冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則為了提高生產(chǎn)率,保證制品質(zhì)量,模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保證塑件均勻冷卻為基本原則。具體設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn):①冷卻水孔數(shù)量盡量多、尺寸盡量大型腔表面得溫度與冷卻水孔得大小、疏密關(guān)系密切。冷卻水孔孔徑大、孔間距小,型腔表面溫度均勻,如圖3-9-3所示。②冷卻水孔至型腔表面距離要適宜孔壁離型腔得距離要適宜,一般大于10mm,常用12~15mm。太近,型腔表面溫度不均勻,參見(jiàn)圖3-9-3d;太遠(yuǎn),熱阻大,冷卻效率低。當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí),各處冷卻水孔與型腔表面得距離最好相同,如圖3-9-4,a比b好。當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí),厚壁處冷卻水通道要適當(dāng)靠近型腔,如圖3-9-4,c比d好。③水料并行,強(qiáng)化澆口處得冷卻成型時(shí)高溫得塑料熔體由澆口充入型腔,澆口附近模溫較高、料流末端溫度較低。將冷卻水入口設(shè)在澆口附近,使冷卻水總體流向與型腔內(nèi)物料流向趨于相同(水料并行),冷卻比較均勻。④入水與出水得溫差不可過(guò)大如果入水溫度和出水溫度差別太大,會(huì)使模具得溫度分布不均。為取得整個(gè)制品大致相同得冷卻速度,需合理設(shè)置冷卻水通道得排列形式,減小入出水溫差。如圖3-9-6,a形式會(huì)使入水與出水得溫差大,b形式相對(duì)較好。⑤冷卻水孔布置要合理冷卻水通道盡可能按照型腔形狀布置,塑件得形狀不同,冷卻水道位置也不同,例如:圖3-9-9:扁平塑件,側(cè)面進(jìn)澆。動(dòng)定模均距型腔等距離鉆孔。圖3-9-10:淺殼類塑件定模鉆孔、動(dòng)模組合型芯銑槽。大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)圖3-9-11:中等深度殼類塑件。凹模距型腔等距離鉆孔,凸模鉆斜孔得到和塑件形狀類似得回路。圖3、9+1:深腔制品。凸凹模均采用組合式,車螺旋槽冷卻,從中心進(jìn)水,在端面(澆口處)冷卻后沿環(huán)繞成型零件得螺旋形水道順序流出模具。⑥冷卻水道要便于加工裝配冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意其加工工藝性,要易于加工制造,盡量采用鉆孔等簡(jiǎn)單加工工藝。對(duì)于鑲裝組合式冷卻水道還要注意水路密封,防止冷卻水漏入型腔造成型腔銹蝕。2、冷卻系統(tǒng)常用結(jié)構(gòu)形式如上所述,模具冷卻系統(tǒng)要求根據(jù)塑件得形狀、型腔內(nèi)得溫度分布等合理設(shè)計(jì),但受模具上各種結(jié)構(gòu)(頂桿孔、型芯孔、螺釘孔、鑲拼接縫等)得限制,只能在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)汁得情況下開(kāi)設(shè)冷卻水道。由于塑件得形狀多種多樣,模具結(jié)構(gòu)各不相同,冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也就是千變?nèi)f化得,設(shè)計(jì)者需根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。下面介紹幾種在型腔、型芯上設(shè)置冷卻系統(tǒng)得常用結(jié)構(gòu)形式,供設(shè)計(jì)時(shí)參考。1)凹模冷卻水道得設(shè)置單層冷卻回路對(duì)于型腔較淺得模具,通常采用單層冷卻回路。凹模直接加工在模板上得淺腔模具多采用外接直通式(圖3、9+2)或平面回路式(圖3-9-18、3-9-19、3-9-20)得單層冷卻回路。采用拼鑲結(jié)構(gòu)得模具多采用環(huán)槽式(圖3、9+3、3-9-21、3-9-23)。

圖3.9+2外接直通式冷卻水道①單層外接直通式外接直通式冷卻水道就是在模板上打直通孔與模外軟管連接構(gòu)成單回路或多回路。這種冷卻水道加工容易,但冷卻水道不就是圍繞型腔設(shè)置,在成型過(guò)程中,制品得散熱不太均勻。②單層平面回路式平面回路式冷卻水道通常采用打相交直孔,鑲?cè)霌醢?、堵頭等控制冷卻水流向得方法構(gòu)成模內(nèi)回路。根據(jù)具體情況也可設(shè)計(jì)成單回路或多回路。這種水道排列對(duì)于模腔得散熱略好于外接直通式。單層平面雙回路單層平面雙回路③環(huán)槽式環(huán)槽式冷卻水道就是在模板上打孔與加工在鑲件或模板上得環(huán)形槽連接構(gòu)成單回路或多回路。這種冷卻水道正好圍繞鑲件分布,對(duì)于模腔得散熱較好。

