第十章 注射模温度调节系统.ppt

第 10 章 注射模温度调节系统 10.1　温度调节的必要性 10.2　冷却管道的工艺计算 10.3　冷却系统的设计原则 10.4　冷却回路的形式 10.1 温度调节的必要性 10.1.1 温度调节对塑件质量的影响 (1)减小塑件变形 模具温度稳定，冷却速度均衡，可以减小塑件的变形。对于壁厚不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而产生翘曲变形的情况。因此，必须采用合适的冷却系统，使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本上保持均匀，以便型腔里的塑料熔体能同时凝固。 (2)提高塑件尺寸精度 利用温度调节系统保持模具温度的恒定，能减少制件成型收缩率的波动，提高塑件尺寸精度的稳定性。在可能的情况下采用较低的模温能有助于减小塑件的成型收缩率。例如，对于结晶形塑料，因为模温较低，制件的结晶度低，较低的结晶度可以降低收缩率。但是，结晶度低不利于制件尺寸的稳定性，从尺寸的稳定性出发，又需要适当提高模具温度，使塑件结晶均匀。 10.2 冷却管道的工艺计算 10.2.1 冷却时间的计算 塑件在模具内的冷却时间——指塑料熔体从充满型腔时起到可以开模取出制件时的这一段时间。 可以开模取件的标准是塑件已充分固化，具有一定的强度和刚度，在开模推出时不致变形开裂。目前主要有三种衡量塑件已充分固化的准则。 ①塑件最大壁厚中心部分的温度已冷却到该种塑料的热变形温度以下。 ②塑件截面内的平均温度已达到所规定的塑件的脱模温度。 ③对于结晶形塑料，最大壁厚的中心层温度达到固熔点，或者结晶度达到某一百分比。 10.3 冷却系统的设计原则 为了提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀，在冷却系统的设计中应遵守如下原则。 1)设计冷却系统应先于推出机构的设计。也就是说，不要在推出机构设计完毕后才考虑冷却回路的布置，而应尽早将冷却方式和冷却回路的位置确定下来，以便能得到较好的冷却效果。将该点作为首要设计原则提出来的依据是，在传统设计中，往往推出机构的设计先于冷却系统，冷却系统的重要性未能引起足够的认识。 2)注意凹模和型芯的热平衡。有些塑件的形状能使塑料散发的热量等量地被凹模和型芯所吸收。但是极大多数塑件的模具都有一定高度的型芯以及包围型芯的凹模，对于这类模具，凹模和型芯所吸收的热量是不同的。这是因为塑件在固化时因收缩包紧在型芯上，塑件与凹模之间会形成空隙，这时绝大部分的热量将依靠型芯的冷却回路传递。 12)尽可能使所有冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。当制件壁厚均匀时，应尽可能使所有的冷却管道孔到各处型腔表面的距离相等，如图10一13所示。当塑件壁厚不均匀时，在厚壁处应开设距离较小的冷却管道，如图10一14所示。 10.4 冷却回路的形式 10.4.1 凹模冷却回路 图10一16所示为一个最简单的直流冷却回路，单层的冷却回路通常用于较浅 的型腔。它采用软管 将直通的管道连接起 来。这种为了避免设 置外部接头，冷却管 道之间可以采用内部 钻孔的方法沟通。 冷却回路应尽可能按照型腔的形状布置，对于侧壁较厚的型腔，如圆筒形和矩形塑料制件的凹模型腔，通常分层设置布局相同的矩形冷却回路，对型腔侧壁进行冷却，如图10一18所示。 ③热阻计算 用式(10一33)分别计算型腔壁与每一个冷却水管之间的模具热阻，这里对计算过程不作详细讨论，结果有 取钢材的热导率 =176 kJ／(m·h·℃)，则 =1390 kJ／(h·℃)， 也即 Rv=0.00072 h·℃／kJ ④冷却水管壁的平均温度 据式(10一37)，有 ℃ ⑤凹模冷却水管回路的总传热面积 据式(10一51) =0.0873 m2 ⑥凹模所需冷却水管长度 据式(10一53)，有 =1.124 m 据图10—9中冷却水管的设计，凹模中水管实际总长约5m，故完全能满足冷却要求。 ⑦雷诺数Re值的校核 当 =20.5℃时，由图10一8查得水的运动黏度 =1.0×10-6m／s，由计算已知v=0.53 m／s，d=0．025 m，据式(10一54)有