冷却水路设计原则与优化实例58543

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,*,一、冷却水路设计原则,二、冷却水路样式,三、冷却水路优化实例,四、加热设备简介,主要内容,一、冷却水路设计原则,注塑冷却水路设计目的,水路设计目的：,水路设计目的是使产品均匀冷却，,并在较短时间内顶出成型。水路排布的好坏直接影响到产品的成型品质和成产周期,(,成本,),。,对品质的影响：在成型时水路使用来控制模具温度的，而模具温度及其波动对制品的收缩率变形、尺寸稳定性、机械强度、应力开裂和表面质量等均有影响。主要表形在：,表面光洁度、残余应力、結晶度、热弯曲。,对生产周期的影响：一个成型周期主要分为以下部分。缩短冷却时间就是提高成型效率。,注塑时间,保压时间,冷却时间,开模时间,相对时间,占整个周期,80%,占整个周期5%,占整个周期,15%,2.模具冷却系统：,一、冷却水路设计原则,模具温度调节器,软管,冷却水路,2,冷却回路,1,泵,收集歧管,供给,歧管,静模,动模,供给歧管,收集歧管,3.,冷却系统水孔径间距与型腔之间的关系,H一般2.5d-3d,注：1.,圣度标准 最小 8mm。,2.,无论多大的模具，,水孔的直径不能大于,14mm，,否则难以形成紊流(紊流状态热交换充分)。,一、冷却水路设计原则,层流、紊流(雷诺数Re4000为稳定的紊流)：,一、冷却水路设计原则,4.冷却水路布置,1）冷却水路设置要使冷却效果均匀：,靠近热量较多处；远离热量较少处。,2）圣度水路通道标准,：两侧直通，单侧回路不可。,注：1.水路长度不能太长:冷却液从水管进口到出口的温度变化应该在5以内；较精密的产品应该控制在3以内。2.大型模具水路较多应注明 IN OUT 最好做分水器。,IN,IN,OUT,OUT,分水器,二、冷却水路样式,1.水井冷却,a.喷泉,前者模具加工加工简单,后者可以实现水流方向变更,模具加工加工简单,可以实现水流方向变更,多型芯喷泉并联,并联水路特点,优点：适用于入子周围冷却；低压下可达高流速。,缺点：各分支流速不一、各分支冷却效果不一、,易淤积堵塞。,二、冷却水路样式,b.隔板,串联水路特点,优点：流速均匀；传热均匀。,缺点：压降大。,多隔板串联,隔板高度依据产品轮廓设定,二、冷却水路样式,c.螺旋隔水片,分割型,全螺旋形,分割型,组件,全螺旋形,二、冷却水路样式,热管工作原理,高导热材料,铍铜、铝棒、热管 镶入型芯，并以导热剂填充间隙,热管1截面,热管2截面,2.高导热材料嵌入冷却,二、冷却水路样式,单螺旋式镶件冷却水道，适合于一些比较大的，中间无孔的圆形镶件。,3.,螺旋式镶件冷却水道,双螺旋式镶件冷却水道，适合于一些比较大的，中间有孔的圆形镶件。,二、冷却水路样式,4.不同镶件的,水路连接,适用于部品面积大、模仁厚度小、模仁不是整体的模具（布置水井麻烦）,水路连接块,水路连接块,模板水路连接设计2,模板水路连接设计1,MISUMI模板水路连接标准件,延长接头,二、冷却水路样式,5.,斜顶冷却,一体式斜顶冷却水路,斜顶头冷却水路,连接器,设计图,顶针板,斜顶,斜顶较大时，冷却水路是不可忽略的。没有冷却水路会延长注塑周期，或造成斜顶成型形象在脱模时变形。,二、冷却水路样式,6.,滑块冷却,长型芯滑块 喷水管冷却,不仅滑块上需要冷却水路，必要时滑块镶件上必须设置冷却水路,二、冷却水路样式,7.,冷却回路的特殊样式,1.普通水路和水井结合,2.小型芯用斜孔水路,3.大面积适用 涡流式水路（推板）,4.徘徊式水路,5.环形 水路,6.