【正文】 冷卻系統(tǒng)包括﹕冷卻水溫﹐模具溫度控制器以及加熱組件等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發(fā)掉﹐使模具保持一恒定的溫度﹐以便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產(chǎn)效率。水路設計的目的﹕ 。 水路設計的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時間內(nèi)頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)周期(成本)。 對質(zhì)量的影響﹕在成型時水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動對制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩(wěn)定性﹑機械強度﹑應力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。主要表現(xiàn)在﹕表面光潔度﹔殘余應力﹔結晶度﹔熱彎曲。對生產(chǎn)周期的影響﹕一個成型周期主要由以下幾部分構成?？s短冷卻時間就是提高成型效率。注射時間保壓時間冷卻時間開模時間相關時間占整個周期的80%占整個周期的5%占整個周期的15% 成型周期示意圖從塑料到模穴壁的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)的行為受從塑料中移走的熱量和轉移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質(zhì)、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。 從模穴壁到水管壁的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)行為也受通過模具材料到達冷卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質(zhì)﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內(nèi)部溫度之差﹐也影響冷卻系統(tǒng)行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產(chǎn)生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優(yōu)化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。 從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)行為也受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經(jīng)模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質(zhì)時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。 鄭州職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文） 圖 熱交換和流動率示意圖在模具結構及強度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數(shù)量盡量多﹐冷卻才會愈均勻水路距型腔表面距離應基本一致﹐且不宜太近或太遠當水路通過兩個鑲件時要設置“O”形環(huán)水孔接頭應設在不影響操作的一側﹐最好也不要設計在天地側。水孔不宜排布于螺釘正上方水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于3mm一般不在塑件熔接的地方設置水路﹐免影響制品強度盡量避免從成型面及側壁打水孔水孔不可與任何對象干涉澆口﹐熱流道附近應加強冷卻﹐通?？墒估鋮s水先通過澆口附近水路不宜過長﹐保證進出冷卻水溫一般5度以內(nèi)﹐精密件3度內(nèi) 制品較厚的部位應特別加強冷卻手機塑模常用水路排布形式手機塑件都要求很高質(zhì)量﹐雖然成品小﹐都要排布模仁循環(huán)水路以良好控制模溫﹐提高成品質(zhì)量。冷卻水道位置取決于于成品的形狀和不同的壁厚,原則上冷卻水道應設置在塑料自模具熱傳導困難的地方,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設計原則,冷卻水道應圍繞模具的成型的成品,且盡量排列均勻一致冷卻過程熱傳導的最重部份是從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)行為受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經(jīng)模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質(zhì)時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。確定冷卻水孔的直徑應注意的問題是, 無論多大的模具,水孔的直徑不能大于14mm, 否則冷卻難以形成亂流狀況。一般水孔的直徑可根據(jù)制品的平均肉厚來確定。平均肉厚小于2mm時, 水孔的直徑取8~10mm。 平均肉厚為2~4mm時, 水孔的直徑取10~12mm。 平均肉厚為4~6mm時, 水孔的直徑取10~14mm。手機塑件壁多為很薄﹐水孔直徑多取8mm,當成品很小時也可取6mm。五﹑水路配件介紹1. 止水栓右圖為其實際結構﹐在圖面中我們作如下圖簡化表示,設計時應當注意保證其L值。 止水栓結構圖2.“O”型環(huán)選用“O”型環(huán)時要比水孔直徑大一個規(guī)格。