塑料模9—冷却系统设计及注塑模设计程序.ppt

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1、§3.8注射模具温度调节系统一、概述注射模具的温度是指模具型腔的表面温度，对于大型塑件是指模具型腔表面多点温度的平均值。在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的尺寸精度、表观及内在质量，并且对生产效率起到决定性的作用，因此必须采用温度调节系统对模具的温度进行控制。塑料品种和成型工艺不同则对于模具的温度要求也不同。模具温度调节系统包括冷却和加热两个方面。对于大多数流动性好、要求较低模温(一般低于80℃)的塑料，只需设置模具的冷却系统即可，因为通过调节水的流量就可达到调节模具温度的目的。为了缩短成型周期

2、，还可以把常温的水降低温度后再通入模内。因为成型周期主要取决于冷却时间，用低温水冷却模具，可以提高成型效率。不过需要注意的是，用低温水冷却，大气中的水分可能在型腔表面凝聚，即会影响制品质量。但对于流动性差、要求模温较高的塑料(如：聚碳酸脂、聚砜、聚苯醚等)以及大型注射模具和热流道模具，需设置加热系统。若模具温度过低则会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力较大，甚至还会出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。尤其是当冷模刚刚开始注射时，这种情况更为明显。但模具温度也不能过高，否则延长冷却时间，且制品脱模

3、后易发生变形。1§3.8注射模具温度调节系统(一)温度调节与生产效率的关系根据塑料的特性和模具的构造，确定模温有两个可供选择的区间，一是使模具保持最低的温度，一是使模具的温度保持在比塑料热变形温度稍低的温度，对难于充满型腔的塑料和模具结构复杂的情况，一般采用后者。现假设由塑料传给模具的热量为Q千卡/小时即冷却时间t和Q/△T成比例，为了缩短冷却时间，可减小塑料传给模具的热量Q，或增大塑料和模具的温差△T。还可以在型腔温度低处通温水，温度高处通冷水，调节塑料为均一的温度，使得Q/△T的值减小。在塑件成型

4、周期中，冷却时间一般可占成型周期的3/4。因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产率的关键。式中：A——传热面积H——塑料对型腔的传热系数△T——型腔和塑料的平均温差t——冷却时间若型腔形状和塑料品种确定了，A和H为常数，则：2§3.8注射模具温度调节系统影响冷却时间因素还包括冷却管道与型腔的距离、塑料种类和塑件厚度、开模温度、模具热传导率、冷却介质初始温度及流动状态等。根据实验，塑料带给模具的热量约5%由辐射、对流传到大气中，其余95%由冷却介质带走，其中主要影响因素是冷却介质的流量，其次是冷却水管距

5、型腔的距离。缩短冷却时间，可通过增大冷却介质流速、增大传热面积和调节塑料与模具的温差来实现。此外，冷却管道距型腔表面越近，则冷却效果越好。特别要注意的是成型开始前模具的预热问题，现举例计算如下。为了把重1吨的模具从室温20℃提高到50℃，假设型腔的比热为0.1kcal/kg·℃，假若这3000千卡的热量不是预热供给，而是由注射到型腔的塑料传给，并假设比热为0.4的塑料每小时成型塑件总重量20kg，塑料的温度从200℃冷却到70℃，放出的热量为(假设忽略熔解潜热)如上所述，模具预热需要的热量，相当于成型

6、时3小时所放出的热量，因此在间断操作，更换模具等情况下，模具的预热必须予以考虑。3§3.8注射模具温度调节系统(二)温度调节对塑件质量的影响1．变形模具温度稳定，冷却速度均衡，可减小塑件的变形。对壁厚不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而产生翘曲变形的情况。故须采用合适的冷却系统，使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本保持一致，以便型腔内的塑料熔体能同时凝固。2．尺寸精度保持模温恒定，能减少制件成型收缩率的波动，提高塑件尺寸精度的稳定性。在可能的情况下采用较低的模温有助于减小塑件的成型收缩率。

7、例如，对于结晶形塑料，因为模温较低，制件的结晶度低，可以降低收缩率。但结晶度低又不利于制件尺寸的稳定性，引起力学性能变化，从尺寸的稳定性出发，又需要适当提高模具温度，使塑件结晶均匀。4§3.8注射模具温度调节系统3．力学性能结晶形塑料，结晶度越高，塑件的应力开裂倾向越大，故从减小应力开裂的角度出发，降低模温是有利的。但对于聚碳酸酯一类高黏度无定形塑料，其应力开裂倾向与塑件中的内应力的大小有关，提高模温有利于减小制件中的内应力，也就减小了其应力开裂倾向。4．表面质量提高模温能改善制件表面质量，过低的模温

8、会使制件轮廓不清晰并产生明显的熔接痕，导致制件表面粗糙度提高。上述几点要求有互相矛盾的地方，在选用时应根据使用情况偏重于满足塑件的主要要求。因此，必须合理控制模具温度，才能确保塑件的质量。5§3.8注射模具温度调节系统(三)对温度调节系统的要求模温不均：型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定模温过高：易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变形大；热固性塑料则过熟模温过低：塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表面无光泽在设计温度调节系统时希望能