第4讲模具温度调节系统设计只是课件
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45温度调节系统设计PPT课件
尺寸等的校核。
10
2.9 模具设计的一般程序
(7) 模具结构总装图和零件工作图的绘制 模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般
机械图画法原则上没有区别，只是为了更清楚地表达模具中 成型塑件的形状、浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上， 可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。
6
2.9 模具设计的一般程序
(1) 塑件的工艺性分析
① 明确塑件设计要求
根据塑件的使用环境条件、工作性能等要求，从塑件的材料种
类、塑件结构形状、尺寸精度、表面粗糙度等各方面考虑注射成
型工艺的可行性和经济性。
必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可
能性。
② 明确塑件的生产批量
小批量生产时，为降低成本，模具尽可能简单；
5
☆ 冷却装置的设计要点
⑴ 冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀 ⑵ 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型
腔的形状相吻合。 ⑶ 对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷
采用与塑料熔体大致并流的流动形式，将冷却回路的入口 设在浇口附近，出口设在料流的末端，争取模具温度的均衡。 ⑷ 设法降低入水与出水的温度差 ⑸ 冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位 ⑹ 冷却水道要便于加工和清理 ⑺ 冷却水孔的排列形式
算
假设塑料冷却过程释 放出的热量，全部由 冷却介质带走
然后再通过调节冷却 介质的流量达到模具 温度调节的目的
3
☆ 冷却水量的计算（续）
成型过程中塑料释放出的热量 （千卡/小时）
式中：n——每小时注射次数（次/小时） G——每次注射的塑料重量（公斤/次） cp——塑料的比热（千卡/公斤·度） T1——塑料的成型温度（度） T0——塑件脱模时的温度（度）
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2.9 模具设计的一般程序
(7) 模具结构总装图和零件工作图的绘制 模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般
机械图画法原则上没有区别，只是为了更清楚地表达模具中 成型塑件的形状、浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上， 可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。
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2.9 模具设计的一般程序
(1) 塑件的工艺性分析
① 明确塑件设计要求
根据塑件的使用环境条件、工作性能等要求，从塑件的材料种
类、塑件结构形状、尺寸精度、表面粗糙度等各方面考虑注射成
型工艺的可行性和经济性。
必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可
能性。
② 明确塑件的生产批量
小批量生产时，为降低成本，模具尽可能简单；
5
☆ 冷却装置的设计要点
⑴ 冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀 ⑵ 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型
腔的形状相吻合。 ⑶ 对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷
采用与塑料熔体大致并流的流动形式，将冷却回路的入口 设在浇口附近，出口设在料流的末端，争取模具温度的均衡。 ⑷ 设法降低入水与出水的温度差 ⑸ 冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位 ⑹ 冷却水道要便于加工和清理 ⑺ 冷却水孔的排列形式
算
假设塑料冷却过程释 放出的热量，全部由 冷却介质带走
然后再通过调节冷却 介质的流量达到模具 温度调节的目的
3
☆ 冷却水量的计算（续）
成型过程中塑料释放出的热量 （千卡/小时）
式中：n——每小时注射次数（次/小时） G——每次注射的塑料重量（公斤/次） cp——塑料的比热（千卡/公斤·度） T1——塑料的成型温度（度） T0——塑件脱模时的温度（度）
模具温度控制系统设计要点概述PPT课件( 70页)
续流出，避免有水不能流动的死角。水道壁应加工光滑， 以使清楚水道污垢方便，经较长使用时间后，冷却效果 一致。 （４）由于凹模与型芯的冷却情况不同，需用两个调温器 分别控制各自回路中冷却液的温度、压力、流量和速度。
6.2.3 冷却系统结构设计
(一)、 凹模冷却系统
常见结构如图6—8钻孔式水道系 统 、6—9所示沟槽式水道系统
本模具适用于在锁模力500吨的注射机上成型，查表6—5， 确定水孔直径d取12mm。确定采用水为冷却液。由表6—5同 时查知雷诺准数Re=4000时的水流速度Ｖ=0.43m/s.
