注塑模具冷却系统设计
注塑模冷却系统设计原则及结构形式
注塑模冷却系统设计原则及结构形式⼀、模具冷却系统设计原则为了提⾼⽣产率，保证制品质量，模具冷却系统设计以保证塑件均匀冷却为基本原则。
具体设计时注意以下⼏点：①冷却⽔孔数量尽量多、尺⼨尽量⼤型腔表⾯的温度与冷却⽔孔的⼤⼩、疏密关系密切。
冷却⽔孔孔径⼤、孔间距⼩，型腔表⾯温度均匀，如图3-9-3所⽰。
②冷却⽔孔⾄型腔表⾯距离要适宜孔壁离型腔的距离要适宜，⼀般⼤于10mm，常⽤12~15mm。
太近，型腔表⾯温度不均匀，参见图3-9-3d ；太远，热阻⼤，冷却效率低。
当塑件壁厚均匀时，各处冷却⽔孔与型腔表⾯的距离最好相同，如图3-9-4，a⽐b好。
当塑件壁厚不均匀时，厚壁处冷却⽔通道要适当靠近型腔，如图3-9-4，c⽐d好。
③⽔料并⾏，强化浇⼝处的冷却成型时⾼温的塑料熔体由浇⼝充⼊型腔，浇⼝附近模温较⾼、料流末端温度较低。
将冷却⽔⼊⼝设在浇⼝附近，使冷却⽔总体流向与型腔内物料流向趋于相同（⽔料并⾏），冷却⽐较均匀。
④⼊⽔与出⽔的温差不可过⼤如果⼊⽔温度和出⽔温度差别太⼤，会使模具的温度分布不均。
为取得整个制品⼤致相同的冷却速度，需合理设置冷却⽔通道的排列形式，减⼩⼊出⽔温差。
如图3-9-6，a形式会使⼊⽔与出⽔的温差⼤，b形式相对较好。
⑤冷却⽔孔布置要合理冷却⽔通道尽可能按照型腔形状布置，塑件的形状不同，冷却⽔道位置也不同，例如：图3-9-9：扁平塑件，侧⾯进浇。
动定模均距型腔等距离钻孔。
图3-9-10 ：浅壳类塑件定模钻孔、动模组合型芯铣槽。
图3-9-11：中等深度壳类塑件。
凹模距型腔等距离钻孔，凸模钻斜孔得到和塑件形状类似的回路。
图3.9 1：深腔制品。
凸凹模均采⽤组合式，车螺旋槽冷却，从中⼼进⽔，在端⾯（浇⼝处）冷却后沿环绕成型零件的螺旋形⽔道顺序流出模具。
⑥冷却⽔道要便于加⼯装配冷却⽔道结构设计必须注意其加⼯⼯艺性，要易于加⼯制造，尽量采⽤钻孔等简单加⼯⼯艺。
对于镶装组合式冷却⽔道还要注意⽔路密封，防⽌冷却⽔漏⼊型腔造成型腔锈蚀。
注塑模具 冷却水路
油温机
高温金属软管，需配合下面专用高温接头使用
注：高温模具水路，需要高温专用的 接头、止水栓（喉塞）等配件。
第二十页，共24页。
四、模具加热设备简介
3.加热棒、热电偶：PET、PPS等结晶温度较高（130~150°），为保证模具快速升温和灵活控温必须使用加
三、冷却水路优化设计实例
1.冷却与翘曲变形
T=50℃
T=50℃ A B
T=50℃
T=40℃ A B
第十四页，共24页。
三、冷却水路优化设计实例
2.冷却优化实例1
初始设计：15条水路，动模6条，静模7条，滑块2条。
优化后设计：21条水路；动模增加1条，静模增加3条，滑块增加2条。
第十五页，共24页。
Z方向收缩不均勻,变形方向如图
所示，最大变形为，变形量明显 减小。
第十六页，共24页。
三、冷却水路优化设计实例 3.冷却优化实例2
初始设计：6条水路，动模3条，静模3条。
优化后设计：12条水路；静模增加6条。
第十七页，共24页。
三、冷却水路优化设计实例 冷却优化实例2----优化过程
静模侧温差大
水路设计目的是使产品均匀冷却，并在较短时间内顶出成型。水路排布的好坏直接影响到 产品的成型品质和成产周期(成本)。
• 对品质的影响：在成型时水路使用来控制模具温度的，而模具温度及其波动对制品的收缩率
变形、尺寸稳定性、机械强度、应力开裂和表面质量等均有影响。主要表形在：表面光洁 度、残余应力、結晶度、热弯曲。
动模侧温度分布也不均 匀
动静模面温差分布不均 匀。
Z方向收缩不均勻,变形如图。右边为放大10倍的变形，
注塑模大赛模具冷却系统优化设计及分析
注塑模大赛模具冷却系统优化设计及分析引言在注塑模具制造行业中，模具冷却系统的设计和优化对于模具的使用寿命和产品质量有着非常重要的影响。
冷却系统的设计不仅影响着产品的成型质量，还直接影响着生产效率和能耗。
对模具冷却系统进行优化设计和分析显得尤为重要。
本文将针对注塑模大赛中的模具冷却系统进行优化设计及分析，从而提高模具的使用寿命和产品的质量。
一、冷却系统的现状分析目前在注塑模具制造中，常见的冷却系统包括水冷却和油冷却两种方式。
其中水冷却是较为常见的一种方式，它通过循环水冷却来降低模具的温度，从而提高产品的成型质量和生产效率。
目前存在着一些问题需要解决：1. 冷却水温度不稳定：冷却水温度的稳定性对于模具的使用寿命和产品质量具有非常重要的影响。
目前一些冷却系统存在水温波动较大的问题，需要进一步优化。
2. 冷却水流速不均匀：在模具结构复杂的情况下，冷却水的流速分布不均匀，导致部分部位的温度较高，影响了产品的成型质量。
3. 冷却系统能耗较高：传统的冷却系统中，水泵的能耗较高，提高了生产成本，需要降低能耗，并提高能源利用效率。
以上问题的存在，导致了模具的使用寿命短、生产效率低和能耗高的情况，需要进行优化设计和分析。
二、冷却系统的优化设计1. 优化冷却水供应系统：为了解决冷却水温度不稳定的问题，需要对冷却水供应系统进行优化设计。
可以考虑设置温控阀门及温度传感器，实现对冷却水温度的精确控制。
可以考虑增加水箱的容量，提高冷却水的储备量，从而提高冷却水的稳定性。
