10模具设计-第十章--温度调节系统PPT课件.ppt

第二篇 注射成型模具设计第十章 温度调节系统12 能力目标能力目标 1.会分析模具温度对塑件质量的影响 2.能够合理设计冷却装置结构的设计 3.能够初步判断是否采用冷却系统还是加热系统 知识目标知识目标 1.了解模具温度对塑料成型的影响 2.掌握冷却回路的尺寸方法 3.掌握加热与冷却装置结构的设计，并能理论联系实际 4.理论与实际进行加热与冷却装置的设计 5.掌握加热与冷却装置设计计算和设计要点 第十章 温度调节系统2第十章 温度调节系统模具温度及其调节的重要性模具温度及其调节的重要性模具温度模具温度(模温模温)是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度对塑料制件的质量和生产率都有很大的影响。1模具温度对塑料制件模具温度对塑料制件质量质量的影响的影响模具温度及其波动对塑料制件的收缩率、尺寸稳定性、力学性能、变形、应力开裂和表面质，等均有影响。1）、模具温度过低模具温度过低，熔体流动性差，制件轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，塑件表面不光泽，缺陷多，力学性能低。热固性塑料，模温过低造成固化程度不足，降低塑件的物理、化学和力学性能；热塑性塑料注射成型时，模温过低且充模速度又不高的情况下，制造应力增大，易引起翘曲变形或应力开裂，尤其是粘度大的工程塑料。2）、模温过高模温过高，成型收缩率大，模和脱模后制件变形大，易造成溢料和粘模。3)、模具温度波动较大波动较大时，型芯和型腔温差大，制件缩不均匀，导致制件翘曲变形，影响制件的形状及尺寸精度。3缩短成型周期关键在于缩短冷却硬化时间，而缩短冷却时问，可通过调节塑料和模具的温差，在保证制件质量和成型工艺顺利进行的前提下，降低模具温度有利于缩短冷却时间，提高生产效率。缩短成型周期缩短冷却硬化时间调节塑料和模具的温差保证质量前提下降低模具温度缩短冷却时间，提高生产效率 在模具中设置温度调节系统的目的在模具中设置温度调节系统的目的：就是要通过控制模具温度，使模塑成型具有良好的产品质量和较高的生产率。模具温度的调节模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。第十章 温度调节系统模具温度及其调节的重要性模具温度及其调节的重要性2模具温度对模具温度对成型周期成型周期的影响的影响缩短模塑成型周期就是提高模塑效率。410.1 模具温度及塑料成型温度关系模具温度及塑料成型温度关系 1）对于粘度低、流动性好的塑料，必须加设冷却装置对于粘度低、流动性好的塑料，必须加设冷却装置，常用常温水对模具冷却常用常温水对模具冷却。例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等，这些塑料要求模温不能太高，因为模具不断地被注入的熔融塑料加热，模温升高，单靠模具本身自然散热不能使模具保持较低的温度。有时为了进一步缩短在模内的冷却时间，可使用冷凝处理后的冷水进行冷却。注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才能成为塑件，所以模具温度必须低于模具内熔融树脂的温度，即达到g(玻璃化温度)以下的某一温度范围，由于树脂本身的性能特点不同，不同的塑料要求有不同的模具温度不同的塑料要求有不同的模具温度。52）对于粘度高、流动性差的塑料，例如聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，为了提高充型性能，考虑到 成型工艺要求较高的模具温度，必须设置加热装置对模具 进行加热。3）一般需要用常温水或冷水对模具冷却，而对于高粘流温度 和高熔点的塑料，可用温水进行模温控制。4）对于模温要求在90以上的，必须对模具加热。对于流程长、壁厚较小的塑件，或者粘流温度(或熔点)虽 不高但成型面积很大的塑件，为了保证塑料熔体在充模过 程中不至温降太大而影响充型，可设置加热装置对模具进 行预热。对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以 不设置冷却装置而靠自然冷却。10.1 模具温度及塑料成型温度关系模具温度及塑料成型温度关系6710.2 冷却回路的尺寸确定与布置冷却回路的尺寸确定与布置 模具可以用水、压缩空气和冷凝水冷却，但用水冷却最为普遍模具可以用水、压缩空气和冷凝水冷却，但用水冷却最为普遍1、冷却回路所需的总表面积、冷却回路所需的总表面积10.2.1 冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定782、冷却回路的总长度、冷却回路的总长度 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大水孔的直径不能大于于 14 mm，否则冷却水难以成为，否则冷却水难以成为湍流状态湍流状态，以至降低热交换效率。