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模具设计的冷却水路如何设计

发布时间:2023-04-26 20:21:09

Ⅰ 如何为模具设计完美的冷却系统

注塑成型工艺是成型塑料制品的一种常用方法,其工艺流程如图1-1所示。 从以上工艺流程可以看出,注塑成型是一个循环过程,完成注塑成型需要经过预塑、注塑、冷却定型3个阶段。 (1)预塑阶段。螺杆开始旋转,然后将从料斗输送过来的塑料向螺杆前端输送,塑料在高温和剪切力的作用下塑化均匀并逐步聚集在料筒的前端,随着熔融塑料的聚集,压力越来越大,最后克服螺杆背压将螺杆逐步往后推,当料筒前部的塑料达到所需的注塑量时,螺杆停止后退和转动,预塑阶段结束。 (2)注塑阶段。螺杆在注塑油缸的作用下向前移动,将储存在料筒前部的塑料以多级速度和压力向前推压,经过流道和浇口注入已闭合的模具型腔中。 (3)冷却定型阶段。塑料在模具型腔中经过保压,防止塑料倒流直到塑料固化,型腔中压力消失。一个生产周期中冷却定型时间占的比例最大。 注塑过程是一个周期性循环过程,每个循环内要完成模具关闭、填充、保压、冷却、开模、顶出制品等操作。其中,注塑(熔体填充)、保压和冷却是关系到能否顺利成型的3个关键环节。然而熔体的流动行为和填充特性又和填充的压力、速度以及熔体的温度密切相关,了解熔体的流动行为等相关特性,对于设计整个注塑工艺意义重大。 1.1.1 注塑工艺参数 1.注塑压力 注塑压力是由注塑系统的液压系统提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料熔体上,塑料熔体在压力的推动下,经注塑机的喷嘴进入模具的竖流道(对于部分模具来说也是主流道)、主流道、分流道,并经浇口进入模具型腔,这个过程即为注塑过程,或者称之为填充过程。压力的存在是为了克服熔体流动过程中的阻力,或者反过来说,流动过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消,以保证填充过程顺利进行。 在注塑过程中,注塑机喷嘴处的压力最高,以克服熔体全程中的流动阻力。其后,压力沿着流动长度往熔体最前端波前处逐步降低,如果模腔内部排气良好,则熔体前端最后的压力就是大气压。 影响熔体填充压力的因素很多,概括起来有3类:(1)材料因素,如塑料的类型、粘度等;(2)结构性因素,如浇注系统的类型、数目和位置,模具的型腔形状以及制品的厚度等;(3)成型的工艺要素。 2.注塑时间 这里所说的注塑时间是指塑料熔体充满型腔所需要的时间,不包括模具开、合等辅助时间。尽管注塑时间很短,对于成型周期的影响也很小,但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压力控制有着很大作用。合理的注塑时间有助于熔体理想填充,而且对于提高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。 注塑时间要远远低于冷却时间,大约为冷却时间的1/10~1/15,这个规律可以作为预测塑件全部成型时间的依据。在作模流分析时,只有当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下,分析结果中的注塑时间才等于工艺条件中设定的注塑时间。如果在型腔充满前发生螺杆的保压切换,那么分析结果将大于工艺条件的设定。 3.注塑温度 注塑温度是影响注塑压力的重要因素。注塑机料筒有5~6个加热段,每种原料都有其合适的加工温度(详细的加工温度可以参阅材料供应商提供的数据)。注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低,熔料塑化不良,影响成型件的质量,增加工艺难度;温度太高,原料容易分解。在实际的注塑成型过程中,注塑温度往往比料筒温度高,高出的数值与注塑速率和材料的性能有关,最高可达30℃。这是由于熔料通过注料口时受到剪切而产生很高的热量造成的。在作模流分析时可以通过两种方式来补偿这种差值,一种是设法测量熔料对空注塑时的温度,另一种是建模时将射嘴也包含进去。 4.保压压力与时间 在注塑过程将近结束时,螺杆停止旋转,只是向前推进,此时注塑进入保压阶段。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料,以填充由于制件收缩而空出的容积。如果型腔充满后不进行保压,制件大约会收缩25%左右,特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。保压压力一般为充填最大压力的85%左右,当然要根据实际情况来确定。 5.背压 背压是指螺杆反转后退储料时所需要克服的压力。采用高背压有利于色料的分散和塑料的融化,但却同时延长了螺杆回缩时间,降低了塑料纤维的长度,增加了注塑机的压力,因此背压应该低一些,一般不超过注塑压力的20%。注塑泡沫塑料时,背压应该比气体形成的压力高,否则螺杆会被推出料筒。有些注塑机可以将背压编程,以补偿熔化期间螺杆长度的缩减,这样会降低输入热量,令温度下降。不过由于这种变化的结果难以估计,故不易对机器作出相应的调整。

