冷却系统结构设计

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喷泉式冷却水道不仅可用于单个小型芯，也 可用于多个小型芯的串（并）联冷却。 图3.9+6为并联喷泉式型芯冷却水道
图3.9+6 并联喷泉式型芯冷却水道
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④螺旋式型芯冷却水道（图3-9-13） 对于大直径圆柱型 芯，可在型芯内开大圆 孔，孔中压入中心有进 水孔外壁有螺旋槽的 “芯柱”构成螺旋式型 芯冷却水道。 冷却水从中心孔引 向芯柱顶端，沿螺旋槽 流下进行热交换后从芯 柱底部流出，可获得极 佳的效果
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①单层外接直通式 外接直通式冷却水道是在模板上打直通孔与 模外软管连接构成单回路或多回路。这种冷却水 道加工容易，但冷却水道不是围绕型腔设置，在 成型过程中，制品的散热不太均匀。
图3.9+2 外接直通式冷却水道
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②单层平面回路式 平面回路式冷却水 道通常采用打相交直 孔，镶入挡板、堵头 等控制冷却水流向的 方法构成模内回路。 根据具体情况也可 设计成单回路或多回 路。 这种水道排列对于 模腔的散热略好于外 接直通式。
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⑥冷却水道要便于加工装配 冷却水道结构设计必须注意其加工工艺性， 要易于加工制造，尽量采用钻孔等简单加工工艺。 对于镶装组合式冷却水道还要注意水路密封， 防止冷却水漏入型腔造成型腔锈蚀。
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2、冷却系统常用结构形式 、
如上所述，模具冷却系统要求根据塑件的形 状、型腔内的温度分布等合理设计，但受模具上 各种结构（顶杆孔、型芯孔、螺钉孔、镶拼接缝 等）的限制，只能在满足结构设汁的情况下开设 冷却水道。由于塑件的形状多种多样，模具结构 各不相同，冷却系统结构也是千变万化的，设计 者需根据实际情况灵活掌握。 下面介绍几种在型腔、型芯上设置冷却系统 的常用结构形式，供设计时参考。
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④螺旋式冷却水道 在圆形镶件外表面加工螺旋槽，并将其进出 口通过模板与模外连通，构成螺旋式冷却水道 。
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⑤多层平面回路式冷却水道 沿型腔深度方向布置多层平面回路式冷却水道。
多层平面 平面回路式冷却水道 图3.9+4 多层平面回路式冷却水道
沿型腔深度方向布置多层平面回路式或外 接直通式冷却水道。
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①模具安装在注射机上后，模具上的水嘴不 能正对着注射机的拉杆，以免安装水管困难。 ②模具上的水嘴最好装在注射机非操作侧， 以免影响操作。 ③卧式注射机用模具，水嘴不要设置在模具 顶端，以免在拆装水管时残留的冷却水流入型腔。 ④对于自动成型的卧式注射机用模具，水嘴 不要安装在模具底面，以免水管妨碍制品的脱落， 影响自动成型。 ⑤动、定模的水嘴不能相互靠得太近，以便 于水管的安装固定。
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①单层冷却回路 对于直接加工在模板上的低矮型芯，采用加 工在模板上的外接直通式或平面回路式单层冷却 回路，图3-9-9。 对于采用拼镶结构的低矮大型芯，可在型芯 上加工平面回路式单层冷却回路，图3-9-10。 ②钻孔式型芯冷却水道 对于中等高度的较大型芯，可采用在型芯上 钻斜孔的方法构成冷却回路，图3-9-11、图3-95d。
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图3-9-10 ： 浅壳类塑件 定模钻孔、 动模组合型 芯铣槽。
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图3-9-11：中等深度壳类塑件。凹模距型腔等 距离钻孔，凸模钻斜孔得到和塑件形状类似的回 路。
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图3.9+1：深腔制品。凸凹模均采用组合式，车螺 旋槽冷却，从中心进水，在端面（浇口处）冷却 后沿环绕成型零件的螺旋形水道顺序流出模具。
单层环槽式单回路
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单层环槽式单回路 环槽式水路用 于镶件紧邻的 多腔模，将模 板上的环形槽 连通。
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多层冷却回路 对于型腔较深的模具，常采用多层回路式冷 却水道。 采用圆形镶件镶拼的深腔模，在型腔镶件外 表面加工螺旋槽，并将其进出口通过模板与模外 连通，构成的螺旋式冷却水道（图3-9-22）,相当 于模内互连的多层冷却回路。 型腔直接加工在模板上的深腔模和非圆形镶 件镶拼的深腔模，通常采用多层外接直通式或平 面回路式冷却水道（图3.9+4、图3.9+5） ，各 层可各自独立，也可用软管在模外互连。
⑤隔板式型芯冷却水道 在型芯上沿型芯轴向打盲孔，孔与孔间铣连 通槽，孔中镶入比孔深略短的隔板，就构成了隔 板式型芯冷却水道。 水从隔板一边流入另 一边流出，在经连通槽依 次进入相邻的孔。 隔板式型芯冷却水道 可用于单个细高型芯的冷 却，也可用于多个细高型 芯的串联冷却，以及各种 异型型芯的周圈或整体冷 却。
