注射模温度调节系统.ppt

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1、第十章 注射模温度调节系统第十章 注射模温度调节系统注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模具中设置温度调节系统的目的，是通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产力。111 模具温度及塑料成型温度模具温度及塑料成型温度1111 模具温度及其调节的重要性模具温度及其调节的重要性模具温度模具温度(模温模温)是指模具型腔和型芯的是指模具型腔和型芯的表面温度。不论是热塑性塑料还是热固表面温度。不论是热塑性塑料还是热固性塑料的模塑成型，模具温度对塑料制性塑料的模塑成型，模具温度对塑料制件的质量和生产率都有很大的影响。件的质量和生

2、产率都有很大的影响。1模具温度对塑料制件质量的影响模具温度对塑料制件质量的影响模具温度及其波动对塑料制件的收缩率、尺寸稳定性、力学性能、变形、应力开裂和表面质量等均有影响。模具温度过低，熔体流动性差，制件轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，制件表面不光泽，缺陷多，力学性能低。对于热固性塑料，模温过低造成固化程度不足，降低塑件的物理、化学和力学性能；对于热塑性塑料注射成型时，模温过低且充模速度又不高的情况下，制件应力增大，易引起翘曲变形或应力开裂，尤其是粘度大的工程塑料。模温过高，成型收缩率大，脱模和脱模后制件变形大，易造成溢料和粘模。模具温度波动较大时，型芯和型腔温差大，制件收缩不均匀，导

3、致制件翘曲变形，影响制件的形状及尺寸精度。2模具温度对模塑成型周期的影响模具温度对模塑成型周期的影响缩短模塑成型周期就是提高模塑效率。缩短模塑成型周期关键在于缩短冷却硬化时间，而缩短冷却时间，可通过调节塑料和模具的温差，因而在保证制件质量和成型工艺顺利进行的前提下，降低模具温度有利于缩短冷却时间，提高生产效率。在模具中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使模塑成型具有良好的产品质量和较高的生产率。模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。113 常见冷却系统的结构常见冷却系统的结构 1131 冷却系统的设计原则塑料模具可以看成是一种热交换器，如

4、果冷却介质不能及时有效地带走必须带走的热量，不能实现均一的快速冷却，则在一个成型周期内就不能维持热平衡，会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂，从而就无法进行稳定的模塑成型。因此，设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法。所以应根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制造出能实现均一、高效的冷却回路。1131 冷却回路设置的基本原则1）在设计时冷却系统应先于顶出机构。2）注意凹模和型芯的热平衡。3)冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大在满足冷却所需的传热面积和模具结构 允许的前提下，冷却水道数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大。型腔表面的温度与冷却水道的数量

5、、截面尺寸及冷却水的温度有关。图111所示是在冷却水道数量和尺寸不同的条件下通入不同温度(45和5983)的冷却水后，模具内的温度分布情况。由图可知，采用5个较大的水道孔时，型腔表面温度比较均匀，出现6060.05的变化，如图111a所示；3)冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大而同一型腔采用2个较小的水道孔时，型腔表面温度出现533358.38的变化，如图111b所示。由此可以看出，为了使型腔表面温度分布趋于均匀，防止塑件不均匀收缩和产生残余应力，在模具结构允许的情况下，应尽量多设冷却水道，并使用较大的截面面积。(4)冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 当塑件的壁厚基本均匀时，冷却水道与型腔

6、表面的距离最好相等，分布尽量与型腔轮廓相吻合，如图112a所示。但是当塑件不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小一些，如图112b所示.一般水道孔边至型腔表面的距离应大于10mm，常用1215 mm.。（5)浇口处加强冷却 塑料熔体充填型腔过程中，一般在浇门附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此浇口附近应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设置在浇口附近，使浇口附近的模具在较低温度下冷却，而远离浇口部分的模具在经过一定程度热交换的温水作用下冷却。（5)浇口处加强冷却图113所示分别为侧浇口、多点浇口、直接浇口三种浇注系统的注射模具冷却水道的布置形式示意图。在一般情况下型

7、芯的散热能力差，因而对型芯应加强冷却，应该特别注意型芯冷却回路的布置。(6)冷却水道出、入口温差应尽量小 如果冷却水道较长，则入水与出水的温差就较大，这样就会使模具的温度分布不均匀。为了避免这种现象发生，可以通过改变冷却水道的排列方式来克服这个缺陷。图114b所示的形式比图114a所示的形式好，降低了出、入水的温差，提高了冷却效果。(7)冷却应沿着塑料收缩的方向设置 对收缩率较大的塑料，例如聚乙烯，冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方向设置。图为聚乙烯材料的四方形塑件中心浇口，收缩沿放射线和同放射线垂直的方向进行，所以应将水从中心通入，向外侧进行螺旋式热交换，最后流处模外。(8)冷却水道的布置应避开

