模具冷却系统设计

模具冷却/加热系统的设计1、模具温度调节系统概述塑料注射成型是将熔融状态的塑料高压注入模腔，其后熔料在模腔中冷却到塑料的热变形温度以下固化成型。该过程是由熔料和模具的温差实现的，由于不同的成型材料要求不同的模具温度（模具温度应低于塑件热变形温度），若模具温度过高或过低，都会影响塑件的质量和生产。-过高：溢料；缩孔；塑件固化时间长，注射周期长，生产率低；-过低：熔料流动性差，塑件应力增大，出现填充不良、熔接痕、缺料及表面不光泽等缺陷；-不均匀：出现收缩率偏差，塑件变形等问题；所以模具设计时必须考虑冷却或加热装置来调节模具温度。1) 当成型时料温不足，为了使模具达到成型要求的模温，则应考虑加热装置；2) 成型壁厚大于20mm的塑件时，则应考虑加热装置；3) 当料温使模温超过成型要求的模温，则应考虑冷却装置；4) 一般成型热塑性塑料时，模具需要冷却；热固性塑料的模具需要加热；2、模具温度调节的目的A、缩短成型周期：通过有效的冷却手段使模具保持在塑料的热变形温度以下；B、提高塑件质量：防止脱模变形；C、适应特殊需要 ：注射结晶性塑料时，为控制塑料的结晶度，改善其综合性能，一般要求保持较高的模具温度；大型模具注射成型前需预热；对特殊需要的模具局部加热；热流道系统的加热等；3、模具冷却系统设计要点1) 冷却水道应与成型面各处距离相等，排列与成型面形状尽可能相符；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；冷却水孔距型腔的距离一般为15-25mm，太近则冷却不均匀，太远则冷却效率低；冷却水孔直径一般为8-12mm3) 循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等；4) 冷却水道应先通过浇口部位并沿料流方向流动，即从模温高区域流向模温低区域；5) 冷却水道不应设置在塑件可能出现熔接痕的部位；6) 冷却水道应防止漏水,特别是通过组合镶件时，应考虑密封问题； 7) 冷却水嘴应设在非操作侧，并考虑不与注塑机导向柱干涉；8) 动、定模原则上应分别单独设置冷却系统，以便调节控制塑件的变形等缺陷；4、冷却水道的联结方式1) 串联式-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口排出；2) 并联式冷却介质从入口流入主干水道，分成若干分支,然后汇入出水主干水道排出；注：并联式布局中进出口主干水道D的横截面积应大于各支路d的横截面积之和；5、型腔的冷却形式1) 多层循环式冷却：用于塑件精度要求较高的大型模具； 2) 侧面循环式冷却：在组合面上设置冷却水道，考虑密封问题； 3) 平面螺旋式冷却：用于型腔较浅、底部平面度要求较高的塑件；4) 螺旋水道式冷却：用于较深的整体组合式型腔的冷却； 5) 串、并联式冷却：用于多型腔模具的冷却； 6、型芯的冷却形式由于冷却收缩，塑件对型芯的包紧力大于型腔，因而型芯的温度对塑件冷却的影响比型腔大多得，故型芯的冷却尤为重要，但因型芯总是设在动模一侧，故其冷却会受到一定限制，故设计时需考虑冷却和顶出系统应互不干扰。1) 基本形式：2) 隔板式冷却:3) 螺旋式冷却：4) 小型芯冷却：5) 压缩空气冷却：6) 极小型芯冷却：7) 并联冷却：8) 串联冷却：7、模具加热装置的设计要点1) 采用加热装置的原因-在成型热塑性塑料时对流动性差、冷却速度快的塑料，为了提高熔料的流动性，并防止厚壁塑件产生缩孔及应力开裂，需要采用模具加热装置；-对要求高结晶度的塑料以提高其机械性能，需要采用模具加热装置；-对热流道模具采用加热装置；-对热固性塑料采用加热装置；2) 模具加热装置的类型-介质加热：其装置和设计同冷却水路；-电加热：用电热棒或电热环等加热元件加热。模具所需加热装置的功率计算公式：W总=0.24G（T2-T1）W总所需电功率W；G模具重量kg；T1室温；T2模具成型温度3) 模具加热应注意的问题-可选稍大于计算