冷卻水路設(shè)計原則與優(yōu)化實例

1、一、冷卻水路設(shè)計原則二、冷卻水路樣式三、冷卻水路優(yōu)化實例四、加熱設(shè)備簡介主要內(nèi)容一、冷卻水路設(shè)計原則一、冷卻水路設(shè)計原則1.1. 注塑冷卻水路設(shè)計目的注塑冷卻水路設(shè)計目的2. 水路設(shè)計目的：水路設(shè)計目的是使產(chǎn)品均勻冷卻，并在較短時間內(nèi)頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型品質(zhì)和成產(chǎn)周期(成本)。 對品質(zhì)的影響：在成型時水路使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(wěn)定性、機械強度、應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。主要表形在：表面光潔度、殘余應(yīng)力、結(jié)晶度、熱彎曲。 對生產(chǎn)周期的影響：一個成型周期主要分為以下部分?？s短冷卻時間就是提高成型效率。 注塑時間保壓時間冷卻時間開

2、模時間相對時間占整個周期80%占整個周期5%占整個周期15%2. 2. 模具冷卻系統(tǒng)：模具冷卻系統(tǒng)：一、冷卻水路設(shè)計原則一、冷卻水路設(shè)計原則模具溫度調(diào)節(jié)器軟管冷卻水路2冷卻回路 1泵收集歧管供給歧管靜模動模供給歧管收集歧管3.3.冷卻系統(tǒng)水孔徑間距與型腔之間的關(guān)系冷卻系統(tǒng)水孔徑間距與型腔之間的關(guān)系H一般2.5d-3d注：1.圣度標準 最小 8mm。 2.無論多大的模具，水孔的直徑不能大于14mm， 否則難以形成紊流(紊流狀態(tài)熱交換充分)。一、冷卻水路設(shè)計原則一、冷卻水路設(shè)計原則層流、紊流(雷諾數(shù)Re4000為穩(wěn)定的紊流)：一、冷卻水路設(shè)計原則一、冷卻水路設(shè)計原則4. 4. 冷卻水路布置冷卻水路

3、布置 1）冷卻水路設(shè)置要使冷卻效果均勻：靠近熱量較多處；遠離熱量較少處。2）圣度水路通道標準：兩側(cè)直通，單側(cè)回路不可。注：1.水路長度不能太長:冷卻液從水管進口到出口的溫度變化應(yīng)該在5以內(nèi)；較精密的產(chǎn)品應(yīng)該控制在3以內(nèi)。 2.大型模具水路較多應(yīng)注明 IN OUT 最好做分水器。 ININOUTOUT分水器二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式1. 1. 水井冷卻水井冷卻a. a. 噴泉噴泉前者模具加工加工簡單后者可以實現(xiàn)水流方向變更模具加工加工簡單可以實現(xiàn)水流方向變更多型芯噴泉并聯(lián)并聯(lián)水路特點并聯(lián)水路特點優(yōu)點：適用于入子周圍冷卻；低壓下可達高流速。缺點：各分支流速不一、各分支冷卻效果不一、 易淤積堵

4、塞。二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式b. b. 隔板隔板串聯(lián)水路特點串聯(lián)水路特點優(yōu)點：流速均勻；傳熱均勻。缺點：壓降大。多隔板串聯(lián)隔板高度依據(jù)產(chǎn)品輪廓設(shè)定二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式c. c. 螺旋隔水片螺旋隔水片分割型全螺旋形分割型組件全螺旋形二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式熱管工作原理高導(dǎo)熱材料鈹銅、鋁棒、熱管 鑲?cè)胄托?，并以?dǎo)熱劑填充間隙熱管1截面熱管2截面2. 2. 高導(dǎo)熱材料嵌入冷卻高導(dǎo)熱材料嵌入冷卻二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式單螺旋式鑲件冷卻水道，適合于一些比較大的，中間無孔的圓形鑲件。3.3.螺旋式鑲件冷卻水道螺旋式鑲件冷卻水道 雙螺旋式鑲件冷卻水道，適合于一些比較大的，

5、中間有孔的圓形鑲件。二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式4.4.不同鑲件的不同鑲件的水路連接水路連接 適用于部品面積大、模仁厚度小、模仁不是整體的模具（布置水井麻煩）水路連接塊水路連接塊模板水路連接設(shè)計2模板水路連接設(shè)計1MISUMI模板水路連接標準件延長接頭二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式5.5.斜頂冷卻斜頂冷卻 一體式斜頂冷卻水路斜頂頭冷卻水路連接器設(shè)計圖頂針板斜頂斜頂較大時，冷卻水路是不可忽略的。沒有冷卻水路會延長注塑周期，或造成斜頂成型形象在脫模時變形。二、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式6.6.滑塊冷卻滑塊冷卻 長型芯滑塊 噴水管冷卻不僅滑塊上需要冷卻水路，必要時滑塊鑲件上必須設(shè)置冷卻水路二

