一 典型的冷却系统
模具本身可视为一种交换器，将热熔胶的热量藉由循环冷媒带离模具
图 (1) 模具冷却时间占全部周期的三分之二以上
冷却系统设计的作用
1.提高生产力
2.保证一幅模具的有效利用
在热塑性塑胶射出成型的周期中,模具的冷却时间占整个周期的三分之二以上,(如图1).有效的冷却回路设计可减少冷却时间,因而增加总生产量;再者,均匀的冷却可降低因热传不均而产生的残余应力.从而控制成品翘曲,以维持成形品尺寸的精准度和稳定性,进而改善产品的质量(如图2)。
图 (2) 适当且有效的冷却将增加成型品的质量和产量
模具冷却设计的目标
1. 均衡冷却(改良产品质量)
2.有效冷却(提高生产力)在模具冷却系统的设计中,除了考量成型品的形状,模具结构等因素外,我们可以通过决定下列变量,来达到这一目标:
(1)冷却孔道尺寸;
(2)冷却孔道位置;
(3)冷却孔道种类;
(4)冷却孔道配置和连接;
(5)冷却孔道回路总长及冷媒的流动速度
冷却孔道尺寸设计
我们厂最常用的冷却孔道直径有:Ø6mm, Ø8mm, Ø10mm, Ø12mm;具体设计尺寸如下图所示:
备注:
(1)当D=Ø6mm,N=PT1/8”;
(2)当D=Ø8mm,N=PT1/8”;
(3)当D=Ø10mm,N=PT1/4”;
(4)当D=Ø12mm,N=PT3/8”;
(5)当H<=17mm时,不做快接头孔.
冷却孔道位置设计
(1)要使模具有效冷却并提高模具的热传导效率,就应做好冷却通道的设计工作;根据我们厂所做的经验要保证模具有效冷却,其冷却孔道深度(d)和节距(P)与孔道直径(D)的关系如:d 深度为D至3D P 节距为3D至5D
(2)冷却孔道位置设计原则:
(一)冷却通道的设计和布置应与塑料制品的厚度相适应;塑料制品较厚的部位要着重冷却
冷却通道的布置与塑料制品的厚度相适应
冷却通道的布置与塑料制品较厚的部位着重冷却.
(3)(二)冷却通道离模壁既不能太远也不能太近,以免影响冷却 效果和模具的强度.如下图:(H值取11mm~13mm为最佳)。
(4)(三)冷却孔道离顶针,套筒,入子,斜销的距离(P)要在5mm以上为最安全.如下图:(P值最小为3mm)
(1)冷却通道的布局,应根据塑料制品形状及其需要冷却温度的要求而定.目前我们所接触的形式有：
二：循环式
三：隔板式
当型腔某些区域离冷却孔道较远时我们常常采用隔板式设计;隔板式实际上是一条垂直钻过主要冷却管路的冷却孔道,利用一档板将冷却管路分为两个半圆管路.冷却液自主要的冷却管路流入档板的其中一边,在顶端转弯至档板另一边,然后再流回到主要的冷却管路。
四：螺旋式
三:喷流式
当成品比较深时,在成品中间装置一个喷水管,冷却水从喷水管中喷出,分别流向周围冷却的成品壁。
喷流式
除了以一个小的套管取代挡板以外,喷流式冷却法与隔板式相同.冷却亦先从冷却管路流至管的底部,然后冷却液从顶端喷出如同喷泉一般.喷出的冷却液顺着套管外侧留下,继续流回到冷却管路。
细长工模心的最佳冷却方式是采用喷流式.而套管的内外直径必须调整至内外两截面的流动阻力相等,其条件如下：内直径/外直径＝0.5. 喷流式管路通常直接旋入公模心即可使用,(如图C)直径小于 mm 的管件应于末端作斜边以增大出口的截面积,(如图D).喷流式不仅可用于公模心的冷却,而且亦用于无法钻孔或研磨的平面模板部分。
特殊形式
当水路受成品或模具机构限制时,用此类形式。
热管因隔板式及喷流式管路的流动面积较窄,会增加流动阻力.所以设计这些装置时必需注意尺寸的设计.隔板式及喷流式的流动与热传行为皆可用CAE软件建档及作冷却分析。
除了挡板式及喷流式,热管（销）为另一种选择.热管（销）内部充满流体的密闭圆柱体.此流体从模具吸热而蒸发,然后将热释放给冷却液而在凝结,(如图E).热管（销）的热传效率约为铜管的十倍.热管（销）与模具。
间的气泡需避免,或填充具高热传导性的密封剂,以确保良好的热传导性.
假如公模心的直径或宽度很小（小于3mm）,则只有以空气冷却方式可行.在打开模具时,空气从外吹入公模心内或从内部经中心的洞流入公模心,(如图F).当然此方法无法保证可维持正确的模温。
细长公模心（小于5mm）的较佳冷却方式为利用高热传导性的材料,铍铜或铜,做嵌入物.(如图G).此嵌入物一端被压入公模心内,而底部（截面积越大越佳）延长至冷却孔道。
对大的公模心（大于或等于40mm）,冷却液必需确定有输送至公模心内.可藉嵌入物使冷却液先从中心钻孔流道公模心顶端,再从嵌入物与公模心间之螺旋管路到模具的周边出口,(如图H).此种设计会使公模心的强度显著地降低.
冷却圆柱体或圆形部分可使用双螺旋管路,(如图I).冷却液从一螺旋管路流到公模心顶端再从另一螺旋管路流出.此案例因设计的因素,公模心的壁厚至少需3mm
维持紊流
担负主要冷却任务的水路应维持紊流
冷却孔道的配置和连接
在设计中,我们常利用O型环来连接
不同配件间的冷却孔道,其型号及设计标准如下:
流道的冷却浇口附近加强冷却
浇口附近加强冷却:塑料熔体在充填型腔过程中,一般在浇口附近温度较高;因而,应加强浇口附近的冷却,为此,冷却水应从浇口附近开始流向其它地方.（如下图）
入子及滑块的冷却
滑块与入子的冷却:
滑块的冷却
入子,滑块都会使该区域的热传导变（因为无论是滑块或是入子其接触面一定会有间隙,而间隙内的空气是热的不良导体,会使成型时的热量无法顺利的排出模具）.因此,在尺寸允许下,滑块与入子内部尽量要设计冷却系统.
入子的冷却
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