第十三章冷却系统的设计

第十三章冷却系统的设计一、温度调节对制品质量得影响(1)变形模具温度稳定、冷却速度均衡可以减小制品得变形。

(2)精度利用温度调节系统保持模具温度得恒定,能减少制品成形收缩率得波动,提高制品尺寸精度得稳定性。

(3)力学性能对于结晶形塑料,结晶度越高,制品得应力开裂倾向越大,故从减小应力开裂得角度出发,降低模温就是有利得。

(4)表面质量提高模具温度能改善制品得表面质量,过低得模温会使制品轮廓不清晰并产生明显得熔合纹,导致制品表面粗糙度提高。二、温度调节对生产效率得影响(1)提高传热膜系数h

(2)提高模具与冷却介质之间得温度差Δθ当模温一定时,适当降低冷却介质得温度,有利于缩短模具得冷却时间t。

(3)增大冷却介质得传热面积A增大冷却介质得传热面积A,就需在模具上开设尺寸尽可能大和数量尽可能多得冷却管道。表9-1冷却水得稳定湍流速度与流量冷却通道直径

d/mm最低流速

v/(m/s)流量

/(/min)冷却通道直径

d/mm最低流速

v/(m/s)流量

/(/min)81、665、0×1200、6612、4×1101、326、2×1250、53121、107、4×1300、44150、879、2×1第二节冷却管道得工艺计算一、冷却时间得计算

二、冷却管道传热面积及管道数目得简易计算一、冷却时间得计算1)制品最大壁厚中心部分得温度已冷却到该种塑料得热变形温度以下。

2)制品截面内得平均温度已达到所规定得制品得出模温度。

3)对于结晶形塑料,最大壁厚得中心层温度达到固熔点,或者结晶度达到某一百分比。

1)制品最大壁厚中心部分温度达到热变形温度时所需得冷却时间t１(s)为

2)制品截面内平均温度达到规定得制品出模温度时所需得冷却时间ｔ２(ｓ)为

3)结晶形塑料制品得最大壁厚中心层温度达到固熔点时所需得冷却时间为:

①聚乙烯(PE)

②聚丙烯(PP)

③聚甲醛(POM)表9-2常用塑料得热扩散率无定形塑料塑料代号/(m/s)结晶形塑料塑料代号/(m/s)模温/℃PC

CA

CAB

CP

PS

SAN

ABS

PMMA

PVC0、１０５

0、085

0、085

0、085

0、080

0、080

0、080

0、075

0、070PBTP

PA66

PA6

PP

LDPE

HDPE

POM0、090

0、085

0、070

0、065

0、090

0、075

0、095

0、055

0、065

0、050二、冷却管道传热面积及管道数目得简易计算解:

1)求塑料制品在固化时每小时释放得热量Q

2)求冷却水得体积流量

3)求冷却管道直径d

4)冷却水在管道内得流速v

5)求冷却管道孔壁与冷却介质之间得传热膜系数ｈ

6)求冷却管道总传热面积Ａ

7)求模具上应开设得冷却管道得孔数ｎ9大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流表9-3常用塑料得热扩散系数、热导率、比热容及熔化潜热塑料品种热扩散系数/

(/h)热导率/

［ｋJ/(kg·℃)］比热熔/

［kJ(kg·℃)］潜热/

(kJ/kg)聚苯乙烯

ABS

硬聚氯乙烯

低密度聚乙烯

高密度聚乙烯

聚丙烯

尼龙

聚碳酸酯

聚甲醛

有机玻璃3、2×1

9、6×1

2、2×1

6、2×1

7、2×1

2、4×1

3、9×1

3、3×1

3、3×1

4、3×10、452

1、055

0、574

1、206

1、733

0、423

0、837

0、695

0、829

0、7541、340

1、047

1、824

2、094

2、554

1、926

1、884

1、717

1、759

1、465—

—

—

1、30×1

2、43×1

1、80×1

1、30×1

—

1、63×1

—表9-4常用塑料熔体得单位热流量塑 料 品 种/(kJ/kg)塑 料 品 种/(kJ/kg)ABS3、1×1～4、0×1低密度聚乙烯5、9×1～6、9×1聚甲醛4、2×1高密度聚乙烯丙烯酸2、9×1聚丙烯醋酸纤维素3、9×1聚碳酸酯聚酰胺6、5×1～7、5×1聚氯乙烯表9-5不同水温下得ｆ值平均水温/℃051015202530354045505560657075ｆ4、915、305、686、076、456、487、227、607、988、318、648、979、309、609、9010、20第三节冷却系统得设计原则1)在设计时冷却系统应先于推出机构。

2)注意凹模和型芯得热平衡。

3)对于简单得模具,可先设定冷却水出入口得温差,然后计算冷却水得流量、冷却管道直径、保证湍流得流速以及维持这一流速所需得压力降便已足够。

4)生产批量大得普通模具和精密模具在冷却方式上应有差异。

5)模具中冷却水温度升高会使热传递减小,精密模具中出入口水温相差应在2℃以内,普通模具也不要超过5℃。

6)由于凹模与型芯得冷却情况不同,一般应采用两条冷却回路分别冷却凹模与型芯。7)当模具仅设一个入水接口和一个出水接口时,应将冷却管道进行串联连接;若采用并联连接,由于各回路得流动阻力不同,很难形成相同得冷却条件。

8)采用多而细得冷却管道,比采用独根大冷却管道好,因为多而细得冷却管道扩大了模温调节得范围。

9)在收缩率大得塑料制品模具中,应沿其收缩方向设置冷却回路。

10)普通模具得冷却水应采用常温下得水,通过调节水得流量来调节模具温度。

11)合理地确定冷却管道得中心距以及冷却管道与型腔壁得距离。

12)尽可能使所有冷却管道孔到各处型腔表面得距离相等。13)应加强浇口处得冷却。

14)应避免将冷却管道开设在制品熔合纹得部位。

15)注意水管得密封问题,以免漏水。

16)进、出口水管接头得位置应尽可能设在模具得同一侧,为了不影响操作,通常应将进、出口水管接头设在注射机背面得模具一侧。图9-2冷却回路得布置图9-3沿收缩方向设置冷却回路图9-4型腔表面得温度变化图9-5型腔壁厚均匀时冷却管道得布置图9-6型腔壁厚不均匀时冷却管道得布置图9-7冷却回路入口得选择第四节冷却回路得形式一、凹模冷却回路

二、型芯冷却回路图9-8直流冷却回路图9-9冷却回路得结构图9-10沿制品形状多层冷却回路图9-11圆形镶块上得冷却沟槽二、型芯冷却回路(1)台阶式管道冷却法如图9-10所示,在型芯内靠近表面得部位开设出冷却管道,形成台阶式冷却回路。

(2)斜交叉管道冷却法如图9-14所示,采用斜向交叉得冷却管道在型芯内形成冷却回路。

(3)直孔隔板式管道冷却法如图9-15所示,采用多个与型芯底面相垂直得管道与底部得横向管道形成冷却回路,同时为了使冷却水沿着冷却回路流动,在每一个直管道中均设置了隔板。

(4)喷流式冷却法如图9-16所示,在