塑料模具冷却系统设计
模具冷却水道冷却能力计算
模具冷却水道冷却能力计算模具冷却是塑料注射成型过程中至关重要的一步，它可以决定产品的质量和生产效率。
模具冷却水道的冷却能力的计算对于冷却系统的设计非常重要。
本文将会介绍模具冷却水道的基本概念、冷却能力的计算方法以及一些影响冷却能力的因素。
一、模具冷却水道的基本概念在塑料注射成型过程中，模具冷却是在塑料熔化注射后，将模具温度冷却至开模温度的过程。
而模具冷却水道就是用于导热的管道系统，通过水或其他冷却介质将热量从模具中带走，从而实现模具的冷却。
模具冷却水道分为常规冷却水道和流体动力冷却水道两种类型。
常规冷却水道通常采用圆形截面的通道，冷却效果一般。
而流体动力冷却水道则采用各种特殊截面形状的通道，通过快速的流体动力，提高流体和模具之间的热交换效率，从而提高冷却效果。
二、模具冷却能力的计算方法模具冷却能力的计算可以通过计算冷却水道的传热量来实现。
传热量的计算公式如下：Q=λ×ΔT×A×N其中，Q是模具冷却能力，λ是冷却介质的传热系数，ΔT是模具冷却水的温度差，A是冷却水道的截面面积，N是冷却水道的数量。
冷却介质的传热系数不同于不同的材料和流体条件而异。
它可以通过实验测定或者参考已有的资料获得。
冷却水道的截面面积可以通过冷却水道的形状和尺寸来计算得出，常见的冷却水道形状包括圆形、方形、椭圆形等。
冷却水道的数量通常由模具的结构和冷却需求来确定。
三、影响模具冷却能力的因素1.冷却水道的布局：合理的冷却水道布局可以使冷却水均匀分布在整个模具中，提高冷却效果。
冷却水道的长度、宽度和深度也会影响冷却能力。
2.冷却水的流速：流速越大，热交换效率越高，对模具的冷却能力越强。
但是过高的流速可能会造成水垢的形成，影响传热效果。
3.冷却水的温度：冷却水的温度越低，热交换效率越高，对模具的冷却能力越强。
但是过低的温度可能导致冷却水结冰，堵塞冷却水道。
4.模具材料的热导率：模具材料的热导率越高，传热效率越高，对模具的冷却能力越强。
注塑模具的冷却和加热
（3）塑件局部厚处应加强冷却
（4）控制入水与出水的温度差
温差大，则温度不均 大型塑件的型腔较大，水道排列方向与其长度垂直
A 不合理
B 合理
（5）冷却水道要尽量避免接近熔接缝
（6）浇口处应加强冷却
浇口附近温度最高应加强冷却，通入冷水，在温度低 的外侧通热交换过的温水。
3．冷却的计算（估算）
（2）模具的大小和需要冷却的面积：确定冷却水孔数、孔径 （3）塑件熔接痕的位置：避开
型芯的冷却
间接冷却
冷却水嘴的安装
2．冷却水孔开设的原则
（1）冷却水孔的数量尽量多，尺寸尽量大
五个大水孔： 进水温59.830C，出水温60.50C 型腔表面温差60~60.050C 二个较小水孔： 进水 450C，出水61.50C 型腔表面温差53.33~600C
(2)目前应用最广泛的加热方式是 电加热
常用的有电热板、电热框、电热圈、电热棒。
按模具外形选择电加热方式。
电热棒及其安装
电热圈
方法一
式中：P总——模具加热所需功率（千瓦） M——模具质量（千克） Ｃ——模具材料比热（千卡／千克*度） T1——模具初始温度 T2——模具（热流道板）所需温度 ｔ——加热时间 η——加热器的效率（0.3~0.5） 3600——单位换算系数
型腔表面温度与水孔数量、直径及进水温度有关 要考虑各种孔（顶杆孔、型芯孔）、镶块、接缝等的影响 在满足结构设计的情况下开设冷水道。
（2）水孔到型腔表面距离相等 排列与型腔形状相仿
① 水孔中心不可离型腔表面太近→型腔表面温度不均 ② 内压力大时，正对水孔的型腔壁面压溃变形
根据型腔内压力确定所允许的水孔间距 水孔离型腔壁的距离可查手册 a>10mm，常用12~15mm、孔间距1.7~3d。
注塑模冷却系统设计原则及结构形式
注塑模冷却系统设计原则及结构形式⼀、模具冷却系统设计原则为了提⾼⽣产率，保证制品质量，模具冷却系统设计以保证塑件均匀冷却为基本原则。
具体设计时注意以下⼏点：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。
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。
