塑料成型工艺与模具设计电子文档学习情境09.ppt.Convertor.doc

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1、学习情境九：注射模冷却与加热装置的设计与计算塑料成型工艺与注射模具设计注射模冷却与加热装置的设计与计算任务引入注射成型图7-31所示塑料罩盖塑件，假设采用一模4腔、侧浇口的模具结构，模具的主型芯需要冷却。试确定冷却方式、绘制冷却水道方案图（草图）。图7-31塑料罩盖（材料为LDPE，未注圆角R2～3）（一）冷却系统的设计一般注射模具内的塑料熔体温度为2000C左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在600C以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠、均匀冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融粘度低、流动性较好的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚苯

2、乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等，当塑件是小型薄壁时，则模具可利用自然冷却而不设冷却系统。当塑件厚壁而大型时，则需要对模具进行人工冷却，以使塑件在模内加快冷却定型，缩短成型周期，提高生产率。冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较为普遍，这是因为水的热容量大，传热系数大，成本低。几种常用塑料的成型温度、模具温度和脱模温度，见表9-1。图9-11.冷却时间的时间在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。塑件是否已经冷却，常以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为准。冷却时间一般约占整个注射生产周期的80％。确定冷却时间的方法有计算法和经

3、验查表法。表9-2常用塑料的热扩散系数、热传导系数、比热容与熔化潜热1.冷却系统设计原则冷却系统的设计，影响因素多并且复杂，主要设计原则有：（1）冷却系统设计应在推出机构前完成，从而避免冷却管路与推杆孔相互贯穿。（2）定模与动模应分别冷却，保证冷却平衡。型芯布置冷却回路的空间小，还有推出机构的影响，型芯冷却系统必凹模冷却系统复杂。（3）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。（4）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀，如图9-1所示。图9-1（a）开设5个大孔比图9-1（b）开2个小孔的冷却效果好。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的1～2倍（常

4、为12～15mm），冷却水孔中心距约为水孔直径的3～5倍，水孔直径一般为8～12mm。图9-1热传导与水孔数目的关系图9-1热传导与水孔数目的关系（5）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等，如图9-2（a）所示。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔、距离要小，但也不应小于10mm，如图9-2（b）所示。（6）浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此要加强浇口处的冷却。即冷却水从浇口附近流入，如图9-3（a）为侧浇口的循环冷却水路，图9-3（b）为多浇口的循环冷却水路。图9-3浇口处加

5、强冷却的形式（7）应降低进水与出水的温差。如果进水与出水温差过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于50C，如图9-4（b）所示。图9-4降低进水与出水的温差（8）合理选择冷却水道的排列形式。对于收缩大的塑件（如聚乙烯）应沿收缩方向开设冷却水孔。图9-5所示为四方形塑件中心浇口的情况，收缩沿放射线和与放射线垂直的方向进行，所以应将冷却水从中心引入，向外侧进行螺旋式热交换，最后流出模外。图9-5中心直浇口动模冷却水槽对于不同形状的塑件，冷却水孔的排列形式也有所不同，如图9-6（a）所示为薄壁扁

6、平的冷却形式；图9-6（b）为中等深度壳形塑件的冷却形式；图9-6（c）为深腔塑件的冷却形式。图9-6不同形状塑件冷却水通道的排列形式（9）合理确定冷却水管接头位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧。（10）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。图9-7冷却水管接头安装形式（11）冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。如图9-7所示，最好在进口和出口处分别打出标志，如“IN”（进口）和“0UT”（出口）等。3.冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、

7、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等多种样式，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。（1）简单流道式通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。如图9-8（a）是一般的冷却方式，适用于成型较浅且面积较大的塑件；图9-8（b）是通过软管在模外连接冷却回路。图9-8简单冷却流道式图9-9所示结构，对深腔和高度较大的型芯的冷却效果较好。图9-9深腔和高度较大型芯的冷却图9-10为凹模的简单冷却形式，图9-