Ⅱ 周转箱模具加工时候水路怎么设计

水路尽量靠近产品面,距离30~50mm左右; 分布均匀,每两条水路之间的距离保持一致。不能有些地方冷却不到

Ⅲ 冷却系统的设计遵循的原则有哪些

.在模具设计中,冷却系统的设计应优于顶出系统,应尽早将冷却方式和冷却回路的位置确定下来,在考虑冷却系统设计时不受顶出系统的影响,以便得到较好的冷却效果。
2.注意型芯和型腔之间的热平衡。由于大多数模具的型芯和型腔所吸收热量是不同的,热量多靠銎芯传递,同时,在型芯中布置冷却回路往往空间较小,加上顶出系统的干扰,因此,一般应采用两条回路分别冷型芯和型腔,在冷却系统设计中,型芯的冷却是重点考虑之处。
3.当模具冷却系统仅设一个进水口和一个出水口时。应将冷却管道进行串联连接。串联连接一方面可避免管道某处的堵塞,另一方面形成相同的冷却条件。当需要使用并联接时,需要在每个回路中设置水量调节装置。
4.当制件壁厚均匀时,尽可能使所有冷却管道孔到型腔表面的距离相等,如图2-26 (a) 所示。当制件壁厚不均匀时,在厚壁处应开设距离型腔表面较小的冷却管道,如图2-26 (b) 所示。

5.为使冷却均匀,应合理确定冷却管道与型腔壁的距离以及冷却管道之间的中心距。如图2-27所示,图2-27(a) 所布置的冷却管道间距合理,从而保证了型腔表面温度均匀分布,其温差仅为0.05℃,如图2-27(b) 所示。而图2-27(c) 所设置的冷却管道直径小,间距太大,所以造成如图2-27(d) 所示较大的型腔表面温度变化,温差接近8℃。通常,冷却管道与型腔壁的距离太大会使冷却效率下降,而距离太小又会造成冷却不均匀。经验得知,一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1~2倍,冷却管道的中心距约为管道直径的3~5 倍。在实际的设计过程中,如果模具结构允许,则可以考虑将冷却管道孔径尽量设大,冷却回路的数量也尽量设多一些。

6.应加强浇口处的冷却。一般的,在注射成型过程中,熔体充填模具型腔时浇口附近的温度最高,距浇口越远则温度越低,故在浇口附近应加强冷却。可将冷却管道的回路入口设在浇口处,这样,冷却水会首先通过浇口附近,再流向浇口远端。冷却管道人口的选择如图2-28 所示,其中图(a)为侧浇口冷却回路的布置,图(b)为多个针点式浇口冷却回路的布置。在实际生产中,为了不影响操作,通常将入口与出口水管接头设在注射机背面的模具一侧。

7.应避免将冷却管道开设在聚合物熔体熔合部位。如前所述,当采用多浇口进料等情形时会产生熔接线。为保证熔接线处的材料较好的熔合,熔接线处的温度不应过低,应尽可能不在熔接线部位开设冷却管道。
8.在设计冷却系统时,需要考虑材料的特性。对于收缩率较大的材料,应尽量沿制件的收缩方向设置冷却管道。
9.采用多而细的冷却管道比采用独根而直径大的冷却管道好。因为多而细的冷却管道扩大了模具温度调节的范围,但管道过膝会容易发生堵塞,一般管道直径取8~25mm。
10.模具出入水口之间的水温差异应尽可能较小。通常,对于精密模具,该温差应在2℃以内,普通模具也不要超过5℃。如果出入水间温差较大,将会使模具的温度分布不均匀,尤其是流程较长的制件更为明显。为使制件的冷却速度大致相同,可根据制件的结构特点、材料特性及制件壁厚等合理确定冷却管道的排列形式。比如,在如图2-29 所示的模具型腔中,采用图(a) 所示的排列方式将比图(b) 所示的排列方式更利于型腔的冷却。为了说明这一问题,现进行个简单平板制件进行数值模拟,如图2-30 所示为该制件在两种不同冷却管道布置下得到的最终制件变形量(翘曲) 结果。这里注意,为利于结果的显示,冷却管道只显示了制件的一侧,另一侧的管道是对称分布的。在图2-30(a) 中,管道沿制件长度方向开设,最终管道长,但开设数量少,而图(b)所开设的管道沿制件宽度方向,管道短,数量多,最终的翘曲结果可知,按图(b)开设的管道方式优于图(a)方式。