6.3 加热系统设计
6.3.1 加热对象 6.3.2 加热方式 6.3.3 电加热系统设计 6.3.4 防止热量散失的方法
6.2.4 模具温度控制系统
（四）冷却回路计算示例
有一成型高密度聚乙烯食品盒模具，每一 模一件，塑件壁厚为1.9mm。现确定对模具 型腔和型芯均进行冷却。考虑到塑件壁厚值 不大，但塑料流程较长，因而对塑料熔料温 度取稍高值，为230℃（手册数据为150℃～ 260℃），模温取值偏低，为38℃（手册资料 为35℃～70℃），取水温低于模温14℃，为 24℃。根据塑件的质量要求，拟控制各条冷 却回路的出入口温度为3℃。
表6—5所列为不同温度下，水的运动粘
度η值。 l VT（m）
式中 V —水流速度，m /s；
T—一个周期的时间，s
6.2.4 模具温度控制系统
Qi
在每一周期里，由冷却液带走的热量为 ，计
算公式为：
Q i W i t l A p t
式中 A —水道的截面积； W i —每一周期里流经模具的冷却水重量
p GCpt Tk
（2）计算成型过程中要求模具对塑料加热到一 定温度所需的热功率
6.2.3 冷却系统结构设计
(一)、 凹模冷却系统
常见结构如图6—8钻孔式水道系 统 、6—9所示沟槽式水道系统
本模具适用于在锁模力500吨的注射机上成型，查表6—5， 确定水孔直径d取12mm。确定采用水为冷却液。由表6—5同 时查知雷诺准数Re=4000时的水流速度Ｖ=0.43m/s.
6.3 加热系统设计
6.3.1 加热对象 6.3.2 加热方式 6.3.3 电加热系统设计 6.3.4 防止热量散失的方法
6.2.4 模具温度控制系统
（四）冷却回路计算示例
有一成型高密度聚乙烯食品盒模具，每一 模一件，塑件壁厚为1.9mm。现确定对模具 型腔和型芯均进行冷却。考虑到塑件壁厚值 不大，但塑料流程较长，因而对塑料熔料温 度取稍高值，为230℃（手册数据为150℃～ 260℃），模温取值偏低，为38℃（手册资料 为35℃～70℃），取水温低于模温14℃，为 24℃。根据塑件的质量要求，拟控制各条冷 却回路的出入口温度为3℃。
表6—5所列为不同温度下，水的运动粘
度η值。 l VT（m）
式中 V —水流速度，m /s；
T—一个周期的时间，s
6.2.4 模具温度控制系统
Qi
在每一周期里，由冷却液带走的热量为 ，计
算公式为：
Q i W i t l A p t
式中 A —水道的截面积； W i —每一周期里流经模具的冷却水重量
p GCpt Tk
（2）计算成型过程中要求模具对塑料加热到一 定温度所需的热功率
模具温度调节系统课件
模具温度调节系统课件1. 引言模具温度调节系统在塑料注塑加工过程中起着重要的作用。
通过控制模具的温度，可以有效地提高产品的质量和生产效率。
本课件将介绍模具温度调节系统的基本原理、组成部分、调节方法以及应用。
2. 基本原理模具温度调节系统的基本原理是通过控制加热和冷却装置，使模具表面的温度维持在所设定的温度范围内。
一般情况下，模具温度调节系统由温度感应器、加热器、冷却器和控制器等组成。
3. 组成部分3.1 温度感应器温度感应器用于测量模具表面的温度，并将测得的温度信号传送给控制器。
常见的温度感应器有热电偶和温度传感器等。
3.2 加热器加热器一般采用电热管或电热膜等加热元件。
通过加热器的加热作用，可以将模具的温度升高到所需的工作温度。
3.3 冷却器冷却器一般采用水冷却或气冷却的方式。
通过冷却器的降温作用，可以将模具的温度降低到所需的工作温度。
3.4 控制器控制器是模具温度调节系统的核心部分，用于接收温度感应器传来的温度信号，并根据设定的温度曲线，控制加热器和冷却器的工作状态，以实现对模具温度的精确控制。
4. 调节方法模具温度调节系统的调节方法有两种：开环控制和闭环控制。
4.1 开环控制开环控制是最简单粗糙的调节方法，它只适用于工艺过程稳定，控制要求不高的情况。
在开环控制中，控制器根据设定的温度曲线，通过一定的时间设置和算法，控制加热器和冷却器的工作状态。
4.2 闭环控制闭环控制是一种更为精确的调节方法，它适用于要求较高的工艺过程。