圖3.9+3環(huán)槽式冷卻水道單層環(huán)槽式雙回路在模板上打孔將鑲件或模板上得環(huán)形槽串連,構(gòu)成用于鑲?cè)胧蕉嗲荒５铆h(huán)槽式水路。單層環(huán)槽式單回路環(huán)槽式水路用于鑲件緊鄰得多腔模,將模板上得環(huán)形槽連通。單層環(huán)槽式單回路多層冷卻回路對(duì)于型腔較深得模具,常采用多層回路式冷卻水道。采用圓形鑲件鑲拼得深腔模,在型腔鑲件外表面加工螺旋槽,并將其進(jìn)出口通過(guò)模板與模外連通,構(gòu)成得螺旋式冷卻水道(圖3-9-22),相當(dāng)于模內(nèi)互連得多層冷卻回路。型腔直接加工在模板上得深腔模和非圓形鑲件鑲拼得深腔模,通常采用多層外接直通式或平面回路式冷卻水道(圖3、9+4、圖3、9+5),各層可各自獨(dú)立,也可用軟管在模外互連。④螺旋式冷卻水道

在圓形鑲件外表面加工螺旋槽,并將其進(jìn)出口通過(guò)模板與模外連通,構(gòu)成螺旋式冷卻水道。⑤多層平面回路式冷卻水道

沿型腔深度方向布置多層平面回路式冷卻水道。圖3.9+4多層平面回路式冷卻水道沿型腔深度方向布置多層平面回路式或外接直通式冷卻水道。2)凸模(型芯)冷卻水道得設(shè)置在塑件成型過(guò)程中,型芯總就是被溫度高、導(dǎo)熱性差得塑料包圍著,型芯得熱量很難通過(guò)自然對(duì)流、輻射得方式散發(fā)。因此,型芯得散熱問(wèn)題比型腔更關(guān)鍵。也正就是因?yàn)樾托颈凰芗鼑?不便與模外連通,所以型芯中冷卻水道得設(shè)置也更困難。通常,型芯中冷卻水道得設(shè)置有下列幾種方式。①單層冷卻回路對(duì)于直接加工在模板上得低矮型芯,采用加工在模板上得外接直通式或平面回路式單層冷卻回路,圖3-9-9。對(duì)于采用拼鑲結(jié)構(gòu)得低矮大型芯,可在型芯上加工平面回路式單層冷卻回路,圖3-9-10。②鉆孔式型芯冷卻水道對(duì)于中等高度得較大型芯,可采用在型芯上鉆斜孔得方法構(gòu)成冷卻回路,圖3-9-11、圖3-9-5d。③噴泉式型芯冷卻水道(圖3-9-12)在型芯中間裝一個(gè)噴水管,進(jìn)水從管中噴出后再向四周沖刷型芯內(nèi)壁,如圖所示。低溫得進(jìn)水直接作用于型芯頂部(中心進(jìn)澆得澆口處),冷卻效果好。這種方式特別適合冷卻細(xì)長(zhǎng)得圓形型芯。噴泉式冷卻水道也可用于較粗大異型型芯得冷卻,方法就是在噴水管出口端設(shè)一邊緣開(kāi)口得隔板,控制回水流向(圖3-9-15)。噴泉式冷卻水道不僅可用于單個(gè)小型芯,也可用于多個(gè)小型芯得串(并)聯(lián)冷卻。圖3、9+6為并聯(lián)噴泉式型芯冷卻水道圖3.9+6并聯(lián)噴泉式型芯冷卻水道④螺旋式型芯冷卻水道(圖3-9-13)對(duì)于大直徑圓柱型芯,可在型芯內(nèi)開(kāi)大圓孔,孔中壓入中心有進(jìn)水孔外壁有螺旋槽得“芯柱”構(gòu)成螺旋式型芯冷卻水道。冷卻水從中心孔引向芯柱頂端,沿螺旋槽流下進(jìn)行熱交換后從芯柱底部流出,可獲得極佳得效果⑤隔板式型芯冷卻水道在型芯上沿型芯軸向打盲孔,孔與孔間銑連通槽,孔中鑲?cè)氡瓤咨盥远痰酶舭?就構(gòu)成了隔板式型芯冷卻水道。水從隔板一邊流入另一邊流出,在經(jīng)連通槽依次進(jìn)入相鄰得孔。隔板式型芯冷卻水道可用于單個(gè)細(xì)高型