2. 优化冷却水流通路径：针对冷却水流速不均匀的问题，可以对模具内部的冷却水通道进行优化设计。
通过调整通道的结构和布局，实现冷却水的均匀流通，提高冷却效果。
可以考虑利用CAD/CAE技术进行模拟分析，优化冷却水通道的设计，从而提高冷却效果。
3. 优化冷却系统的能耗：为了降低冷却系统的能耗，可以考虑使用高效节能的水泵，并通过优化管道布局和阀门设置，降低系统的压力损失。
注塑模具设计第23讲 实例2-3D-08 冷却系统的设计
小结：
冷却系统的设计
作业：
完成练习二以下部分内容：冷却系统的设计
3
图2-2-125型芯大镶件与水井求差结果
注塑模具设计实例教程
图2-2-123动模水井式冷却系统
பைடு நூலகம்
图2-2-124型腔、型芯与冷却水道求差结果
2
九、冷却系统的设计
注塑模具设计实例教程
◎动手操作，用UG软件完成本例冷却系统的设计。 ◎参考视频：实例2-3D-8.冷却系统的设计.avi (该视频请从教材附带的光 盘中查找)
实例二 充电器面壳注塑模具3D设计
复习：型腔和型芯整体的处理
注塑模具设计实例教程
检查上次布置作业的完成情况
新课：
九、冷却系统的设计
1. 创建定模冷却系统 （1）适时将冷却水路2D图的相关图层显示出来。 （2）对照2D图，用【回转】、【偏置面】、【求 和】、【测量距离】、【移动对象】、镜像复制等 命令，完成定模冷却系统的创建，结果如图2-2121所示。 2. 创建动模环绕式冷却系统 参照定模冷却系统的创建方法，对照2D 图，创建动模环绕式冷却水道，结果如 图2-2-122所示。
图2-2-122动模环绕式冷却水道
图2-2-121定模冷却系统
1
九、冷却系统的设计
3. 创建动模水井式冷却系统 参照类似的方法，对照2D图，创建动模水井式 冷却系统，结果如图2-2-123所示。 4. 型腔和型芯与冷却水道求差 型腔、型芯与冷却水道求差，结果如图2-2124所示。 5. 型芯大镶件与水井求差 两个型芯大镶件分别与水 井求差，结果如图2-2-125 所示。
模具冷却系统设计意义
模具冷却系统设计意义在现代化工业生产中，模具冷却系统发挥着至关重要的作用。
本文将详细探讨模具冷却系统的设计意义，以及它在提高生产效率、保证产品质量方面所起到的重要职能。
一、什么是模具冷却系统？模具冷却系统是注塑模具、压铸模具等热加工模具中不可或缺的组成部分。
其主要功能是在模具内部循环冷却介质，通过吸收模具热量，达到控制模具温度、保证产品质量和提高生产效率的目的。
二、模具冷却系统设计意义1.提高生产效率在热加工过程中，模具温度过高会导致生产周期延长，降低生产效率。
通过设计合理的模具冷却系统，可以有效控制模具温度，使得生产周期缩短，提高生产效率。
2.保证产品质量模具温度对产品质量具有重要影响。
合理的模具冷却系统可以确保模具温度均匀分布，减少产品变形、应力集中等缺陷，从而提高产品质量。
3.延长模具寿命过高的模具温度会导致模具材料性能下降，加速模具磨损，降低模具寿命。
通过设计合理的模具冷却系统，可以有效降低模具温度，延长模具的使用寿命。
4.减少能源消耗在热加工过程中，合理的模具冷却系统可以降低能源消耗。
因为冷却系统可以快速将模具热量带走，减少了对加热设备的依赖，从而降低了能源消耗。
5.提高产品竞争力设计合理的模具冷却系统，可以使得产品质量更高、生产周期更短，从而提高产品竞争力。
三、模具冷却系统设计要点1.合理选择冷却介质：根据生产需求和模具材料，选择合适的冷却介质，如水、油、空气等。
2.确定冷却通道布局：根据模具结构和产品要求，合理布局冷却通道，确保模具温度均匀分布。
3.优化冷却系统参数：根据实际生产情况，调整冷却系统参数，如流量、压力等，以实现最佳冷却效果。
4.考虑模具材料热导率：不同模具材料的热导率不同，设计时要充分考虑这一点，以提高冷却效果。
5.重视冷却系统的维护：定期检查、清洗和更换冷却系统部件，确保冷却效果稳定。
总结：模具冷却系统设计在热加工行业中具有重要意义。
通过合理设计，可以降低模具温度、提高生产效率、保证产品质量、延长模具寿命，从而提高产品竞争力。
注塑模冷却系统设计
注塑模冷却系统设计一、冷却系统原理冷却系统的设计原则包括以下几点：1.均匀冷却：冷却通道应布置得均匀，确保注塑模腔内的温度分布均匀，避免产生缺陷。
2.高效冷却：冷却通道应尽可能靠近模具表面，并减小冷却通道的截面积，以增加冷却介质对模具的冷却效果，提高生产效率。
3.多角度冷却：在模具中设置多个冷却通道，使冷却介质能够从不同的角度覆盖模具表面，提高冷却效果。
4.控制温度：通过合理设置冷却通道的长度、截面积和数量等参数，控制注塑模的冷却速度，确保产品达到理想的尺寸和性能。
二、冷却系统设计流程1.模具结构分析：根据产品的形状和尺寸，对模具进行结构分析，确定冷却通道的位置和数量。
2.冷却通道设计：根据模具结构，设计冷却通道的形状、截面积和长度等参数。
一般来说，冷却通道应尽量靠近模具表面，避免过于接近模腔导致冷却效果不佳。
3.冷却通道布置：根据模具结构和产品的需求，合理布置冷却通道的位置和数量。
通常情况下，冷却通道应均匀分布在模具的各个部位，并且覆盖整个模具表面。
