18溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

11 1模具溫度及塑料成型 11溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 模具溫度 模溫 是指模具型腔和型芯的表面溫度 一 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 1 變形模具溫度穩(wěn)定 冷卻速度均衡 可減小塑件的變形 對壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑件 經(jīng)常會出現(xiàn)因收縮不均勻而產(chǎn)生翹曲變形的情況 故須采用合適的冷卻系統(tǒng) 使模具凹模與型芯的各個部位的溫度基本保持一致 以便型腔內(nèi)的塑料熔體能同時凝固 2 尺寸精度保持模溫恒定 能減少制件成型收縮率的波動 提高塑件尺寸精度的穩(wěn)定性 在可能的情況下采用較低的模溫有助于減小塑件的成型收縮率 例如 對于結(jié)晶形塑料 因為模溫較低 制件的結(jié)晶度低 可以降低收縮率 但結(jié)晶度低不利于制件尺寸的穩(wěn)定性 從尺寸的穩(wěn)定性出發(fā) 又需要適當(dāng)提高模具溫度 使塑件結(jié)晶均勻 3 力學(xué)性能結(jié)晶形塑料 結(jié)晶度越高 塑件的應(yīng)力開裂傾向越大 故從減小應(yīng)力開裂的角度出發(fā) 降低模溫是有利的 但對于聚碳酸酯一類高黏度無定形塑料 其應(yīng)力開裂傾向與塑件中的內(nèi)應(yīng)力的大小有關(guān) 提高模溫有利于減小制件中的內(nèi)應(yīng)力 也就減小了其應(yīng)力開裂傾向 為什么說縮短注射循環(huán)周期的冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵 因注射模中熔體從200 左右降低到60 左右 所釋放的熱量中約有5 以輻射 對流的方式散發(fā)到大氣中 其余95 由冷卻介質(zhì) 一般是水 帶走 模具的冷卻時間約占整個注射循環(huán)周期的2 3 4 表面質(zhì)量提高模溫能改善制件表面質(zhì)量 過低的模溫會使制件輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的熔接痕 導(dǎo)致制件表面粗糙度提高 二 溫度調(diào)節(jié)對生產(chǎn)效率的影響 注射成型中 模具的冷卻時間取決于冷卻效果 即冷卻水的流動狀態(tài) 據(jù)資料表明 在湍流下的熱傳遞比層流下的高10 20倍 模溫過低 塑料流動性差 塑件輪廓不清晰 表面無光澤 熱固性塑料則固化不足 性能嚴重下降 模溫過高 易造成溢料粘模 塑件脫模困難 變形大 熱固性塑料則過熟 模溫不均 型芯型腔溫差過大 塑件收縮不均 內(nèi)應(yīng)力增大 塑件變形 尺寸不穩(wěn)定 三 模溫與成型的關(guān)系 式中Q 模具與冷卻系統(tǒng)之間所傳遞的熱量 KJ 冷卻通道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù) W m2 K A 冷卻介質(zhì)的傳熱面積 m2 m 模具成型表面的溫度 w 冷卻水的平均溫度 t 冷卻時間 s 11 2冷卻回路的尺寸確定 1冷卻水孔相對位置尺寸塑件平均壁厚2mmd 8 10 mm塑件平均壁厚 2 4 mmd 10 12 mm塑件平均壁厚 4 6 mmd 10 14 mmL 10 15 mmL1 1 2 dL2 3 5 d 1合理地確定冷卻管道的中心距及冷卻管道與型腔壁的距離 圖 a 布置的冷卻管道間距合理 保證了型腔表面溫度均勻分布 圖 b 開設(shè)的冷卻管道直徑太小 間距太大 型腔表面的溫度變化很大 53 33 61 65 冷卻管道與型腔壁的距離太大會使冷卻效率下降 而距離太小又會造成冷卻不均勻 根據(jù)經(jīng)驗 一般冷卻管道中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻管道直徑的1 2倍 冷卻管道的中心距約為管道直徑的3 5倍 11 3常見冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2當(dāng)制件壁厚均勻時 應(yīng)盡可能使所有的冷卻管道孔到各處型腔表面的距離相等 圖10 13 當(dāng)塑件壁厚不均勻時 在厚壁處應(yīng)開設(shè)距離較小的冷卻管道 圖10 14 3應(yīng)加強澆口處的冷卻 熔體充模時 澆口附近的溫度最高 一般來說 距澆口越遠 溫度越低 澆口附近應(yīng)加強冷卻 將冷卻回路的入口設(shè)在澆口處 冷卻水首先通過澆口附近 圖10 15 a 側(cè)澆口冷卻回路的布置 b 多個點澆口冷卻回路的布置 4 應(yīng)避免將冷卻管道開設(shè)在塑件熔合的部位 當(dāng)采用多澆口進料或者型腔形狀復(fù)雜時 多股熔體在匯合處將產(chǎn)生熔合紋 在熔合紋處的溫度一般較其他部位的低 為了不致使溫度進一步下降 保證熔合質(zhì)量 應(yīng)盡可能不在熔合紋部位開設(shè)冷卻管道 5 注意水管的密封問題 以免漏水 冷卻管道應(yīng)避免穿過鑲塊 否則在接縫處漏水 若必須通過鑲塊時 應(yīng)加設(shè)套管密封 6冷卻水道出 入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長 則入水與出水的溫差就較大 這樣就會使模具的溫度分布不均勻 圖6 8鉆孔式水道系統(tǒng) 11 3 2常見冷卻系統(tǒng)的