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。
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。
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。
图3-9-10 ：浅壳类塑件定模钻孔、动模组合型芯铣槽。
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。
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。
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。
模具3大系统设计方案
模具3大系统设计方案引言在模具设计和制造领域，模具系统是至关重要的一环。
它包括三个主要的系统——注塑系统、压铸系统和冲压系统。
本文将分别介绍这三个系统的设计方案，重点关注其功能、结构和操作特点等方面。
1. 注塑系统设计方案1.1 功能注塑系统是将熔融状态的塑料材料注入到模具腔中，然后冷却凝固形成所需产品的系统。
它的功能包括塑料材料的加热和熔化、注塑过程的控制、模具的冷却和产品的射出等。
1.2 结构注塑系统主要由料斗、加料机、螺杆、注射缸和模具等组成。
其中，料斗用于储存塑料颗粒，加料机用于将颗粒精确地送入螺杆中，螺杆通过旋转将塑料颗粒加热、熔化，并将熔融的塑料推入注射缸中。
注射缸提供持续而稳定的注射压力，将熔融塑料推入模具腔中。
模具则提供所需产品的形状和尺寸。
1.3 操作特点注塑系统的操作特点主要体现在以下几个方面： - 需要设定合适的温度、压力和时间参数，以实现对注塑过程的精确控制； - 需要周期性地清理和维护注射缸和模具，以确保系统的正常运行和延长使用寿命；- 需要根据产品要求调整注射速度、压力和冷却时间等参数，以获得满足要求的产品。
2. 压铸系统设计方案2.1 功能压铸系统是通过对金属材料的加热和注入，将熔融金属填充到模具腔中，然后冷却凝固形成所需产品的系统。
它的功能包括金属材料的加热和熔化、注入过程的控制、模具的冷却和产品的铸造等。
2.2 结构压铸系统主要由熔炉、注射机、模具和冷却系统等组成。
熔炉用于加热金属材料至熔化温度，注射机将熔融金属推入模具腔中。
模具提供所需产品的形状和尺寸，冷却系统则用于对模具和铸件进行冷却。
2.3 操作特点压铸系统的操作特点主要体现在以下几个方面： - 需要定期检查和维护熔炉和注射机，以确保其正常工作； - 需要调整金属的加热温度和熔化时间，以满足不同金属的要求； - 需要根据产品要求调整注射速度、压力和冷却时间等参数，以获得满足要求的铸件。
3. 冲压系统设计方案3.1 功能冲压系统是通过将金属材料放在模具中，然后施加高压力以改变材料形状的系统。
典型注塑模设计-项目1-模块三
1.排气系统
大多数情况下可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙自然地排气 ，其间隙值通常为0.01～0.03mm，以不产生溢料为限。
排气与引气系统的设计
相关理论知识
2.引气系统的设计 大型深壳形制品包紧型芯形成真空，难以脱模，需要引气装置。 镶拼式侧隙引气 气阀式引气 相关理论知识
能合理地设计浇注系统
能合理地进行成型零件设计
能正确地绘制模具装配图和零件工作图
1.能设计合理的冷却系统 2.能设计合理的排气系统 3.能绘制合理的冷却水道布置图
学习目标
工作任务
根据图示的塑件零件图以及已确定的总体结构方案，设计本模具的冷却系统和排气系统，并绘制冷却水道布置图。
冷却系统设计
低粘度-低模温
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根据图示的塑件零件图以及已确定的总体结构方案，设计本模具的冷却系统和排气系统并绘制冷却水道布置图。
练习
高粘度-高模温
模具结构设计方案
模具结构设计方案模具是工业生产中常用的工具之一，广泛应用于塑料、金属、陶瓷等制品的生产过程中。
模具的结构设计对产品的成型质量、生产效率以及模具寿命等都有着重要的影响。