8、塑件易产生熔接痕的部位 塑件易产生熔接痕的地方，本身的温度就比较低，如果在该处再设置冷却水道，就会更加促使熔接痕的产生。冷却系统的设计原则9）保证冷却水道不泄露，密封性能好，以免在塑件上造成斑纹。10）冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面，即要埋入模板内，以免运输中造成损坏。冷却水嘴的安装形式1132 常见冷却系统的结构常见冷却系统的结构1.直流式和直流循直流式和直流循环式环式通过在模具上直接打孔，并通过冷却水进行冷却，是最常用的一种形式。图a是一般的冷却方法适用于成型较浅，面积较大的塑件；图b是通过软管在模外连接冷却回路2循环式循环式图117a为间隙循环式结构形式，冷却效果较好，但

9、出入口数量较多，加工费时；图117b为连续循环式结构形式，冷却槽加工成螺旋状，且只有一个入口和一个出口，其冷却效果比图117a所示的结构稍差。这种形式适用于中小型的型芯和型腔.。3喷流式喷流式当塑件矩形内孔长度较大，但宽度相对较窄时，可采用喷射式冷却的结构形式，即在型芯的中心制出一排盲孔，在每个孔中插入一根管子，冷却水从中心管子流人，喷射到浇口附近型芯盲孔的底部对型芯进行冷却，然后经过管子与凸模的间隙从山口处流出，这样的冷却水道结构简单，成本较低，冷却效果较好。4隔板式隔板式图119所示是大型深型腔塑件模具，在凹模一侧，其底部可从浇口附近通入冷却水，流经沿矩形截面的水槽后流出，其侧部开设圆形

10、截面水道，围绕模腔一周之后从分型面附近的出口排出。凸模上加工出螺旋槽，并在螺旋槽内加工出一定数量的盲孔，每个肓孔用隔板分成底部连通的两个部分，从而形成凸模中心进水、外侧出水的冷却问路。这种隔板形式的冷却水道加工麻烦，隔板与孔配合要求高，否则隔板易转动而达不到要求。5间接冷却间接冷却对于型芯更加细小的模具,可采用间接冷却的方式进行冷却。图1111a所示为冷却水喷在铍铜制成的细小型芯的后端，靠铍铜良好的导热性能对其进行冷却；图1111b所示为在细小型芯中插入一根与之配合接触很好的铍铜杆，在其另一端加工出翅片用它来扩大散热面积，提高水流的冷却效果。1、冷却装置的基本结构形式（2）螺旋式使冷却水在模具

11、中产生螺旋状回路，冷却效果好，但制造比较麻烦。右图为在镶嵌界面开设螺旋型冷却水沟槽。螺旋式1、冷却装置的基本结构形式（2）螺旋式在细长型芯内部嵌入螺旋形铜管，用低熔点合金浇铸固定嵌入铜管的螺旋冷却式1、冷却装置的基本结构形式（3）隔片导流式比较常用的一种用于多型芯的隔片导流式冷却系统隔片导流式1、冷却装置的基本结构形式（4）喷流式冷却在型芯中间装有一个喷水管，冷却水从喷水管中喷出，分流后向四周流动以冷却型芯壁。对于中心浇口的单腔模具，这种方式的冷却效果好，因为从喷水管中喷出冷却水直接冷却型芯壁温度最高的部位。主要用在长型芯。喷流式冷却回路1、冷却装置的基本结构形式（5）导热杆式在型芯上镶有导热

12、性好的铍铜合金，冷却水接在型芯固定部分，而铍铜合金以全部（图a）或尾部（b）面积接触冷却水，以提高冷却效率。导热杆式3、冷却管道的工艺计算冷却管道传热面积及管道数目的简易计算冷却管道传热面积及管道数目的简易计算依据冷却水的体积流量，查表得出冷却管道的直径d冷却管道传热面积及管道数目的简易计算冷却水孔总长度计算冷却水孔数目例：某注射模成型聚丙烯制品，产量为50kg/h，用20度的水作为冷却介质，其出口温度为27度，若模具平均温度为40度，模具宽度为300mm，求冷却管道直径及所需冷却管道孔数。解：1）求塑件制品在固化时每小时释放的热量查表得聚丙烯的单位热流量590kJ/kg 2）求冷却水的体积流量 3）求冷却管道直径d 查表得 d 4）冷却管道总传热面积 5）求模具上应开设的冷却管道孔数n