《塑料注塑模结构设计》12温度调节系统设计课件.ppt

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1、第十一章温度调节系统设计学习的目的和要求理解模具温度调节系统的作用了解塑料注射模具冷却系统的计算方法掌握冷却系统时设计原则掌握型芯、凹模冷却系统的结构设计了解塑料注射模具加热系统设计第一节概述温度调节系统的目的:通过控制模具温度,使注射成型具有良好的制品质量和较高的生产效率。模具加热方法:蒸汽加热、热油、热水加热及电加热等方法,最常用的是电阻加热法;冷却方法:常温水冷却、冷却水强力冷却或空气冷却等方法,而大部分采用常温水冷却方法。温度调节系统的组成零件有:堵头、快速接头、螺塞、密封圈、密封胶带(主要用来使螺塞或水管接头与

2、冷却通道连接处不泄漏)、软管(主要作用是连接并构制模外冷却回路)、喷管件(主要用在喷流式冷却系统上,最好用铜管)、隔片(用在隔片导流式冷却系统上,最好用黄铜片)和导热杆(用在导热式冷却系统)。图11-1温度调节系统的组成零件返回一、温度调节系统的功用1.改善成型条件2.稳定制品的形位尺寸精度3.改善制品机械、物理性能4.提高制品表面质量二、模具的冷却与加热注射模的温度调节系统必需有冷却和加热功能,必要时还要二者兼有。对于热塑性塑料来讲,无论是采用冷水和常温水对模具进行冷却,或者是采用温水、蒸汽、热油和电能对模具进行加热,

3、其作用结果都是为了对模腔内的塑料制品进行合理的冷却。下面介绍一些确定冷却或加热措施的原则。1.对于粘度低、流动性好的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等,可采用常温水对模具进行冷却,并通过调节水的流量大小控制模具温度。有时为了进一步缩短在模内的冷却时间,亦可使用冷凝处理后的冷水进行冷却(尤其是在南方夏季)。2.对于粘度高、流动性差的塑料,如聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等,成型工艺要求有较高的模具温度,经常需要对模具采用加热措施。3.对于粘流温度或熔点不太高的塑料,一般采用常温水或冷水对模具进行冷却;对于高

4、粘流温度或高熔点塑料,可采用温水控制模温。4.对于热固性塑料,模具成型温度要求在150~200℃,必须对模具采取加热措施。5.由于制品几何形状影响,制品在模具内各处的温度不一定相等,可对模具采用局部加热或局部冷却方法,以改善制品分布情况。6.对于流程很长、壁厚又比较大的制品,或者是粘流温度或熔点虽然不高、但成型面积很大的制品,可对模具采取适当的加热措施;对于小型薄壁制品,且成型工艺要求的模温也不太高时,可直接依靠自然冷却。7.对于工作温度要求高于室温的大型模具,可在模内设置加热装置。8.为了实时准确地调节和控制模温,必要

5、时可在模具中同时设置加热和冷却装置。需要指出,模具中设置温度调节系统后,会给注射成型生产带来一些问题。如采用冷水调节模温时,大气中水分易凝聚在模具型腔的表壁,影响塑件表面质量,而采用加热措施后,模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或消失,从而造成卡死或无法工作等,因此,在设计模具和温度调节系统时,均要想办法加以预防。第二节模具冷却系统的计算塑料注射模具冷却系统的设计计算,不仅影响成型塑件的质量,还直接影响生产效率。1.传热面积的计算如果忽略模具因空气对流、热辐射与注射机接触所散失的热量,假设塑料熔体在模内释放的

6、热量,全部由冷却水带走,则模具冷却时所需冷却水的体积流量可按下式计算:式中:V—冷却水的体积流量(m3/min);G—单位时间内注入模具内的塑料熔体的质量(㎏/h);Δi--塑料成型时在模具内释放的热焓量(J/㎏);C —冷却水的比热容[J/(㎏×K)];--冷却水的密度(㎏/m3);t1--冷却水的出口温度(℃);t2--冷却水的进口温度(℃)。(11-1)求出冷却水的体积流量V后,可以根据冷却水处于湍流状态下的流速v通道直径d关系(见表11-1),确定模具冷却水孔的直径d。注:表中数据的测量条件为Re﹥10000,1

7、0℃的条件下。冷却水孔总传热面积A由下式计算:(11-2)式中A—冷却水孔总传热面积(㎡);G—单位时间内注入模具中的塑料质量(㎏/h);—塑料成型时在模内释放的热焓量(J/㎏);—模具温度(℃);—冷却水的平均温度(℃)。2.冷却水孔总长度计算由于传热面积,代入式(11-3),化简得:3.冷却水孔数目的计算设因模具尺寸之限制,每一根水孔的长度为,则模具内应开设水孔数由下式计算:式中—冷却水孔总长度(m)。(11-3)(11-4)4.冷却水流动状态的校验冷却水介质处于层流还是湍流,其冷却效果相差10~20倍。因此在模具冷

8、却系统设计完成后,尚须对冷却介质的流动状态进行校核。规定使用的雷诺准数为:式中v--冷却水的流速(m/s);d--冷却水孔直径,(mm);η--冷却水的运动粘度(m2/s),参考图11-2进行选取。6000~10000(11-5)返回图11-2冷却水道的位置与制品的关系5.冷却水入口与出口处温差校核冷却水的进出口温差

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