冷却系统设计

冷却系统设计模具冷却系统设计原则为了提高生产率,保证制品质量,模具冷却系统设计以保证塑件均匀冷却为基本原则。具体设计时注意以下几点:①冷却水孔数量尽量多、尺寸尽量大型腔表面得温度与冷却水孔得大小、疏密关系密切。冷却水孔孔径大、孔间距小,型腔表面温度均匀,如图3-9-3所示。②冷却水孔至型腔表面距离要适宜孔壁离型腔得距离要适宜,一般大于10mm,常用12~15mm。太近,型腔表面温度不均匀,参见图3-9-3d;太远,热阻大,冷却效率低。当塑件壁厚均匀时,各处冷却水孔与型腔表面得距离最好相同,如图3-9-4,a比b好。当塑件壁厚不均匀时,厚壁处冷却水通道要适当靠近型腔,如图3-9-4,c比d好。③水料并行,强化浇口处得冷却成型时高温得塑料熔体由浇口充入型腔,浇口附近模温较高、料流末端温度较低。将冷却水入口设在浇口附近,使冷却水总体流向与型腔内物料流向趋于相同(水料并行),冷却比较均匀。④入水与出水得温差不可过大如果入水温度和出水温度差别太大,会使模具得温度分布不均。为取得整个制品大致相同得冷却速度,需合理设置冷却水通道得排列形式,减小入出水温差。如图3-9-6,a形式会使入水与出水得温差大,b形式相对较好。⑤冷却水孔布置要合理冷却水通道尽可能按照型腔形状布置,塑件得形状不同,冷却水道位置也不同,例如:图3-9-9:扁平塑件,侧面进浇。动定模均距型腔等距离钻孔。图3-9-10:浅壳类塑件定模钻孔、动模组合型芯铣槽。大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点图3-9-11:中等深度壳类塑件。凹模距型腔等距离钻孔,凸模钻斜孔得到和塑件形状类似得回路。图3、9+1:深腔制品。凸凹模均采用组合式,车螺旋槽冷却,从中心进水,在端面(浇口处)冷却后沿环绕成型零件得螺旋形水道顺序流出模具。⑥冷却水道要便于加工装配冷却水道结构设计必须注意其加工工艺性,要易于加工制造,尽量采用钻孔等简单加工工艺。对于镶装组合式冷却水道还要注意水路密封,防止冷却水漏入型腔造成型腔锈蚀。2、冷却系统常用结构形式如上所述,模具冷却系统要求根据塑件得形状、型腔内得温度分布等合理设计,但受模具上各种结构(顶杆孔、型芯孔、螺钉孔、镶拼接缝等)得限制,只能在满足结构设汁得情况下开设冷却水道。由于塑件得形状多种多样,模具结构各不相同,冷却系统结构也就是千变万化得,设计者需根据实际情况灵活掌握。下面介绍几种在型腔、型芯上设置冷却系统得常用结构形式,供设计时参考。1)凹模冷却水道得设置单层冷却回路对于型腔较浅得模具,通常采用单层冷却回路。凹模直接加工在模板上得浅腔模具多采用外接直通式(图3、9+2)或平面回路式(图3-9-18、3-9-19、3-9-20)得单层冷却回路。采用拼镶结构得模具多采用环槽式(图3、9+3、3-9-21、3-9-23)。

图3.9+2外接直通式冷却水道①单层外接直通式外接直通式冷却水道就是在模板上打直通孔与模外软管连接构成单回路或多回路。这种冷却水道加工容易,但冷却水道不就是围绕型腔设置,在成型过程中,制品得散热不太均匀。②单层平面回路式平面回路式冷却水道通常采用打相交直孔,镶入挡板、堵头等控制冷却水流向得方法构成模内回路。根据具体情况也可设计成单回路或多回路。这种水道排列对于模腔得散热略好于外接直通式。单层平面双回路单层平面双回路③环槽式环槽式冷却水道就是在模板上打孔与加工在镶件或模板上得环形槽连接构成单回路或多回路。这种冷却水道正好围绕镶件分布,对于模腔得散热较好。

图3.9+3环槽式冷却水道单层环槽式双回路在模板上打孔将镶件或模板上得环形槽串连,构成用于镶入式多腔模得环槽式水路。单层环槽式单回路环槽式水路用于镶件紧邻得多腔模,将模板上得环形槽连通。单层环槽式单回路多层冷却回路对于型腔较深得模具,常采用多层回路式冷却水道。采用圆形镶件镶拼得深腔模,在型腔镶件外表面加工螺旋槽,并将其进出口通过模板与模外连通,构成得螺旋式冷却水道(图3-9-22),相当于模内互连得多层冷却回路。型腔直接加工在模板上得深腔模和非圆形镶件镶拼得深腔模,通常采用多层外接直通式或平面回路式冷却水道(图3、9+4、图3、9+5),各层可各自独立,也可用软管在模外互连。④螺旋式冷却水道

在圆形镶件外表面加工螺旋槽,并将其进出口通过模板与模外连通,构成螺旋式冷却水道。⑤多层平面回路式冷却水道

沿型腔深度方向布置多层平面回路式冷却水道。图3.9+4多层平面回路式冷却水道沿型腔深度方向布置多层平面回路式或外接直通式冷却水道。2)凸模(型芯)冷却水道得设置在塑件成型过程中,型芯总就是被温度高、导热性差得塑料包围着,型芯得热量很难通过自然对流、辐射得方式散发。因此,型芯得散热问题比型腔更关键。也正就是因为型芯被塑件包围,不便与模外连通,所以型芯中冷却水道得设置也更困难。通常,型芯中冷却水道得设置有下列几种方式。①单层冷却回路对于直接加工在模板上得低矮型芯,采用加工在模板上得外接直通式或平面回路式单层冷却回路,图3-9-9。对于采用拼镶结构得低矮大型芯,可在型芯上加工平面回路式单层冷却回路,图3-9-10。②钻孔式型芯冷却水道对于中等高度得较大型芯,可采用在型芯上钻斜孔得方法构成冷却回路,图3-9-11、图3-9-5d。③喷泉式型芯冷却水道(图3-9-12)在型芯中间装一个喷水管,进水从管中喷出后再向四周冲刷型芯内壁,如图所示。低温得进水直接作用于型芯顶部(中心进浇得浇口处),冷却效果好。这种方式特别适合冷却细长得圆形型芯。喷泉式冷却水道也可用于较粗大异型型芯得冷却,方法就是在喷水管出口端设一边缘开口得隔板,控制回水流向(图3-9-15)。喷泉式冷却水道不仅可用于单个小型芯,也可用于多个小型芯得串(并)联冷却。图3、9+6为并联喷泉式型芯冷却水道图3.9+6并联喷泉式型芯冷却水道④螺旋式型芯冷却水道(图3-9-13)对于大直径圆柱型芯,可在型芯内开大圆孔,孔中压入中心有进水孔外壁有螺旋槽得“芯柱”构成螺旋式型芯冷却水道。冷却水从中心孔引向芯柱顶端,沿螺旋槽流下进行热交换后从芯柱底部流出,可获得极佳得效果⑤隔板式型芯冷却水道在型芯上沿型芯轴向打盲孔,孔与孔间铣连通槽,孔中镶入比孔深略短得隔板,就构成了隔板式型芯冷却水道。水从隔板一边流入另一边流出,在经连通槽依次进入相邻得孔。隔板式型芯冷却水道可用于单个细高型