模具冷却系统设计资料

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1、冷卻系統設計一典型的冷卻系統模具本身可視為一種交換器，將熱熔膠的熱量藉由循環冷媒帶離模具冷卻系統設計的作用1.提高生產力.2.保証一幅模具的有效利用在熱塑性塑膠射出成型的周期中,模具的冷卻時間占整個周期的三分之二以上,(如圖1).有效的冷卻迴路設計可減少冷卻時間,因而增加總生產量;再者,均勻的冷卻可降低因熱傳不均而產生的殘余應力.從而控制成品翹曲,以維持成形品尺寸的精準度和穩定性,進而改善產品的品質.(如圖2).圖(1)模具冷卻時間占全部周期的三分之二以上圖(2)適當且有效的冷卻將增加成型品的品質和產量模具冷卻設計的目標1.均衡冷卻(改良產品品質)2.有效冷卻(提高生產力)

2、在模具冷卻系統的設計中,除了考量成型品的形狀,模具結構等因素外,我們可以通過決定下列變數,來達到這一目標:(1)冷卻孔道尺寸;(2)冷卻孔道位置;(3)冷卻孔道種類;(4)冷卻孔道配置和連接;(5)冷卻孔道回路總長及冷媒的流動速度;冷卻孔道尺寸設計我們廠最常用的冷卻孔道直徑有:Ø6mm,Ø8mm,Ø10mm,Ø12mm;具體設計尺寸如下圖所示:(孔道直徑)(孔道攻牙)(快速接頭孔)(水管接頭孔)附注:(1)當D=Ø6mm,N=PT1/8”;(2)當D=Ø8mm,N=PT1/8”;(3)當D=Ø10mm,N=PT1/4”;(4)當D=Ø12mm,N=PT3/8”;(5)當H<

3、=17mm時,不做快接頭孔.冷卻孔道位置設計(1)要使模具有效冷卻並提高模具的熱傳導效率,就應做好冷卻通道的設計工作;根據我們廠所做的經驗要保証模具有效冷卻,其冷卻孔道深度(d)和節距(P)與孔道直徑(D)的關系如下:d深度為D至3DP節距為3D至5D冷卻孔道位置設計(2)冷卻孔道位置設計原則:(一)冷卻通道的設計和布置應與塑料制品的厚度相適應;塑料制品較厚的部位要著重冷卻.冷卻通道的布置與塑料制品的厚度相適應.冷卻通道的布置與塑料制品較厚的部位著重冷卻.冷卻孔道位置設計(3)(二)冷卻通道離模壁既不能太遠也不能太近,以免影響冷卻效果和模具的強度.如下圖:(H值取11mm~

4、13mm為最佳)冷卻孔道位置設計(4)(三)冷卻孔道離頂針,套筒,入子,斜銷的距離(P)要在5mm以上為最安全.如下圖:(P值最小為3mm)冷卻孔道設計形式(1)冷卻通道的布局,應根據塑料制品形狀及其需要冷卻溫度的要求而定.目前我們所接觸的形式有：一：直通式冷卻孔道設計形式(2)二：循環式冷卻孔道設計形式(3)三：隔板式當型腔某些區域離冷卻孔道較遠時我們常常采用隔板式設計;隔板式實際上是一條垂直鑽過主要冷卻管路的冷卻孔道,利用一檔板將冷卻管路分為兩各半圓管路.冷卻液自主要的冷卻管路流入檔板的其中一邊,在頂端轉彎至檔板另一邊,然後再流回到主要的冷卻管路.冷卻孔道設計形式(4)

5、四：螺旋式冷卻孔道設計形式(5)三:噴流式當成品比較深時,在成品中件裝置一個噴水管,冷卻水從噴水管中噴出,分別流向周圍冷卻的成品壁.噴流式除了以一個小的套管取代擋板以外,噴流式冷卻法與隔板式相同.冷卻亦先從冷卻管路流至管的底部,然後冷卻液從頂端噴出如同噴泉一般.噴出的冷卻液順著套管外側留下,繼續流回到冷卻管路.細長工模心的最佳冷卻方式是採用噴流式.而套管的內外直徑必須調整至內外兩截面的流動阻力相等,其條件如下：內直徑/外直徑＝0.5.噴流式管路通常直接旋入公模心即可使用,(如圖C)直徑小於mm的管件應於末端作斜邊以增大出口的截面積,(如圖D).噴流式不僅可用於公模心的冷卻,

6、而且亦用於無法鑽孔或研磨的平面模板部分.特殊形式當水路受成品或模具機構限制時,用此類形式.熱管因隔板式及噴流式管路的流動面積較窄,會增加流動阻力.所以設計這些裝置時必需注意尺寸的設計.隔板式及噴流式的流動與熱傳行為皆可用CAE軟體建檔及作冷卻分析.除了擋板式及噴流式,熱管（銷）為另一種選擇.熱管（銷）內部充滿流體的密閉圓柱體.此流體從模具吸熱而蒸發,然後將熱釋放給冷卻液而在凝結,(如圖E).熱管（銷）的熱傳效率約為銅管的十倍.熱管（銷）與模具間的氣泡需避免,或填充具高熱傳導性的密封劑,以確保良好的熱傳導性.假如公模心的直徑或寬度很小（小於3mm）,則只有以空氣冷卻方式可行.

7、在打開模具時,空氣從外吹入公模心內或從內部經中心的洞流入公模心,(如圖F).當然此方法無法保證可維持正確的模溫.細長公模心（小於5mm）的較佳冷卻方式為利用高熱傳導性的材料,鈹銅或銅,做嵌入物.(如圖G).此嵌入物一端被壓入公模心內,而底部（截面積越大越佳）延長至冷卻孔道.對大的公模心（大於或等於40mm）,冷卻液必需確定有輸送至公模心內.可藉嵌入物使冷卻液先從中心鑽孔流道公模心頂端,再從嵌入物與公模心間之螺旋管路到模具的周邊出口,(如圖H).此種設計會使公模心的強度顯著地降低.冷卻圓柱體或圓形部分可使用雙螺旋管路