温调节系统PPT课件

1、第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分第1页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分第2页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分第3页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分第4页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分第5页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分第6页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系

2、统2021年年11月月2日日9时时08分分第7页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分模具温度调节意义：关系到成型塑件的尺寸精度、表观及内在质量，以及塑件的生产效率。11.1模具温度及塑料成型温度（1）模具温度对塑件内在质量的影响。 1）成型性：较高的模温，流动性提高，有利于充满型腔，获得致密塑件； 2）成型收缩率：较低的模温可以减小收缩率 ； 3）开裂与内应力：结晶型塑料，降低模温对提高结晶型塑料制品的耐应力开裂能力是有利的。非结晶型塑料：较高模温有利减小塑件的内应力。第8页/共81页11.1模具温度及塑料成型温度2021年年11月月2日日9

3、时时08分分（2）模具温度对塑件的尺寸精度、表观的影响。薄壁塑件,模温过低会造成成型不满或产生冷接缝； 模温过高亦出现粘模，或使透明制品的透明度降低。模温与翘曲变形：模温均匀，注射速度快可以减小塑件的变形。模具温度对模塑成型周期的影响：冷却时间占注塑周期的5080%，在保证质量的前提下，限制和缩短冷却时间，第9页/共81页11.1模具温度及塑料成型温度2021年年11月月2日日9时时08分分模具温度取决于塑料品种：模具要求在60左右的中型模具，而对大中型模具，尤其是大型模具，必须设计冷冷却系统。表4-2-6为常用塑料的料温及模具温度 。（1）模温较低的塑料必须加冷却装置模温在90以内用水；90

4、用油；模温室温采用有制冷功能的模温调节机。（2）下列模具必须设置加热装置要求模温较高的塑料 (80120)；塑件的形状比较复杂，脱模比较困难，也应采用比一般情况略偏高的模温。（3）小型塑件,对模温要求不高的可不设温度调节系统第10页/共81页11.1模具温度及塑料成型温度2021年年11月月2日日9时时08分分模具调温的设计原则根据选用的塑料品种决定模温（一般查表确定），1）玻璃化温度低于室温：高模温可使塑件尺寸稳定提高，2）玻璃化温度高于室温：低模温可获得较好的韧性；高模温可获得较好的刚性，硬度，耐磨性。3)结晶型塑料：降低模温对提高结晶型塑料制品的耐应力开裂能力是有利的。 4)非结晶型塑料

5、：较高摸温有利减小塑件的内应力。 收缩率：较低的模温可以减小收缩率。 模温与翘曲变形：模温均匀，注射速度快可以减小塑件的变形。 模温与制品外观质量 薄壁塑件,模温过低会造成成型不满或产生冷接缝； 模温过高亦出现粘模，或使透明制品的透明度降低。第11页/共81页11.1模具温度及塑料成型温度2021年11月2日9时08分第12页/共81页11.1模具温度及塑料成型温度2021年11月2日9时08分第13页/共81页11.1模具温度及塑料成型温度2021年11月2日9时08分第14页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分热平衡计算1)计算单位时间，模具内熔体固化放出的热

6、量2)计算单位时间，模具散热量制品所需冷却时间计算对流散发走的热量由辐射散发的热量向注塑机工作台面所传热量3)热平衡条件 冷却回路的尺寸确定与布置1)冷却水用量计算2)冷却面积计算3)冷却水体积流量计算及冷却水管径确定4)紊流计算5)冷却回路长度计算 6)冷却回路压降计算1.冷却回路尺寸确定与布置的方法与步骤第15页/共81页强化冷却效率、提高生产率的办法1)1)提高模具对冷却介质的传热系数，提高冷却介质在模具通道内的流速，或使流体从层流状态变成紊流状态2)2)降低冷却介质温度增加传热推动力3)3)增大冷却传热面积11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第16页/共81页第17

7、页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第18页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第19页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第20页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第21页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第22页/共81页 2)制品所需冷却时间计算 冷却时间定义：从熔体充满型腔起，到可以开模取出制件止的这段时间。常以制件巳充分凝固，具有一定强度和刚性为准，具体的标准为： 制件最大壁厚中心部分的温度已冷却到该种塑料的热变形温度以下； 制件

8、截面内的平均温度已达到所规定的制件的出模温度； 对于结晶型塑料，最大壁厚的中心层温度达到固熔点，或者结晶度达到一定百分比。 针对不同的准则，冷却时间的计算方法有三种。 制件的最大壁厚中心温度达到该塑料热变形温度以下时，所需的冷却时间 第23页/共81页 2)制品所需冷却时间计算制件的最大壁厚中心温度达到该塑料热变形温度以下时，所需的冷却时间 第24页/共81页 2)制品所需冷却时间计算制件截面内平均温度达到规定的脱模温度时，所需冷却时间第25页/共81页 2)制品所需冷却时间计算结晶性塑料制件的最大壁厚中心层温度达到规定温度时，所需冷却时间第26页/共81页第27页/共81页表11-5常用塑料

9、热变形温度塑料热变形温度高密度聚乙烯低密度聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯6082388210212567826596第28页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第29页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第30页/共81页第31页/共81页第32页/共81页第33页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第34页/共81页水孔直径mm水流量m/min 水流速m/s 适用注射机锁模力 80.6650（60克以下注射机） 10120.520.4350500（60250克注射机） 18200.290.26500（25

10、0克以上注射机） 31.79 1032.481032.961034.441034.4910表表6 64 4第35页/共81页11.2冷却回路的尺寸确定2021年11月2日9时08分第36页/共81页第37页/共81页表65 水在不同温度下的值（/s）水温（）（/s） 水温（） （/s） 15192328333842 475766758594100 61.791061.541061.311061.121060.981060.861060.761060.69 1060.56 1060.471060.401050.351060.31 1060.28 10第38页/共81页第39页/共81页冷却回路计

