第十三章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計一、溫度調(diào)節(jié)對制品質(zhì)量得影響(1)變形模具溫度穩(wěn)定、冷卻速度均衡可以減小制品得變形。

(2)精度利用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模具溫度得恒定,能減少制品成形收縮率得波動,提高制品尺寸精度得穩(wěn)定性。

(3)力學(xué)性能對于結(jié)晶形塑料,結(jié)晶度越高,制品得應(yīng)力開裂傾向越大,故從減小應(yīng)力開裂得角度出發(fā),降低模溫就是有利得。

(4)表面質(zhì)量提高模具溫度能改善制品得表面質(zhì)量,過低得模溫會使制品輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯得熔合紋,導(dǎo)致制品表面粗糙度提高。二、溫度調(diào)節(jié)對生產(chǎn)效率得影響(1)提高傳熱膜系數(shù)h

(2)提高模具與冷卻介質(zhì)之間得溫度差Δθ當(dāng)模溫一定時,適當(dāng)降低冷卻介質(zhì)得溫度,有利于縮短模具得冷卻時間t。

(3)增大冷卻介質(zhì)得傳熱面積A增大冷卻介質(zhì)得傳熱面積A,就需在模具上開設(shè)尺寸盡可能大和數(shù)量盡可能多得冷卻管道。表9-1冷卻水得穩(wěn)定湍流速度與流量冷卻通道直徑

d/mm最低流速

v/(m/s)流量

/(/min)冷卻通道直徑

d/mm最低流速

v/(m/s)流量

/(/min)81、665、0×1200、6612、4×1101、326、2×1250、53121、107、4×1300、44150、879、2×1第二節(jié)冷卻管道得工藝計算一、冷卻時間得計算

二、冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目得簡易計算一、冷卻時間得計算1)制品最大壁厚中心部分得溫度已冷卻到該種塑料得熱變形溫度以下。

2)制品截面內(nèi)得平均溫度已達(dá)到所規(guī)定得制品得出模溫度。

3)對于結(jié)晶形塑料,最大壁厚得中心層溫度達(dá)到固熔點,或者結(jié)晶度達(dá)到某一百分比。

1)制品最大壁厚中心部分溫度達(dá)到熱變形溫度時所需得冷卻時間t１(s)為

2)制品截面內(nèi)平均溫度達(dá)到規(guī)定得制品出模溫度時所需得冷卻時間ｔ２(ｓ)為

3)結(jié)晶形塑料制品得最大壁厚中心層溫度達(dá)到固熔點時所需得冷卻時間為:

①聚乙烯(PE)

②聚丙烯(PP)

③聚甲醛(POM)表9-2常用塑料得熱擴(kuò)散率無定形塑料塑料代號/(m/s)結(jié)晶形塑料塑料代號/(m/s)模溫/℃PC

CA

CAB

CP

PS

SAN

ABS

PMMA

PVC0、１０５

0、085

0、085

0、085

0、080

0、080

0、080

0、075

0、070PBTP

PA66

PA6

PP

LDPE

HDPE

POM0、090

0、085

0、070

0、065

0、090

0、075

0、095

0、055

0、065

0、050二、冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目得簡易計算解:

1)求塑料制品在固化時每小時釋放得熱量Q

2)求冷卻水得體積流量

3)求冷卻管道直徑d

4)冷卻水在管道內(nèi)得流速v

5)求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間得傳熱膜系數(shù)ｈ

6)求冷卻管道總傳熱面積Ａ

7)求模具上應(yīng)開設(shè)得冷卻管道得孔數(shù)ｎ9大家應(yīng)該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流表9-3常用塑料得熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率、比熱容及熔化潛熱塑料品種熱擴(kuò)散系數(shù)/

