模具设计与制造实训_1ppt培训课件

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1、第9章冷却系统设计一、冷却系统设计原则和步骤二、MoldWizard水道设计三、模具设计实例四、知识拓展1一、冷却系统设计原则和步骤模具温度调节对塑件质量的有重要影响。模具温度不仅影响塑件的尺寸精度、形状精度和力学性能，还直接影响塑件的表面质量。一般来说，模具的冷却时间约占整个注射周期的2/3，因此需要合理地进行模具的冷却系统设计，以便缩短成型周期中的冷却时间，这是提高生产效率的关键。1.冷却系统的设计原则(1)冷却回路的设计应与脱模机构保持协调，避免相互影响。在模具设计时冷却系统的布置一般应先于脱模机构，以保证冷却系统的设计质量。2(2)冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大、

2、距离型腔表面尽量相等型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。图示在冷却水道数量和尺寸不同的条件下通入45℃（图a）和59.83℃（图b）的冷却水后，模具内的温度分布情况。可见，冷却水道越多、截面尺寸越大，则模具温度分布越均匀。设计时需要合理地确定冷却水道的直径中心距以及与型腔壁的距离。一般冷却水道中心线与型腔壁的距离为冷却水道直径的1倍~2倍，冷却水道中心距约为水道直径的3倍~5倍。冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等。3(3)浇口处加强冷却图示分别为侧浇口（图a）、多点浇口（图b）和直接浇口（图c）的冷却水道的排布形式示意图。4(4)冷却水道出、入口温差应

3、尽量小如果冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模温不均匀，所以在设计时应引起注意。图b的形式比图a的形式好，降低了出、入口冷却水的温差，提高了冷却效果。一般来说，精密模具的进出水温差应在2ºC内，普通模具不应超过5ºC。5(5)冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置对收缩率较大的塑料，例如聚乙烯，冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方向设置。图示是方形塑件采用中心浇口（直接浇口）的冷却水道，冷却水道从浇口处开始，以方环状向外扩展。6(6)冷却水道应避免开设在塑件熔接痕处，并注意干涉及密封等问题冷却水道不应穿过镶件，以免在接缝处漏水，如需通过镶件时，应加设管套密封或加密封圈。(

4、7)冷却水道应便于加工和清理为便于加工和操作，进出水管接头应尽量设在模具同一侧，并设在注射机背面，同时水管接头处应密封，以免漏水。72.冷却系统的设计步骤冷却系统的设计是一项比较烦琐的工作，既要考虑效果及冷却的均匀性，又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。冷却系统的设计包括以下内容：1)冷却系统的排列方式及冷却系统的具体确定2)冷却系统的具体位置及尺寸的确定3)重点部位如动模型芯或镶件的冷却4)侧滑块及侧型芯的冷却5)冷却元件的设计及冷却标准元件的选用6)密封结构的设计在冷却系统的设计过程中，冷却水道的尺寸和数目是难点，完全凭经验设计冷却水道，通过调节水的流量和水温来调节模具

5、的温度是不够的。以下是简便易行的冷却水道计算方法，供模具设计人员参考。8冷却水道的计算过程如下：(1)计算单位重量的塑料熔体在凝固时所放出的热量Q1（kJ/kg）其中，c2—塑料的比热容[kJ/（kg•ºC）]，查表；θ3—塑料熔体的初始温度（ºC），一般比喷射温度低10ºC；θ4—塑件在推出时的温度（ºC），一般等于模温；μ—结晶型塑料的熔化质量焓（kJ/kg），查表。9(2)求冷却水的体积流量qv（m3/min）塑料熔体具有的热量通过辐射、对流约有5%扩散到空气中，而95%由模具传导，假设熔体带入的热量全部由模具传导：其中，W—单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料熔体重量

6、（kg/min）；Q1—单位重量的塑料熔体在凝固时所放出的热量（kJ/kg）；ρ—冷却水的密度（kg/m3）；c1—冷却水的比热容[kJ/（kg•ºC）]；θ1—冷却水入口温度（ºC）；θ2—冷却水出口温度（ºC）。10(3)查表使冷却水处于紊流状态，取d按照流动理论，当水温在20ºC时，反映粘性流体受迫流动状态的雷诺数Re>4000时才能形成紊流，这样可以增强散热效果。相反，当Re<2300时为层流，散热效果较紊流降低约三倍。(4)求冷却水在水道内的流速v（m/s）冷却水在圆管中的流速为：其中，qv—冷却水的体积流量（m3/s）；d—冷却水道的直径（m）。11(5)求冷却水

7、道孔壁与冷却介质直接传热系数h[kJ/（m2•h•ºC）]在忽略辐射、对流等自然冷却散热的情况下，孔壁与冷却水之间的传热膜系数h为：其中，t—冷却水的平均温度（ºC）；v—冷却水在圆管中的平均流速（m/s），v0.87可查表；d—冷却水道的直径（m），d0.13可查表。12(6)求冷却水道总传热面积A其中，W—单位时间内注入模具中的塑料熔体重量（kg/min）；Q1—单位重量的塑料熔体在凝固时所放出的热量（kJ/kg）；h—冷却水道孔壁与冷却水之间的传热膜系数[kJ/（kg•ºC）]；Δθ—模具温度与冷