模具设计第9章 温度调节与控制系统.ppt

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1、第九章温度调节与控制系统内容简介：本章讲述模具温度调节系统的功用；模具冷却系统参数的计算；冷却系统设计，包括设计冷却系统的原则、冷却水道在模具中的位置、各种类型冷却水道的设计；加热系统设计（包括电加热、整齐或过热水加热、煤气及天然气加热等）；模具温度控制器简介，包括模具温度控制器的作用和使用。第九章温度调节与控制系统学习目的和要求：使学生掌握加热与冷却装置设计计算，并能理论联系实际，正确设计出注塑模具的加热与冷却系统。重点：冷却系统设计和加热系统设计。难点：冷却系统设计和加热系统设计。9.1概述模具

2、加热方法：蒸汽加热、热油、热水加热及电加热等方法，最常用的是电阻加热法；冷却方法：常温水冷却、冷却水强力冷却或空气冷却等方法，大部分采用常温水冷却法。9.1.1模具温度调节系统的功用1改善成型条件2稳定制品的形位尺寸精度3改善制品机械、物理性能4提高制品表面质量表9-19.1.2模具的冷却与加热确定冷却或加热措施的原则。①对于粘度低、流动性好的塑料，可采用常温水对模具进行冷却，并通过调节水的流量大小控制模具温度。如果对这类塑料制品的生产率要求很高，亦可采用冷水控制模温。②对于粘度高、流动性差的塑料，

3、经常需要对模具采用加热措施。③对于粘流温度或熔点不太高的塑料，一般采用常温水或冷水对模具进行冷却。有时也可采用加热措施对模温进行控制。④对于高粘流温度或高熔点塑料，可采用温水控制模温。⑤对于热固性塑料，必须对模具采取加热措施。⑥由于制品几何形状影响，制品在模具内各处的温度不一定相等，可对模具采用局部加热或局部冷却方法，以改善制品分布情况。⑦对于流程很长、壁厚又比较大的制品，或者是粘流温度或熔点虽然不高、但成型面积很大的制品，可对模具采取适当的加热措施。⑧对于工作温度要求高于室温的大型模具，可在模内设

4、置加热装置。⑨为了实时准确地调节和控制模温，必要时可在模具中同时设置加热和冷却装置。⑩对于小型薄壁制品，且成型工艺要求的模温也不太高时，可直接依靠自然冷却。需要指出，模具中设置温度调节系统后，会给注塑成型生产带来一些问题。因此，在设计模具和温度调节系统时，均要想办法加以预防。9.2模具冷却系统的计算9.2.1冷却时间的计算5冷却水入口与出口处温差校核冷却水的进出口温差由下式进行校验：温差过大：冷却效果好，冷却不均匀温差小：冷却效果不好，冷却均匀9.3冷却系统设计1.在保证模具材料有足够的机械强度的前

5、提下，冷却水道尽可能设置在靠近型腔(型芯)表面，如图9-2所示。2.在保证模具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道应安排得尽量紧密。3.冷却水道的直径应优先采用大于8mm，并且各个水道的直径应尽量相同，避免由于因水道直径不同而造成的冷却液流速不均。4对于中、大型模具，对冷却液在出、入口处的温差，一般希望控制在5℃以下，而精密成型模具、多型腔模具的出、入口温差则要控制在2～3℃以下，冷却水道长度在1.2～1.5m以下。因此，对于中、大型模具，可将冷却水道分成几个独立的回路来增大冷却液的流量，减少压力

6、损失，提高传热效率。5冷却液在模具中的流速，以尽可能高一些为好，但就其流动状态来说以湍流为佳。在湍流下的热传递比层流高10～20倍，因为在层流中冷却液作平行于冷却水道壁诸同心层的运动，每—个同心层都好比一个绝热体，从而妨碍了模具向冷却液散发热过程的进行。6.制品较厚的部位应特别加强冷却。7.充分考虑所用的模具材料的热传导率。通常，从力学强度出发，选择钢材为模具材料．如果只考虑材料的冷却效果时，则导热系数愈高，从熔融塑料上吸收热量愈迅速，冷却得愈快(各种材料的值见表9-3)。因此，在模具中对于那些冷却

7、液无法通到而又必须对其加强冷却的地方，可采用铍青铜(Be—Cu)材料进行拼镶。由表9-3可知：铍青铜Be—Cu材料的导热系数为铜材的1.1～3.3倍。9.3.2冷却水道在模具中的位置冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一致(如图9-3所示）如果模具采用拼镶结构，且制品成型在所镶入的镶件上(如图9-4所示)，如果成型制品的镶件尺寸足够大,能够采用加长水嘴使冷却水道直接通入镶件的方法。(如图9-5所示)如果模具采用拼镶结构，用于成型制品的镶件为圆柱形，其冷却方式可以采用的环形冷却水道。图9-6

8、所示值得注意的是，这种冷却水道的结构要求在镶件上装有两个О型密封圈，因此，镶件与模板的配合精度要求是非常高的。如果间隙过大、密封圈由于没有足够的正压力会发生密封不严，而间隙过小，则在组装时会切断密封圈(因为密封圈的厚度必须高出镶件表面)。型芯也必须设置必要的冷却水道。如图9-8所示型腔中凸起的部分(只要凸起的部分足够大)也需要设置冷却水道。如图9-9所示侧抽芯模具中的侧滑块，只要尺寸足够大，也必须设置冷却水道。如图9-10所示9.3.3模板冷却水道的设置型腔直接在模板