温度调节系统设计

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V
900 n
2020/5/11
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3．冷却回路的设计要点
（1）冷却水孔数量尽可能多、孔径尽可能大
水孔数量多、孔径大时， 水孔数量少、孔径小时， 型腔表面温度分布均匀 型腔表面温度分布不均匀
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3．冷却回路的设计要点
（2）冷却水孔距型腔表面的距离应尽可能相等
的成型周期
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模具温度控制的必要性
① 改善成型性能 ② 稳定尺寸精度
模具温度波动大，塑料的成型收缩率的变化也大→ →塑件的尺寸分散范围也大→ →模具的温度要稳定
③ 防止塑件变形
模具型腔各个部位的温度差异较大→ →塑件各个部位的收缩率不均匀→ →塑件容易发生翘曲变形→ →模具的温度要平衡
式中
查表3-16可确定冷却管道的通径
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（1）传热面积的计算
冷却水孔的总传热面积
A
G t
3600 (T5 T6 )
式中
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（2）冷却水孔的长度的计算
如果冷却水道的孔径受模具结构限制应经确定， 则对于圆形冷却水孔，冷却水孔的长度为
塑件冷却均匀时收缩 均匀不会发生翘曲变形
塑件冷却不匀时 容易发生翘曲变形
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3．冷却回路的设计要点
（3）对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷却
对浇口部位的冷却必须适当。过分的冷却不仅会影 响熔体的顺利填充和补料，而且可能会造成塑件与 料把的分离困难。
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3.10.2 模具温度控制的方法
注入模具中的熔融塑料一般温度都比较高，必须在模 具内冷却固化才能成为塑件。
在这个过程中，熔融塑料所释放出来的热量对模具有 一定的加热作用，考虑到模具热量的对外辐射，模具可 能会在某一温度范围内达到平衡。
如果平衡温度范围高于塑料成形要求的模具温度，就 必须对模具采取冷却措施；反之，则需对模具采取加热 措施。
3.10.1 模具温度控制的必要性
模具温度 是指模具型腔和型芯的表面温度。
模具温度是否合适、均匀与稳定，对塑料熔体的充模流 动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度 都有重要的影响。
① 改善成型性能
每一种塑料都有其适宜的成型温度，从改善塑料的成型 性能出发，希望模具的温度要合适。
↑模温 →塑件在脱模后变形↑ ↓模温 →塑料的流动性↓ 模温 →直接影响塑件的冷却定型时间，进而影响塑件
L
G t
3600 (vd )0.8 (TW
TB )
式中
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（3）冷却水孔的数量的计算
如果冷却水道的孔径受模具结构限制已经确定， 则对于圆形冷却水孔，冷却水孔的数量为
n A
d l
如果冷却水道的数量受模具结构限制已经确定，所需体 积流量、流速已知，则对于圆形冷却水孔，冷却水孔的 孔径为
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3.10.3 影响模具温度的因素
① 塑料的流动性
对于粘度低、流动性好的塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、聚酰胺等，一般要求模温不太高，所以经常 需要对模具采取冷却措施。
对于粘度高、流动性差的塑料，例如聚碳酸酯、聚枫、 聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，为了提高充模性能，一般 要求有较高的模具温度，因此经常需要对模具进行加热。
④ 塑件的结构 对于流程长、璧厚较小的塑件，一般应该采用较高的 模温；反之，则可以采用较低的模温；
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3.10.4模具冷却装置的设计
模具冷却一般是在模具型腔周围或型芯内部开设冷却 通道，然后在其中通入冷却介质，依靠冷却介质的流动 带走模具的部分热量，从而达到控制模具温度的目的。
选择合适的模温不仅有利于缩短成形周期，而且 有利于提高塑件质量，减少废品率。
设计时应综合考虑上述因素的影响，抓住主要矛盾。
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2．冷却参数计算 （1）传热面积的计算
假设塑料在模具内释放的热量全部由冷却水带走， 则模具冷却时所需冷却水的体积流量
V
G t
60C (T3 T4 )
冷却介质 压缩空气 常温水 √ 冷冻水
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1. 影响冷却效果的因素
（1）模具材料 热导率愈高，吸收热量愈迅速，冷却得愈快。
（2）冷却介质温度及流动状态 尽量减小冷却水出、入口温差，一般控制在5℃以内； 在通道中流速以尽可能高为好； 流动状态以湍流为好。
（3）模塑材料（塑料）
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3．冷却回路的设计要点
（4）降低冷却水出、入口处的温度差 一般模具控制在5℃以内；精密模具控制在2 ℃左右。
（5）冷却水孔应避免设置在熔体合流处 （6）合理确定冷却水接头位置
主要从制作方便、尽量减少多操作过程的影响。 （7）冷却水道要便于加工和清理
水孔直径8~12mm、直通道、镶嵌结构 （8）处理好水道的密封
④ 提高表面质量
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模具温度控制的必要性
① 改善成型性能 ② 稳定尺寸精度 ③ 防止塑件变形 ④ 提高表面质量 ⑤ 提高生产效率
模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。 据统计，模具的冷却时间约占整个注射成形周期的2／ 3至4／5，因此缩短注射成形周期内的冷却时间是提高 生产效率的关键。
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3.10.3 影响模具温度的因素
② 塑料的玻璃化温度
模具温度必须低于塑料的玻璃化温度塑料才会固化定 型，而不同的塑料的玻璃化温度是不同的，所以可以 采用的模具温度也就不同。
③ 塑料的粘流温度
粘流温度比较低的塑料，为了提高生产效率，可以采 用较低的模温；而对于粘流温度比较高的塑料，成形 时模具温度就不能太低。
对热导率低的塑料，加入填充剂、改型剂进行改善。 对成形时释放出热量多的塑料，应加强冷却。
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1. 影响冷却效果的因素
（4）塑件的厚度 塑件璧厚越厚，传热阻力越大 ，因此应加强冷却。
（5）冷却回路的布置 冷却回路的分布状态、冷却水孔的孔径和位置、
与成型零件表面的距离等。 （6）模具温度的要求