多种水路样式的综合运用,部品,隔板,喷水管,环形,三、冷却水路优化设计实例,1.,冷却与翘曲变形,T=50,T=50,A,B,A,B,T=50,T=40,三、冷却水路优化设计实例,初始设计：15条水路，动模6条，静模7条，滑块2条。,优化后设计：21条水路；动模增加1条，静模增加3条，滑块增加2条。,2.,冷却优化实例1,三、冷却水路优化设计实例,冷却优化实例1-,优化过程,动模侧温度分布大部分均匀，但圈示区域温度较高，应加强冷却。,静模侧温度不均匀，浇口周围温度较高，温度分布在,51-71范围内,。,动静模温差分布不均匀，静模温度较高，温差在,-15-14,。,成品体积收缩大部分均匀约为,4%,四周较厚区域体积收缩稍大,。,Z,方向收缩不均勻,变形方向如图所示，最大变形为8.9mm，变形量较大。,冷却水进口温度如图所示，蓝色表示进水温度为40，红色表示进水温度为60。,动模侧温度分布与之前相似，但浇口附近温度较之前高，有利于控制变形。,静模侧温度如图所示，大部分区域温度较均匀，浇口附近温度较高。,动静模面温差分布均匀局部温差较大。,Z,方向收缩不均勻,变形方向如图所示，最大变形为1.9mm，变形量明显减小。,8.9 mm,1.9,mm,三、冷却水路优化设计实例,初始设计：6条水路，动模3条，静模3条。,优化后设计：12条水路；静模增加6条。,3.,冷却优化实例2,三、冷却水路优化设计实例,冷却优化实例2-优化过程,静模侧温差大,动模侧温度分布也不均匀,动静模面温差分布不均匀。,Z,方向收缩不均勻,变形如图。右边为放大10倍的变形，绿色框为变形前形状。,静模侧温度,较之前均匀,。,动模侧温度分布,还是不够均匀,动静模面温差分布,均匀。温差约10。,Z,方向收缩较之前改善较大,变形如图。,右边为放大10倍的变形，绿色框为变形前形状。,0.59mm,0.3mm,1.0mm,0.69mm,0.61mm,四、模具加热设备简介,1.,水温加热：,模具温度要求80以下适用；,大部分塑胶原料（除高温料）要求模具成型温度为：20 90，如果部品表面光洁度要求较高，或模具结构导致成型困难时，必须使用水温机加热。,水温机,PA 尼龙,PVF,适用温度-30120,有加强纤维,适用温度060,S-PVC,注：1.根据冷却水温度选用软管；,2.这些软管均为冷却水专用（不适用与油）；,3.一般水温机设定 7080，高于80度有安全隐患。,四、模具加热设备简介,2.,油温加热：,模具温度要求90150适用。,PP、PC、尼龙（PA66、PA6、PA46）、,POM,等加玻纤GF后 要求模具温度都可达到120可用油温机控温；PET、PPS成型温度130150必须使用油温机控温。,油温机,高温金属软管，需配合下面专用高温接头使用,注：高温模具水路，需要高温专用的 接头、止水栓（喉塞）等配件。,四、模具加热设备简介,3.,加热棒、热电偶：,PET、PPS等结晶温度较高（130150），为保证模具快速升温和灵活控温必须使用加热棒、热电偶。,热电偶,热电偶,加热棒,加热棒,加热棒、热电偶的使用,设置温度,检测温度,四、模具加热设备简介,4.,隔热板：,防止模具热量过度散发以确保型腔温度恒定，从而保证成型产品品质稳定。,尼龙、PBT、PET等结晶性树脂，模具型腔表面温度变化对部品的结晶度、尺寸、外观品质影响很大，需要安装隔热板。,注：1.隔热板加工时要使用集尘器吸粉尘（含玻纤，会刺激皮肤致瘙痒；粘附到机械上会影响精度）；,2.用钻头加工时易破裂，要小心加工（可定制加工）；,3.不适合于螺纹加工、3维加工。,四、模具加热设备简介,5.加热设备,综合应用,温控箱,油温机,谢谢！,