冷却水路设计原则与优化实例(ppt 25页)

一、冷却水路设计原则
4. 冷却水路布置
1）冷却水路设置要使冷却效果均匀：靠近热量较多处；远离热量较少处。
2）圣度水路通道标准：两侧直通，单侧回路不可。
OUT
OUT
分水器
IN
IN
注：1.水路长度不能太长:冷却液从水管进口到出口的温度变化应该在5°以内；较精密 的产品应该控制在3°以内。 2.大型模具水路较多应注明 IN OUT 最好做分水器。
隔板高度依据产 品轮廓设定
二、冷却水路样式
c. 螺旋隔水片
分割型
全螺旋形
分割型 组件
全螺旋形
二、冷却水路样式
2. 高导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材料嵌入冷却
热管工作原理
高导热材料
铍铜、铝棒、热管 镶入型芯， 热管1截面 并以导热剂填充间隙
热管2截面
二、冷却水路样式
3.螺旋式镶件冷却水道
单螺旋式镶件冷却水道，适合于一些 比较大的，中间无孔的圆形镶件。
成品体积收缩大部分均 匀 约 为 4%, 四周较厚区 域体积收缩稍大。
Z方向收缩不均勻,变形 方向如图所示，最大变 形为8.9mm，变形量较 大。
1.9 mm
冷却水进口温度如图所 示，蓝色表示进水温度 为40°，红色表示进水 温度为60°。
动模侧温度分布与之前 相似，但浇口附近温度 较之前高，有利于控制 变形。
二、冷却水路样式
1. 水井冷却 a. 喷泉
前者模具加工加工简单 后者可以实现水流方向变更
模具加工加工简单 可以实现水流方向变更
并联水路特点 优点：适用于入子周围冷却；低压下可达高流速。 缺点：各分支流速不一、各分支冷却效果不一、
易淤积堵塞。
多型芯喷泉并联
二、冷却水路样式
b. 隔板
多隔板串联
串联水路特点 优点：流速均匀；传热均匀。 缺点：压降大。
有影响。主要表形在：表面光洁度、残余应力、結晶度、热弯曲。
• 对生产周期的影响：一个成型周期主要分为以下部分。缩短冷却时间就是 提高成型效率。
注塑时间 占整个周期5%
保压时间
冷却时间
相对时间
占整个周期80%
开模时间
占整个周期15%
一、冷却水路设计原则
2. 模具冷却系统：
模具温度调节器
静 模
动
冷却回路 1
120°可用油温机控温；PET、PPS成型温度130~150°必须使用油温机控温。
三、冷却水路优化设计实例
冷却优化实例2----优化过程
0.69mm 0.61mm
1.0mm
静模侧温差大
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，绿色框为变形前形状。
0.59mm
静模侧温度 较之前均匀。
动模侧温度分布 还是不够均匀
动静模面温差分布 均匀。温差约10°。
模
收集 歧管
软管
收集 歧管
供给
歧管
泵
冷却水路2
供给 歧管
一、冷却水路设计原则
3.冷却系统水孔径间距与型腔之间的关系
H一般2.5d-3d
层流、紊流(雷诺数Re>4000为稳定的紊流)：
注：1.圣度标准 最小 8mm。 2.无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，
否则难以形成紊流(紊流状态热交换充分)。
一、冷却水路设计原则
主 要 二、冷却水路样式 内 三、冷却水路优化实例 容
四、加热设备简介
一、冷却水路设计原则
1. 注塑冷却水路设计目的
2. 水路设计目的：
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
有加强纤维
水温机
注：1. 根据冷却水温度选用软管； 2. 这些软管均为冷却水专用（不适用与油）； 3. 一般水温机设定 70~80°，高于80度有安全隐患。
PVF
适用温度-30~120° S-PVC
适用温度0~60°
四、模具加热设备简介
2.油温加热：模具温度要求90~150°适用。 PP、PC、尼龙（PA66、PA6、PA46） 、POM 等加玻纤GF后 要求模具温度都可达到
斜顶
一体式斜顶冷却水路
斜顶头冷却水路
斜顶较大时，冷却水路是不可忽略的。没有冷却水 路会延长注塑周期，或造成斜顶成型形象在脱模时 变形。
连接器 设计图
二、冷却水路样式
6.滑块冷却
长型芯滑块 喷水管冷却
不仅滑块上需要冷却水路，必要时滑块镶件上必须 设置冷却水路
二、冷却水路样式
7.冷却回路的特殊样式
1.普通水路和水井结合 4.徘徊式水路
双螺旋式镶件冷却水道，适合于一些比 较大的，中间有孔的圆形镶件。
二、冷却水路样式
4.不同镶件的水路连接 适用于部品面积大、模仁厚度小、模仁不是整体的模具（布置水井麻烦）
模板水路连接设计1
模板水路连接设计2
水路连接块
水路连接块 MISUMI模板水路连接标准件
延长接头
二、冷却水路样式
5.斜顶冷却
顶针板
2.小型芯用斜孔水路
3.大面积适用 涡流式水路（推板）
部
喷水管
品
环形
5.环形 水路
隔板
6.多种水路样式的综合运用
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
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。
静模侧温度如图所示， 动静模面温差分布均 大部分区域温度较均匀， 匀局部温差较大。 浇口附近温度较高。
Z方向收缩不均勻,变形 方向如图所示，最大变 形为1.9mm，变形量明显 减小。
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。
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。
三、冷却水路优化设计实例
冷却优化实例1-----优化过程
8.9 mm
动模侧温度分布大部分 均匀，但圈示区域温度 较高，应加强冷却。
静模侧温度不均匀，浇 口周围温度较高，温度 分布在51-71范围内。
动静模温差分布不均 匀，静模温度较高， 温差在-15-14°。
0.3mm
Z方向收缩较之前改善较大,变形如图。 右边为放大10倍的变形，绿色框为变形前形状。
四、模具加热设备简介
1.水温加热：模具温度要求80°以下适用； 大部分塑胶原料（除高温料）要求模具成型温度为：20°~ 90°，如果部品表面光洁
度要求较高，或模具结构导致成型困难时，必须使用水温机加热。
PA 尼龙