冷卻系統(tǒng)設(shè)計

1、第七章冷卻系統(tǒng)設(shè)計在注塑過程中，對模具型腔進行填充的塑膠熔體溫度達220-230，甚至更高，這使得模具工作一段時間之后，其模具溫度將會很高，而頂出來的已成形的塑膠產(chǎn)品溫度也只有五六十度。在高速生產(chǎn)成形的情況下，如何保證制品在很短的時間內(nèi)達到適宜頂出的溫度？這里就必須考慮一個冷卻的問題。使得模溫保持在一定的范圍之內(nèi)，從而不至于影響制品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，模具里面就出現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)。高溫塑料熔液進入模腔,經(jīng)過冷卻固化,才能得到所需制品.成型周期中一半以上時間用于對制品的冷卻,可見其對提高生產(chǎn)效率的重要意義；由于制品形狀復(fù)雜,壁厚不均,充模順序不同等因素,使塑料在固化過程中,不同位置溫度不一樣

2、,這種熱交換產(chǎn)生的應(yīng)力會直接影響制品尺寸精度及外觀.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計理念就是保持與塑料特性,制品質(zhì)量相適應(yīng)的溫度.最大限度消除或減少這種應(yīng)力,改善塑料的物理性能,得到高質(zhì)量制品；冷卻系統(tǒng)以冷卻水道(運水)為主.其工作目的不僅僅使模具冷卻,而且要把成型過程中塑料熔液帶給模具的高溫不斷散發(fā)掉,使模具保持恒定溫度,控制塑料熔液冷卻速度(冷卻速度太快會影響填充,太慢會因溫度過高引起制品產(chǎn)生缺陷和使成型周期加長.)模具的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻、油冷卻等， 1、用水冷卻模具，這種方式最常見，運用最多。 2、用油冷卻模具，不常見。 3、用壓縮空氣冷卻模具。 4、自然冷卻。對于特簡單的模具，注塑完畢之后，依

3、據(jù)空氣中與模具的溫差來冷卻。本章我們將以最普通的冷卻方式水冷卻，來講述模具設(shè)計中冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。6.1常用冷卻方式介紹用水冷卻模具，其實也就是在模具當(dāng)中鉆些管道通過水流進行冷卻，簡稱“運水”設(shè)計。運水設(shè)計雖說理解上簡單，但具體設(shè)計還頗需要仔細(xì)考慮一番：譬如，冷卻管道該如何布置才能達到優(yōu)化的目的？等等，下面我們將詳細(xì)講解。直通式水路直通式水路可分為直通模板式和直通模板模仁式兩種。這兩種方式存在一個很小的差別，但這個差別往往是初學(xué)者最容易犯的錯誤。這個差別就是水管接頭固定的位置不一樣：直通模板式水路水管接頭固定在模板上，而直通模板模仁式水路的水管接頭固定在模仁上，這樣的話，才能密封，不致于漏水。由

4、于水管接頭位置不一樣，其樣式也有一些變化。主要是鎖定螺紋部分。如下圖。圖圖直通式水路還有其它的形式，如圖所示：圖6.1.2階梯式水路階梯式的水路的形式是在模板上固定好水管接頭之后，冷卻通道穿通了模板進入到了模仁，在模仁里面繞了一周，然后，再次穿通模板，從另一端的水管接頭出來。這種水路的形式很常見，如圖所示。圖 階梯式的水路，注意防止漏水，需要幾個零件，一是擋水圈：水路穿通模板與模仁的地方需要用擋水圈。二是堵頭，堵頭可以用無頭螺絲或銅來代替。這兩個輔助零件的作用就是密封，都是標(biāo)準(zhǔn)件。階梯式水路的路線可根據(jù)產(chǎn)品的具體形式和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計不同。隔板水路圖如圖所示，就是一個典型的隔板式水路，這種水路有一

5、個最大的特點就是在模仁里面挖了幾個較大較深的水孔，然后用一個厚度不大于3mm的薄片把這個水孔一分為二，最后運用小的水路把這些大水孔聯(lián)通就行了。6.1.4盤旋式水路圖如圖所示，這是一個典型的盤旋式水路。這種水路非常適用于桶狀式的產(chǎn)品，進行設(shè)計時，我們可以特意的加一個入子，使水路在此入子上盤旋，然后從這個入子的中心鉆下來。要注意的就是它同樣需要密封作用，所以不能沒有擋水圈。6.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計細(xì)節(jié)上面我們談了冷卻系統(tǒng)的幾種常見形式，然后具體的設(shè)計細(xì)節(jié)，有許多值得注意的地方，現(xiàn)略微歸納如下，僅供參考：1水孔排列盡可能按型腔形狀排列，在保證鋼料足夠機械強度的前提下，運水盡量設(shè)置在靠近型腔(型芯)表面且彼

6、此到型腔距離應(yīng)盡量相等，以加強冷卻，使模溫均勻；運水離型腔的距離視產(chǎn)品的壁厚情況而定，不能太遠也不能太近，距離太遠影響冷卻效果，距離太近影響模具強度，通常其邊距為1018mm。圖2冷卻水孔數(shù)量多，尺寸大，間距小，冷卻效果越好，在保證鋼料足夠機械強度的前提下，運水盡量安排緊密。一般情況下，水孔直徑不宜過小，在812mm之間選取較適宜，優(yōu)先采用10mm的直徑。且在整個冷卻系統(tǒng)中各水道直徑應(yīng)盡量相同，以便于加工。3動模和定模要分別冷卻，以保持冷卻的平衡；熱量聚集的地方（如塑件厚壁處和熱澆口處），應(yīng)特別注意加強冷卻，以使模溫均勻。4.避免接近制品易出現(xiàn)熔接痕的部位.以防止熔接不牢降低制品強度.5.運水

7、入口應(yīng)靠近澆口部位,因澆口附近溫度高,應(yīng)加強冷卻。6.一模多腔時,盡量在各個型腔單獨設(shè)計運水,以便于控制.7.較大的行位,斜方,也需設(shè)置運水,因其尺寸大,如缺少冷卻,除影響成型的制品質(zhì)量,還會在運動時因受熱易發(fā)生咬蝕.8充分考慮模具材料的熱傳導(dǎo)性，在運水無法到達而又必須加強冷卻的部位，可采用鈹銅鑲件散熱。9.運水不能有太長死角,以免冷卻水回流影響效果.10盡量降低運水入口和出口的水溫差，這樣就要求水路流程盡可能要短而不可過長，運水太長，不可避免會造成較大的溫度梯度變化，導(dǎo)致運水末端溫度較高，從而影響冷卻效果，可將運水分成若干條獨立回路，以增大冷卻液的流量，減少壓力損失，提高傳熱效率。如圖所示，A只有一組出入水，會造成模具冷卻不均勻；而B分為三組，模具冷卻均勻，效果較好。11水管接頭的部位，要設(shè)置在不影響操作的方向，其位置間距以互不干涉為原則，一般在30mm以上，偷孔取14以上；要清楚顯示運水途徑，標(biāo)注水道組別如：IN1，OUT1；IN2，OUT2等。有模板接鑲件處應(yīng)注上UP、DOWN。如圖所示。12. 運水到頂針最少要保持4mm；運水膠圈到頂針最少要保持2.5mm;13運水穿過兩塊鋼料時必須做O型密封膠圖防漏；14模具安裝到注塑機上后，水管接頭不要正對著注塑機拉桿以免安裝水管困難；運水接頭最好裝在注塑機背后，即操作員的另一側(cè)，以免