6、、冷卻水路樣式二、冷卻水路樣式7.7.冷卻回路的特殊樣式冷卻回路的特殊樣式1.普通水路和水井結(jié)合2.小型芯用斜孔水路3.大面積適用 渦流式水路（推板）4.徘徊式水路5.環(huán)形 水路6.多種水路樣式的綜合運用部品隔板噴水管環(huán)形三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例1.1.冷卻與翹曲變形冷卻與翹曲變形T=50T=50q Aq Bq Aq BT=50T=40三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例初始設(shè)計：15條水路，動模6條，靜模7條，滑塊2條。優(yōu)化后設(shè)計：21條水路；動模增加1條，靜模增加3條，滑塊增加2條。2.2.冷卻優(yōu)化實例冷卻優(yōu)化實例1三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例三、冷卻水路優(yōu)

7、化設(shè)計實例冷卻優(yōu)化實例冷卻優(yōu)化實例1-優(yōu)化過程優(yōu)化過程動模側(cè)溫度分布大部分均勻，但圈示區(qū)域溫度較高，應(yīng)加強冷卻。靜模側(cè)溫度不均勻，澆口周圍溫度較高，溫度分布在51-71范圍內(nèi)。動靜模溫差分布不均勻，靜模溫度較高，溫差在-15-14。成品體積收縮大部分均勻約為4%, 四周較厚區(qū)域體積收縮稍大。Z方向收縮不均勻,變形方向如圖所示，最大變形為8.9mm，變形量較大。冷卻水進口溫度如圖所示，藍色表示進水溫度為40，紅色表示進水溫度為60。動模側(cè)溫度分布與之前相似，但澆口附近溫度較之前高，有利于控制變形。靜模側(cè)溫度如圖所示，大部分區(qū)域溫度較均勻，澆口附近溫度較高。動靜模面溫差分布均勻局部溫差較大。Z方向

8、收縮不均勻,變形方向如圖所示，最大變形為1.9mm，變形量明顯減小。8.9 mm1.9 mm三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例初始設(shè)計：6條水路，動模3條，靜模3條。優(yōu)化后設(shè)計：12條水路；靜模增加6條。3.3.冷卻優(yōu)化實例冷卻優(yōu)化實例2三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例三、冷卻水路優(yōu)化設(shè)計實例冷卻優(yōu)化實例冷卻優(yōu)化實例2-優(yōu)化過程優(yōu)化過程靜模側(cè)溫差大動模側(cè)溫度分布也不均勻動靜模面溫差分布不均勻。Z方向收縮不均勻,變形如圖。右邊為放大10倍的變形，綠色框為變形前形狀。靜模側(cè)溫度較之前均勻。動模側(cè)溫度分布還是不夠均勻動靜模面溫差分布均勻。溫差約10。Z方向收縮較之前改善較大,變形如圖。右邊為放

9、大10倍的變形，綠色框為變形前形狀。0.59mm0.3mm1.0mm0.69mm0.61mm四、模具加熱設(shè)備簡介四、模具加熱設(shè)備簡介1.1.水溫加熱：水溫加熱：模具溫度要求80以下適用； 大部分塑膠原料（除高溫料）要求模具成型溫度為：20 90，如果部品表面光潔度要求較高，或模具結(jié)構(gòu)導(dǎo)致成型困難時，必須使用水溫機加熱。水溫機PA 尼龍PVF適用溫度-30120有加強纖維適用溫度060S-PVC注：1. 根據(jù)冷卻水溫度選用軟管； 2. 這些軟管均為冷卻水專用（不適用與油）； 3. 一般水溫機設(shè)定 7080，高于80度有安全隱患。四、模具加熱設(shè)備簡介四、模具加熱設(shè)備簡介2.2.油溫加熱：油溫加熱：

10、模具溫度要求90150適用。 PP、PC、尼龍（PA66、PA6、PA46） 、POM 等加玻纖GF后 要求模具溫度都可達到120可用油溫機控溫；PET、PPS成型溫度130150必須使用油溫機控溫。油溫機高溫金屬軟管，需配合下面專用高溫接頭使用注：高溫模具水路，需要高溫專用的 接頭、止水栓（喉塞）等配件。四、模具加熱設(shè)備簡介四、模具加熱設(shè)備簡介3.3.加熱棒、熱電偶：加熱棒、熱電偶：PET、PPS等結(jié)晶溫度較高（130150），為保證模具快速升溫和靈活控溫必須使用加熱棒、熱電偶。熱電偶熱電偶加熱棒加熱棒加熱棒、熱電偶的使用設(shè)置溫度檢測溫度四、模具加熱設(shè)備簡介四、模具加熱設(shè)備簡介4.4.隔熱板：隔熱板：防止模具熱量過度散發(fā)以確保型腔溫度恒定，從而保證成型產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。 尼龍、PBT、PET等結(jié)晶性樹脂，模具型腔表面溫度變化對部品的結(jié)晶