塑胶模具专业冷却系统

水路分布原則與水路形式及規格序設計者應知道成型周期相當大的部分﹐有時可占到成型周期的80%﹐要用于冷卻。因而對于生產率要求較高的模具﹐將這種“損失“時間控制到最小是絕對必要的。而用于冷卻的工具就是水路。所以水路的排布在整個模具設計過程中占有非常重要的地位。在這一部分我主要講述了水路排布的原則﹑水路的基本形式和水路規格。在‘水路排布原則‘一章主要從以下几部分來闡述﹕1.水路設計的目的﹔2.冷卻的基本原理﹔3.水路設計過程中應注意的几個問題﹔在’水路形式及規格’一章中主要列舉了實際設計中用到的冷卻水路的基本形式。在最后﹐將以往分析的兩個經典案例進行綜合講解﹐以加深對前述內容的理解和記憶。水路分布原則水路設計的目的﹕水路設計的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時間內頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產品的成型品質和生產周期(成本)。對品質的影響﹕在成型時水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動對制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩定性﹑機械強度﹑應力開裂和表面質量等均有影響。主要表現在﹕表面光潔度﹔殘余應力﹔結晶度﹔熱彎曲。對生產周期的影響﹕一個成型周期主要由以下几部分構成。縮短冷卻時間就是提高成型效率。注射時間保壓時間冷卻時間開模時間相關時間占整個周期的80%占整個周期的5%占整個周期的15%冷卻的基本原理從塑料到模穴壁的熱傳導:冷卻系統的行為受從塑料中移走的熱量和轉移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。

層流的溫度梯度<2300淤紊流的溫度梯度>230063deg.C43deg.C23deg.C20deg.C塑膠/金屬的界面水/金屬的界面冷卻液冷卻的基本原理從模穴壁到水管壁的熱傳導:

冷卻系統行為也受通過模具材料到達冷卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差﹐也影響冷卻系統行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。冷卻的基本原理從水管壁到冷卻介質的熱傳導:

冷卻系統行為也受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。水路設計過程中應注意的几個問題加強熱點的冷卻﹔避開冷點所謂熱點就是肉厚相對較厚且不能充分散熱的區域。公模仁母模仁熱量集中在這個區域熱(相對於未收縮區域的收縮區域引起翹曲)熔化塑膠凝固塑膠水路設計過程中應注意的几個問題靠近高熱量區﹔遠離低熱量區。分模線高溫等溫線冷卻液區域3區域1區域2冷卻液等溫線區域2TM002P04T=50℃T=50℃水路設計過程中應注意的几個問題積熱區水路設計過程中應注意的几個問題所謂冷點肉厚較薄處﹑滯流區及波前對接處。不要在此區域的上方加冷卻水路水路設計過程中應注意的几個問題圈示產品的凹陷區域有滯流區。固不能在此上方排冷卻水路。水路設計過程中應注意的几個問題水管的長度不能太長﹕冷卻液從水管進口到出口的溫度變化就在5度以內。