冷卻系統(tǒng)的資料

冷卻系統(tǒng)的資料第1頁(yè)/共59頁(yè)水路分布原則水路設(shè)計(jì)的目的﹕

水路設(shè)計(jì)的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時(shí)間內(nèi)頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型品質(zhì)和生產(chǎn)周期(成本)。對(duì)品質(zhì)的影響﹕在成型時(shí)水路是用來(lái)控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動(dòng)對(duì)制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩(wěn)定性﹑機(jī)械強(qiáng)度﹑應(yīng)力開(kāi)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(yīng)力﹔結(jié)晶度﹔熱彎曲。對(duì)生產(chǎn)周期的影響﹕一個(gè)成型周期主要由以下幾部分構(gòu)成?？s短冷卻時(shí)間就是提高成型效率。注射時(shí)間保壓時(shí)間冷卻時(shí)間開(kāi)模時(shí)間相關(guān)時(shí)間占整個(gè)周期的80%占整個(gè)周期的5%占整個(gè)周期的15%第2頁(yè)/共59頁(yè)冷卻的基本原理從塑料到模穴壁的熱傳導(dǎo):冷卻系統(tǒng)的行為受從塑料中移走的熱量和轉(zhuǎn)移到模穴表面的溫度的影響。它會(huì)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。

第3頁(yè)/共59頁(yè)層流的溫度梯度<2300淤紊流的溫度梯度>230063deg.C43deg.C23deg.C20deg.C塑膠/金屬的界面水/金屬的界面冷卻液冷卻的基本原理從模穴壁到水管壁的熱傳導(dǎo):

冷卻系統(tǒng)行為也受通過(guò)模具材料到達(dá)冷卻水管的熱傳導(dǎo)的影響。模具材料的性質(zhì)﹐包括熱傳導(dǎo)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(guò)近﹐會(huì)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(yīng)是均勻冷卻與快速冷卻的折中。第4頁(yè)/共59頁(yè)冷卻的基本原理從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo):

冷卻系統(tǒng)行為也受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)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(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過(guò)大的紊亂會(huì)浪費(fèi)泵功率﹐而且沒(méi)有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐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(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱。第5頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

加強(qiáng)熱點(diǎn)的冷卻﹔避開(kāi)冷點(diǎn)所謂熱點(diǎn)就是肉厚相對(duì)較厚且不能充分散熱的區(qū)域。公模仁母模仁熱量集中在這個(gè)區(qū)域熱(相對(duì)於未收縮區(qū)域的收縮區(qū)域引起翹曲)熔化塑膠凝固塑膠第6頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

靠近高熱量區(qū)﹔遠(yuǎn)離低熱量區(qū)。分模線高溫等溫線冷卻液區(qū)域3區(qū)域

1區(qū)域

2冷卻液等溫線區(qū)域

2TM002P04第7頁(yè)/共59頁(yè)T=50℃T=50℃水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題積熱區(qū)第8頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題所謂冷點(diǎn)肉厚較薄處﹑滯流區(qū)及波前對(duì)接處。不要在此區(qū)域的上方加冷卻水路第9頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題圈示產(chǎn)品的凹陷區(qū)域有滯流區(qū)。固不能在此上方排冷卻水路。第10頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

水管的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)﹕冷卻液從水管進(jìn)口到出口的溫度變化就在5度以內(nèi)。較精密的產(chǎn)品就控制在3度以內(nèi)。第11頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

在用熱澆道成型的模具中﹐需加強(qiáng)對(duì)熱澆道的冷卻。在下面的例子中﹐最初設(shè)計(jì)時(shí)﹐沒(méi)有排冷卻熱澆道的水路(其為倒裝模)。在公模側(cè)熱澆道的附近溫度較高(進(jìn)水溫度設(shè)為50度)。最高溫度為90℃第12頁(yè)/共59頁(yè)水路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題設(shè)變水路為﹕在熱澆道的周圍加一圈如圖中紅色的水路。溫度明顯降低最高溫度為72℃第13頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格

冷卻系統(tǒng)的基本形式如下。我們最常用的有A﹑F。特殊情況下用冷卻棒.

