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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4,7,加热与冷却系统设计,4,7,1,模具加热与冷却系统的重要性,模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳定，对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要的影响。模具中设置加热与冷却系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率。,4,7,2,模具温度调节系统设计的基本要求,1,温度控制系统应具备的功能,2,根据塑料品种、成型方法及模具尺寸大小，正确确定模温的调节方法,3,温度调节系统要尽量做到结构简单、加工容易、成本低廉。,4,7,3,模具加热装置设计,1,电加热的主要方式,电热丝直接加热,电热棒加热 如图,4-116,所示。电加热棒加热的特点是使用和安装都很方便。,电热圈加热 如图,4-117,所示。其特点是结构简单、更换方便，但缺点是耗电量大，这种加热装置更适合于压缩模和压注模。,图,4-116,电热棒及其安装,1,接线柱,2,螺钉,3,帽,4,垫圈,图,4-117,电热圈的形式,2,电加热装置加热模具的总功率可用下式计算,（,4-34,）,式中,P,加热模具所需的总功率，,kW,；,M,模具的质量，,kg,；,Cp,模具材料的定压比热容，,kJ,kgK,；,1,模具初始温度，,0C,；,2,模具要求加热后的温度，,0C,；,加热元件的效率，约,0,3,0,5,；,t,加热时间，,h,。,电加热装置加热模具的总功率也可根据经验，先查表,4-13,，取得单位质量模具所需的电功率,q,，然后乘以模具质量即可得到所需的电功率。,表,4-13,单位质量模具加热所需的电功率,W,kg,模具类型,q,值,电热棒加热,电热圈加热,大型,(100kg),35,60,中型,(40-100kg),30,50,小型,(40kg),25,40,4,7,4,模具冷却装置设计,设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂，所以应根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制造出能实现均一、高效的冷却回路。下面介绍冷却装置设计的基本原则。,1,冷却装置设计的基本原则,(1),冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大 图,4-118,所示，型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度。,(2),冷却水道离模具型腔表面的距离 当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相当，但当塑件壁厚不均匀时，厚处冷却水道到型腔表面的距离则应近一些，间距也可适当小些，一般水道孔边至型腔表面距离为,10,15 mm,。,图,4-118,模具内的温度分布,（,3,）水道出入口的布置 水道出入口的布置应该注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出人口温差应尽量小。图,4-119,所示冷却水道的布置形式示意图。,图,4-119,冷却水道出、入口的布置,为了缩小出入口冷却水的温差，应根据型腔形状的不同进行水道的排布。图,4-120(b),的形式比图,4-120(a),的形式要好，即降低了出入口温差，又提高了冷却效果。,图,4-120,冷却水道的排布形式,(4),冷却水道应沿着塑料收缩方向设置 对于聚乙烯、聚丙烯等收缩率大的塑料，冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方向设置。,(5),冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位，塑件易产生熔接痕的地方，本身的温度就比较低，如果在该处再设置冷却水道，就会更加促使熔接痕的产生。,2,常见冷却系统的结构,浅型腔扁平塑件,图,4-121,浅型腔扁平塑件的冷却水道,中等深度的塑件,图,4-122,中等塑件的冷却水道,深型腔塑件,图,4-123,大型深型腔塑件的冷却水道,细长塑件,图,4-124,采用喷射式对型芯冷却 图,4-125,细长型芯的间接法冷却,1,铍铜合金,2,冷却水,3,入口,3,出口,3,冷却水体积流量的计算,塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。,（,4-36,）,式中,qv,冷却水体积流量，,m3,min,；,m,单位时间注射人模具内的树脂质量，,kg,h,；,q,单位时间内树脂在模具内释放的热焓量，,J,kg(,查表,4-14),；,c,冷却水的比热容，,J,(kgk),；,冷却水的密度，,kg,m3,；,tl,冷却水出口处温度，；,t2,冷却水人口处温度，。,表,4-14,常用塑料在凝固时所放出的热焓量,KJ,kg,塑料,q,塑料,q,高压聚乙烯,低压聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚氯乙烯,有机玻璃,583.33,700.14,700.14,816.48,583.33,700.14,280.14,349.85,210.00,285.85,尼龙,聚甲醛,醋炭纤维素,丁酸,-,醋炭纤维素,ABS,AS,700.14,816.48,420.00,289.38,259.14,326.76,396.48,280.14,349.85,表,4-15,冷却流道的稳定湍流速度、流量、流道直径,冷却流道直径,d,速度,v,q,v,冷却流道直径,d,速度,v,q,v,8,10,12,1.66,1.32,1.10,5.010,-3,6.210,-3,7.410,-3,15,20,25,0.87,0.66,0.53,9.210,-3,12.410,-3,15.510,-3,注：在,R,e,=10000,和水温,10C,的条件下,(R,e,为雷诺系数,),。,求出所需冷却水体积后，可根据处于湍流状态的流速、流量与管道直径的关系，确定模具上的冷却水道孔径，见表,4-15,。,
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