11、算示例冷却回路计算示例 有一成型高密度聚乙烯食品盒模具，每一模一件，塑件壁厚为1.9mm。现确定对模具型腔和型芯均进行冷却。考虑到塑件壁厚值不大，但塑料流程较长，因而对塑料熔料温度取稍高值，为230（手册数据为150260），模温取值偏低，为38（手册资料为3570），取水温低于模温14，为24。根据塑件的质量要求，拟控制各条冷却回路的出入口温度为3。11.2冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定2021年年11月月2日日9时时08分分第40页/共81页冷却回路计算示例冷却回路计算示例有一成型高密度聚乙烯食品盒模具，每一模一件，塑件壁厚为1.9mm。工艺设计参数：注射量，kg/次 0.186每小

12、时成型次数180每小时注射量33.48比热，KJ/kg 2.302潜热，KJ/kg 243成型时间，秒/模 20 热平衡设计：1)冷却水用量计算2)冷却面积计算3)冷却水体积流量计算及冷却水管径确定4)紊流计算5)冷却回路长度计算 6)冷却回路压降计算11.2冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定2021年年11月月2日日9时时08分分第41页/共81页冷却回路计算示例冷却回路计算示例加热或冷却方案初定查表4-2-6 高密度聚乙烯模温5070 一般要求设计冷却系统；模温取值偏低值，为38查表4-2-6 高密度聚乙烯塑料熔料温度150260 取稍高值，为230取水温低于模温14，为24。根据塑件的

13、质量要求，拟控制各条冷却回路的出入口温度为3。查表11-5 高密度聚乙烯热变形温度 6082 模具外形 400400400（）11.2冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定2021年年11月月2日日9时时08分分第42页/共81页现拟出具体使用参数如下：熔料温度， 230模温， 38塑件脱模温度， 80注射量，kg/次 0.186每小时注射量，, 33.48比热，KJ/kg 2.302潜热，KJ/kg 243成型时间，秒/模 20 每小时成型次数 180水温 24平均水温 2611.2冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定2021年年11月月2日日9时时08分分第43页/共81页第44页/共81页

14、第45页/共81页第46页/共81页第47页/共81页第48页/共81页第49页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分11.3.1冷却水路的布置冷却水孔的设置,图11.1孔的数量愈多，冷却水孔的间距越小，水孔直径越大，对塑件冷却愈均匀。， 58.38C55C45C48.33C51.66C60C61.66C60C图冷却水道数量与传热关系第50页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分11.3.1冷却水路的布置水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合。一般水管边离型腔的距离大于10毫米，常用1215。

15、图10.2。， 冷却水孔相对位置尺寸d=(812)mm L10mm L1=(12)d L2=(35)d第51页/共81页很低的型芯，可用单层冷却回路开设在型芯下部，稍高的型芯，在型芯内开设有一定高度的冷水沟槽，11.3.1冷却水路的布置11.3常见冷却系统的结构2021年11月2日9时08分第52页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分11.3.1冷却水路的布置采用并流流向，加强浇口附近的冷却。图10.2， 第53页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分11.3.1冷却水路的布置冷却水通出入口温差尽量小, 图10.4，

16、 第54页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分11.3.1冷却水路的布置冷却应沿塑料收缩的方向设置, 图11.5， 水通道的设置应避开亦产生熔接痕的部位第55页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分 ：用于成型面积较大，浅型腔扁平塑件；浅型腔扁平塑件直流式直流循环式11.3.2常见冷却系统的结构第56页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分用于中小型的型芯与型腔，中等深度塑件11.3.2常见冷却系统的结构第57页/共81页11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时

17、08分分深型腔塑件隔板式11.3.2常见冷却系统的结构第58页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分深型腔塑件c）图6-10 大型芯的冷却装置5231b）4a）剖面A-AAA螺旋槽式11.3.2常见冷却系统的结构第59页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分11.3.2常见冷却系统的结构隔板式图11.9、10：大型特深型第60页/共81页第第11章章 温度调节系统温度调节系统2021年年11月月2日日9时时08分分间接冷却图10.11：极细小的型芯11.3.2常见冷却系统的结构第61页/共81页

18、11.3常见冷却系统的结构2021年年11月月2日日9时时08分分间接冷却图10.11：极细小的型芯11.3.2常见冷却系统的结构第62页/共81页11.411.4模具的加热系统模具的加热系统 11.4.1模具加热的方式模具加热的方式模具加热的目的热固性塑料需要较高的模具温度促使交联反应进行某些热塑性塑料也需维持80度以上的模温，如聚甲醛、聚苯醚等大型模具要预热热流道模具的广泛使用第11章 温度调节系统2021年11月2日9时08分第63页/共81页1)模具加热的方法有模具加热装置的设计气体加热（蒸汽）工频感应加热：设备复杂电阻加热：最常用2)电阻加热元件11.411.4模具的加热系统模具的加

19、热系统 11.4.1模具加热的方式模具加热的方式第11章 温度调节系统2021年11月2日9时08分第64页/共81页加热模具所需的电功率(P)可按模具的重量(M)近似计算： P=Mq 或 P=0.24M(T2-T1) 其中：q单位模具重量所需的电功率（查表11.5） T2-T1模具加热前后的温度差3.电阻加热的计算4.电阻加热的计算已知已知：压缩模总重量：M=200Kg 模具成型温度T2=155 室温T1=20 查表查表11.5 11.5 取：q=30(中小型模具) P=20030=6000W 或 P=0.24200(155-20)=6480W结论：可以取800W的电热棒8根其长度和直径查表查表11.611.6并根据模板尺寸