冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)ppt課件

3.9.3冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則冷卻系統(tǒng)常用結(jié)構(gòu)形式冷卻水道的密封及水嘴連接,1,模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則,為了提高生產(chǎn)率，保證制品質(zhì)量，模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保證塑件均勻冷卻為基本原則。具體設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：,2,冷卻水孔數(shù)量盡量多、尺寸盡量大型腔表面的溫度與冷卻水孔的大小、疏密關(guān)系密切。冷卻水孔孔徑大、孔間距小，型腔表面溫度均勻，如圖3-9-3所示。,3,冷卻水孔至型腔表面距離要適宜孔壁離型腔的距離要適宜，一般大于10mm，常用1215mm。太近，型腔表面溫度不均勻，參見(jiàn)圖3-9-3d；太遠(yuǎn)，熱阻大，冷卻效率低。當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，各處冷卻水孔與型腔表面的距離最好相同，如圖3-9-4，a比b好。,4,當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚壁處冷卻水通道要適當(dāng)靠近型腔，如圖3-9-4，c比d好。,5,水料并行，強(qiáng)化澆口處的冷卻成型時(shí)高溫的塑料熔體由澆口充入型腔，澆口附近模溫較高、料流末端溫度較低。將冷卻水入口設(shè)在澆口附近，使冷卻水總體流向與型腔內(nèi)物料流向趨于相同（水料并行），冷卻比較均勻。,6,7,8,入水與出水的溫差不可過(guò)大如果入水溫度和出水溫度差別太大，會(huì)使模具的溫度分布不均。為取得整個(gè)制品大致相同的冷卻速度，需合理設(shè)置冷卻水通道的排列形式，減小入出水溫差。如圖3-9-6，a形式會(huì)使入水與出水的溫差大，b形式相對(duì)較好。,9,冷卻水孔布置要合理冷卻水通道盡可能按照型腔形狀布置，塑件的形狀不同，冷卻水道位置也不同，例如：,圖3-9-9：扁平塑件，側(cè)面進(jìn)澆。動(dòng)定模均距型腔等距離鉆孔。,10,圖3-9-10：淺殼類(lèi)塑件定模鉆孔、動(dòng)模組合型芯銑槽。,11,圖3-9-11：中等深度殼類(lèi)塑件。凹模距型腔等距離鉆孔，凸模鉆斜孔得到和塑件形狀類(lèi)似的回路。,12,圖3.9+1：深腔制品。凸凹模均采用組合式，車(chē)螺旋槽冷卻，從中心進(jìn)水，在端面（澆口處）冷卻后沿環(huán)繞成型零件的螺旋形水道順序流出模具。,13,冷卻水道要便于加工裝配,冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意其加工工藝性，要易于加工制造，盡量采用鉆孔等簡(jiǎn)單加工工藝。對(duì)于鑲裝組合式冷卻水道還要注意水路密封，防止冷卻水漏入型腔造成型腔銹蝕。,14,2、冷卻系統(tǒng)常用結(jié)構(gòu)形式,如上所述，模具冷卻系統(tǒng)要求根據(jù)塑件的形狀、型腔內(nèi)的溫度分布等合理設(shè)計(jì)，但受模具上各種結(jié)構(gòu)（頂桿孔、型芯孔、螺釘孔、鑲拼接縫等）的限制，只能在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)汁的情況下開(kāi)設(shè)冷卻水道。由于塑件的形狀多種多樣，模具結(jié)構(gòu)各不相同，冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是千變?nèi)f化的，設(shè)計(jì)者需根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。下面介紹幾種在型腔、型芯上設(shè)置冷卻系統(tǒng)的常用結(jié)構(gòu)形式，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。,15,1）凹模冷卻水道的設(shè)置,單層冷卻回路對(duì)于型腔較淺的模具，通常采用單層冷卻回路。凹模直接加工在模板上的淺腔模具多采用外接直通式（圖3.9+2）或平面回路式（圖3-9-18、3-9-19、3-9-20）的單層冷卻回路。采用拼鑲結(jié)構(gòu)的模具多采用環(huán)槽式（圖3.9+3、3-9-21、3-9-23）。,16,圖3.9+2外接直通式冷卻水道,單層外接直通式外接直通式冷卻水道是在模板上打直通孔與模外軟管連接構(gòu)成單回路或多回路。這種冷卻水道加工容易，但冷卻水道不是圍繞型腔設(shè)置，在成型過(guò)程中，制品的散熱不太均勻。,17,單層平面回路式平面回路式冷卻水道通常采用打相交直孔，鑲?cè)霌醢?、堵頭等控制冷卻水流向的方法構(gòu)成模內(nèi)回路。根據(jù)具體情況也可設(shè)計(jì)成單回路或多回路。這種水道排列對(duì)于模腔的散熱略好于外接直通式。,18,單層平面雙回路,19,單層平面雙回路,20,環(huán)槽式環(huán)槽式冷卻水道是在模板上打孔與加工在鑲件或模板上的環(huán)形槽連接構(gòu)成單回路或多回路。這種冷卻水道正好圍繞鑲件分布，對(duì)于模腔的散熱較好。