在闭环控制中，控制器除了根据设定的温度曲线进行控制外，还通过温度传感器不断监测模具的温度，并将实际温度与设定温度进行比较，从而实现对模具温度的精确调节。
5. 应用模具温度调节系统在塑料注塑加工中应用广泛。
它可以用于注塑机、吹塑机、挤出机等塑料加工设备中，对于塑料制品的成型和性能提升起着至关重要的作用。
6. 总结模具温度调节系统是塑料注塑加工过程中必不可少的重要组成部分。
通过对模具温度的精确控制，可以提高产品质量，提高生产效率，降低能耗。
模具温度调节系统课件(PPT 38页)
（8）冷却管道最好布置在包含模具型腔型芯的零件 上，将冷却管道置于型腔或型芯之外的零部件上会使 模具冷却不充分。
常见的冷却回路布置
（1）型腔冷却回路
如图所示为最简单的外接直流循环式冷却回路，其方 法是在型腔附近钻冷却水孔，用水管接头和塑料管将 模内管道连接成单路或多路并行循环。这种回路结构 简单、制造方便，但外连接太多，容易碰坏，因此只 用于较浅的矩形型腔。
为避免外部设置接 头，可在型腔外周 钻直通水道，用塞 子或挡板使冷却水 沿指定方向流动， 如图，冷却水孔非 进出口用螺塞堵住。 该回路适合各种较 浅的，特别是圆形 的型腔。
图所示为左右对称式冷却回路，适合长宽比很大的矩形型腔。
对于侧壁较高的型腔，冷却回路通常分层设置，如图所示。
对于嵌入式型腔，可在其嵌入界面开设环形冷却水槽，如图。
2.电阻加热的计算 （1）加热功率计算
计算电功率是设计模具电阻加热装置的首要任务。其 计算方法有两种：计算法、经验法。
（2）加热棒数量的确定 总的电功率计算之后，即可根据电热板的尺寸确定电热 棒的根数，计算电热棒的功率。
④对于高粘流温度或高熔点塑料，可采用温水控制模温。
⑤对于热固性塑料，必须对模具采取加热措施。
⑥由于制品几何形状影响，制品在模具内各处的温度 不一定相等，可对模具采用局部加热或局部冷却方法， 以改善制品分布情况。
⑦对于流程很长、壁厚又比较大的制品，或者是粘流 温度或熔点虽然不高、但成型面积很大的制品，可对 模具采取适当的加热措施。
①斜交叉式管道冷却回路 如图，该形式主要适用于小直径长型芯的冷却。
②直孔隔板式冷却回路
如图，在型芯的直管道中采用隔板结构，水从右侧流 入，由于水堵使水上流，在上侧通过隔板流入左侧而 完成冷却过程。此方法可用于大直径的长型芯的冷却。
常见的冷却回路布置
（1）型腔冷却回路
如图所示为最简单的外接直流循环式冷却回路，其方 法是在型腔附近钻冷却水孔，用水管接头和塑料管将 模内管道连接成单路或多路并行循环。这种回路结构 简单、制造方便，但外连接太多，容易碰坏，因此只 用于较浅的矩形型腔。
为避免外部设置接 头，可在型腔外周 钻直通水道，用塞 子或挡板使冷却水 沿指定方向流动， 如图，冷却水孔非 进出口用螺塞堵住。 该回路适合各种较 浅的，特别是圆形 的型腔。
图所示为左右对称式冷却回路，适合长宽比很大的矩形型腔。
对于侧壁较高的型腔，冷却回路通常分层设置，如图所示。
对于嵌入式型腔，可在其嵌入界面开设环形冷却水槽，如图。
2.电阻加热的计算 （1）加热功率计算
计算电功率是设计模具电阻加热装置的首要任务。其 计算方法有两种：计算法、经验法。
（2）加热棒数量的确定 总的电功率计算之后，即可根据电热板的尺寸确定电热 棒的根数，计算电热棒的功率。
④对于高粘流温度或高熔点塑料，可采用温水控制模温。
⑤对于热固性塑料，必须对模具采取加热措施。
⑥由于制品几何形状影响，制品在模具内各处的温度 不一定相等，可对模具采用局部加热或局部冷却方法， 以改善制品分布情况。
⑦对于流程很长、壁厚又比较大的制品，或者是粘流 温度或熔点虽然不高、但成型面积很大的制品，可对 模具采取适当的加热措施。
①斜交叉式管道冷却回路 如图，该形式主要适用于小直径长型芯的冷却。
②直孔隔板式冷却回路
如图，在型芯的直管道中采用隔板结构，水从右侧流 入，由于水堵使水上流，在上侧通过隔板流入左侧而 完成冷却过程。此方法可用于大直径的长型芯的冷却。
模具温度调节系统概述
塑料模具设计与制造
一、模具温度调节系统概述
塑料注射成型是将熔融状态的塑料高压注入模腔，其后熔料在模
