VTECH注塑模具冷却系统设计指引dec11.ppt

模具冷却系统设计准则 编写人：季泉生 文双全 编写时间：2008年7月 目录： 一.序言 冷却的目的 冷却过程的基本原理 冷却系统的一般设计原则 二.本厂注塑模具常用的冷却形式 孔道式冷却 水缸隔板式冷却 利用良导热性材料冷却 三.本厂各类产品冷却系统的设计准则 玩具面、底壳类 按钮类 小配件（通常是一模多part）及支架等内部件 笔类及细长条形零件 电话机座的面、底壳和电池门 热流道类 特殊结构类和其它类的冷却 一、序言 热塑性塑料和部分热固性塑料的注塑过程，是将温度较高的熔融塑料，通过高压注射进入温度较低的模具中,经过可靠冷却、定型并迅速脱模，从而得到所需要的成品。一般注射到模具内的塑料温度为200℃左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60℃左右。在这一过程中，冷却占用了注射循环周期约80%左右时间。因此，如何设计良好的冷却系统，缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。 另一方面，模具的温度直接影响到制品的质量。通过温度调节，对模具均匀冷却，可以避免不同的收缩、内应力和脱模问题，提高制品尺寸精度。 1、冷却的目的 冷却设计的目的主要有两个：保证产品质量及提高生产效率 控制模具温度，保证模具均匀冷却，提高制品的质量 模具温度及冷却对塑件质量的影响有以下几个方面： 外观质量 许多塑料材料要求相对较高的模具表面温度，以获得较高的产品表面质量，特别是具有光泽的表面。如果模具型腔表面的温度分布不同，将会导致最终产品表面质量的不同。 残余应力 随着模温的升高，冷却速度变慢，产品中更多的应力得到释放 ，相应就减弱了变形。 结晶度 半结晶材料的结晶度依赖于塑料融体的冷却速率, 冷却速率越快，结晶度越低。由于结晶区域比非结晶区域的收缩率大，产品的结晶度若不均匀必导致收缩不均匀，从而导致产品的翘曲。 常用的半结晶材料有PE、 PA 、PP、 POM、PBT等。 热弯曲 如果产品内、外表面的温度有差异，产品将会因收缩不均匀而产生弯曲或翘曲。 冷却的目的 附：常用胶料的注射温度与模具温度 表1为产品表面质量无特殊要求(即一般光面)时常用的胶料注射温度、模具温度，此表中模具温度指前模型腔的温度。 表1 冷却的目的（续）· 2、冷却过程的基本原理 模具可视为一个热交换器 ：塑料在注塑机中获得的大部分热量在模具打开顶出制品之前必须散去，这样塑料制品才能变硬以适应顶出要求。模具内热量的传递参见图2： 图1.2:冷却基本原理示意图 冷却过程的基本原理（续） 影响冷却系统性能的参数 从熔融塑料到模穴壁的热传导 影响参数有：熔融塑料的导热系数及比热、熔融温度与模穴表面温度差（重要参数）、塑料与模穴壁的接触程度。随着模温升高，塑料冷却速度降低，导致成型周期延长。 从模穴壁到水管壁的热传导 影响参数有：模具材料的热性质（例如热传导率等）、水管到塑料表面的距离、模穴壁与水管壁温差。 从水管壁到冷却介质的热传导 影响参数有：冷却介质的流动速率（流动状态达到湍流为佳）、冷却介质种类及入口温度。 3、冷却系统的一般设计原则 为达到前述冷却目的，设计冷却系统时，应遵循如下原则： 冷却水管管径及位置尺寸 确定冷却水管距成型表面的距离(D)与冷却水管彼此间的距离(P) 以产生近似均匀的表面温度为目标。在满足结构设计的情况下，冷却水管应尽可能靠近型腔壁，水管数量尽可能多，水管直径尽量大，但水管直径一般不大于14mm，否则冷却液难以形成湍流（粗糙的内表面会促进冷却液的湍流，从而更好地进行热交换）；水管直径一般不小于4mm ，水管太小则不能达到冷却的效果。 一般的，冷却水管深度和间距的推荐值如下： d=水管直径=φ6、φ8、φ10mm （优先选用φ8mm） D=水管深度=2～3d （常取2.5d) P=水管间距=4～6d