較精密的產品就控制在3度以內。水路設計過程中應注意的几個問題在用熱澆道成型的模具中﹐需加強對熱澆道的冷卻。在下面的例子中﹐最初設計時﹐沒有排冷卻熱澆道的水路(其為倒裝模)。在公模側熱澆道的附近溫度較高(進水溫度設為50度)。最高溫度為90℃水路設計過程中應注意的几個問題設變水路為﹕在熱澆道的周圍加一圈如圖中紅色的水路。溫度明顯降低最高溫度為72℃水路的基本形式及規格冷卻系統的基本形式如下。我們最常用的有A﹑F。特殊情況下用冷卻棒.在模具中的基本排布方式﹕水路的基本形式及規格串聯水路優優點統一的流動率統一的熱交換缺缺點--較高的壓降並聯水路優優點用在入子的周圍最好高體積低壓力缺缺點沒有統一的流動率易於堵塞水管規格及其與成品肉厚的關係:水路的基本形式及規格確定冷卻水孔的直徑應注意的問題是,無論多大的模具,水孔的直徑不能大於14mm,否則冷卻難以形成亂流狀況。一般水孔的直徑可根據制品的平均肉厚來確定。平均肉厚為2mm時,水孔的直徑取8~10mm;平均肉厚為2~4mm時,水孔的直徑取10~12mm;平均肉厚為4~6mm時,水孔的直徑取10~14mm。水路的基本形式及規格改善前改善后水路的基本形式及規格水路的排布及冷卻形式﹕(1)採用模板循環水路直接冷卻形式:水路的基本形式及規格(2)採用模仁循環水路直接冷卻形式:水路的基本形式及規格水路的宋基本形鞭式及規兴格(3)仍採用泡模板﹑喜模仁聯警合循環静水路直泉接冷卻更形式:水路的潮基本形腐式及規驻格水路的条基本形魂式及規首格水路的荡基本形撒式及規迷格(4)药斜銷中洲水路的依冷卻形碗式:(5)业滑塊中壮水路的冷跌卻形式(6)饼採用推套赔推出結構续時,小旨直徑型芯勒的冷卻回枝路水路的基督本形式及丽規格(7)达圓形祖制品的加型腔採告用入子片結構的琴冷卻回羽路:(8)漫在模穴中美設置特殊泰隔板的冷虑卻回路:水路的基泊本形式及钩規格水路的疤基本形牛式及規碧格(9)关在氣轰閥及推型桿內設锄置的冷早卻回路骆:(10)降對主流赢道部位採问用噴水式向冷卻回路迎:水路的愧基本形刃式及規仗格(11悟)溫令控回路仓沿型芯脱表面排粗列的隔该板式冷堂卻回路数:(12)刚高熱傳痰材料插入挪型芯中的悟圖例水路的基英本形式及笋規格(13置)负压水较路(14惑)適沟用於箱壤形制品絮的冷卻使回路:左图为专遵利冷却系鼓统(Log胳ivac慎)，流动延是靠真伍空形成高的，所兼以在镶眼件接合括处不会叶漏水.主要适用饥于细长型烛芯如生产顶笔筒的型托芯。水路的基串本形式及狸規格15)葵沿制捎品形狀验設置的期冷卻回再路:16)袭適用敬於小直讲徑型芯旦的冷卻丘回路水路的非基本形推式及規侮格17)鹅採用锻渦流式晓冷卻回捧路圖示18)薪採用叙徘徊式模冷卻回取路圖示水路的基雨本形式及余規格19)寒採用渦流搞式冷卻回趟路圖示20)乞採用所水桶式沃制品冷斜卻回路牲圖示水路的基弊本形式及悬規格21)破公模一側左的澆口部长位強行冷射卻回路圖司示21)口冷卻滩回路的奔綜合運宰用形式歇圖示水路的线基本形慈式及規设格經典案例劫分享共設計驰15條香水路,持公模側奋有6條追水路,伟母模側征有7條枕水路﹐搏滑塊有氧2條水斜路。進出水乔方向冷卻水企路設計铲(1)公模面溫嫌度Bot字tom猫Te票mpe增rat漂ure冷卻分析結浪果\case利1公模側箱溫度分较布大部充分較均灶勻﹐但翻圈示區两域溫度挨較高﹐苏應加強桨冷卻。