模具温度控制系统设计资料

续流出，避免有水不能流动的死角。水道壁应加工光滑， 以使清楚水道污垢方便，经较长使用时间后，冷却效果 一致。 （４）由于凹模与型芯的冷却情况不同，需用两个调温器 分别控制各自回路中冷却液的温度、压力、流量和速度。
6.2.3 冷却系统结构设计
(一)、 凹模冷却系统
常见结构如图6—8钻孔式水道系 统 、6—9所示沟槽式水道系统
6.2.4 模具温度控制系统
（1）关于Ｗ
Ｗ =每小时液体流量×液体比重
Q d 2 •V •T • • • t
将其代入式（46—5）中，便得到如下公式
=水道截面积×液体流速×水流时间 （每小时）×液体比重
W d2 •V •T •
式中 d—水道孔径，m4；
故，求得Ｗ的算术式为
6 7
Ｖ—水流速度，m/s； ρ—冷却液比重，㎏/m³
(二)、型芯冷却系统设计
6.2.3 冷却系统结构设计
(二)、型芯冷却系统设计
设计型芯冷却系统要比设计凹模时复杂得 多，需视型芯的粗细高低，镶拼状况，推杆位 置等情况灵活地采用不同形式的冷却装置。 图6—10所示为大行型的冷却装置 。 图6—11所示为隔板式冷却装置 。 图6—12所示为水管喷流式冷却装置。 图6—13a,b,c所示对细长型芯的冷却 。 图6—14所示冷却侧型芯。
模具向设备工作台面所传导的热量应为：
Qs F (tm ts ) （KJ h）
由型腔向冷却水道传导热量的关系式如下：
Q FT t1 t2
L
6.2.4 模具温度控制系统
（二）冷却水回路数量计算
设塑料传给模具的多余热量为Q，辐射散热 量为Q’，模具向安装设备传导的热量为Qs，冷 却统带走的热量为 Qf，则可建立下式
6.3.2 加热方式
通常采用的加热方式有两种 ： 1.电加热式 2.在模具内部通入热介质
对于需要提供足够热能，温度要求较高的 模具采用电加热式，例如热固性塑料模、热塑 性热流道模的流道板等。也采用热水、过热水 或热油加热、蒸汽加热式、而煤气、天燃气燃 烧加热的方法一般不太使用。
6.3 加热系统设计
6.2.4 模具温度控制系统
现拟出具体使用参数如下：
熔料温度，℃ 模温，℃ 塑件脱模温度，℃ 注射量，kg/次 每小时注射量，, 比热，KJ/kg·℃ 潜热，KJ/kg 成型时间，秒/模 每小时成型次数 水温℃ 平均水温℃
230 38 94 0.186 33.48 2.302 243 20 180 24 26
如图表6—2在100℃下，各种材料 的传热系数
如图6—4所示 ，当镶拼成型零 件较大或较高时，应该优先考虑将冷却水 道直接开设在成型零件上，同时，固定板 仍需开设一定数量的水道，以调节整个模 具冷却均匀。
6.2.2 冷却系统设计原则
４、 应加强浇口处的冷却
见图6—5a、b、c示例
6.2.2 冷却系统设计原则
图6—2a,b的水孔到型腔的最短距离 （垂直距离）相同,但水道数量却不一样, 从而型腔热量向冷却源流动的路程彼此不 同。
图6—3型腔表面到冷却水孔的距离的尺寸关 系。合理地距离它不仅关系到型腔是否冷却均匀， 而且关系到模具的刚度、强度问题。
6.2.2 冷却系统设计原则
3、考虑和利用模具材料的导热 性
ห้องสมุดไป่ตู้
V 2g
(大气压)
6.2.4 模具温度控制系统
（四）冷却回路计算示例
有一成型高密度聚乙烯食品盒模具，每一 模一件，塑件壁厚为1.9mm。现确定对模具 型腔和型芯均进行冷却。考虑到塑件壁厚值 不大，但塑料流程较长，因而对塑料熔料温 度取稍高值，为230℃（手册数据为150℃～ 260℃），模温取值偏低，为38℃（手册资料 为35℃～70℃），取水温低于模温14℃，为 24℃。根据塑件的质量要求，拟控制各条冷 却回路的出入口温度为3℃。
p GCpt Tk
（2）计算成型过程中要求模具对塑料加热到一 定温度所需的热功率
p GSCst
电热棒的根数n
k
n P Pe
6.3 加热系统设计
第６章 模具温度控制系统
6.1 概述 6.2 冷却系统设计 6.3 加热系统设计 6.4 思考与练习
6.1 概述
模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸 精度、表观及内在质量，以及塑件的生产效率，因此 是模具设计中的一项重要工作。
塑料品种不同则对于模具的温度要求也不同。 总要求是，使模具温度达到适宜制品成型的工艺条件 要求，能通过控温系统的调节，使模腔各个部位上的 温度基本相同；在较长时间内，即在生产过程中的每 个成型周期中，模具温度应均衡一致。
本模具适用于在锁模力500吨的注射机上成型，查表6—5， 确定水孔直径d取12mm。确定采用水为冷却液。由表6—5同 时查知雷诺准数Re=4000时的水流速度Ｖ=0.43m/s.
