橡胶与塑料模具设计教案(九)

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1、橡胶与塑料模具设计教案(九)[橡胶与塑料模具设计教案(九)]　　第七节冷却系统设计　　一、概述　　在注射过程中，模具温度直接影响到塑件的质量和生产效率，橡胶与塑料模具设计教案(九)。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度也不同，冷却系统的设计就是保证塑件质量，减小塑件变形，缩短工艺时间。特别是在大型模具中尤为重要，它已成为大型模具设计的三大核心内容之一。　　冷却系统对制品质量的影响。　　1．模具温度波动会导致制品收缩率变化，从而降低制品尺寸精度；　　2．模具型腔、型芯温度差过大，制品收缩不均，导致制品弯曲、变形；　　3．模具温度过高，

2、导致制品脱出后发生变形，并使其形状、尺寸精度降低；　　4．模具温度过低，导致塑料熔体的流动性降低，使制品轮廓不清，甚至冲模不满，或在冲模过程中产生明显的熔接痕，使制品的力学性能下降；　　5．低温冲模时，如果流体速度不高，则制品的内应力增大，容易引起制品的翘曲变形或应力开裂，特别是一些高粘度的塑料；　　6．一般来说，对于柔性塑料（如聚稀烃等）应使用低的模具温度，以降低其成型时的收缩率，提高制品尺寸精度，并缩短成型周期；　　7．对于某些结晶性塑料，使用高模温有利于结晶过程的进行，避免在存放或使用过程中尺寸发生变化；　　8．对于粘度大的刚性塑料（如

3、聚碳酸脂等），使用高模温有利于冲模，并使其应力开裂大大降低。　　二、冷却系统设计原则　　1．成型件各部位温度均衡；　　2．冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大，设计中常取水孔直径为8～12毫米；　　3．各冷却水孔至型腔表面的距离相等，一般保持15～20毫米；　　4．降低出入水孔的温差，冷却水道并联比串联好；　　5．浇注系统加强冷却；　　6．水道通过镶件时，要设计密封装置，防止漏水；　　7．冷却管路一般不宜设计在成型熔料在型腔内熔接部位，以免影响塑件质量；　　8．水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。　　三、冷却系统的计算　　实验证明，塑料带给

4、模具的热量，约5%由辐射、对流扩散到大气中，95%由冷却介质带走。冷却系统的计算就是计算冷却系统的管路直径和管路长度等。现在由于CAE的应用，使得冷却系统的设计更加简便和直观。　　1．冷却时间(s）　　冷却时间按经验公式　　t=(5-1)　　式中：a—温度传导系数，m／s，见表7-1；　　d—制品厚度，m；　　t—开模时制品壁部中心区的温度（采用比t大8～25℃；小值用于软质塑料；大值用于其他硬质塑料；玻璃增强塑料可采用t＞t值20～30℃）；　　t—成型表面在注塑周期内的平均温度，℃，见表7-1；　　t—

5、制品初始温度，等于熔融料注射入模具中的温度，℃，见表7-1。　　表7-1材料的部分物理和工艺参数（计算温度调节系统时用）　　材料密度r10kg/m热导率　　l　　／（π·d）　　式中：M—制品成型表面积，m。　　四、型腔型芯冷却型式　　型腔型芯的冷却型式要根据具体的塑件形状及工艺需要而定，在满足产品成型的条件下，尽量使冷却形式机构简单，加工容易。　　型腔型芯的冷却型式见表5-1。　　表5-1型腔型芯的冷却型式　　型式简图说明直流式制造简单，适于成型浅而面积大的制品　　直流循环式直流式的改进形式　　循环式圆孔循环或矩形槽循环，对型腔

6、型芯的冷却效果好　　喷流型芯中装一喷水管，冷却水从喷水管喷出，分流向周围冷却型芯璧，适用于深型腔　　式型芯中装一特殊的隔板，冷却水从隔板的管道中喷出，由隔板槽流向周围，扩大型芯顶部的冷却面积　　用导热性好的合金冷却型芯上装有导热性好的铍铜合金，冷却水接在型芯固定部分，铍铜合金以大面积一端接触冷却水，提高冷却效率。但必须注意铍铜合金的配合一定要严格　　喷流循环式冷却水从型芯镶件的中间水孔向周围旋转喷出，结构复杂，但效果好。主要用于冷却深腔的圆筒型芯　　压缩空气冷却对于特别细长的型芯，由于水道孔径非常小，用冷却水时容易堵塞，或不能设计冷却水的型芯

7、，可用从外部吹入压缩空气冷却　　用导热性好的合金直接冷却当型芯非常细不能开孔时，可用导热性好的铍铜合金作型芯材料，型芯底部通冷却水冷却　　第八节模具设计说明　　塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本文只是粗略介绍一下。　　设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产，使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。

8、聚合物的分子一般呈链状结构，线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料，可反复加热冷却加工，而经过加热多个分子发生交联反应，连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性