4.冷却介质选型：选择合适的冷却介质，通常是冷水。
冷却介质的选择应考虑到模具材料的热导率、流动性以及生产环境等因素。
5.防止冷却死角：在冷却系统设计中，应尽量避免冷却死角的产生。
冷却死角是指冷却介质在注塑模内积聚，无法很好地冷却模具的局部区域。
为了避免冷却死角，可以设置细小的冷却通道或者采用多角度冷却。
三、冷却系统优化方面为了进一步提高冷却系统的效果，可以从以下几个方面进行优化：1.模腔温度分析：利用模具流动分析软件，对模腔的温度分布进行分析，找出温度较高或较低的区域，并针对性地调整冷却通道的布置。
2.冷却介质控制：通过对冷却介质的输送速度、温度和压力等参数进行控制，进一步提高冷却效果。
3.冷却材料选择：选择具有较好导热性能的冷却材料，如铜合金等，以提高冷却效果。
4.模具表面处理：在模具表面进行特殊处理，如磨削、喷砂等，增加表面的热传导性，提高冷却效果。
模具加热与冷却系统设计
模具加热与冷却系统设计1.引言模具加热与冷却系统是模具制造和注塑成型过程中不可或缺的重要设备。
合理的加热与冷却系统设计能够提高模具的使用寿命、提高生产效率，减少不良产品的产生，并且能够节省能源和提高能源利用率。
本文将从模具加热与冷却系统的原理、设计要点和常见问题等方面进行详细介绍。
2.模具加热系统设计2.1加热原理模具加热系统的设计目的是将模具加热至一定温度，以保证注塑成型时熔融塑料能够完全填充模具腔体，并提高成型产品的表面质量。
常见的模具加热方式有电加热、水蒸气加热、燃气加热等。
在选择加热方式时需要考虑模具材料的热敏感性、热传导性能、加热速度要求等因素。
2.2设计要点（1）确定加热温度和加热时间。
根据注塑工艺要求和材料特性，确定加热温度和加热时间，避免温度过高或过低导致成型品质量下降。
（2）选择适当的加热方式和加热器。
根据模具大小、形状和加热速度要求选择合适的加热方式和加热器，如电热管、加热板等。
还需考虑加热方式对模具使用寿命的影响，避免因温度不均匀造成模具变形或损坏。
（3）设计合理的加热通道和布局。
加热通道的设计要保证能够均匀地加热整个模具，避免温度不均匀导致产品变形或出现气泡等缺陷。
加热通道和布局的设计还需考虑模具结构的复杂性和加热效率，以及方便维修和保养。
3.1冷却原理模具冷却系统的设计目的是将模具迅速冷却至一定温度，使注塑成型的产品迅速凝固，以便顺利脱模。
冷却系统一般采用水冷或油冷方式。
水冷却系统又可分为内冷和外冷两种形式。
选择合适的冷却方式和冷却介质需考虑模具的形状、材料及成型周期等因素。
3.2设计要点（1）冷却通道的设计。
冷却通道的设计要保证能够覆盖整个模具，使冷却介质能够充分接触模具表面，实现快速冷却。
通道的布局要合理，避免对产品的冷却时产生热死区。
（2）冷却介质选择。
根据模具的要求，选择合适的冷却介质，如自来水、循环水或特殊的冷却液等。
应考虑冷却介质的对模具材料的腐蚀性、冷却效果和成本等因素。
模具设计中的冷却系统设计与优化分析
模具设计中的冷却系统设计与优化分析在模具设计中，冷却系统的设计和优化是非常重要的一部分。
冷却系统的设计直接影响着模具的使用寿命、生产效率和产品质量。
本文将从冷却系统的设计原则、优化方法和实际案例分析三个方面来探讨模具设计中的冷却系统设计与优化分析。
一、冷却系统的设计原则冷却系统的设计原则主要包括以下几个方面：1. 冷却系统的位置和布局：冷却系统应该尽可能地靠近模具的加热部位，以提高冷却效果。
同时，冷却系统的布局应该合理，避免冷却死角，确保冷却水能够充分覆盖模具表面。
2. 冷却水的流速和温度：冷却水的流速应该适中，过大会浪费资源，过小则无法有效降温。
冷却水的温度也需要控制在合适的范围内，过高会导致冷却效果不佳，过低则可能引起冷凝水等问题。
3. 冷却系统的材料选择：冷却系统的材料应该具有良好的导热性和耐腐蚀性。
常见的冷却系统材料有铜、铝、不锈钢等。
在选择材料时，需要考虑模具的工作环境和使用寿命。
4. 冷却系统的管道设计：冷却系统的管道设计应该尽量简洁明了，避免过多的弯曲和分支，以减少流阻和压力损失。
同时，管道的直径和厚度也需要合理选择，以保证冷却水的流量和压力。
二、冷却系统的优化方法在模具设计中，冷却系统的优化方法主要包括以下几个方面：1. 流场模拟分析：通过流场模拟分析，可以预测冷却水的流动情况和温度分布，帮助设计师找出冷却死角和热点位置，并进行合理的优化设计。
2. 冷却系统的分区设计：根据模具的不同部位和工艺要求，将冷却系统划分为不同的区域，以便针对性地进行优化设计。
例如，在需要加热的部位增加冷却水的流量和温度，以提高冷却效果。
3. 冷却系统的循环方式：冷却系统的循环方式有单循环和双循环两种。
单循环适用于冷却要求相对较低的模具，而双循环适用于冷却要求较高的模具。
在选择循环方式时，需要考虑冷却效果和成本之间的平衡。
三、实际案例分析为了更好地理解模具设计中的冷却系统设计与优化分析，下面将以一个注塑模具为例进行实际案例分析。
模具加热及冷却系统设计
模具加热及冷却系统设计一、模具加热系统设计模具加热系统设计的目的是通过恒定的加热方式保持模具温度的稳定，并确保模具表面的温度均匀分布。
通常采用的加热方式有电加热、热油循环和蒸汽加热等。