在模具中的基本排布方式﹕第14頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格串聯(lián)水路優(yōu)優(yōu)點(diǎn)統(tǒng)一的流動(dòng)率統(tǒng)一的熱交換缺缺點(diǎn)--較高的壓降並聯(lián)水路優(yōu)優(yōu)點(diǎn)用在入子的周圍最好高體積低壓力缺缺點(diǎn)沒(méi)有統(tǒng)一的流動(dòng)率易於堵塞

水管規(guī)格及其與成品肉厚的關(guān)係:第15頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格確定冷卻水孔的直徑應(yīng)注意的問(wèn)題是,無(wú)論多大的模具,水孔的直徑不能大於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(lái)確定。平均肉厚為2mm時(shí),水孔的直徑取8~10mm;平均肉厚為2~4mm時(shí),水孔的直徑取10~12mm;平均肉厚為4~6mm時(shí),水孔的直徑取10~14mm。第16頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格改善前改善后第17頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格水路的排布及冷卻形式﹕(1)採(cǎi)用模板循環(huán)水路直接冷卻形式:第18頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格(2)採(cǎi)用模仁循環(huán)水路直接冷卻形式:第19頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格第20頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格(3)採(cǎi)用模板﹑模仁聯(lián)合循環(huán)水路直接冷卻形式:第21頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格第22頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格第23頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格(4)斜銷中水路的冷卻形式:(5)滑塊中水路的冷卻形式第24頁(yè)/共59頁(yè)(6)採(cǎi)用推套推出結(jié)構(gòu)時(shí),小直徑型芯的冷卻回路水路的基本形式及規(guī)格第25頁(yè)/共59頁(yè)(7)圓形制品的型腔採(cǎi)用入子結(jié)構(gòu)的冷卻回路:(8)在模穴中設(shè)置特殊隔板的冷卻回路:水路的基本形式及規(guī)格第26頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格(9)在氣閥及推桿內(nèi)設(shè)置的冷卻回路:(10)對(duì)主流道部位採(cǎi)用噴水式冷卻回路:第27頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格(11)溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路:(12)高熱傳材料插入型芯中的圖例第28頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格(13)負(fù)壓水路(14)適用於箱形制品的冷卻回路:左圖為專利冷卻系統(tǒng)(Logivac)，流動(dòng)是靠真空形成的，所以在鑲件接合處不會(huì)漏水.主要適用于細(xì)長(zhǎng)型芯如生產(chǎn)筆筒的型芯。第29頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格15)沿制品形狀設(shè)置的冷卻回路:16)適用於小直徑型芯的冷卻回路第30頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格17)採(cǎi)用渦流式冷卻回路圖示18)採(cǎi)用徘徊式冷卻回路圖示第31頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格19)採(cǎi)用渦流式冷卻回路圖示20)採(cǎi)用水桶式制品冷卻回路圖示第32頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格21)公模一側(cè)的澆口部位強(qiáng)行冷卻回路圖示21)冷卻回路的綜合運(yùn)用形式圖示第33頁(yè)/共59頁(yè)水路的基本形式及規(guī)格第34頁(yè)/共59頁(yè)經(jīng)典案例分享第35頁(yè)/共59頁(yè)共設(shè)計(jì)15條水路,公模側(cè)有6條水路,母模側(cè)有7條水路﹐滑塊有2條水路。