腔中冷却到塑料的热变形温度以下现的，由于不同的成型材料要求不同的模具温度（模具温度应低
于塑件热变形温度），若模具温度过高或过低，都会影响塑件的质量和
生产。
--过高：溢料；缩孔；塑件固化时间长，注射周期长，生产率低；
3．循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等；
4．冷却水道应先通过浇口部位并沿料 流方向流动，即从模温高区域流向模温 低区域；
5．冷却水道不应设置在塑件可能出现熔接痕的 部位；
6．冷却水道应防止漏水,特别是通过组合镶件时， 应考虑密封问题；
7．冷却水嘴应设在非操作侧，并考虑不与注塑机 导向柱干涉；
3 当料温使模温超过成型要求的模温，则应考虑冷却装置；
4 一般成型热塑性塑料时，模具需要冷却；热固性塑料的模具需要加热；
二、模具温度调节的目的
A、缩短成型周期：通过有效的冷却
手段使模具保持在塑料的热变形温度以下；
B、提高塑件质量：防止脱模变形；
C、适应特殊需要 ：注射结晶性塑料
时，为控制塑料的结晶度，改善其综合性能，
模具加热应注意的问题 --可选稍大于计算功率的电热元件，用降低电压和缩短加时
间的方法进行调节；
--电热元件应摆布均匀，以利模具均衡加热； --注意绝缘措施，防止漏电、漏水等现象； --注意在滑动部位预留出热膨胀间隙；
塑料模具设计与制造
8．动、定模原则上应分别单独设置冷却系统，以 便调节控制塑件的变形等缺陷；
四、冷却水道的联结方式
串联式--冷却介质从入口流入直径始终相等的水道,依次通过 成型区后从出口排出；
并联式—冷却介质从入口流入主干水道，分成若干分支,然 后汇入出水主干水道排出；
一、模具温度调节系统概述
塑料注射成型是将熔融状态的塑料高压注入模腔，其后熔料在模
腔中冷却到塑料的热变形温度以下现的，由于不同的成型材料要求不同的模具温度（模具温度应低
于塑件热变形温度），若模具温度过高或过低，都会影响塑件的质量和
生产。
--过高：溢料；缩孔；塑件固化时间长，注射周期长，生产率低；
3．循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等；
4．冷却水道应先通过浇口部位并沿料 流方向流动，即从模温高区域流向模温 低区域；
5．冷却水道不应设置在塑件可能出现熔接痕的 部位；
6．冷却水道应防止漏水,特别是通过组合镶件时， 应考虑密封问题；
7．冷却水嘴应设在非操作侧，并考虑不与注塑机 导向柱干涉；
3 当料温使模温超过成型要求的模温，则应考虑冷却装置；
4 一般成型热塑性塑料时，模具需要冷却；热固性塑料的模具需要加热；
二、模具温度调节的目的
A、缩短成型周期：通过有效的冷却
手段使模具保持在塑料的热变形温度以下；
B、提高塑件质量：防止脱模变形；
C、适应特殊需要 ：注射结晶性塑料
时，为控制塑料的结晶度，改善其综合性能，
模具加热应注意的问题 --可选稍大于计算功率的电热元件，用降低电压和缩短加时
间的方法进行调节；
--电热元件应摆布均匀，以利模具均衡加热； --注意绝缘措施，防止漏电、漏水等现象； --注意在滑动部位预留出热膨胀间隙；
塑料模具设计与制造
8．动、定模原则上应分别单独设置冷却系统，以 便调节控制塑件的变形等缺陷；
四、冷却水道的联结方式
串联式--冷却介质从入口流入直径始终相等的水道,依次通过 成型区后从出口排出；
并联式—冷却介质从入口流入主干水道，分成若干分支,然 后汇入出水主干水道排出；
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（a）简单但冷却不好；（b）小型模具中采用，横孔密封严格，并修平； （c）内部设置环形通道，通道深，为强度需要加支承垫块；（d）导流板形式
采用带有多个缺口的隔板，用于空间较大的型芯的冷却。
（a）平面盘肠状冷却；（b）圆周螺旋状的冷却； （a）用于型芯直径较大、而高度不大时采用； 为了加工方便，它们都是在型芯中部镶嵌镶件，加工成型后装入型芯。
