注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)課件

第十章注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)第十章注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率、塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具中設置溫度調節(jié)系統(tǒng)的目的，是通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質量和較高的生產(chǎn)力。11．1模具溫度及塑料成型溫度11．1．1模具溫度及其調節(jié)的重要性模具溫度(模溫)是指模具型腔和型芯的表面溫度。不論是熱塑性塑料還是熱固性塑料的模塑成型，模具溫度對塑料制件的質量和生產(chǎn)率都有很大的影響。2．模具溫度對模塑成型周期的影響縮短模塑成型周期就是提高模塑效率。縮短模塑成型周期關鍵在于縮短冷卻硬化時間，而縮短冷卻時間，可通過調節(jié)塑料和模具的溫差，因而在保證制件質量和成型工藝順利進行的前提下，降低模具溫度有利于縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。在模具中設置溫度調節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使模塑成型具有良好的產(chǎn)品質量和較高的生產(chǎn)率。模具溫度的調節(jié)是指對模具進行冷卻或加熱，必要時兩者兼有，從而達到控制模溫的目的。11．3常見冷卻系統(tǒng)的結構

11．3．1冷卻系統(tǒng)的設計原則塑料模具可以看成是一種熱交換器，如果冷卻介質不能及時有效地帶走必須帶走的熱量，不能實現(xiàn)均一的快速冷卻，則在一個成型周期內(nèi)就不能維持熱平衡，會使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應力而導致產(chǎn)品變形或開裂，從而就無法進行穩(wěn)定的模塑成型。因此，設置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法。所以應根據(jù)塑件的形狀、壁厚及塑料的品種，設計與制造出能實現(xiàn)均一、高效的冷卻回路。11．3．1冷卻回路設置的基本原則1）在設計時冷卻系統(tǒng)應先于頂出機構。2）注意凹模和型芯的熱平衡。3)冷卻水道數(shù)量盡量多、冷卻通道孔徑盡量大而同一型腔采用2個較小的水道孔時，型腔表面溫度出現(xiàn)53．33～58.38℃的變化，如圖11．1b所示。由此可以看出，為了使型腔表面溫度分布趨于均勻，防止塑件不均勻收縮和產(chǎn)生殘余應力，在模具結構允許的情況下，應盡量多設冷卻水道，并使用較大的截面面積。(4)冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等

當塑件的壁厚基本均勻時，冷卻水道與型腔表面的距離最好相等，分布盡量與型腔輪廓相吻合，如圖11．2a所示。但是當塑件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應近一些，間距也可適當小一些，如圖11．2b所示.一般水道孔邊至型腔表面的距離應大于10mm，常用12～15mm.。（5)澆口處加強冷卻塑料熔體充填型腔過程中，一般在澆門附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低，因此澆口附近應加強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換的溫水作用下冷卻。(6)冷卻水道出、入口溫差應盡量小如果冷卻水道較長，則入水與出水的溫差就較大，這樣就會使模具的溫度分布不均勻。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，可以通過改變冷卻水道的排列方式來克服這個缺陷。圖11．4b所示的形式比圖11．4a所示的形式好，降低了出、入水的溫差，提高了冷卻效果。(7)冷卻應沿著塑料收縮的方向設置對收縮率較大的塑料，例如聚乙烯，冷卻水道應盡量沿著塑料收縮的方向設置。圖為聚乙烯材料的四方形塑件中心澆口，收縮沿放射線和同放射線垂直的方向進行，所以應將水從中心通入，向外側進行螺旋式熱交換，最后流處模外。(8)冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位塑件易產(chǎn)生熔接痕的地方，本身的溫度就比較低，如果在該處再設置冷卻水道，就會更加促使熔接痕的產(chǎn)生。11．3．2常見冷卻系統(tǒng)的結構1.直流式和直流循環(huán)式通過在模具上直接打孔，并通過冷卻水進行冷卻，是最常用的一種形式。圖a是一般的冷卻方法適用于成型較淺，面積較大的塑件；圖b是通過軟管在模外連接冷卻回路2．循環(huán)式圖11．7a為間隙循環(huán)式結構形式，冷卻效果較好，但出入口數(shù)量較多，加工費時；圖11．7b為連續(xù)循環(huán)式結構形式，冷卻槽加工成螺旋狀，且只有一個入口和一個出口，其冷卻效果比圖11．7a所示的結構稍差。這種形式適用于中小型的型芯和型腔.。3．噴流式當塑件矩形內(nèi)孔長度較大，但寬度相對較窄時，可采用噴射式冷卻的結構形式，即在型芯的中心制出一排盲孔，在每個孔中插入一根管子，冷卻水從中心管子流人，噴射到澆口附近型芯盲孔的底部對型芯進行冷卻，然后經(jīng)過管子與凸模的間隙從山口處流出，這樣的冷卻水道結構簡單，成本較低，冷卻效果較好。5．間接冷卻對于型芯更加細小的模具,可采用間接冷卻的方式進行冷卻。圖11．11a所示為冷卻水噴在鈹銅制成的細小型芯的后端，靠鈹銅良好的導熱性能對其進行冷卻；圖11．11b所示為在細小型芯中插入一根與之配合接觸很好的鈹銅桿，在其另一端加工出翅片．用它來擴大散熱面積，提高水流的冷卻效果。1、冷卻裝置的基本結構形式（2）螺旋式使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀回路，冷卻效果好，但制造比較麻煩。右圖為在鑲嵌界面開設螺旋型冷卻水溝槽。螺旋式1、冷卻裝置的基本結構形式（2）螺旋式在細長型芯內(nèi)部嵌入螺旋形銅管，用低熔點合金澆鑄固定嵌入銅管的螺旋冷卻式1、冷卻裝置的基本結構形式（4）噴流式冷卻在型芯中間裝有一個噴水管，冷卻水從噴水管中噴出，分流后向四周流動以冷卻型芯壁。對于中心澆口的單腔模具，這種方式的冷卻效果好，因為從噴水管中噴出冷卻水直接冷卻型芯壁溫度最高的部位。主要用在長型芯。噴流式冷卻回路1、冷卻裝置的基本結構形式（5）導熱桿式在型芯上鑲有導熱性好的鈹銅合金，冷卻水接在型芯固定部分，而鈹銅合金以全部（圖a）或尾部（b）面積接觸冷卻水，以提高冷卻效率。導熱桿式冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的簡易計算冷卻水孔總長度計算冷卻水孔數(shù)目例：某注射模成型聚丙烯制品，產(chǎn)量為50kg/h，用20度的水作為冷卻介質，其出口溫度為27度，若模具平均溫度為40度，模具寬度為300mm，求冷卻管道直徑及所需冷卻管道孔數(shù)。解：1）求塑件制品在固化時每小時釋放的熱量查表得聚丙烯的單位熱流量590kJ/kg2）求冷卻水的體積流量