下面将分别对这几种加热方式进行介绍。
1.电加热系统设计电加热在模具加热中应用广泛，其原理是通过电流通入电阻丝产生热能，使其加热。
在电加热系统设计中，需要考虑以下几个方面：（1）选择合适的电加热元件。
一般可根据模具大小和形状选择合适的电阻丝或发热管进行加热。
（2）确定加热功率。
加热功率的大小需要根据模具的尺寸、材料和加热速度来确定。
（3）设计合理的电控系统。
电控系统主要包括控制电加热元件供电的继电器、温度传感器和温度控制器等。
2.热油循环系统设计热油循环系统是利用热油将热能传递给模具，从而实现模具加热的一种方式。
在设计热油循环系统时，需要注意以下几个关键点：（1）选择合适的热油。
热油需要具有较高的导热性能、稳定的性质以及抗氧化和抗腐蚀能力。
（2）确定循环泵的参数。
循环泵的参数包括流量、扬程和功率等，需要根据模具的大小和加热需求来确定。
（3）设计供热系统。
供热系统包括加热炉、加热管、加热器和控制系统等。
3.蒸汽加热系统设计蒸汽加热系统是将蒸汽传导至模具表面进行加热的一种方式。
在进行蒸汽加热系统设计时，需要注意以下几个方面：（1）选择合适的蒸汽压力。
蒸汽压力需要根据模具的形状和尺寸来确定，以确保蒸汽能够充分覆盖模具表面。
（2）设计合理的蒸汽供应系统。
蒸汽供应系统包括蒸汽管道、调压阀、过滤器和控制系统等。
（3）确保安全性。
蒸汽加热系统应采取必要的安全措施，如安装安全防护装置、检测和处理漏气等。
模具冷却系统设计的目的是通过冷却水或冷却剂将模具温度降低到所需的范围内，以便于产品成型和模具的连续使用。
冷却系统设计的关键点包括冷却方式、冷却水路设计和冷却剂的选择等。
1.冷却方式常见的模具冷却方式有直接冷却和间接冷却两种。
（1）直接冷却是将冷却水通过冷却水道直接注入模具腔体中进行冷却。
塑胶模具冷却系统设计
塑胶模具冷却系统设计一、背景介绍塑胶模具冷却系统是塑胶加工过程中非常重要的一部分，它直接影响到产品的质量和生产效率。
冷却系统的设计需要考虑多个因素，例如冷却介质的选择、冷却管道的布局、冷却器的尺寸和数量等。
本文将详细介绍塑胶模具冷却系统的设计原则和注意事项。
二、设计原则和注意事项1.冷却介质的选择：冷却介质常用的有水、油和空气等。
水是最常用的冷却介质，因为其传热效果好且成本低廉。
同时，水的导热性好，容易控制温度。
油和空气则适用于一些特殊的加工需求，如高温或高速冷却。
2.冷却管道的布局：冷却管道的布局应尽可能均匀地分布在模具的各个部位，确保每个产品的冷却效果一致。
同时，冷却管道的直径也需要根据冷却介质的流量和速度来确定。
3.冷却器的尺寸和数量：冷却器的尺寸和数量应根据模具的尺寸和冷却需求来确定。
一般来说，冷却器的数量越多，冷却效果越好。
另外，冷却器的尺寸也需要考虑冷却介质的流量和温度。
4.管道和冷却器的材质选择：管道和冷却器的材质应具有良好的导热性和抗腐蚀性。
常用的材质有铜、铝和不锈钢等。
同时，材质的选择也需要考虑成本和耐用性等方面。
5.控制冷却温度：冷却温度的控制对产品的成型质量有直接影响。
应根据具体产品的要求来确定冷却温度。
一般来说，温度过低会导致产品收缩过大，而温度过高则会导致产品变形。
6.检测和维护：冷却系统应配备温度传感器和压力传感器等装置，对冷却效果进行实时监测。
同时，冷却系统还需要进行定期的清洗和维护，确保其正常运行和延长使用寿命。
三、冷却系统设计实例以注塑模具为例，冷却系统的设计可以按照以下步骤进行：1.确定冷却介质的选择：一般使用水作为冷却介质，因为其成本低廉且传热效果好。
2.根据模具的尺寸和形状设计冷却管道的布局：确保冷却管道能够均匀地覆盖整个模具，并避免冷却死角。
3.根据冷却需求选择冷却器的尺寸和数量：根据模具的尺寸和冷却需求，选择合适的冷却器尺寸和数量。
4.选择合适的管道和冷却器材质：选择具有良好导热性和抗腐蚀性的材质，如不锈钢。
注塑模具异形冷却水道Moldflow优化设计
注塑模具异形冷却水道Moldflow优化设计注塑模具冷却水道受加工方法的限制，塑件在冷却过程中易产生热点，使产品冷却不均匀而引变形和表面质量问题。
采用3D打印技术制造的模具，其内部异形冷却水道更靠近模具的冷却表面，从而提高了热量转移到冷却水的效率。
基于Moldflow模拟软件对传统的冷却水道设计和随形冷却水道设计进行了模具和产品温度场、冷却时间的对比，从而为冷却水道的优化设计提供依据。
标签：异形冷却水道；Moldflow；随形冷却；3D打印Abstract：The cooling water channel of injection mould is limited by the processing method，and the plastic parts are apt to produce hot spots in the cooling process，which makes the product cooling uneven and causes deformation and surface quality problems. The mold made by 3D printing technology，whose