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2）凸模（型芯）冷却水道的设置
在塑件成型过程中，型芯总是被温度高、导 热性差的塑料包围着，型芯的热量很难通过自然 对流、辐射的方式散发。因此，型芯的散热问题 比型腔更关键。也正是因为型芯被塑件包围，不 便与模外连通，所以型芯中冷却水道的设置也更 困难。 通常，型芯中冷却水道的设置有下列几种方 式。
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隔板式型芯冷却水道
⑥型芯传导冷却
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在对于特别细小无法开设冷却水道的型芯， 可用铍铜合金等导热性良好的材料制造或镶入构 成导热型芯，并使冷却水直接与导热型芯接触。 使热量经导热型芯传导并由冷却水带走。
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3、冷却水道的密封及水嘴连接 、
1) 冷却水道的密封
模具中的冷却水道经常要穿越不同模具零件 的结合处，如模板与模板、模板与型芯（或型腔） 镶件等。这些地方会因配合间隙的存在而产生冷 却水泄漏现象。为避免泄漏现象的发生，必须处 理好冷却水道的密封问题。 通常采用O型圈对模具结构中那些冷却水道 将通过的结合处实行密封。密封用O型圈的选用 及使用中需注意的问题和要求与通用机械中的密 封设计相同，不再赘述。
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1）凹模冷却水道的设置
单层冷却回路 对于型腔较浅的模具，通常采用单层冷却回 路。 凹模直接加工在模板上的浅腔模具多采用外 接直通式（图3.9+2）或平面回路式（图3-9-18、 3-9-19、3-9-20）的单层冷却回路。 采用拼镶结构的模具多采用环槽式（图3.9+3、 3-9-21、3-9-23） 。
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当塑件壁厚不均匀时，厚壁处冷却水通道要 适当靠近型腔，如图3-9-4，c比d好。
③水料并行，强化浇口处的冷却 成型时高温的塑料熔体由浇口充入型腔， 浇口附近模温较高、料流末端温度较低。 将冷却水入口设在浇口附近，使冷却水总 体流向与型腔内物料流向趋于相同（水料并 行），冷却比较均匀。
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①冷却水孔数量尽量多、尺寸尽量大 型腔表面的温度与冷却水孔的大小、疏密关 系密切。冷却水孔孔径大、孔间距小，型腔表面 温度均匀，如图3-9-3所示。
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②冷却水孔至型腔表面距离要适宜 孔壁离型腔的距离要适宜，一般大于10mm， 常用12~15mm。 太近，型腔表面温度不均匀， 参见图3-9-3d ；太远，热阻大，冷却效率低。 当塑件壁厚均匀时，各处冷却水孔与型腔表 面的距离最好相同，如图3-9-4，a比b好。
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③喷泉式型芯冷却水道（图3-9-12） 在型芯中间装一个 喷水管，进水从管中喷 出后再向四周冲刷型芯 内壁，如图所示。 低温的进水直接作 用于型芯顶部（中心进 浇的浇口处），冷却效 果好。这种方式特别适 合冷却细长的圆形型芯。
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喷泉式冷却水道也可用于较粗大异型型芯的 冷却， 方法是在喷水管出口端设一边缘开口的隔 板，控制回水流向（图3-9-15） 。
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④入水与出水的温差不可过大 如果入水温度和出水温度差别太大，会使模 具的温度分布不均。为取得整个制品大致相同的 冷却速度，需合理设置冷却水通道的排列形式， 减小入出水温差。如图3-9-6，a形式会使入水与 出水的温差大，b形式相对较好。
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⑤冷却水孔布置要合理 冷却水通道尽可能按照型腔形状布置，塑件 的形状不同，冷却水道位置也不同，例如： 图3-9-9： 扁平塑件， 侧面进浇。 动定模均 距型腔等距 离钻孔。
单层平面双回路
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单层平面双回路
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③环槽式 环槽式冷却 水道是在模板上 打孔与加工在镶 件或模板上的环 形槽连接构成单 回路或多回路。 这种冷却水 道正好围绕镶件 分布，对于模腔 的散热较好。 单层环槽式 双回路
图9+3 环槽式冷却水道
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在模板上打孔将镶件或模板上的环形槽串连，构 成用于镶入式多腔模的环槽式水路。
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2) 水管与模具的连接
模具冷却系统设计中需要注意的另一个问题， 是冷却水管与模具的连接，即水嘴的安装要求。 这一问题看上去很小，但是如果处理不当的话， 会给用户带来许多不必要的麻烦。 因此，模具设计者在开始设计冷却系统时， 就应该充分考虑“连接”这一环节。 设置模具冷却水道的水嘴（出、入水口）在 模具上的位置时，应注意以下问题：