加热与冷却系统设计课件.ppt

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1、4．7加热与冷却系统设计4．7．1模具加热与冷却系统的重要性模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳定，对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要的影响。模具中设置加热与冷却系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率。4．7．2模具温度调节系统设计的基本要求1．温度控制系统应具备的功能2．根据塑料品种、成型方法及模具尺寸大小，正确确定模温的调节方法3．温度调节系统要尽量做到结构简单、加工容易、成本低廉。4．7．3模具加热装置设计1．电加热的主要方式⑴电热丝直接加热⑵电热棒加热如图4-116所示。电

2、加热棒加热的特点是使用和安装都很方便。⑶电热圈加热如图4-117所示。其特点是结构简单、更换方便，但缺点是耗电量大，这种加热装置更适合于压缩模和压注模。图4-116电热棒及其安装1—接线柱2—螺钉3—帽4—垫圈图4-117电热圈的形式2．电加热装置加热模具的总功率可用下式计算（4-34）式中P——加热模具所需的总功率，kW；M——模具的质量，kg；Cp——模具材料的定压比热容，kJ／kg·K；θ1——模具初始温度，0C；θ2——模具要求加热后的温度，0C；η——加热元件的效率，约0．3～0．5；t——加热时间，h。电加热装置加热模具的总功率也可根据经验，先查表4-13，取得单位质量模具所需的电

3、功率q，然后乘以模具质量即可得到所需的电功率。表4-13单位质量模具加热所需的电功率W／kg模具类型q值电热棒加热电热圈加热大型(>100kg)3560中型(40-100kg)3050小型(<40kg)25404．7．4模具冷却装置设计设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂，所以应根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制造出能实现均一、高效的冷却回路。下面介绍冷却装置设计的基本原则。1．冷却装置设计的基本原则(1)冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大图4-118所示，型腔表面的温度与冷却

4、水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度。(2)冷却水道离模具型腔表面的距离当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相当，但当塑件壁厚不均匀时，厚处冷却水道到型腔表面的距离则应近一些，间距也可适当小些，一般水道孔边至型腔表面距离为10～15mm。图4-118模具内的温度分布（3）水道出入口的布置水道出入口的布置应该注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出人口温差应尽量小。图4-119所示冷却水道的布置形式示意图。图4-119冷却水道出、入口的布置为了缩小出入口冷却水的温差，应根据型腔形状的不同进行水道的排布。图4-120(b)的形式比图4-120(a)的形式要好，即降低了出入口温差，又提高了

5、冷却效果。图4-120冷却水道的排布形式(4)冷却水道应沿着塑料收缩方向设置对于聚乙烯、聚丙烯等收缩率大的塑料，冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方向设置。(5)冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位，塑件易产生熔接痕的地方，本身的温度就比较低，如果在该处再设置冷却水道，就会更加促使熔接痕的产生。2．常见冷却系统的结构⑴浅型腔扁平塑件图4-121浅型腔扁平塑件的冷却水道⑵中等深度的塑件图4-122中等塑件的冷却水道⑶深型腔塑件图4-123大型深型腔塑件的冷却水道⑷细长塑件图4-124采用喷射式对型芯冷却图4-125细长型芯的间接法冷却1—铍铜合金2—冷却水3—入口3—出口3．冷却水体积流量的计算

6、塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。（4-36）式中qv——冷却水体积流量，m3／min；m——单位时间注射人模具内的树脂质量，kg／h；q——单位时间内树脂在模具内释放的热焓量，J／kg(查表4-14)；c——冷却水的比热容，J／(kg·k)；ρ——冷却水的密度，kg／m3；tl——冷却水出口处温度，℃；t2——冷却水人口处温度，℃。表4-14常用塑料在凝固时所放出的热焓量KJ／

7、kg塑料q塑料q高压聚乙烯低压聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯有机玻璃583.33～700.14700.14～816.48583.33～700.14280.14～349.85210.00285.85尼龙聚甲醛醋炭纤维素丁酸-醋炭纤维素ABSAS700.14～816.48420.00289.38259.14326.76～396.48280.14～349.85表4-15冷却流道的稳定湍流速度、流量、流道直