模具温度调节系统设计-工业设计课件.ppt

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1、模具温度调节系统设计8.1模具温度调节的意义8.2模具的加热与冷却分析8.3模具冷却系统的计算8.4模具冷却系统的设计原则8.5冷却系统的结构形式8.6模具的加热8.1模具温度调节的意义（1）模温对塑件质量的影响1）成形性能◆模温过低，会降低熔体流动性，可能发生欠注；◆模温过高，会使熔体发生热分解，制品收缩率增大，影响尺寸精度。◆模温恒定，可减少成型收缩率的波动，制品尺寸稳定，成形质量均匀。2）塑件变形◆模温稳定，冷却均衡，可以减小塑件变形。◆模具温差过大，会使塑件冷却不均匀，收缩不一致，由此产生应力而引起塑件翘

2、曲变形，尤其壁厚不均和形状复杂的塑件更为突出。3）尺寸稳定性◆模温恒定，可减少成型收缩率的波动，提高尺寸稳定性。◆结晶性塑料，模温高有利于结晶过程的进行，充分结晶的塑件，在存放或使用中不会发生尺寸变化；但结晶度高收缩大。◆对较柔软的塑料，成形中宜用低模温，有利于尺寸稳定。任何一种材料，模温恒定，收缩一致，均有利于提高尺寸精度。4）力学性能◆模温低，塑件熔接痕明显，降低强度；结晶型塑料，结晶度越高，塑件应力开裂倾向越大；为减小应力，模温不宜过高。◆对PC一类高粘度的非结晶型塑料，其应力开裂与塑件内应力大小有关，升高模温

3、有利于减小内应力，减小应力开裂趋势。5）外观质量一般塑件，适当提高模温能有效改善塑件外观质量，使塑件表观光泽，轮廓清晰，降低粗糙度。（2）模温对生产效率的影响模具工作温度周期性变化。模具可看成为一个热交换器。模具的热量传递方式：对流、辐射和传导。熔体以200℃左右的温度注入模具，冷却到60℃左右。所释放的热量约有5%左右以辐射、对流的方式散发，其余95%左右将由冷却介质带走。模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。最高模溫最低模溫平均模溫模溫时间注射开模成型周期图8-2注射成形中的模具温度变化★塑料制品在模内的

4、冷却时间与其传给模具的热量之间具有下述关系：Qt—塑料制品传给模具的热量（J）；ha—塑料对模腔材料的传热系数（W/（㎡·k））；AM—模腔的表面积（cm²）；⊿θmp—模腔内塑料熔体与模腔表壁的温度差（℃）；tc—塑料制品在模内的冷却时间（s）；当塑料品种、成型工艺条件和模具结构均已确定时，则ha、AM和Qt就基本确定，于是此式说明，冷却时间tc与温度差⊿θmp成反比关系。增大温差⊿θmp，可减小tc。★缩短冷却时间，提高生产效率的措施：1）提高模板对冷却介质的传热系数haφ—与冷却介质溫度有关的系数；ρ—冷却介质

5、在该溫度下的密度g/㎝³;v—冷却介质的流速m/s；d—冷却管路的直径mm。◆传热系数与冷却介质在模具冷却通道内的流动速度有关。紊流状态下的传热系数可比层流高10～20倍。◆层流时流体的层与层之间仅以热传导方式传热；◆紊流时管壁和中心处流体发生无规则快速对流，传热效果大大增加。冷却介质在通道中是否产生紊流，可用雷诺数（Re）来判断。即Re＝d—圆形水道直径或非圆形通道的当量直径，m；υ—水的流速，m/s;ν—水的运动粘度，㎡/s.雷诺数达到4000以上时，一般可视为紊流，为使冷却介质处于稳定紊流状态，希望雷诺数达到6

6、000～10000以上。雷诺数范围流动型态10,000

7、根冷却水管的長度（mm）d—冷却水管直径n—模具上冷却水管的数量◆水管的直径不能过大；过大会使水流速度减慢。8.2模具的加热与冷却分析1）对粘度低，流动性好的塑料（PE、PP、PA、PS等），模具温度一般不高（60℃左右），可对模具进行冷却，通过调节冷却水的流量大小控制模温。2）对于粘度高，流动性差的塑料（PC、PPO、PSF等），成形时需要较高的模具温度（80～120℃），模具需加热。3）对于高粘流温度的塑料，采用温水控制模温，比常温水和冷水更有利于促使模温分布趋于均匀。4）对热固性塑料，模具温度一般要求在120～

8、220℃，需对模具进行加热。5）由于制品几何形状的影响，制品在模具内各处的温度度分布不均，可对采用局部加热或局部冷却的方法。6）对于流程长，壁厚较大的制品，或者用粘流温度不高的材料，成型面积比较大的制品时，为不产生流动困难，可对模具进行加热来控制模温。表8-2常用塑料材料的注射温度和模具温度塑料品种注射温度（℃）模具温度（℃）最低推荐最高最低推