11.在模具设计中应该考虑水路的密封问题,冷却管道尽量避免通过镶块或模板接缝,如果必须通过镶块或模板接缝时,必须在镶块或接缝处设套管以达到密封的效果。
12.在模具总体结构设计时应给冷却管道留出足够的空间。为达到冷却效果,通常冷却管道就直接布置在成型零部件上。冷却管道整个回路不应存在水滞流或产生回流的部位。在实际生产中,还应考虑节约用水的问题。

Ⅳ 模具水路

注塑模具的冷却水路是用来冷却模具的循环水,一般是两路水,一路是定模上的,一路是动模上的。一进一出,各走各的水路。

Ⅳ 塑料模具怎么接冷却水

塑料模具接冷却水的方法:

(1)合理地确定冷却管道的中心距及冷却管道与型腔壁的距离冷却水孔的间距,即冷却水孔数量的多少,对模具冷却效果影响极大。如图 (a)所示的冷却管道保证了型腔表面的温度分布均匀,而图 (b)所示的结构,因开设的冷却管道之间距离太大,所以型腔表面的温度变化很大,从53.33℃到61.65℃不等,造成制品各部分收缩不均匀。

冷却管道与型腔壁的距离太大会使冷却效率下降,而距离太小又会造成冷却不均匀。根据经验,一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1-2倍(常为12-15 mm).冷却管道中心距约为管道直径的3-5倍。
(2)尽可能使冷却孔至型腔表面的距离相等当塑件壁厚均匀时,冷却介质孔与型腔表面的距离应处处相等,即水孔的排列与型腔形状尽量吻合,如图(a)。当塑件壁厚不均匀时,壁厚处应强化冷却,水孔应靠近型腔.距离要小,但不能小于10 mm.如图 (b)
(3)加强浇口处的冷却一般熔融塑料填充型腔时,浇口附近温度最高,距浇口越远温度越低。因此浇口附近应加强冷却,作为冷却水的人口,而在温度较低的外侧只需要通过经热交换后的温水即可。图所示为侧浇口的冷却循环水路;图为薄膜浇口的冷却循环水路;图为多浇口的冷却循环水路。
(4)降低冷却介质出人口处的温度差如人水与出水温差太大,将使注塑模具的温度分布不均匀,尤其对流程很长的大型塑件,料温越流越低。为使整件的冷却速度大致相同,除缩短冷却回路外,还可以通过改变冷却通道的排列形式。图 (a)所示形式的人水和出水温差大,塑件冷却不均匀;而图 (b)的形式克服了上述缺陷,冷却效果好,但冷却水的消耗大。
(5)合理考虑冷却管道的排列形式要结合塑料的特性和塑件的结构,合理布置冷却水通道。例如对于收缩大的塑件(如聚乙烯)应沿其收缩方向开设冷却通道。如图11-7所示的四方形塑件中心浇口的情况,收缩沿放射线及与放射线垂直的方向进行,所以应将水从中心通入,向外侧进行螺旋式热交换,最后流出模外。
对于不同形状的塑件,冷却水通道的排列形式也有所不同,如图(a)所示为薄壁、扁平塑件的冷却;图 (b)为中等深度壳形塑件的冷却;图所示为深腔塑件的冷却。
冷却流道的设计也要考虑塑件的壁厚。塑件壁厚越大,则所需冷却时间越长。
冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位,以免熔接不牢,影响强度。
(6)合理确定冷却水管接头位置进出口水管接头的位置尽可能在注塑模具的同一侧。为不影响操作,通常应设在注塑机的背面。水管接头多采用自动密封接头,以保证冷却通道不泄漏,防止在塑件上造成斑纹。
(7)冷却系统的设计要考虑尽量避免其与注塑模具结构中其他部分的干涉现象。冷却水通道开设时,受到注塑模具上各种孔(如顶杆孔、型芯孔、镶块接缝等)的结构限制,要按理想情况设计是困难的。
(8)冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出注塑模具外表平面,即要埋人模板内,以免注塑模具在运输过程中造成损坏。如图所示,图(a)为冷却水嘴外露的形式,图(b)为冷却水嘴埋人的形式,在进口和出口处分别打上标志,如“IN"(进口和“OUT"(出口)等。
(9)冷却水通道要易于加工和清理。一般孔径设计为8-12 mm.