internal special cooling channel is closer to the cooling surface of the mould，improves the efficiency of heat transfer to cooling water. Based on Moldflow simulation software，the design of traditional cooling channel and the design of conformal cooling channel are compared in terms of the mold and product temperature field and cooling time，thus providing the basis for the optimization design of cooling channel.Keywords：special cooling channel；Moldflow；conformal cooling channel （CCC）；3D printing1 概述随着中国制造业的快速发展和全球经济竞争的加剧，对模具工业提出了越来越高的要求。
注塑模具冷却水路设计
注塑模具冷却水路设计一、冷却系统的设计原则1.均匀性原则：冷却水应能均匀地覆盖整个模具表面，保证模具各部位的冷却效果一致，避免出现局部过热或过冷的现象。
2.高效性原则：冷却水应尽可能快速地吸收模具上的热量，提高冷却速度，并迅速排出，以提高生产效率。
3.经济性原则：冷却系统的设计应尽量减少冷却水的流量和能耗，降低生产成本。
4.安全性原则：冷却系统的设计应考虑防止冷却水泄漏、烫伤操作人员等安全问题。
二、冷却水路的布置方式1.双水路布置：常用的冷却水路设计方式是双水路布置，即将进水和出水管道分开设置。
进水管道和出水管道应相对布置，使冷却水能够充分覆盖模具的表面，使冷却效果更好。
2.直线布置：冷却水路一般采用直线布置，以迅速传递模具表面的热量，提高冷却效果。
直线布置的冷却水路应尽量减少弯头和弯管，以降低水流阻力。
3.弯头布置：当模具的形状不规则或空间有限时，可以采用弯头布置的冷却水路，使冷却水能够覆盖到模具的各个部位。
但是，弯头布置会增加水流阻力，影响冷却效果，所以应尽量减少弯头的数量。
4.分级布置：对于大型模具或需要长时间注塑的产品，可以采用分级布置的冷却水路，将冷却水路分为多段，以提高冷却效果。
三、冷却水路的设计步骤1.根据产品的形状和结构，确定冷却水路的布置方式，包括进水管道和出水管道的位置和数量。
2.根据模具的尺寸和材料，计算冷却水路的长度和直径，并确定冷却水的流量和压力。
3.选择合适的冷却水路元件，如水管、弯头、分流装置等，并计算和确定它们的尺寸和数量。
4.验算冷却水路的设计是否符合要求，包括冷却水的流速、流量、冷却时间等。
5.根据模具的具体情况，设计冷却水路的进水和出水管道的接口，确保冷却水能够顺利流入和排出。
6.绘制冷却水路的详细图纸，包括冷却水路的布置、元件的尺寸和位置等。
四、注意事项1.冷却水路的布置应尽量远离模具的加热部位，避免冷却水的温度受到影响。
2.冷却水路的材料应选择耐腐蚀的材料，如不锈钢、铜等，以防止冷却水对模具的腐蚀。
模具冷却系统设计
提高生产效率
通过快速冷却模具，缩短成型 周期，提高生产效率。
02
模具冷却系统设计基础
冷却液的选择
冷却液类型
根据模具材料、工艺要求和冷却 效果，选择合适的冷却液，如水 、油、丙二醇等。
冷却液性能
考虑冷却液的沸点、冰点、比热 容、粘度等物理性质，以确保良 好的冷却效果和流动性。
分析模具热量来源
了解模具在工作过程中产生的热量来源，如塑料熔体注入、模具与材料摩擦等， 以便合理分配冷却液流量和压力。
设计冷却液流道
确定冷却液流道数量和位置
根据模具结构和热量分布情况，合理确定冷却液流道数量和位置，以确保冷却液均匀分布到模具各部 分。
设计冷却液流道尺寸和形状
根据冷却液流量和压力要求，设计合理的流道尺寸和形状，以提高冷却效果和减少冷却时间。
模具冷却系统设计
汇报人：文小库 2023-12-25
目录
• 模具冷却系统简介 • 模具冷却系统设计基础 • 模具冷却系统设计流程 • 模具冷却系统优化设计 • 模具冷却系统设计实例
01
模具冷却系统简介
冷却系统的重要性
01
02
03
控制模具温度
保持模具温度在适宜范围 内，确保塑料在模具内流 动和成型过程的稳定性。
冷却系统的热交换效率分析
热交换面积
通过增加或减少热交换面积，优化热交换效率。
热交换器效率
分析热交换器的设计参数，如传热系数、流体阻力等，以提高热交换效率。
03
模具冷却系统设计流程
确定模具温度需求
确定模具各部分需要达到的冷却温度范围
根据产品要求、模具结构和工艺参数，确定模具各部分需要达到的冷却温度范围 ，以确保产品成型质量和模具寿命。
Moldflow设计指南——冷却及收缩翘曲
冷却系统设计
冷却系统设计准则
水道位置与尺寸
冷却系统设计
冷却系统设计准则
模具导热系数
模具热传导系数较小（钢铁基），水道位置和尺寸 对模腔壁温度的影响大 模具热传导系数较大（铜基），水道位置和尺寸对 模腔壁温度的影响小，模腔壁温度更均匀，模腔壁 与冷却液的温差更小
