《模具冷却》word版

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1、第十三章模具冷卻13.1引言本章為模具設計者提供模具冷卻設計的一些准則.模具設計者在工作中將會遇到各種各樣的情況,且沒有簡單的規則可循.許多生產同一制品的模具,無論從哪點來看,其生產出的制品都很理想,看起來也都是良好的合理設計,但令人吃惊的是各模具的產量卻大不相同.設計者必須從一開始就要了解影響模具冷卻設計(未必便宜)的各種參數.需要考慮的典型參數有(未必就只有下列幾種,或許還有其他參數尚未列舉在內):要模塑的材料;模具的材料;模具所用的注塑機;期望得到的生產率;模塑制品的預計成本;制品形狀;模具成本;維修費用;操作和維修模具的人員

2、數.根據以上所述,簡單的無所不包的規則是不存在的.對模具設計者來說,掌握模具中發生的熱和熱交換及其對模具的影響,這樣一些基本原理會更有幫助.這樣設計者就能獨立評判,對特定模具所作的冷卻設計的價值.但這不能解釋為設計者就可以隨心所欲地得到他們想像的最終的冷卻設計結果.因為設計者無論怎麼做,都不能超出生產車間實現經濟生產能得到冷卻系統的實際能力的限制,它必須基於生產車間的現有水平,並對最終使用者適用.例如,在一個塑料展覽會上,展出了一個6腔模具,就有52條軟管與各個模腔和模板相連.當然,看起來這是一個冷卻效果很好的模具,但連接所有軟管所

3、要做的工作和操作中模具無法接近的結果,清楚地表明了設計者根本沒有考慮過他所設計的后果.所要考慮的重要一點就是模具的總生產量:這種制品是只持續生產很短時間(或一個季節),還是在以后多年內仍要一直生產呢;模具的總生產量僅限於幾種樣品或短期生產,還是制品將照樣長期生產.可能已有成型同種或類似產品的其他模具或先例.但這並不意味著其冷卻設計都是合適的.可能是正確的,但可能做過了頭(浪費了錢),或是模具可能並不能很好地冷卻,從而造成了成型周期的不必要延長.例如,一個模子成型周期一般要用6s,如果冷卻再好些,它可縮短到5s.盡管最初造價要高一些,

4、但它可使產量提高17%,在長期的生產中,能節約大量的資金.困此在重新設計前,所有的因素都要考慮到.有許多純理論的方法可用來確定冷卻的最佳條件,同時還用來確定往往會被忽視但又極其重要的材料強度.這些數學運用通常都是由在塑料工藝方面作特殊研究的一些大學完成的.盡管這些研究往往對模具設計者沒有多大的實際意義,但它確實指出了設計者設計中應注意的區域.此外,這些計算中所用的一些參數,盡管理論上很重要,但由於影響其數值的因素(比如塑料的批次之間存在的差異),很難確定,因而還不能用於實際.甚至工廠大氣環境的差異(比如不同地點甚至是在同一個房間濕度

5、及環境溫度的差異),都應予以考慮.設計者不要偏離設計的目的----設計一副模具,是為了使模具能裝在指定的注塑機上(或幾台注塑機上),並能最經濟地生產出想要的制品.如果僅在幾個小時或幾天內就能事先了解到,這樣設計的一副"理想"模具,可以使制品獲得其在壽命周期內所需的全部性能,那麼再花費大量時間和金錢去設計和生產最佳冷卻,高質量,能持續使用很多年的模具(如能用於長期生產可以實現最低制品成本)是毫無意義的.13.1.1模具設計的目的模具設計的主要目的是:生產出形狀和精度滿足要求的制品;生產出成本最低的制品(成本包括模具成本以及注塑機用於制

6、品生產的機時成本);不出現次品;實現經濟地維修;實現最經濟地循環周期;實現經濟地制造.好的(足夠的)模具冷卻設計要滿足最后兩條.13.1.2可利用的幫助設計模具冷卻系統時,設計者可以從個人經驗,計算機程序,參考書或課程學習中得到幫助.設計者都有自己的偏好,有時可以依賴於過去的老經驗,而不定非要與模具制造的最新方法的實踐相聯系.而對於在此領域毫無經驗的設計者,他們應該怎麼辦呢?他們應該到哪兒尋求幫助呢?有一些計算機程序可供他們使用,但這些程序僅能告訴所選擇的冷卻系統對某一實際情況是否適用,如果以此作為所選設計方案的檢驗方法是不會有錯的

7、.參考書(比如課本)僅籠統地講述這些問題.如果能講到進一眯的細節,它們通常又太理論化了,需要大量的數學計算,並只能涵蓋冷卻設計中一些特定的小區域.只有在設計方案選定以后,參考書才顯得有用.行業雜志上不時會登出一些關於某些特定情況下模具冷卻設計的好文章,有經驗的設計者可以收集這些文章以備將來參考.然而,這種資料也存在著一個大問題:其內容往往是文章發表前幾年的經驗,新經驗和新工藝可能已使這些文章的內容過時了.一些大學或學院開設了有關這個領域的課程,但從實用的觀點來說,他們所講的很多東西都是令人失望的.其內容不是太復雜,太數學化,就是跟不

8、上該領域的實際應用,但他們確實能教會你理解冷卻設計的基礎.本章的意圖是為模具設計者提供一些基礎認識:模具冷卻設計過程中需要些什么?並用最少的理論和數學知識,綜合了設計模具冷卻系統前應考慮的所有要點.過去的老經驗表明,根據這里所說的原理