(/h)熱導(dǎo)率/

［ｋJ/(kg·℃)］比熱熔/

［kJ(kg·℃)］潛熱/

(kJ/kg)聚苯乙烯

ABS

硬聚氯乙烯

低密度聚乙烯

高密度聚乙烯

聚丙烯

尼龍

聚碳酸酯

聚甲醛

有機(jī)玻璃3、2×1

9、6×1

2、2×1

6、2×1

7、2×1

2、4×1

3、9×1

3、3×1

3、3×1

4、3×10、452

1、055

0、574

1、206

1、733

0、423

0、837

0、695

0、829

0、7541、340

1、047

1、824

2、094

2、554

1、926

1、884

1、717

1、759

1、465—

—

—

1、30×1

2、43×1

1、80×1

1、30×1

—

1、63×1

—表9-4常用塑料熔體得單位熱流量塑?料?品?種/(kJ/kg)塑?料?品?種/(kJ/kg)ABS3、1×1～4、0×1低密度聚乙烯5、9×1～6、9×1聚甲醛4、2×1高密度聚乙烯丙烯酸2、9×1聚丙烯醋酸纖維素3、9×1聚碳酸酯聚酰胺6、5×1～7、5×1聚氯乙烯表9-5不同水溫下得ｆ值平均水溫/℃051015202530354045505560657075ｆ4、915、305、686、076、456、487、227、607、988、318、648、979、309、609、9010、20第三節(jié)冷卻系統(tǒng)得設(shè)計原則1)在設(shè)計時冷卻系統(tǒng)應(yīng)先于推出機(jī)構(gòu)。

2)注意凹模和型芯得熱平衡。

3)對于簡單得模具,可先設(shè)定冷卻水出入口得溫差,然后計算冷卻水得流量、冷卻管道直徑、保證湍流得流速以及維持這一流速所需得壓力降便已足夠。

4)生產(chǎn)批量大得普通模具和精密模具在冷卻方式上應(yīng)有差異。

5)模具中冷卻水溫度升高會使熱傳遞減小,精密模具中出入口水溫相差應(yīng)在2℃以內(nèi),普通模具也不要超過5℃。

6)由于凹模與型芯得冷卻情況不同,一般應(yīng)采用兩條冷卻回路分別冷卻凹模與型芯。7)當(dāng)模具僅設(shè)一個入水接口和一個出水接口時,應(yīng)將冷卻管道進(jìn)行串聯(lián)連接;若采用并聯(lián)連接,由于各回路得流動阻力不同,很難形成相同得冷卻條件。

8)采用多而細(xì)得冷卻管道,比采用獨根大冷卻管道好,因為多而細(xì)得冷卻管道擴(kuò)大了模溫調(diào)節(jié)得范圍。

9)在收縮率大得塑料制品模具中,應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路。

10)普通模具得冷卻水應(yīng)采用常溫下得水,通過調(diào)節(jié)水得流量來調(diào)節(jié)模具溫度。

11)合理地確定冷卻管道得中心距以及冷卻管道與型腔壁得距離。

12)盡可能使所有冷卻管道孔到各處型腔表面得距離相等。13)應(yīng)加強(qiáng)澆口處得冷卻。

14)應(yīng)避免將冷卻管道開設(shè)在制品熔合紋得部位。

15)注意水管得密封問題,以免漏水。

16)進(jìn)、出口水管接頭得位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具得同一側(cè),為了不影響操作,通常應(yīng)將進(jìn)、出口水管接頭設(shè)在注射機(jī)背面得模具一側(cè)。圖9-2冷卻回路得布置圖9-3沿收縮方向設(shè)置冷卻回路圖9-4型腔表面得溫度變化圖9-5型腔壁厚均勻時冷卻管道得布置圖9-6型腔壁厚不均勻時冷卻管道得布置圖9-7冷卻回路入口得選擇第四節(jié)冷卻回路得形式一、凹模冷卻回路

二、型芯冷卻回路圖9-8直流冷卻回路圖9-9冷卻回路得結(jié)構(gòu)圖9-10沿制品形狀多層冷卻回路圖9-11圓形鑲塊上得冷卻溝槽二、型芯冷卻回路(1)臺階式管道冷卻法如圖9-10所示,在型芯內(nèi)靠近表面得部位開設(shè)出冷卻管道,形成臺階式冷卻回路。

(2)斜交叉管道冷卻法如圖9-14所示,采用斜向交叉得冷卻管道在型芯內(nèi)形成冷卻回路。

(3)直孔隔板式管道冷卻法如圖9-15所示,采用多個與型芯底面相垂直得管道與底部得橫向管道形成冷卻回路,同時為了使冷卻水沿著冷卻回路流動,在每一個直管道中均設(shè)置了隔板。

(4)噴流式冷卻法如圖9-16所示,在