冷却系统设计
冷却系统设计准则
冷却系统设计
Moldflow在冷却系统设计中的应用示例
实验结论
降低顶出温度/提高冷却液温度都将致成型周期延长 模具热传导系数增加，成型周期缩短。铜基模具比 不锈钢模具的成型周期要缩短很多
冷却系统设计
Moldflow在冷却系统设计中的应用示例
实验结论
减少制件壁厚尺寸对缩短成型周期最为有效 制件设计时应避免大尺寸壁厚
收缩与翘曲
收缩与翘曲的主要原因
收缩起因
线收缩与体积收缩的关系
分子取向 起源于熔体流动时剪切应力 剪切应力和熔体固化综合作用，导致分子取向被冻结 已取向材料更容易松弛，使得平行熔体流动方向的线 收缩率比垂直流动方向高 对结晶型材料，保压可能会出现在垂直熔体流动方向 上，从而增加垂直流动方向的线收缩 对纤维增强材料，纤维的取向比分子取向更显著，且 纤维的取向多数不在熔体流动方向上，以上结论不适 合纤维增强材料
充填末端区域
收缩与翘曲
注射成型与收缩
不稳定的热流动
塑料熔体的流动具有自驱动性质，即由流动熔体带 入到流动区的热量将维持后续熔体的不断流入 后期冷却的流动通道中，高取向分子或纤维比例将 大于其他区域。因取向差异引发的局部拉伸将导致 制件翘曲，该现象通常发生在浇口附近和模腔边角 处 微小的温度变化或弹性作用都将引起补料熔体的不 均匀流动（模具温度的微小变化对熔体充模无影响， 但对熔体保压影响极大） 正确的水道布局不仅仅是维持熔体流动的需要，而 且还是保压后期熔体自驱动流动的需要
注塑模具冷却水路设计ppt课件
冷却水路也叫温度调节系统。
模具温度调节的重要性﹕模具温度对塑料制品的质量 和成型周期影响很大。 (1)﹑模具温度的波动对制品的收缩率﹑尺寸稳定 性﹑变形﹑应力开裂﹑表面质量等都有很大的影响。
冷却系统设计原则﹕ 1﹑快速冷却 2﹑冷却均匀 3﹑加工简单
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
1)﹑在满足冷却所需的传热面积和模具结构允许的前提 下﹐冷却回路数量应尽量多﹐冷却水路孔径要尽量大。
图a
冷却水路的排布方式应根据成品的形状﹐塑料特性 以及对模温的要求而定。
扁平﹐薄壁的成品宜采用并列式的排布。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
对于制品在空间收缩率不一定的﹐水路应沿着收缩 率大的方向排布。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
模具冷却装置的结构形式取决于制品的形状和尺 寸﹑模具的结构﹑浇口的位置﹑模仁与模板的大小 等。现举例如下﹕
1>﹑在成品比较小﹑模仁也比较小的情况下﹐水路 可以只经过模板就可以达到冷却效果。(直流式)
图b
图a的冷却速度比图b要快。 水孔直径一般取Φ6~Φ12MM。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
模具冷却系统设计课件
温度控制系统设计
设计精确的温度控制系统，实现模具 温度的精确控制，提高锻件质量。
CHAPTER
模具冷却系统设计优化与改 进建议
提高冷却效率的优化措施
优化冷却管道设计
增加冷却液流量 采用多级冷却系统
降低能耗的改进建议
采用更高效的冷却液
01
优化冷却时间
02
模具冷却系统设计课 件
目 录
• 模具冷却系统概述 • 模具冷却系统设计基础 • 模具冷却系统设计实例 • 模具冷却系统设计优化与改进建议 • 模具冷却系统设计常见问题及解决方案 • 模具冷却系统设计发展趋势与展望
contents
CHAPTER
模具冷却系统概述
模具的定义与重要性
在生产过程中，模具需要承受高温、 高压、摩擦等恶劣条件，因此其质量 和稳定性对于生产效率和产品质量至 关重要。
冷却系统在模具中的作用与重要性
冷却系统在模具中起到控制温度的作用，使模具在生产过程中保持稳定 的温度状态。
冷却系统可以有效地降低模具的温度，防止模具过热或变形，从而提高 模具的使用寿命和产品的质量。
如果模具温度控制不当，可能会导致产品变形、开裂、起泡等问题，同 时也会缩短模具的使用寿命，增加生产成本。因此，冷却系统在模具中 具有重要的作用。
模具冷却系统设计发展趋势 与展望
高效节能技术的发展趋势
智能化控制技术的发展趋势
绿色制造技术的发展趋势
WATCHING
冷却时间过长问题及解决方案
冷却时间过长问题
解决方案
冷却液泄漏问题及解决方案
冷却液泄漏问题
冷却液泄漏不仅会污染环境，还会导致模具过早失效。
解决方案
注塑模具冷流道系统设计手册(1)
第一节 注塑模具冷流道系统设计手册一、注塑模具冷流道浇注系统概述:定义：流道浇注系统是指模具中从注射机射嘴到型腔入口为止的熔体流动通道，或在此通道内冷凝的固体塑料。
流道系统分普通冷流道系统与热流道系统。
冷流道浇注系统由主流道﹑分流道﹑冷料井、浇口、流道排气槽、脱料头装置等部分组成。
冷流道浇注系统配件：法兰、唧嘴(热唧嘴)、流道板(热流道板)、钩针、拉料杆、水口边、机械手、弹料镶件、流道定位梢等。
如下图。
