08.注射模温度调节系统

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1、HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY注射模温度调节系统材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室主讲：崔树标内容简介模具温度及塑料成形温度模具温度调节的重要性模具温度与成形温度的关系冷却回路的尺寸计算冷却时间的计算冷却管道的简易计算冷却管道的详细计算常见冷却回路的形式冷却回路的布置常见的冷却回路形式冷却系统的设计原则模具的加热系统温度调节对制品质量的影响变形，不均衡的冷却导致的热残余应力是制品产生翘曲的主要原因尺寸精度，利用温度调节系统保持模具温度的恒定，能

2、减少制品成形收缩率的波动，提高制品尺寸精度的稳定性力学性能，减小制品中的内应力，能减小其应力开裂倾向表面质量，提高模温能改善制品表面质量，过低的模温会使制品轮廓不清晰并产生明显的熔合纹温度调节对生产效率的影响模具的冷却时间约占整个注射循环周期的2/3，因此缩短冷却时间是提高生产效率的关键根据牛顿冷却定律，冷却系统从模具中带走的热量为QhAt/3600缩短冷却时间的途径提高传热膜系数h，增加冷却介质的流速v0.84.187fvh0.2d提高模具与冷却介质之间的温度差，降低冷却介质的温度，有利于缩短模具的冷

3、却时间增大冷却介质的传热面积A，在模具上开设尺寸尽可能大和数量尽可能多的冷却管道模具温度与成形温度的关系对于黏度低，流动性好的塑料，要求模温不能太高，常用常温水或者冷水进行冷却对于黏度高，流动性差的塑料，要求模温较高，需要设置加热系统模具温度必须进行控制采用冷却水时，大气中的水分易凝结在模具型腔表面，影响塑件表面质量采用加热措施，则模内一些间隙配合的零件可能因为热膨胀而导致间隙减小，造成卡死或无法工作周期平均稳态传热分析在注塑循环过程中，模具的温度围绕着某一平均值上、下波动，只要加工条件不变，该平均值就不再发生改变℃)

4、(模具温度周期瞬态变化冷却时间的计算开模的标准：制品已经充分固化，并具有一定的强度和刚度，在开模推出时不致变形开裂三种衡量制品已充分固化的准则对于无定形塑料的厚壁制品，其最大壁厚中心部分的温度已冷却到该种塑料的热变形温度以下对于无定形塑料的薄壁制品，制品截面内的平均温度已达到所规定的制品的出模温度对于结晶型塑料，最大壁厚的中心层温度达到固熔点，或者结晶度达到某一百分比制品一维导热微分方程制品在型腔内的冷却简化为一维瞬态导热问题由于塑料的热传导系数远远低于金属模具的热传导系数，可假定制品在型腔内冷却时，温度只沿着垂直于型

5、腔壁的方向传递00t1t2tt15~不同时刻的冷却时间t3x制品的半个厚度1t4t50熔体温度模壁温度www2x1冷却时间计算公式制品最大壁厚中心部分温度达到热变形温度时所需的冷却时间为（准则一）2s40mt12lna11ms制品厚度a热扩散系数注射温度中心面温度模具温度101m制品截面内平均温度达到规定的制品出模温度时所需的冷却时间为（准则二）2s8tln0m22a212ms制品厚度a热扩散系

6、数注射温度截面平均温度模具温度102m冷却时间的计算冷却时间的计算尚无精确的计算公式，只能借助于一些简化公式或经验公式对冷却时间作粗略的计算冷却时间与制品壁厚的平方成正比冷却管道的简易计算忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量计算结果：传热面积及管道数目计算实例某注射模成形聚丙烯制品，产量为50kg/h，用20℃的水作为冷却介质，其出口温度为27℃，水呈湍流状态，若模具平均温度为40℃，模具宽度为300mm，求冷却管道直径及所需冷却管道孔数简易计算：第1步求塑料制品在固化时每小时释放的热量Q

7、查表得聚丙烯的单位热流量2Q5.910kJ/kg1所以24QWQ505.910kJ/h2.9510kJ/h1简易计算：第2步求冷却水的体积流量4WQ12.9510/603qm/minv3c()104.187(2720)112231.6710m/min计算冷却管道的直径d，为了使冷却水处于稳定的湍流状态，查表取d=25mm简易计算：第3步求冷却水在管道内的的流速24q41.6710vvm/s0.57m/s22d3.14(25/1000)60简易计算：第4步求冷却管

8、道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数h0.830.8f(v)4.1877.22(0.996100.57)2h4.187kJ/(mhC)0.20.2d(25/1000)421.00110kJ/(mhC)简易计