塑胶模具专业冷却系统

水路的基本形式及規格
(4) 斜銷中水路的冷卻形式:
(5) 滑塊中水路的冷卻形式
水路的基本形式及規格
(6) 採用推套推出結構時, 小直徑型芯的冷卻回路
水路的基本形式及規格
(7) 圓形制品的型腔採用入子結構的冷卻回路:
(8) 在模穴中設置特殊隔板的冷卻回路:
水路的基本形式及規格
(9) 在氣閥及推桿內設置的冷卻回路:
最高溫度為 90℃
水路設計過程中應注意的几個問題
設變水路為﹕在熱澆道的周圍加一圈如圖ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ紅色的水路。溫度明顯降低
最高溫度為 72℃
水路的基本形式及規格
? 冷卻系統的基本形式如下。我們最常用的有A﹑F。特殊情況下用冷卻棒.
? 在模具中的基本排布方式﹕
水路的基本形式及規格
串聯水路 優優點 統一的流動率 統一的熱交換 缺缺點 -- 較高的壓降
水路的基本形式及規格
改善前
改善后
水路的基本形式及規格
?水路的排布及冷卻形式﹕ (1) 採用模板循環水路直接冷卻形式:
水路的基本形式及規格
(2) 採用模仁循環水路直接冷卻形式:
水路的基本形式及規格
水路的基本形式及規格
(3) 採用模板﹑模仁聯合循環水路直接冷卻形式 :
水路的基本形式及規格
水路的基本形式及規格
水路設計過程中應注意的几個問題
? 加強熱點的冷卻﹔避開冷點
所謂熱點就是肉厚相對較厚且不能充分散熱的區域。
公模仁 母模仁
熱量 集中在這個區域
熔化塑膠 凝固塑膠
熱 (相對於未收縮區域的收縮區域
引起翹曲)
水路設計過程中應注意的几個問題
? 靠近高熱量區﹔遠離低熱量區。
等溫線 冷卻液
區域 3 分模線 區域 1
區域 2
等溫線
高溫
區域 2
冷卻液
TM002P04
水路設計過程中應注意的几個問題
T=50℃
T=50℃
積熱區
水路設計過程中應注意的几個問題
所謂冷點肉厚較薄處﹑滯流區及波前對接處。
不要在此區域的上方加冷卻水路
水路設計過程中應注意的几個問題
圈示產品的凹陷區域有滯流區。固不 能在此上方排冷卻水路。
水路設計過程中應注意的几個問題
? 對生產周期的影響﹕一個成型周期主要由以下几部分構成。縮短冷卻時 間就是提高成型效率。
注射時間
保壓時間
冷卻時間
開模時間
占整個周期的 5%
相關時間 占整個周期的 80%
占整個周期的 15%
冷卻的基本原理
輻射散熱
對流散熱
散失到模板的熱量 A
塑膠中的熱量
來自於冷卻水路的交換熱
MFC02
– 從塑料到模穴壁的熱傳導: 冷卻系統的行為受從塑料中移走的熱量和轉
移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差 異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。
冷卻的基本原理
– 從模穴壁到水管壁的熱傳導 : 冷卻系統行為也受通過模具材料到達冷
卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表 面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差﹐也影響冷卻系統行為。水管 距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產生模 穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最 優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。
水路分布原則與水路形式及規格
序
設計者應知道成型周期相當大的部分﹐有時可占到成型周期的80%﹐要 用于冷卻。因而對于生產率要求較高的模具﹐將這種“損失“時間控制 到最小是絕對必要的。而用于冷卻的工具就是水路。所以水路的排布在 整個模具設計過程中占有非常重要的地位。
在這一部分我主要講述了水路排布的原則﹑水路的基本形式和水路規 格。在‘水路排布原則‘一章主要從以下几部分來闡述﹕1.水路設計的 目的﹔2.冷卻的基本原理﹔3.水路設計過程中應注意的几個問題﹔在' 水路形式及規格'一章中主要列舉了實際設計中用到的冷卻水路的基本 形式。在最后﹐將以往分析的兩個經典案例進行綜合講解﹐以加深對前 述內容的理解和記憶。
水路分布原則
水路設計的目的﹕
水路設計的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時間內頂出成型。水路排 布的好壞直接影響到產品的成型品質和生產周期( 成本) 。
? 對品質的影響﹕在成型時水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其 波動對制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩定性﹑機械強度﹑應力開裂和表面質
量等均有影響。主要表現在﹕表面光潔度﹔殘余應力﹔結晶度﹔熱彎 曲。
? 水管的長度不能太長﹕冷卻液從水管進口到出口的溫度變化就在5度以內。 較精密的產品就控制在3度以內。
?
水路設計過程中應注意的几個問題
? 在用熱澆道成型的模具中﹐需加強對熱澆道的冷卻。 在下面的例子中﹐最初設計時﹐沒有排冷卻熱澆道的水路(其為倒裝模)。
在公模側熱澆道的附近溫度較高(進水溫度設為50度)。
(10) 對主流道部位採用噴水式冷卻回路:
水路的基本形式及規格
(11) 溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路:
(12) 高熱傳材料插入型芯中的圖例
水路的基本形式及規格
並聯水路 優優點 用在入子的周圍最好 高體積低壓力 缺缺點 沒有統一的流動率 易於堵塞
? 水管規格及其與成品肉厚的關係:
水路的基本形式及規格
確定冷卻水孔的直徑應注意的問題是, 無論多大的模具, 水孔的直徑不能 大於14mm, 否則冷卻難以形成亂流狀況。 一般水孔的直徑可根據制品的平均肉厚來確定。平均肉厚為2mm時, 水孔 的直徑取 8~10mm; 平均肉厚為 2~4mm時, 水孔的直徑取 10~12mm; 平均肉 厚為4~6mm時, 水孔的直徑取10~14mm。
塑膠/ 金屬的界面
水 / 金屬的界面
冷卻液
63 deg. C 43 deg. C 23 deg. C 20 deg. C
層流的溫度梯度
< 2300淤
紊流的溫度梯度
> 2300
冷卻的基本原理
– 從水管壁到冷卻介質的熱傳導 : 冷卻系統行為也受從模具材料到冷卻介質
熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷 卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到 冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的 熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐ 在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。