冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)ppt課件

1、.,3.9.3 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 冷卻系統(tǒng)常用結(jié)構(gòu)形式 冷卻水道的密封及水嘴連接,.,模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則,為了提高生產(chǎn)率，保證制品質(zhì)量，模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保證塑件均勻冷卻為基本原則。 具體設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：,.,冷卻水孔數(shù)量盡量多、尺寸盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水孔的大小、疏密關(guān)系密切。冷卻水孔孔徑大、孔間距小，型腔表面溫度均勻，如圖3-9-3所示。,.,冷卻水孔至型腔表面距離要適宜 孔壁離型腔的距離要適宜，一般大于10mm，常用1215mm。 太近，型腔表面溫度不均勻，參見圖3-9-3d ；太遠(yuǎn)，熱阻大，冷卻效率低。 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，各處冷卻水孔與型腔表面的距離

2、最好相同，如圖3-9-4，a比b好。,.,當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚壁處冷卻水通道要適當(dāng)靠近型腔，如圖3-9-4，c比d好。,.,水料并行，強(qiáng)化澆口處的冷卻 成型時(shí)高溫的塑料熔體由澆口充入型腔，澆口附近模溫較高、料流末端溫度較低。 將冷卻水入口設(shè)在澆口附近，使冷卻水總體流向與型腔內(nèi)物料流向趨于相同（水料并行），冷卻比較均勻。,.,.,.,入水與出水的溫差不可過大 如果入水溫度和出水溫度差別太大，會(huì)使模具的溫度分布不均。為取得整個(gè)制品大致相同的冷卻速度，需合理設(shè)置冷卻水通道的排列形式，減小入出水溫差。如圖3-9-6，a形式會(huì)使入水與出水的溫差大，b形式相對(duì)較好。,.,冷卻水孔布置要合理 冷卻水通道盡

3、可能按照型腔形狀布置，塑件的形狀不同，冷卻水道位置也不同，例如：,圖3-9-9： 扁平塑件，側(cè)面進(jìn)澆。 動(dòng)定模均距型腔等距離鉆孔。,.,圖3-9-10 ： 淺殼類塑件 定模鉆孔、動(dòng)模組合型芯銑槽。,.,圖3-9-11：中等深度殼類塑件。凹模距型腔等距離鉆孔，凸模鉆斜孔得到和塑件形狀類似的回路。,.,圖3.9+1：深腔制品。凸凹模均采用組合式，車螺旋槽冷卻，從中心進(jìn)水，在端面（澆口處）冷卻后沿環(huán)繞成型零件的螺旋形水道順序流出模具。,.,冷卻水道要便于加工裝配,冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意其加工工藝性，要易于加工制造，盡量采用鉆孔等簡(jiǎn)單加工工藝。 對(duì)于鑲裝組合式冷卻水道還要注意水路密封，防止冷卻水漏入

4、型腔造成型腔銹蝕。,.,2、冷卻系統(tǒng)常用結(jié)構(gòu)形式,如上所述，模具冷卻系統(tǒng)要求根據(jù)塑件的形狀、型腔內(nèi)的溫度分布等合理設(shè)計(jì)，但受模具上各種結(jié)構(gòu)（頂桿孔、型芯孔、螺釘孔、鑲拼接縫等）的限制，只能在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)汁的情況下開設(shè)冷卻水道。由于塑件的形狀多種多樣，模具結(jié)構(gòu)各不相同，冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是千變?nèi)f化的，設(shè)計(jì)者需根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。 下面介紹幾種在型腔、型芯上設(shè)置冷卻系統(tǒng)的常用結(jié)構(gòu)形式，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。,.,1）凹模冷卻水道的設(shè)置,單層冷卻回路 對(duì)于型腔較淺的模具，通常采用單層冷卻回路。 凹模直接加工在模板上的淺腔模具多采用外接直通式（圖3.9+2）或平面回路式（圖3-9-18、3-9-19、3-9-20

5、）的單層冷卻回路。 采用拼鑲結(jié)構(gòu)的模具多采用環(huán)槽式（圖3.9+3、3-9-21、3-9-23） 。,.,圖3.9+2 外接直通式冷卻水道,單層外接直通式 外接直通式冷卻水道是在模板上打直通孔與模外軟管連接構(gòu)成單回路或多回路。這種冷卻水道加工容易，但冷卻水道不是圍繞型腔設(shè)置，在成型過程中，制品的散熱不太均勻。,.,單層平面回路式 平面回路式冷卻水道通常采用打相交直孔，鑲?cè)霌醢?、堵頭等控制冷卻水流向的方法構(gòu)成模內(nèi)回路。 根據(jù)具體情況也可設(shè)計(jì)成單回路或多回路。 這種水道排列對(duì)于模腔的散熱略好于外接直通式。,.,單層平面雙回路,.,單層平面雙回路,.,環(huán)槽式 環(huán)槽式冷卻水道是在模板上打孔與加工在鑲件或

6、模板上的環(huán)形槽連接構(gòu)成單回路或多回路。 這種冷卻水道正好圍繞鑲件分布，對(duì)于模腔的散熱較好。,圖3.9+3 環(huán)槽式冷卻水道,單層環(huán)槽式雙回路,.,在模板上打孔將鑲件或模板上的環(huán)形槽串連，構(gòu)成用于鑲?cè)胧蕉嗲荒５沫h(huán)槽式水路。,單層環(huán)槽式單回路,.,環(huán)槽式水路用于鑲件緊鄰的多腔模，將模板上的環(huán)形槽連通。,單層環(huán)槽式單回路,.,多層冷卻回路 對(duì)于型腔較深的模具，常采用多層回路式冷卻水道。 采用圓形鑲件鑲拼的深腔模，在型腔鑲件外表面加工螺旋槽，并將其進(jìn)出口通過模板與模外連通，構(gòu)成的螺旋式冷卻水道（圖3-9-22）,相當(dāng)于模內(nèi)互連的多層冷卻回路。 型腔直接加工在模板上的深腔模和非圓形鑲件鑲拼的深腔模，通常采