Ⅵ 在模具设计中需要注意些什么

模具是工业生产的基础工艺装备,有“工业之母”之称。在工业生产中用着重要的地位,在模具设计中我们需要注意的有:

1、斜梢距模具中心应取整。

2、支撑柱(SP)的摆放与脚垫间距应量保持相等,使其模具保持平衡。

3、KO孔随注口衬套的偏心而偏心,且注口衬套的最大倾斜角度不得大于15°。

4、对于二片半模,上固定板与母模板之间的分模行程要用机构加以控制,LP在公模板上必需要有注导衬套,一般还需要有LK开闭器。

5、处理内侧倒钩的方法一般可用斜梢,内侧滑块,剥脱板(顶出中板),顶出梢应尽量避免在滑块底下,以免发生碰撞或干涉。

6、一般模仁超出成品轮廓20--30mm,且距模具中心应取整,模板距模仁边框20--30mm,若有滑块应考卢将模板加大,特别注意避免和回位梢干涉。

7、一般平板成品不宜中间进胶,以防弯曲变形。一仍般情况下STP在RP正下方。当模座较大时,STP的间隔为150--200mm。锁上下顶出板的螺丝间隔为150--200mm

8、当有顶针在滑块下方或斜梢有靠破时,上下顶出板要装有强制回位机构。成品拔模斜度以减胶为基准。设计水路时,尽量不要采用水管直接接入模仁,而改用模进水管用ORING联接模仁。尽量将其直径取大并布置在成品的正投影面积下方。冷却水路三原则﹕A.快速冷却,B.均匀模温,C.加工方便

Ⅶ 模具水路设计每条水管的距离多少合适,是不是看模具大小然后再决定距离

是按产品和模具的大小来决定距离。
1,通常冷却水道为直径8毫米,直径10毫米,直径12毫米,直径15毫米,直径20毫米,直径25毫米,直径30毫米。
2,冷却水道的中心距为(3~5)D。
3,冷却水道至型腔表面离不可太近,也不宜太远,一般在12~15mm或者(1.5~2.5)d,应尽量相等。
4,冷却水道外壁距型腔壁最小距离根据模具情况而定,小模具最小为6.5mm,中型模具以上至少为8~12mm,大模为15~20mm。
5,塑件的壁厚不同与冷却水道之间的距离也不同。

Ⅷ 模具水路设计每条水管的距离多少合适,是不是看模具大小然后再决定距离

按产品
模具
决定距离
1

冷却水道
直径8毫米
直径10毫米
直径12毫米
直径15毫米
直径20毫米
直径25毫米
直径30毫米
2
冷却水道

(3~5)D
3
冷却水道至型腔表面离
太近
宜太远

12~15mm或者(1.5~2.5)d
应尽量相等
4
冷却水道外壁距型腔壁
距离根据模具情况

模具
6.5mm
型模具
至少
8~12mm

15~20mm
5
塑件
壁厚
同与冷却水道

距离

Ⅸ 如果产品的冷却时间为2分钟,如何计算注塑模具的水路直径及长度

作为一名多年模具设计师,现任的模具设计教师,我想你这个提问本身问题很多:

1.首先,不可能一个产品需要在模具里冷却2分钟,除非你把它从出模具后再冷却到室温的情况算上,不过那就跟模具没有关系了,那要查当天的天气室温。要知道,模具是大批量生产工具,绝大多数产品冷却时间不会超过20秒。

2.产品壁厚7.5mm,不知道你具体的直径和长度是多少,注塑塑胶产品壁厚一般在1-3mm左右,壁厚过厚,会容易导致产品有气泡和缩水变形。而且看你这个产品像是管道,管道是挤出成型而不是注塑成型,工艺完全不同,这点需要厘清。

3.注塑模具的水路直径与长度计算,基本跟你设定的这些条件无关。直径上我们一般建议最大不超过12mm,不是产品越大运水直径就越大,因为要考虑水量和扰流。排布上要考虑均匀,一般运水间距是直径的5倍,重点的位置要加强。长度上面单组水路循环建议不超过2m,进出水温差不超过5度,这才是水路设计需要注意的要点。

水路设计

给我的感觉是一个设计新手,在研究一个错漏百出的问题,建议不要浪费时间,反而误入歧途。我们每个晚上都有网课,想学真本事可以来听听,扫我在上面

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