图8-5 • 冷却水道应防止漏水,特别是不能渗漏到成型区域 图8-6 • 动、定模分别单独设置冷却系统 图8-7 • 循环式冷却水道中冷却介质的流程应相等 图8-8 • 冷却水道应避开塑件可能出现熔接痕的部位 图8-9 • 进出水嘴应设在不影响操作的方位 • 模具总体设计中，应兼顾考虑冷却水道的设置方案 • 节约用水原则（冷却塔、自然冷却箱） • 根据具体情况而设计冷却系统（地域特点）
此课件下载可：并联布局中进出口主干水道D的横截面积SD大于各支路d的横截 面积之和Sd，否则冷却介质从近处的分支水道走捷径流过。
• 3.水嘴的安装和密封形式 图8-12
二、型腔的冷却
• 常用的型腔冷却形式：沿型腔边缘设置若干并、串连循环水路 图8-13 • 整体组合式型腔的冷却：在组合面上设置冷却水道 图8-14 • 多层冷却：用于塑件精度要求较高的大型模具 图8-15 • 平面盘肠螺旋冷却：用于型腔较浅、底部平面度要求较高的塑件图8-
（a）从中心管道进水，形成井喷的形式冷却型芯端部，侧面出水冷却边缘； （b）采用隔板的形式，将型芯内孔分割成两部分。
（a）特别细长的小型芯，用压缩空气作为介质进行冷却。 （b）侧型芯的冷却形式。
极小的型芯内部没有运水空间，采用铍铜合金直接或间接导热。（a）在底部 冷却铍铜棒。（b）用铍铜合金制作型芯，在外部冷却型芯。
8-2 冷却系统的设计要点
• 一冷却系统冷却效果的影响因素 （1）冷却介质的多少 （2）冷却水道与成型区域的接近程度 （3）冷却水道的长度和设计布局； （4）冷却通道的直径和冷却介质的流动状态； （5）入口到出口，冷却介质温差不超过5度 （6）熔融塑料与模具的温差
8-2 冷却系统的设计要点
二、冷却系统的设计要点
16 • 螺旋水道冷却：用于较深的整体组合式型腔的冷却 图8-17 • 串、并联冷却形式：用于多型腔模具的冷却
三、型芯的冷却
• 概述：在注射、成型、固化时由于冷却收缩，塑件对型芯的包紧力大 于型腔，因而型芯的温度对塑件冷却的影响比型腔大得多，故对型芯 的冷却更重要，但其冷却受到一定限制，因为型芯总是设在动模一侧， 故设计时需考虑冷却和顶出系统互不干扰
第三节 冷却系统的结构形式
• 一、冷却水道形式及连通方式 • 1.冷却水道的形式 • 沟道式冷却: 直接在模具上钻孔或铣槽。冷却介质直接接触模体，结构
简单，冷却效果好 ,热传导系数α=0.64 • 管道式冷却: 在模具上钻孔或铣槽，在孔内嵌入导热性好的铜管。用于
冷却回路难加工时。传热效果不好，通常少采用
第4讲模具温度调节系统设计
8.1 模具温度调节的意义
• （2） 模温对生产效率的影响 模具工作时的温度是周期性变化的。注射熔体时，模温高，脱
模时模温低。其热量的传递要靠对流、辐射和传导等方式完 成。因此，注射成型中的模具可看成为一个热交换器。塑料 熔体以200℃左右的温度注入模具，冷却到制品脱模时约 60℃左右的温度。其间所释放的热量约有5%左右以辐射、对 流的方式散发到大气中，其余95%左右将由冷却介质带走。 因此，模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。
• 冷却水道应与成型面各处距离相等，排列与成型面形状相符 图8-2 • 冷却水道应使成型零件表面冷却均匀，模具各处的温差不大 图8-3 • 冷却水道直径一般取Φ8-Φ12(层流和湍流) • 冷却水道间及冷却水道与成型面间的距离要适当 图8-4 • 冷却水道应先通过浇口部位并沿料流方向流动，即从模温高的区域流向模温低的区域
• 导热杆式冷却: 在型芯内插入导热率较高的铍铜合金，在其端部进行冷 却，用于细长型芯的冷却
• 2.冷却水道的连通方式 图8-10.11 • 串联:冷却介质从入口流入直径始终相等的水道,依次通过成型区后从出
口排出
• 并联:冷却介质从入口流入主干水道后，分若干分支流入成型区,然后同 时汇入出水主干水道排出
• 型芯冷却的基本形式 图8-19.20.21 四、小型芯的冷却 图8-22～26 五、冷却系统结构实例 图8-27
（a）的散热面积比图（b）的散热面积大得多，冷却效果好。 （a）是三个侧面参与冷却。 密封环设置的部位不同：（a）的配合面采用阶梯式的，避免 安装时候摩擦损坏，而（b）容易在安装时候O型密封环损坏。