7、用多層外接直通式或平面回路式冷卻水道（圖3.9+4、圖3.9+5） ，各層可各自獨(dú)立，也可用軟管在模外互連。,.,螺旋式冷卻水道,在圓形鑲件外表面加工螺旋槽，并將其進(jìn)出口通過模板與模外連通，構(gòu)成螺旋式冷卻水道 。,.,多層平面回路式冷卻水道,沿型腔深度方向布置多層平面回路式冷卻水道。,圖3.9+4 多層平面回路式冷卻水道,.,沿型腔深度方向布置多層平面回路式或外接直通式冷卻水道。,.,2）凸模（型芯）冷卻水道的設(shè)置,在塑件成型過程中，型芯總是被溫度高、導(dǎo)熱性差的塑料包圍著，型芯的熱量很難通過自然對(duì)流、輻射的方式散發(fā)。因此，型芯的散熱問題比型腔更關(guān)鍵。也正是因?yàn)樾托颈凰芗鼑?，不便與模外連通，所

8、以型芯中冷卻水道的設(shè)置也更困難。 通常，型芯中冷卻水道的設(shè)置有下列幾種方式。,.,單層冷卻回路 對(duì)于直接加工在模板上的低矮型芯，采用加工在模板上的外接直通式或平面回路式單層冷卻回路，圖3-9-9。 對(duì)于采用拼鑲結(jié)構(gòu)的低矮大型芯，可在型芯上加工平面回路式單層冷卻回路，圖3-9-10。 鉆孔式型芯冷卻水道 對(duì)于中等高度的較大型芯，可采用在型芯上鉆斜孔的方法構(gòu)成冷卻回路，圖3-9-11、圖3-9-5d。,.,噴泉式型芯冷卻水道（圖3-9-12）,在型芯中間裝一個(gè)噴水管，進(jìn)水從管中噴出后再向四周沖刷型芯內(nèi)壁，如圖所示。 低溫的進(jìn)水直接作用于型芯頂部（中心進(jìn)澆的澆口處），冷卻效果好。這種方式特別適合冷卻

9、細(xì)長(zhǎng)的圓形型芯。,.,噴泉式冷卻水道也可用于較粗大異型型芯的冷卻， 方法是在噴水管出口端設(shè)一邊緣開口的隔板，控制回水流向（圖3-9-15） 。,.,噴泉式冷卻水道不僅可用于單個(gè)小型芯，也可用于多個(gè)小型芯的串（并）聯(lián)冷卻。 圖3.9+6為并聯(lián)噴泉式型芯冷卻水道,圖3.9+6 并聯(lián)噴泉式型芯冷卻水道,.,螺旋式型芯冷卻水道（圖3-9-13）,對(duì)于大直徑圓柱型芯，可在型芯內(nèi)開大圓孔，孔中壓入中心有進(jìn)水孔外壁有螺旋槽的“芯柱”構(gòu)成螺旋式型芯冷卻水道。 冷卻水從中心孔引向芯柱頂端，沿螺旋槽流下進(jìn)行熱交換后從芯柱底部流出，可獲得極佳的效果,.,隔板式型芯冷卻水道,在型芯上沿型芯軸向打盲孔，孔與孔間銑連通槽

10、，孔中鑲?cè)氡瓤咨盥远痰母舭澹蜆?gòu)成了隔板式型芯冷卻水道。,水從隔板一邊流入另一邊流出，在經(jīng)連通槽依次進(jìn)入相鄰的孔。 隔板式型芯冷卻水道可用于單個(gè)細(xì)高型芯的冷卻，也可用于多個(gè)細(xì)高型芯的串聯(lián)冷卻，以及各種異型型芯的周圈或整體冷卻。,.,隔板式型芯冷卻水道,.,型芯傳導(dǎo)冷卻,在對(duì)于特別細(xì)小無法開設(shè)冷卻水道的型芯，可用鈹銅合金等導(dǎo)熱性良好的材料制造或鑲?cè)霕?gòu)成導(dǎo)熱型芯，并使冷卻水直接與導(dǎo)熱型芯接觸。使熱量經(jīng)導(dǎo)熱型芯傳導(dǎo)并由冷卻水帶走。,.,3、冷卻水道的密封及水嘴連接,冷卻水道的密封 模具中的冷卻水道經(jīng)常要穿越不同模具零件的結(jié)合處，如模板與模板、模板與型芯（或型腔）鑲件等。這些地方會(huì)因配合間隙的存在而產(chǎn)生冷卻水泄漏現(xiàn)象。為避免泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，必須處理好冷卻水道的密封問題。 通常采用O型圈對(duì)模具結(jié)構(gòu)中那些冷卻水道將通過的結(jié)合處實(shí)行密封。密封用O型圈的選用及使用中需注意的問題和要求與通用機(jī)械中的密封設(shè)計(jì)相同，不再贅述。,.,水管與模具的連接 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要注意的另一個(gè)問題，是冷卻水管與模具的連接，即水嘴的安裝要求。這一問題看上去很小，但是如果處理不當(dāng)?shù)脑?，?huì)給用戶帶來許多不必要的麻煩。 因此，模具設(shè)計(jì)者在開始設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)該充分考慮“連接”這一環(huán)節(jié)。 設(shè)置模具冷卻水道的水嘴（出、入水口）在模具上的位置時(shí)，應(yīng)注意以下問題：,.,模具安裝在注射機(jī)上后