，以至降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为平均壁厚为 2 mm 时，水孔直径可取时，水孔直径可取 8 10 mm；平均壁厚为平均壁厚为 24 mm 时，水孔直径可取时，水孔直径可取 10 12 mm；平均壁厚为平均壁厚为 4 6 mm 时，水孔直径可取时，水孔直径可取 10 14 mm。10.2 冷却回路的尺寸确定与布置冷却回路的尺寸确定与布置10.2.1 冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定893、冷却水体积流量的计算、冷却水体积流量的计算10.2 冷却回路的尺寸确定与布置冷却回路的尺寸确定与布置10.2.1 冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定91010.3 冷却回路的尺寸确定与布置冷却回路的尺寸确定与布置1、冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大、冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大10.2.2 冷却水回路的布置（设置原则）冷却水回路的布置（设置原则）2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等3、浇口处加强冷却、浇口处加强冷却4、冷却水道出、人口温差应尽量小、冷却水道出、人口温差应尽量小5、冷却应沿着塑料收缩的方向设置、冷却应沿着塑料收缩的方向设置6、冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位、冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位103、浇口处加强冷却、浇口处加强冷却4、冷却水道出、人口温差应尽量小、冷却水道出、人口温差应尽量小113、浇口处加强冷却、浇口处加强冷却4、冷却水道出、人口温差应尽量小、冷却水道出、人口温差应尽量小125、冷却应沿着塑料收缩的方向设置、冷却应沿着塑料收缩的方向设置131410.3.1 常见冷却系统结构常见冷却系统结构10.3 常见冷却系统结构常见冷却系统结构3 喷流式喷流式4 隔板式隔板式5 间接冷却间接冷却1 直流式和直流循环式直流式和直流循环式2 循环式循环式141 直流式和直流循环式直流式和直流循环式152 循环式循环式163 喷流式喷流式174 隔板式隔板式18195 间接冷却间接冷却202110.4.1 模具的加热方式模具的加热方式10.4 模具的加热系统结构模具的加热系统结构3 电热棒加热电热棒加热1 电热丝直接加热电热丝直接加热2 电热圈加热电热圈加热 将选择好的电热丝放人绝缘瓷将选择好的电热丝放人绝缘瓷管中装人模板的加热孔，通电后管中装人模板的加热孔，通电后就可对模具加热。这种加热方法就可对模具加热。这种加热方法结构简单、成本低廉，但电热丝结构简单、成本低廉，但电热丝与空气接触后易氧化，寿命较短，与空气接触后易氧化，寿命较短，同时也不太安全。同时也不太安全。将电热丝绕制在云母片上，再装夹在特将电热丝绕制在云母片上，再装夹在特制的金属外壳中，电热丝与金属外壳之间制的金属外壳中，电热丝与金属外壳之间用云母片绝缘，将它围在模具外侧对模具用云母片绝缘，将它围在模具外侧对模具进行加热。电热圈加热的特点是结构简单、进行加热。电热圈加热的特点是结构简单、更换方便；缺点是耗电量大。这种加热装更换方便；缺点是耗电量大。这种加热装置主要适合于压缩模和压注模。置主要适合于压缩模和压注模。电热棒是一种标准的加电热棒是一种标准的加热元件，电热棒加热的热元件，电热棒加热的特点是使用和安装都很特点是使用和安装都很方便。方便。212210.4.2 模具的加热装置的要求和计算模具的加热装置的要求和计算10.4 模具的加热系统结构模具的加热系统结构1 对模具电加热的要求对模具电加热的要求2 模具的加热装置的计算模具的加热装置的计算(l）电热元件功率应适当，不宜过小也不宜过大，(2）合理布置电热元件，使模温趋于均匀。(3）注意模具温度的调节，保持模温的均匀和稳定-双联加热器(1)经验算法经验算法 (先查表先查表10.4获取获取g值值,然后乘以模具质量然后乘以模具质量M)222310.4.2 模具的加模具的加热装置的要求和热装置的要求和计算计算10.4 模具的模具的加热系统结构加热系统结构查表计算查表计算2310.4.2 模具的加热装置的要求和计算模具的加热装置的要求和计算10.4 模具的加热系统结构模具的加热系统结构2 模具的加热装置的计算模具的加热装置的计算(2)理论计算法理论计算法P=mCp(2-1)/3600tP加热模具所要的总功率，加热模具所要的总功率，kwM模具的质量，模具的质量，kgCp模具材料的定压比热容，模具材料的定压比热容，kJ/（kg*K）1、2-模具初始温度，模具要求加热后的温度，模具初始温度，模具要求加热后的温度，加热元件的效率加热元件的效率t-加热时间加热时间（10.5）2425