下面将以塑料模具为例，详细介绍模具结构设计的几个方面。
首先是模具的整体结构设计。
模具一般由上、下两部分组成，上模和下模之间通过模具螺栓连接。
上模通常由进料口、固定板、移动板、顶针等部分组成，下模则由底板、定位销、导向板等部分组成。
在整体结构设计中，需要注意上、下模的对位准确、顶出机构的稳定性以及模具的可拆卸性等。
其次是注塑模具中的流道系统设计。
流道系统是塑料模具中最关键的部分，直接影响产品的成型质量。
在流道系统的设计中，需要考虑塑料的充填速度、压力和温度等因素，合理选择流道的截面形状和尺寸。
同时，还需要设计出合适的喷嘴和冷却系统，以确保塑料在流道中充分流动和冷却。
第三是模具的冷却系统设计。
冷却系统对于模具寿命和产品质量有着重要的影响。
在冷却系统的设计中，需要合理设置冷却通道，并确保冷却通道与模具表面的距离足够近，以提高冷却效果。
同时，还需要注意冷却通道的位置和布局，以保证整个模具受热均匀，避免产生应力集中和变形等问题。
另外还需要考虑模具的顶出机构设计。
顶出机构主要用于将成型的产品从模具中弹出，避免产品粘模。
在顶出机构的设计中，需要确保顶出机构的稳定性和可靠性，同时考虑到产品的形状、材料和尺寸等因素，设计合适的顶出机构形式和数量。
最后是模具材料的选择。
模具材料的选择直接影响到模具的使用寿命和成本。
一般而言，模具材料要求具有较高的硬度、强度和耐磨性，同时还需具备一定的耐腐蚀性和导热性等特点。
在选择模具材料时，需要根据具体的生产需求和经济因素综合考虑，选择合适的模具材料。
综上所述，模具结构设计是一个复杂的工作，需要考虑多个方面的因素。
合理的模具结构设计可以提高产品的成型质量和生产效率，延长模具的使用寿命，减少生产成本。
因此，在进行模具结构设计时，需要充分考虑以上几个方面的原则和要点，以保证模具的性能和质量。
塑料外壳注塑模具设计
塑料外壳注塑模具设计1.引言注塑模具是塑料制品生产中不可缺少的工具，它的设计质量直接影响到产品的质量和成本。
塑料外壳注塑模具设计需要考虑产品的形状、尺寸、材料、工艺要求等因素，以确保模具能够满足产品的需求。
2.设计步骤2.1产品分析在进行模具设计之前，首先需要对塑料外壳产品进行分析。
分析产品的形状、尺寸、材料等因素，并明确产品的工艺要求。
根据这些分析结果，确定模具的设计方案。
2.2模具结构设计2.3注模系统设计注模系统是模具中重要的一个组成部分，包括注射机、模芯、模板、射嘴等。
注模系统的设计应该考虑到产品的尺寸、形状、材料等因素，以确保产品能够顺利注射成型。
2.4冷却系统设计冷却系统对于塑料注塑模具的设计至关重要。
冷却系统的设计应该考虑冷却水的流动性、冷却水的温度控制等因素，以确保产品能够快速冷却成型，并且减少产品的变形和缩水等问题。
2.5排气通道设计在注塑过程中，气体会随着塑料的注入而产生。
为了避免产品出现气泡等缺陷，需要在模具设计中合理设计排气通道。
排气通道应该位于产品的薄壁处，且通道尺寸要适当，以确保气体能够顺利排出。
2.6模具材料选择模具的材料选择直接关系到模具的使用寿命和成本。
一般情况下，塑料外壳注塑模具常使用的材料包括铝合金、钢、铜等。
在选择材料时，需要综合考虑模具的成本、使用寿命、抗腐蚀性能等因素。
3.模具设计注意事项在塑料外壳注塑模具设计过程中，需要注意以下几个方面：3.1模具结构的简单性和合理性模具结构要尽量简单，以降低模具的制造难度和成本。
同时，模具结构要合理，能够满足产品的加工要求，并具备良好的生产效率。
3.2模具的加工精度和表面质量模具的加工精度和表面质量直接影响到产品的尺寸精度和表面质量。
因此，在模具设计中，需要考虑到模具加工的精度要求并做出相应的设计。
3.3模具的强度和刚性模具在使用过程中会承受较大的力和压力，因此需要具备良好的强度和刚性。
模具的设计应该综合考虑材料的选择、结构的设计等因素，以确保模具能够承受工作条件下的应力和压力。
塑料模具设计 重点总结(高分子材料专业)2
塑料模具设计重点总结(高分子材料专业)2无流道浇注系统是指在注塑成形的过程中不产生流道凝料的浇注系统。
其原理是采用加热的办法或者绝热的办法，是整个生产周期中从主流道入口起到型腔浇口止的流道中的塑料一直保持熔融状态，因而在开模时，只需取出产品而不必取出浇注系统凝料。
