应加强冷却，应该特别注意型芯冷 却回路的布置。 (6)冷却水道出、入口温差应尽量小 如果冷却水道较长，则入 水与出水的温差就较大， 这样就会使模具的温度分 布不均匀。为了避免这种 现象发生，可以通过改变 冷却水道的排列方式来克 服这个缺陷。图114b所 示的形式比图114a所示 的形式好，降低了出、入 水的温差，提高了冷却效 果。 (7)冷却应沿着塑料收缩的方向设置 对收缩率较大的塑料，例

8、如聚乙烯，冷却水道 应尽量沿着塑料收缩的方向设置。图为聚乙烯 材料的四方形塑件中心浇口，收缩沿放射线和 同放射线垂直的方向进行，所以应将水从中心 通入，向外侧进行螺旋式热交换，最后流处模 外。 (8)冷却水道的布置应避开塑件易 产生熔接痕的部位 塑件易产生熔接痕的地方，本身的温度 就比较低，如果在该处再设置冷却水道， 就会更加促使熔接痕的产生。 冷却系统的设计原则 9）保证冷却水道不泄露，密封性能好，以 免在塑件上造成斑纹。 10）冷却通道的进口与出口接头尽量不要高 出模具外表面，即要埋入模板内，以免运输 中造成损坏。 冷却水嘴的安装形式 1132 常见冷却系统的结构常见冷却系统的结构 1.直

9、流式和直流循直流式和直流循 环式环式 通过在模具上直接打 孔，并通过冷却水 进行冷却，是最常 用的一种形式。图a 是一般的冷却方法 适用于成型较浅， 面积较大的塑件； 图b是通过软管在模 外连接冷却回路 2循环式循环式 图117a为间隙循环 式结构形式，冷却效 果较好，但出入口数 量较多，加工费时； 图117b为连续循环 式结构形式，冷却槽 加工成螺旋状，且只 有一个入口和一个出 口，其冷却效果比图 117a所示的结构稍 差。这种形式适用于 中小型的型芯和型 腔.。 3喷流式喷流式 当塑件矩形内孔长度较大，但宽度相对较窄时，可采 用喷射式冷却的结构形式，即在型芯的中心制出一排 盲孔，在每个孔中

10、插入一根管子，冷却水从中心管子 流人，喷射到浇口附近型芯盲孔的底部对型芯进行冷 却，然后经过管子与凸模的间隙从山口处流出，这样 的冷却水道结构简单，成本较低，冷却效果较好。 4隔板式隔板式 图119所示是大型深型腔塑件模具，在凹模一侧，其底部 可从浇口附近通入冷却水，流经沿矩形截面的水槽后流出， 其侧部开设圆形 截面水道，围绕模腔一周之后从分型面附近 的出口排出。 凸模上加工出螺旋槽，并在螺旋槽内加工出一定数量的盲孔， 每个肓孔用隔板分成底部连通的两个部分，从而形成凸模中 心进水、外侧出水的冷却问路。这种隔板形式的冷却水道加 工麻烦，隔板与孔配合要求高，否则隔板易转动而达不到要 求。 5间接冷

11、却间接冷却 对于型芯更加细小的 模具,可采用间接冷 却的方式进行冷却。 图1111a所示为冷 却水喷在铍铜制成的 细小型芯的后端，靠 铍铜良好的导热性能 对其进行冷却； 图1111b所示为在 细小型芯中插入一根 与之配合接触很好的 铍铜杆，在其另一端 加工出翅片用它来 扩大散热面积，提高 水流的冷却效果。 1、冷却装置的基本结构形式 （2）螺旋式 使冷却水在模具中 产生螺旋状回路， 冷却效果好，但制 造比较麻烦。右图 为在镶嵌界面开设 螺旋型冷却水沟槽。 螺旋式 1、冷却装置的基本结构形式 （2）螺旋式 在细长型芯内部嵌入螺旋形铜管，用低熔点合金 浇铸固定 嵌入铜管的螺旋冷却式 1、冷却装置的

12、基本结构形式 （3）隔片导流式 比较常用的一种用于多型芯的隔片导流式冷却系 统 隔片导流式 1、冷却装置的基本结构形式 （4）喷流式冷却 在型芯中间装有一个喷水管， 冷却水从喷水管中喷出， 分流后向四周流动以冷却 型芯壁。对于中心浇口的 单腔模具，这种方式的冷 却效果好，因为从喷水管 中喷出冷却水直接冷却型 芯壁温度最高的部位。 主要用在长型芯。 喷流式冷却回路 1、冷却装置的基本结构形式 （5）导热杆式 在型芯上镶有导热性好的铍铜合金，冷却水接在 型芯固定部分，而铍铜合金以全部（图a）或 尾部（b）面积接触冷却水，以提高冷却效率。 导热杆式 3、冷却管道的工艺计算 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算 依据冷却水的体积流量，查表得出冷却管 道的直径d 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算 冷却水孔总长度计算 冷却水孔数目