,圖3.9+3環(huán)槽式冷卻水道,單層環(huán)槽式雙回路,21,在模板上打孔將鑲件或模板上的環(huán)形槽串連，構(gòu)成用于鑲?cè)胧蕉嗲荒５沫h(huán)槽式水路。,單層環(huán)槽式單回路,22,環(huán)槽式水路用于鑲件緊鄰的多腔模，將模板上的環(huán)形槽連通。,單層環(huán)槽式單回路,23,多層冷卻回路對(duì)于型腔較深的模具，常采用多層回路式冷卻水道。采用圓形鑲件鑲拼的深腔模，在型腔鑲件外表面加工螺旋槽，并將其進(jìn)出口通過(guò)模板與模外連通，構(gòu)成的螺旋式冷卻水道（圖3-9-22）,相當(dāng)于模內(nèi)互連的多層冷卻回路。型腔直接加工在模板上的深腔模和非圓形鑲件鑲拼的深腔模，通常采用多層外接直通式或平面回路式冷卻水道（圖3.9+4、圖3.9+5），各層可各自獨(dú)立，也可用軟管在模外互連。,24,螺旋式冷卻水道,在圓形鑲件外表面加工螺旋槽，并將其進(jìn)出口通過(guò)模板與模外連通，構(gòu)成螺旋式冷卻水道。,25,多層平面回路式冷卻水道,沿型腔深度方向布置多層平面回路式冷卻水道。,圖3.9+4多層平面回路式冷卻水道,26,沿型腔深度方向布置多層平面回路式或外接直通式冷卻水道。,27,2）凸模（型芯）冷卻水道的設(shè)置,在塑件成型過(guò)程中，型芯總是被溫度高、導(dǎo)熱性差的塑料包圍著，型芯的熱量很難通過(guò)自然對(duì)流、輻射的方式散發(fā)。因此，型芯的散熱問(wèn)題比型腔更關(guān)鍵。也正是因?yàn)樾托颈凰芗鼑?，不便與模外連通，所以型芯中冷卻水道的設(shè)置也更困難。通常，型芯中冷卻水道的設(shè)置有下列幾種方式。,28,單層冷卻回路對(duì)于直接加工在模板上的低矮型芯，采用加工在模板上的外接直通式或平面回路式單層冷卻回路，圖3-9-9。對(duì)于采用拼鑲結(jié)構(gòu)的低矮大型芯，可在型芯上加工平面回路式單層冷卻回路，圖3-9-10。鉆孔式型芯冷卻水道對(duì)于中等高度的較大型芯，可采用在型芯上鉆斜孔的方法構(gòu)成冷卻回路，圖3-9-11、圖3-9-5d。,29,噴泉式型芯冷卻水道（圖3-9-12）,在型芯中間裝一個(gè)噴水管，進(jìn)水從管中噴出后再向四周沖刷型芯內(nèi)壁，如圖所示。低溫的進(jìn)水直接作用于型芯頂部（中心進(jìn)澆的澆口處），冷卻效果好。這種方式特別適合冷卻細(xì)長(zhǎng)的圓形型芯。,30,噴泉式冷卻水道也可用于較粗大異型型芯的冷卻，方法是在噴水管出口端設(shè)一邊緣開(kāi)口的隔板，控制回水流向（圖3-9-15）。,31,噴泉式冷卻水道不僅可用于單個(gè)小型芯，也可用于多個(gè)小型芯的串（并）聯(lián)冷卻。圖3.9+6為并聯(lián)噴泉式型芯冷卻水道,圖3.9+6并聯(lián)噴泉式型芯冷卻水道,32,螺旋式型芯冷卻水道（圖3-9-13）,對(duì)于大直徑圓柱型芯，可在型芯內(nèi)開(kāi)大圓孔，孔中壓入中心有進(jìn)水孔外壁有螺旋槽的“芯柱”構(gòu)成螺旋式型芯冷卻水道。冷卻水從中心孔引向芯柱頂端，沿螺旋槽流下進(jìn)行熱交換后從芯柱底部流出，可獲得極佳的效果,33,隔板式型芯冷卻水道,在型芯上沿型芯軸向打盲孔，孔與孔間銑連通槽，孔中鑲?cè)氡瓤咨盥远痰母舭?，就?gòu)成了隔板式型芯冷卻水道。,水從隔板一邊流入另一邊流出，在經(jīng)連通槽依次進(jìn)入相鄰的孔。隔板式型芯冷卻水道可用于單個(gè)細(xì)高型芯的冷卻，也可用于多個(gè)細(xì)高型芯的串聯(lián)冷卻，以及各種異型型芯的周圈或整體冷卻。,34,隔板式型芯冷卻水道,35,型芯傳導(dǎo)冷卻,在對(duì)于特別細(xì)小無(wú)法開(kāi)設(shè)冷卻水道的型芯，可用鈹銅合金等導(dǎo)熱性良好的材料制造或鑲?cè)霕?gòu)成導(dǎo)熱型芯，并使冷卻水直接與導(dǎo)熱型芯接觸。使熱量經(jīng)導(dǎo)熱型芯傳導(dǎo)并由冷卻水帶走。,36,3、冷卻水道的密封及水嘴連接,冷卻水道的密封模具中的冷卻水道經(jīng)常要穿越不同模具零件的結(jié)合處，如模板與模板、模板與型芯（或型腔）鑲件等。這些地方會(huì)因配合間隙的存在而產(chǎn)生冷卻水泄漏現(xiàn)象。為避免泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，必須處理好冷卻水道的密封問(wèn)題。通常采用O型圈對(duì)模具結(jié)構(gòu)中那些冷卻水道將通過(guò)的結(jié)合處實(shí)行密封。密封用O型圈的選用及使用中需注意的問(wèn)題和要求與通用機(jī)械中的密封設(shè)計(jì)相同，不再贅述。,37,水管與模具的連接模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要注意的另一個(gè)問(wèn)題，是冷卻水管與模具的連接，即水嘴的安裝要求。這一問(wèn)題看上去很小，但是如果處理不當(dāng)?shù)脑?huà)，會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)許多不必要的麻煩。因此，模具設(shè)計(jì)者在開(kāi)始設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)該充分考慮“連接”這一環(huán)節(jié)。設(shè)置模具冷卻水道的水嘴（出、入水口）在模具上的位置時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：,38,模具安裝在注射機(jī)上后