采用绝热的办法的称为绝热流道模具，采用加热的办法的称为热流道模具，目前在应用上以后者为主。
绝热流道注塑模具绝热流道系统是将流道设计得相当粗大，以致流道中心部位的塑料在连续注塑时来不及凝固而始终保持熔融状态，从而让塑料熔体能通过它顺利地进入型腔。
分类：1．单型腔的井坑式喷嘴：又名井式喷嘴，绝热主流道，是最简单的绝热式流道，适用于单型腔。
2．多型腔的绝热流道模具：又称为绝热分流道模具，浇口常见有主流道型浇口，针点浇口等热流道注塑模具热流道模具的优点：1．节省了普通浇注系统流道凝料的回收加工的费用。
2．缩短成形周期，省去脱浇注系统的时间，和有时为了冷却粗大的浇注系统所多耗费的时间。
3．能更有效完成地利用注塑机的注塑能力生产出较大的产品，节省了每次注塑时耗于浇注系统的料。
与三板式模相比由于无需脱浇注系统，所需的开模行程大大减小能生产高度更大的制品。
4．浇注系统粗大且保持最佳的熔融状态，因此充模流动阻力减少，有效补料的时间延长，有利于提高制品质量。
同时由于不需在新料中大量掺入回收的浇口料，也有益于提高制品质量。
热流道模具的缺点：1．开机时要较长时间才能到达稳定操作，因此开机时废品较多。
2．需要操作技能较高的专业人员。
3．模具结构复杂，成本高，需要增添外接温控仪等辅助设备。
4．易出现熔体泄露、加热元件故障等较敏感问题，需精心维护，否则产生热降解等不良现象。
具有以下性质的塑料，适宜采用热流道模具：1．加工温度的范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料。
2．对压力敏感，不加压力时不流延，但施以很小压力即容易流动的塑料熔体。
3．热变形温度较高。
制品在高温下而能快速固化，并能快速脱出的塑件。
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塑料模具冷却系统设计
1运水位置
1.1.对收缩大的产品如PP﹑PE﹑PVC等﹐尽量沿制品收缩大的方向排布运水。
1.2.在保证模具材料强度的前提下,运水尽可能靠近型腔或型芯表面,并且围绕所成型的制品均匀布置.其尺寸要求如图：
1.3.当模具采用镶拼结构,且镶件尺寸足够大时,应单独冷却,如齿轮镶件等圆形镶件,一般设置环形水路;大的行位也要单独冷却。
D=d+(1~2) (d为水道直径)
1.4.模具各部分一定要均匀冷却,因结构不能设计运水的地方﹐采用铍铜方式冷却。
1.5.当两条水路空间交叉或在同一平面位置时﹐水路长度小于150,其最小间距为3mm, 水路长路大于150,其最小间距为5mm,如图:
1.6. 运水应避开顶针﹑司筒﹑镶针﹑斜顶﹑直顶﹑螺丝等零件﹐其周边最小间距为3mm,当模具设置先复位机构时﹐其出入水位置不得与之发生开涉。
1.7. 当一套模具中,运水组数超过2组时,应在各出入水位置做“OUT”和“IN”的标记。
“OUT”表示出水,“IN”表示入水.同时应加上序号,表示连接的顺序。
2. 水路大小
尽量选用大的水路,其最小直径为ø1/4”,迫不得已时可采用ø3/16”的水路,但最大也不能超过ø1/2”,常用水路为ø1/4”、ø5/16”、ø3/8”。
水路中各水道的直径应尽量相同,避免流速不均。
模具中,单独一组水路转接不可太多,以免影响冷却效果。
3. 水路与模胚位置关系
3.1.优先考虑在模胚的宽度方向接入﹑导出运水,否则须在模胚长度方向加四支角柱。
3.2.运水原则上从模胚导入﹐不直接入内模;当运水必须直接入内模或者冷却行位时﹐应在模胚上喉咀避空槽其宽度为20～40。
3.3.直身模﹐避免水管从码模坑通过﹐应保证运水攻牙边距码模坑边5mm.。
如图所示：
3.4.当前后模运水从同一方向接入﹐导出时﹐其间距应大于35mm.。
3.5.当面板厚度较小﹐又需通过运水时﹐应保证运水中心与面板顶15mm的距离。
当面板厚度为20MM,其距离为13.0MM。
4. 水井
对于深腔类制品﹐为保证制品充分冷却﹐应设置水井﹐当需采用斜孔连接两水井时﹐其斜孔最大角度为45o﹐尺寸A最小不得小于3.0MM (如图)﹐水井隔片采用青铜﹐库存规格如下﹕
1) 1/8"x1"x1200mm
2) 1/8"x1-1/4"x1200mm
3) 1/8"x1-1/2"x1200mm。