如常見的Φ 8水路當選P10 “O”型環(huán)(如右圖D值大于水孔直徑)﹐ “O”型環(huán)裝在模板上(如下圖). “O”型環(huán)結構圖使用隔板水路時當注意保證水路信道的橫截面積基本一致﹐以保證一致流速與冷卻效果及小的壓力。 溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路冷卻系統(tǒng)的設計計算方法有很多種，但對于注射模而言，由于是斷續(xù)工作的，而且受人為影響因素較多，所以不需要很精確的計算。一、求塑料制件在固化時每小時釋放的熱量 常用塑料熔體的單位熱流量塑料品種（kj/kg）塑料品種（kj/kg）PVC~聚乙烯ABS~聚碳酸酯由上表知PVC的單位熱流量＝~（kj/kg）塑料每小時釋放熱量的計算公式： 式中：W——單位時間（每分鐘）注入模具內(nèi)的塑料質(zhì)量kg/min，塑件和澆注系統(tǒng)總重量未190g,成型周期為40～90s，：二、求冷卻水的體積流量冷卻介質(zhì)的體積流量計算公式 式中 ——冷卻介質(zhì)的體積流量，；——單位質(zhì)量的塑件在凝固時所釋放的熱量200kg/min——冷卻介質(zhì)的密度1000——冷卻介質(zhì)的比熱容，——冷卻介質(zhì)的出口溫度，25℃——冷卻介質(zhì)的入口溫度，20℃所以，要求的冷卻水的體積流量為：三、求冷卻管道的直徑 表 冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量冷卻水道直徑(mm)最低流速(m/s)流量812 由上一步的計算結果知道冷卻水的體積流量為，查上表知要想使冷卻水處于湍流狀態(tài)，則冷卻管道直徑取8mm。四、冷卻水在管道內(nèi)的流速冷卻水在管道內(nèi)的流速v的經(jīng)驗公式如下：v冷卻介質(zhì)的流速(m/s)；冷卻介質(zhì)的體積流量，取D冷卻管道的直徑，取8mm所以，五、冷卻管道空壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)傳熱膜系數(shù)的經(jīng)驗公式：式中V——冷卻介質(zhì)的流速，表 6 不同水溫下的f值表平均水溫℃10152025f查表知，六、冷卻管道的總傳熱面積冷卻管道的傳熱面積計算公式：式中： h——冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)； ——模具與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差。七、模具上應開設的冷卻管道數(shù)目冷卻管道孔數(shù)計算公式L——冷卻管道開設方向上模具的長度(m)。d——冷卻管道的直徑(m)，；A——冷卻管道的總傳熱面積；所以，冷卻管道孔數(shù)取2可以滿足要求。由于動模、定模均為鑲拼式，受結構限制。第8章 排氣系統(tǒng)的設計由于制品尺寸較小，利用分型面和推桿、拉料桿的配合間隙排氣即可。塑件在閉模時有大量空氣，在注塑時應該盡快地把空氣排出，以使塑件能完整的成形，緊貼于模腔壁上，如果某一局部有空氣滯留，外形即不完整而為廢品。最有效的排氣法是在分型面上設排氣槽，而瓶徑的肩部及瓶底的隅部為容易滯留空氣的死角，應設漏斗形排氣。所有的角部以及截面突然改變處也應設置排氣孔。（）行腔的分型面的接觸面積應該適當?shù)臏p小，以使兩個半模能夠密合。因為吹塑機的鎖模遠小于注射機。為了增大分型面上的鎖摩壓強，一般都沿行腔周圍留有3～10㎜寬的接觸面（依行腔容積而定）?！L的空隙。而排氣槽則開在留下的接觸面上。㎜，一般用平面磨床精磨而成，槽寬10～25㎜，依模具的大小而定每一付模具在分型面上的槽數(shù)也依據(jù)行腔的溶劑而定，在行腔的兩邊各開三條以上的排氣槽。 排氣槽 在瓶肩及瓶底的周圍，是容易滯留空氣的所在。而瓶肩的及瓶底有時是用嵌件組成的 ，不便社排氣槽。即便可以設置排氣槽，而有時由于瓶體的造型不同，往往這些部位易使空氣駐留。因此必須設置排氣孔。排氣孔的格式依具體情況而異。圖中，a） 為盲孔排氣，用于型腔小的模具，儲留空氣量不大，深度階于25和35 mm之間。一般在試模后發(fā)現(xiàn)有局部憋氣是采用，新模不用。圖中，b） 為漏斗形孔，型腔有深凹的最凹處，～，根據(jù)所選用的塑料決定，如聚乙烯、聚丙烯，PET，孔徑要小。聚氯乙烯孔徑可大。同時也根據(jù)型腔的容積而定。如矩形桶大于10時，孔徑要大些。制造是應先鉆小孔，待試模后決定?？讖降拇笮‰m然和排氣的快慢有關系，但孔的位置更是關鍵。如果孔的位置正確，孔徑雖小也可以排出儲留的氣體。圖中，c） 為排氣栓塞，一般做為六角棱柱，～，嵌入需要排氣的部位。由于型腔表面多為弧面，所以栓塞應該在型腔精加工以前嵌入。但應該注意在精加工時不可被切榍堵塞氣隙。圖中，d） 為燒結金屬栓塞，一般用銅燒結合金。 A） b） 排氣孔的結構形式參考文獻[1] 曹宏深，[M].北京：機械工業(yè)出版1993.[2] 屈華昌，[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.[3] [M].西安：西北工業(yè)大學出版社，1988.[4] [M].模具工業(yè)，1987.[5] [M].機械工業(yè)出版社.[6] [M].機械工業(yè)出版社，2002.[7] [M].機械工業(yè)出版社,200010.[8] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.[9] (第二版) [M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.[10](第2版) [M].北京：機械工業(yè)設計出社，2005.[11]馮炳堯，韓泰榮，(第二版) [M]. 上海科學技術出版社，1999.[12][M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.[13][M].中國鐵道出版社,1987.[14][M].中國輕工業(yè)出版社,1997(5).