6.3 加热系统设计
6.3.1 加热对象 6.3.2 加热方式 6.3.3 电加热系统设计 6.3.4 防止热量散失的方法
6.2.4 模具温度控制系统
计算步骤如下：
1.计算塑料传给型腔和型芯的多余热量和根 据公式（6—4）便可求得塑料传给模具的总的多 余热量：
Q G（[ t t）CP Le ]
=33.48[( 230 -94 ) ×2.302 + 243] = 18617.29（KJ/h） 若按冷却系统完成排出总多余热量的90﹪的 任 务来计算，冷却系统应排除热量为：
５、控制冷却水入口处的 温度差尽量小
精密塑件要求该温度差在2℃以内， 一般塑件在5℃以内。对模具水道有串 联式和并联式两种使用方式，例如图 6—6所示 。
6.2.2 冷却系统设计原则
６ 、应使冷却水道中的水呈湍流状态流动
雷诺数是用以判定水流状态的参数，对于
塑料模，雷诺数Re取 4000～10000。其校核公
6.3 加热系统设计
6.3.3 电加热系统设计
2.电加热装置的形式
电加热装置有两大类型 ： (1) 电阻加热 (2) 感应加热
常用的电阻加热装置 ： (1)电阻丝直接加热 (2)电热套、电热片加热装置 如图6—15 (3)电热棒（如图6—16）
6.3 ⒊加热电系热功统率设的计计算
（1）计算在要求时间内将模温升至工作温度所 需的总功率
6.2.4 模具温度控制系统
（一）模具带有冷却系统时的热传行为
热传递的三种基本方式：热传导、 热辐射和对流传热在设置有冷却系统的 模具上均存在，并且是相互伴随，同时 对冷却模具产生作用。传热行为体现在 如下四方面：
(1)传导 (2)对流 (3)辐射 (4)传导
6.2.4 模具温度控制系统
Q G[(t1 t)CP Le ] (KJ h)
Ｔ—每小时水流持续时间，s/h， 若水一直流动，则Ｔ=3600 s/h。
6.2.4 模具温度控制系统
表6—4所列为当水温为23℃，Re=4000时，产生 稳定湍流状态的冷却水应达到的流量与流速。 （2）关于Δt 在每一成型周期里，流经模具的冷却水总长 度为l，用下式计算：
表6—5所列为不同温度下，水的运动粘
6.3.3 电加热系统设计
电加热式具有温度调节范围较大!装 置结构简单，安装及维修方便，清洁、无 污染等优点。缺点是升温较缓慢，改变温 度时有时间滞后效应。
2.电1加.电热加装热置系的统形设式计的基本要求
6.3 加热系统设计
6.3.3 电加热系统设计
1.电加热系统设计的基本要求
（1）计算模具的加热功率 （2）合理地分布电热组件 （3）防止热量散失的工作 （4）建立必要的控温系统
模具应设计冷却回路数目n，即：
n t ti （条）
6.2.4 模具温度控制系统
（三）冷却水在回路中的压力降计算
在同样的控制条件下，如果模具各条冷 却回路的长度和截面积相同，水在各条回 路的压力降也就相等，那么个条回路水温 基本均匀。
冷却回路压力降ΔP可按下面经验公式计算：
p
3.28
F
l d
•
第六章
模具温度控制系统设计
第第６６章章 模模具具温温度度控控制制系系统统
本章基本内容
冷却系统的设计原则 冷却系统的结构设计 冷却水道的设计 加热系统的设计
第６章 模具温度控制系统 本章重点
★冷却系统设计原则 ★冷却系统的结构设计 ★加热系统的设计
第６章 模具温度控制系统
本章难点
★冷却系统设计原则 ★冷却系统的结构设计
对于模具要求在60℃左右的中型模具，而对大中型模具， 尤其是大型模具，必须设计冷冷却系统有效、控温合理的功能 齐全的冷却系统。表6—1为常用塑料的料温及模具温度 。
正确地分析与判断模具温度状况，应注意下述各点： （1）塑料的热量与塑料重量成正比。 （2）在注射完成时，模腔内的塑料受到高压作用，此 时型 腔的温度与型芯的温度相同。 （3）当塑件为平板状态时，每半模（动、定模）的温度值接 近。 （4）当塑件壁厚布均匀时，在塑件壁厚较厚处模具温度较高。
6.3 加热系统设计
6.3.1 加热对象
（1）热固性塑料模 （2）热流道模的流道板 （3）小型塑件的热塑性塑料注射模 （4）某些高粘性或结晶性塑料注射模
除了上述在整个生产过程中都需要加热模具 的情况之外，有时要求对模具先进行短期加热， 然后再冷却，大型热塑性塑料注射模就是如此。
6.3 加热系统设计
=18617.29×0.9=16755.56（kJ/h）
6.2.4 模具温度控制系统
因为型芯的高度和直径较大，故认为型
芯和型腔各吸收热量的比例为60﹪和40﹪。
所以，它们分别排除热量：
型芯应排除热量 型腔(凹模)应排除热量
2.确定冷却水道的孔径d
Q芯 0.6Q 10053.34
Q腔 0.4Q 6702.21
6.2.2 冷却系统设计原则
1 、合理地进行冷却水道总体布局