图1:一模出4穴的冷流道浇注系统。
从注射机喷嘴至模具模穴的熔融塑料路径称之为流道，其中，浇口套内塑料流动称之为主流道，其余部分称之为分流道，有第一级分流道、第二级分流道…。
分流道末端通向模穴的节流孔称之为浇口，在分流道不通向模穴的末端设置为冷料井。
在设计冷流道浇注系统时，要考虑: 制品的外观与装配标准要求是什么？最主要的要求是外观还是强度或是尺寸精度，找出最主要的矛盾，设计时，立足主要矛盾，同时，在不与主要矛盾发生冲突的前提下，改善其它次要矛盾，要做到进浇的均匀与顺畅。
二、冷流道浇注系统设计的基本要点:在开始设计前，需要清楚成型胶料的特性，此过程很重要，但大家都忽视，了解以下方面: 2.1)材料流动性：材料熔融指数，即材料粘度，粘度越大，表示材料流动性差；最大流长比。
2.2)材料结晶性与冷却速率：每种材料在特定模具温度下，其冷却速度是不同的，这与成型周期有关联。
一般结晶性材料冷却速度要快，成型周期适当快。
对浇口类型选择很重要。
2.3)材料的热性能：热稳定性如何；模具温度；成型温度及成型温度的范围；干燥温度等。
2.4)材料最大允许剪切速率：每种胶料都有最大允许剪切速度，超过此数据，则胶料在通过浇口时会降解，故每种都有其适合浇口型式及相应的尺寸。
2.5)材料是否有腐蚀性：PVC 、POM 及含卤型阻燃剂的材料腐蚀性较大；PPS 、PC 有轻微的 腐蚀性。
决定加工精度及加工工艺与加工成本；每种胶料有其特定排气槽的设计数据。
注塑模具设计第8讲 实例1-2D-07 冷却系统的设计
复习：型腔、型芯结构的设计
注塑模具设计实例教程
检查上次布置作业的完成情况
新课：
八、冷却系统的设计 冷却系统的冷却形式常用的有直通式、循环式、水井冷却等多种。 冷却系统设计要求： 设计冷却水道时，一定要注意冷却水道（包括密封圈）不能与推杆、 螺钉、镶件等有干涉。通常冷却水道边到镶件边、斜推杆边、螺钉孔 边、推杆边的距离至少为4mm，密封圈距离推杆至少为2mm。 冷却水道边不能与产品料位太近，一般取10～15mm。 冷却水道中心到型腔、型芯边的距离不少于12mm，常取整数。 常用冷却水道直径有Φ6.0、Φ8.0、Φ10.0、Φ12.0mm，具 体选用可根据型腔、型芯的大小或模具宽度来确定。
设计冷却系统时应遵照以下原则： （1）在保证模具材料有足够机械强度的前提下，冷却水道应尽量靠近型 腔、型芯表面。 （2）在保证模具材料有足够机械强度的前提下，冷却水道应尽量安排得 紧密。 （3）冷却水道的直径优先采用大于或等于Φ8mm，并且各个水道的直径应 尽量相同。 （4）成品较厚的部位应特别加强冷却。 （5）冷却水道接头尽量不要设计在模具天、地两侧，因自动成型时(卧式 注射机)受水管限制，会影响制品与浇口凝料的脱落。 （6）冷却水道接头中心距应不小于30 mm，以免安装水管困难。
2
八、冷却系统的设计
1. 冷却系统在动模视图中的绘制
注塑模具设计实例教程
本例模具宽度为250mm,选用Φ 8.0mm的冷却水道,采用循环式沿周边循环一圈冷却。 借助【燕秀工具箱】的【水路】功能绘 制水路，冷却系统在动模视图中的有关 尺寸和绘制结果如图1-1-52所示。 ＞＞冷却水接头动画： D023-冷却水接头（水嘴）.pdf 2. 冷却系统在定模视图中的绘制 对于中小型模具，定模冷却水道可设计为 与动模冷却水道一致。将绘制好的动模视 图冷却水道镜像到定模视图中即可，注意 定模水路的“水路编号”改为1，结果如 图1-1-53所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
注塑模具冷却系统设计
塑料模具冷却系统的正确设计, 不仅能缩短成型周期, 提高生产效率, 而且可以满足现代工程塑料精密注射件的需要。
一、由模具散发的总热量
在小时内, 模具需要带走的总热量Q为
试中：Q——应由模具散发的总热量（W）；n每小时注射次数（n和冷却时间有关）；G——包括进料口在内的每次注射的全部重量（kg）;Cp——塑料的比热，常见的塑料比热见表，h——结晶性塑料的熔融潜热，常见的熔融潜热见表；tc——塑料注射入口温度
油墨中的溶解性, 颜色沾污性、毒性、成本和原料来源等因素外, 用发泡促进一抑制体系的分解特性曲线可作为选择合适的发泡剂、促进剂和抑制剂体系的依据。
当发泡一促进剂体系分解曲线其分解温度在树脂的熔融温区内, 无低温区的初始分解, 曲线斜率有突变则气体释放速率快而气量大, 则能形成均匀而密集的泡孔当加入了抑制剂后体系的分解曲线与原曲线相距大, 即分解温度差值越大越好, 尤其不能有低的初始分解, 并且在树脂熔融温区中释放气体量最小, 这样的体系为化学压花效果最好, 如图的曲线与不同抑制剂在压花时效果不同, 故抑制剂可控制压花过程
根据体系的八分解特性曲线的分析找到了以为发泡剂, 为促进剂和为抑制剂的发泡材料的发泡促进一抑制体系, 并提出了适宜的配方和工艺, 制得了发泡材料的化学压花样品, 凹凸差约为毫米。
二、塑料制件的冷却时间
塑料制件的冷却实际上在充模开始的瞬间就同时发生了。
设塑料制件壁厚中心温度到达塑料粘流态温度的最低限时塑料停止流动, 则可以得出塑料充模时间的极限流动时间
