冷却系统的设计冷却水路设计原则.ppt

第六讲,冷却系统的设计,一、冷却水路设计原则二、冷却水路样式三、冷却水路优化实例四、加热设备简介,主要内容,一、冷却水路设计原则,注塑冷却水路设计目的,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2. 模具冷却系统：,一、冷却水路设计原则,模具温度调节器,软管,冷却水路2,冷却回路 1,,泵,收集歧管,供给歧管,静模,动模,供给歧管,收集歧管,3.冷却系统水孔径间距与型腔之间的关系,H一般2.5d-3d,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,,层流、紊流(雷诺数Re>4000为稳定的紊流)：,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 最好做分水器分水器,,,,,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、 易淤积堵塞二、冷却水路样式,b. 隔板,串联水路特点 优点：流速均匀；传热均匀 缺点：压降大多隔板串联,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,热管工作原理,高导热材料,铍铜、铝棒、热管 镶入型芯，并以导热剂填充间隙,,2. 高导热材料嵌入冷却,二、冷却水路样式,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3.螺旋式镶件冷却水道,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）,水路连接块,水路连接块,模板水路连接设计2,模板水路连接设计1,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,一体式斜顶冷却水路,斜顶头冷却水路,连接器 设计图,顶针板,斜顶,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,2.小型芯用斜孔水路,3.大面积适用 涡流式水路（推板）,4.徘徊式水路,5.环形 水路,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,,,三、冷却水路优化设计实例,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2.冷却优化实例1,,,三、冷却水路优化设计实例,冷却优化实例1-----优化过程,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°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，有利于控制变形静模侧温度如图所示，大部分区域温度较均匀，浇口附近温度较高动静模面温差分布均匀局部温差较大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8.9 mm,,1.9 mm,,三、冷却水路优化设计实例,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3.冷却优化实例2,,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,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°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0.59mm,,0.3mm,,,1.0mm,0.69mm,,,0.61mm,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水温机,PA 尼龙,PVF,,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（不适用于油）；3. 一般水温机设定 70~80°，高于80度有安全隐患四、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热棒、热电偶加热棒、热电偶的使用,,,,,,,,,设置温度,检测温度,,,四、模具加热设备简介,4.隔热板：防止模具热量过度散发以确保型腔温度恒定，从而保证成型产品品质稳定。

尼龙、PBT、PET等结晶性树脂，模具型腔表面温度变化对部品的结晶度、尺寸、外观品质影响很大，需要安装隔热板注：1. 隔热板加工时要使用集尘器吸粉尘（含玻纤，会刺激皮肤致瘙痒；粘附到机械上会影响精度）；2. 用钻头加工时易破裂，要小心加工（可定制加工）；3. 不适合于螺纹加工、3维加工四、模具加热设备简介,5.加热设备 综合应用,温控箱,油温机,。