Top军Temp栏erat棉ure母模面溫谨度冷卻分析結女果\cas乘e1母模側罪溫度不剧均勻﹐摔澆口周衣圍溫度刺較高﹐估溫度分旋布在5兵1~7只1范圍阶內。公母模面答溫差分布籍不均勻﹐占母模溫度掉較高,溫翼差范圍在灰-15~发14de膊g.c。母模面與启公模面溫烂差Tem阶p.描Dif董fer打enc泥e冷卻分析結果奔\case蛾1成品的體换積收縮大渔部分約為热4%,办四周較厚陈區域體積泡收縮稍大石。體積收縮扯百分比Vol银ume尝tri季cS集hri凤nka得ge保壓分析結堆果\cas巡寿e1最大凹升痕深度希為0.艰021程mm﹐加分布在匹澆口附叛近﹐應甩不會影申響產品竞外觀。茶但大部贪分肋周利圍凹痕郊深度在宾0.0艘10m魔m左右务﹐為可宇見凹痕端。凹痕深度Sink毯Mar伞k保壓分析結果尖\cas服e1Z方向收语縮不均勻魄,變形方娘向如圖所玻示﹐最大功變形為8裤.9mm烫,變形量树較大。Z向變桥形ZD盯efl绝ect麦ion翹曲分析結胖果\case怖18.9先mm共設計2捆1條水路浴,共增加崇6條水路岛﹐其中公取模增加1侮條﹔母模腿增加3條商﹔滑塊增察加2條。斑目前公模环側有7條绪水路,母芹模側有1响0條水路砌﹐滑塊有社4條水路敲。進出水方欲向冷卻水路锤設計(2男)冷卻水偏進出口鹿溫度如狂圖所示似﹐藍色凑表示進洞水溫度坏為40载deg预.c,浇紅色表晃示進水绣溫度為凶60d蒜eg.蚊c.冷卻劑溫勿度Coo踪蝶lan裹tT跨emp冷卻分析結果改\case万2公模面汤溫度Bott窑omT汽empe付ratu神re冷卻分析結果晕\case搅2公模側溫笑度分布與傍case违1相似﹐啊且澆口附格近溫度較垂case孟1高﹐有馒利于控制蛾變形。Top法Temp裂erat汗ure母模面溫血度冷卻分析結果价\case仗2母模側脂溫度如伶圖﹐大雁部分區握域溫度龟較均勻沟﹐澆口北周圍溫厌度較高晕。公母模面白溫差分布益大部分較鸦均勻﹐局惰部溫差較扯大。母模面双與公模以面溫差Tem址p.纠Dif云fer糕enc黑e冷卻分析結这果\cas希e2Z方向纲收縮不予均勻,础變形方槽向如圖孤所示﹐盘最大變轮形為1奶.9m辨m,變却形量明便顯減小去。Z向變形ZD辅efl采ect脉ion翹曲分析結绩果\case涨21.9垦mm共設計砖6條水爪路,公唐母模側纵各有3葬條水路屈。進出水方凶向冷卻水路缺設計(1炕)Top能Temp仿erat蕉ure由于兩端世采用低溫优冷卻﹐母肤模側溫差销較大。母模面溫刘度冷卻分析結瓣果\case容1公模面溫期度Bott宫omT泪empe姿ratu衬re公模側解溫度分轨布也不幼均勻。莫紅色表驳示溫度辆較高。冷卻分析結果曾\cas捕e1母模與凑公模面骄溫差分贷布不均露勻。由岭于母模元側溫度恼較低﹐钟導致母椅模與公古模面溫由差較大狮。母模面與仰公模面溫寸差Temp树.Di副ffer虎ence冷卻分析結果家\case扎1Z方向收郊縮不均勻香,變形方倍向如圖所敏示。右下甚圖為放大袖10倍后怜的變形﹐培綠色線框姻為變形前抵形狀。Z向變形ZDe手flec绩tion1.0m酿m0.6描9mm0.6币1mm保壓分析結果割\cas协e1共設計1祥2條水路圆,公模側量3條水路布,母模側麻9條水路亚。進出水方垫向冷卻水路流設計(2俊)Top源Temp澡erat锡ure母模側希溫度分抓布如圖抚﹐與方君案一相呼比更均新勻。母模面蝴溫度冷卻分析結果卧\cas鞭e2公模面溫融度Bot