式中—塑料熔体充模时的极限流动时间幻, t—塑料制件的最小壁厚,a 一一塑料的热扩张系数, 常用塑料的热扩张系数见表
实际上, 可以把塑料热变形温度定为模具温度的上限, 塑料粘流温度的下限定为熔体停止流动的温度, 这样, 我们可以认为塑料充模时的极限流动时间也是塑料制件冷却时间的一部分, 由于, 以后就可以认为塑料已完全充满型腔, 所以可以作以下假设：
1、塑料制件侧面冷却不计, 即为一维导热。
2、进入模具的塑料比热, 热传导系数不变。
3、模具和塑料制件处于稳定的温度场中。
4、塑料壁厚中心温度等于塑料热变形温度时, 冷却周期结束。
由此可得塑料制件充模结束后所需的冷却时间为：
总的冷却时间为以上两部分之和由冷却时间可以确定最短成型周期并可决定每小时注射次数二。
三、总热量对于型腔、型芯的分配
塑料制品的冷却时间在型芯、型腔之间分配是不相等的以一个在秒周期内完成的塑料小制件为例, 分析实侧结呆如下合模后,熔融塑料在高压下高速注入模腔, 这一时间约为秒然后保压秒在这秒时间内,制品内的压力始终保证了塑料和型腔、型芯表面同时紧密接触并散发出热量秒后, 浇口冻结, 同时制品内部压力开始衰减, 制件进一步冷却并开始收缩由于型芯阻止了制件的内向收缩, 制件包紧在型芯上并在厚度方向减小尺寸, 结果在型腔和制件表面形成不易导
热的空气层。
由于空气的导热系数相对于金属的导热系数而言是很小的, 所以可认为这时的热量传递仅仅发生在型芯部分。
这样的状态要持续约秒钟, 开模顶出制件时制件在型芯上还要停留秒钟左右, 实际上型芯对制件的传热时间持续了秒, 而型腔对制件的传热时间仅秒左右, 可见型芯冷却时间是型腔冷却时间的倍实验表明, 当用相同入口温度和相同冷却几何参数的冷却系统冷却模具时, 型腔和型芯实测温差达℃以上这样往往造成制品的应力分布不均匀, 翘曲等缺陷。
鉴于国内大多数厂家不重视冷却问题, 尤其是不重视在冷却循环回路较难布置的型芯上的冷却问题,本文建议必须加强型芯的冷却, 其措施除了用较好的导热材料如铜、被铜等等作型芯散热体以外, 设计时可将肠的总热量分给型芯带走, 剩下肠的总热量由型腔带走, 由此来达到使型芯、型腔温度大致相等的目的。
四、冷却水量的确定
假设塑料制品传给模具的热量Q全部由冷却水带走, 则可由下式确定冷却水量的W大小。
式中Qk—塑料传给型芯或型腔的热量, 型芯Qk=3/4Q, 型脸则Qk=1/4Q（W）,W —水的重量(kg/h), t—水的入口温度(℃) , tm—水的出口温度, 近似取作模具温度(℃) , Cd一水的比热(J/kg.K)。
由此又可找出每根独立水管即单独有进出口的冷却水管或水槽的流量为。
式中, Qw—每根独立水管槽的体积流量(m³/h),n2 —独立水管在型芯或型腔上的根数,Cg—水的比重(㎏/m³)。
五、冷却系统几何参数的确定
冷却水的次动代态为紊流较好。
有资料介绍, 当流动状态特征数雷诺准数为时, 其热传导率是层流的倍, 当时, 其热传导率是层流的倍多, 这是因为紊流提高了冷却水孔壁与冷却水之间交界膜的传热系数R的表达式为:
式中dm—水管内径（或水槽当量直径）(m),u —水的粘度皿丫, 具体值见表
当冷却水槽断面形伏不是圆时, 人即为其当量直径；dw=4a/I式中a—冷却水槽过流断面积(m²),I—过流断面湿周长(m)。
冷却水出入口温度选定后, 可求出冷却水的平均温度, 由此温度从表4中查出相应的u值代入式算出, 一般为要得到紊流,R要大于等于3500。
若取最低雷诺数Rw=3500 则可校核R是否满足要求, 或直接由Ww求出下列参数
由dw, 再重新确定n2
上式求出n2的须按大的方向圆整为整数,然后由下式求出冷却水流速v为v=Qw/3600A (m/s)
式中：A——冷却水管通流面积（m²）。
根据要带走热量Qk所需的冷却系统换热面积φ（与型芯或型腔散热表面平行或同心）可以确定冷却系统所需的长度Lw。
由对流换热原理：
式中φ—每根独立水管的换热面积(m²)；α一一冷却水对管壁的换热系数么（W/m²·K）。
一对于水, 。
αº可由下面的简化公式得出
式中γ—水的重度（kg/m³）,B—水的实验常数, 具体值见表。
换热面积φ由下式决定：φ=πdwLw将两式代入式, 得
上式的使用条件是Lw/dw>50 当管子曲率半径R。
较小时, 会引起α的显著增加。
因此当使用冷却管道为弯管时, 可由下式来修正换热系数α。
为
式中αR—弯管的换热系数(W/m²·K)R。
—弯管曲率半径(m)。
则相应冷却长度计算式改为：
六、冷却系统的水头损失
模具中的冷却循环若采用离心式泵, 则输出流量取决于流动阻力。
例如, 功率为373W的离心泵, 阻力为117×10³Pa时, 输出159×10﹣³m³/min；阻力为172×10³Pa时, 输出69×10﹣³m³/min；当阻力高达207×10³Pa 时, 实际输出为零。
可见, 冷却孔的流动阴力是一个不可忽略的限制因素。
当水为紊流时, 水管的摩擦系数入可由以下实验式得出:
则水头损失
式中；g—重力加速度。
由的式可以用来校核前面计算的流量流速是否合乎要求, 或者直接由表进行核。
以上六点即是塑料模具冷却系统设计的全部公式和过程。
经实际应用证明本文给出的方法具有一定的实用价值。