進(jìn)出水方向冷卻水路設(shè)計(jì)(1)第36頁(yè)/共59頁(yè)公模面溫度BottomTemperature冷卻分析結(jié)果\case1公模側(cè)溫度分布大部分較均勻﹐但圈示區(qū)域溫度較高﹐應(yīng)加強(qiáng)冷卻。第37頁(yè)/共59頁(yè)TopTemperature母模面溫度冷卻分析結(jié)果\case1母模側(cè)溫度不均勻﹐澆口周圍溫度較高﹐溫度分布在51~71范圍內(nèi)。第38頁(yè)/共59頁(yè)公母模面溫差分布不均勻﹐母模溫度較高,溫差范圍在-15~14deg.c。母模面與公模面溫差Temp.Difference冷卻分析結(jié)果\case1第39頁(yè)/共59頁(yè)成品的體積收縮大部分約為4%,四周較厚區(qū)域體積收縮稍大。體積收縮百分比VolumetricShrinkage保壓分析結(jié)果\case1第40頁(yè)/共59頁(yè)最大凹痕深度為0.021mm﹐分布在澆口附近﹐應(yīng)不會(huì)影響產(chǎn)品外觀。但大部分肋周圍凹痕深度在0.010mm左右﹐為可見(jiàn)凹痕。凹痕深度SinkMark保壓分析結(jié)果\case1第41頁(yè)/共59頁(yè)Z方向收縮不均勻,變形方向如圖所示﹐最大變形為8.9mm,變形量較大。Z向變形ZDeflection翹曲分析結(jié)果\case18.9mm第42頁(yè)/共59頁(yè)共設(shè)計(jì)21條水路,共增加6條水路﹐其中公模增加1條﹔母模增加3條﹔滑塊增加2條。目前公模側(cè)有7條水路,母模側(cè)有10條水路﹐滑塊有4條水路。進(jìn)出水方向冷卻水路設(shè)計(jì)(2)第43頁(yè)/共59頁(yè)冷卻水進(jìn)出口溫度如圖所示﹐藍(lán)色表示進(jìn)水溫度為40deg.c,紅色表示進(jìn)水溫度為60deg.c.冷卻劑溫度CoolantTemp冷卻分析結(jié)果\case2第44頁(yè)/共59頁(yè)公模面溫度BottomTemperature冷卻分析結(jié)果\case2公模側(cè)溫度分布與case1相似﹐且澆口附近溫度較case1高﹐有利于控制變形。第45頁(yè)/共59頁(yè)TopTemperature母模面溫度冷卻分析結(jié)果\case2母模側(cè)溫度如圖﹐大部分區(qū)域溫度較均勻﹐澆口周圍溫度較高。第46頁(yè)/共59頁(yè)公母模面溫差分布大部分較均勻﹐局部溫差較大。母模面與公模面溫差Temp.Difference冷卻分析結(jié)果\case2第47頁(yè)/共59頁(yè)Z方向收縮不均勻,變形方向如圖所示﹐最大變形為1.9mm,變形量明顯減小。Z向變形ZDeflection翹曲分析結(jié)果\case21.9mm第48頁(yè)/共59頁(yè)共設(shè)計(jì)6條水路,公母模側(cè)各有3條水路。進(jìn)出水方向冷卻水路設(shè)計(jì)(1)第49頁(yè)/共59頁(yè)TopTemperature由于兩端采用低溫冷卻﹐母模側(cè)溫差較大。母模面溫度冷卻分析結(jié)果\case1第50頁(yè)/共59頁(yè)公模面溫度BottomTemperature公模側(cè)溫度分布也不均勻。紅色表示溫度較高。冷卻分析結(jié)果\case1第51頁(yè)/共59頁(yè)母模與公模面溫差分布不均勻。由于母模側(cè)溫度較低﹐導(dǎo)致母模與公模面溫差較大。母模面與公模面溫差Temp.Difference冷卻分析結(jié)果\case1第52頁(yè)/共59頁(yè)Z方向收縮不均勻,變形方向如圖所示。右下圖為放大10倍后的變形﹐綠色線框?yàn)樽冃吻靶螤?。Z向變形ZDeflection1.0mm0.69mm0.61mm保壓分析結(jié)果\case1第53頁(yè)/共59頁(yè)共設(shè)計(jì)12條水路,公模側(cè)3條水路,母模側(cè)9條水路。進(jìn)出水方向冷卻水路設(shè)計(jì)(2)第54頁(yè)/共59頁(yè)TopTemperature母模側(cè)溫度分布如圖﹐與方案一相比更均勻。母模面溫度冷卻分析結(jié)果\case2第55頁(yè)/共59頁(yè)公模面溫度BottomTemperat