模具温度调节系统的设计
注射模具调温系统设计
８
ｌ ０ １ ２
１６ ． ６
１２ ． ３ １１ ．０
５ ×Ｉ ． ０
６２×Ｉ ． ７４ １－ ．Ｘ ０ ３
ｌ ５
２ Ｏ ２ ５
０８ ． ７
０６ ．６ ０５ ３
．
９ ×ｌ ｜ ． 旷 ２
１ ．Ｘｌ ２４ ０ １ ．Ｘ ５５ ｌ ０
洼：在 Ｒ＝００ 及水温 １℃的条件下。（ｅ ｅ１００ Ｏ Ｒ 为雷诺准数）
ｍｏｄｎ ｌｉｇ， ｍｏｄ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｎ ｔｅ ｐａ ｔ ｌ ｆｌ ｎ ｏ ｌ ｅ ｅａｕｅ ｏ ｈ ｌｓｉ ｍｅｔｉ ｌ ｇ ｆ ｗ， ｓｌｄｆ ａｉｎ ｓｅｅ ｔｐ ｓ ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｌ ｔ ａｔ ｆｔｅ ｓ ｐ ｎ ｃ ｉ ｌ ｏｉｉｃ ｔｏ ｔｒｏｙ ｅ ， ｒｄ ｃｉ ｔ ａ ｄ ｐａ ｉ ｐ ｒｓｏ ｈ ｈａ ｅ ａ ｄ ｉ ｖｙ ｓ ｃ
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图２ 定模板冷却水道
６ ｃ ｔ ） ６ｘ ０ ４ ８（ — Ｏ ｏ ／ ２一 ０ ０ ｘ ７０ ２） ｐ 一 １０ １ ３
准角 ７ Ｏ
ｔ — 冷却 水 出 口温 度 ，３％ ； ｌ — ０
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一
一
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Ａｈ 从熔 融状 态 的塑料 进人 型腔 时 的温度 到 一 塑 料 冷 却 脱 模 温 度 为 止 ，塑料 所 放 出 的热 焓 量 ，
Ａ ｈ＝３５ １ ／ｇ ．ｘ ０Ｊｋ 。
Ａ ｓ ａｔ ｌ ｅ ｅａｕｅ（ ） ｅｅｓｔ ｅｍｏ ａｉ ｎ ｏｅｓｒ ｃ ｅ ｐ ｒｔｒ． ｉ ｅ ｅｍｏｌｓｉ ｏ ｈｒ ｏｅｔ ｇｐａｔ ｂ ｔ ｃ：Ｍｏ ｔ ｒ ｄ ｍｐｒｔｒ ＭＴ ｒｆｒ ｔ ｌ ｃｖｔ ａ ｄｃｒ ｕｆ ｅｔｍ ｅａｕｅ Ｅｔ ｒｔ ｒ ｐａｔ ｒｔｅ ｓｔｎ ｌ ｉ ｏｈ ｄ ｙ ａ ｈ ｈ ｃ ｍ ｉ ｓ ｃ
模具设计指南-模温控制
第十章模温控制模具温度对胶件的成型质量、成型效率有着较大的影响。
在温度较高的模具里，熔融胶料的流动性较好，有利于胶料充填型腔，获取高质量的胶件外观表面，但会使胶料固化时间变长，顶出时易变形，对结晶性胶料而言，更有利于结晶过程进行，避免存放及使用中胶件尺寸发生变化；在温度较低的模具里，熔融胶料难于充满型腔，导致内应力增加，表面无光泽，产生银纹、熔接痕等缺陷。
不同的胶料具有不同的加工工艺性，并且各种胶件的表面要求和结构不同，为了在最有效的时间内生产出符合质量要求的胶件，这就要求模具保持一定的温度，模温越稳定，生产出的胶件在尺寸形状、胶件外观质量等方面的要求就越一致。
因此，除了模具制造方面的因素外，模温是控制胶件质量高低的重要因素，模具设计时应充分考虑模具温度的控制方法。
10.1模具温度控制的原则和方式10.1.1模具温度控制的原则为了保证在最有效的时间内生产出高外观质量要求、尺寸稳定、变形小的胶件，设计时应清楚了解模具温度控制的基本原则。
(1)不同胶料要求不同的模具温度。
参见10.1.3节(2)不同表面质量、不同结构的模具要求不同的模具温度，这就要求在设计温控系统时具有针对性。
(3)前模的温度高于后模的温度，一般情况下温度差为20~30º左右。
(4)有火花纹要求的前模温度比一般光面要求的前模温度高。
当前模须通热水或热油时，一般温度差为40º左右。
(5)当实际的模具温度不能达到要求模温时，应对模具进行升温。
因此模具设计时，应充分考虑胶料带入模具的热量能否满足模温要求。
(6)由胶料带入模具的热量除通过热辐射、热传导的方式消耗外，绝大部分的热量需由循环的传热介质带出模外。
铍铜等易传热件中的热量也不例外。
(7)模温应均衡，不能有局部过热、过冷。
10.1.2模具温度的控制方式模具温度一般通过调节传热介质的温度，增设隔热板、加热棒的方法来控制。
传热介质一般采用水、油等，它的通道常被称作冷却水道。
第9章 压铸模加热和冷却系统设计
温金属液预热。 4)预热后的压铸模应进行必要的清理和润滑。 5)冷却液应该在压铸模预热之前此时通入，否
则将因激冷而引起压铸模产生裂纹甚至破裂。
9.2 模具的冷却 一、压铸模的冷却方法 压铸模的冷却方法主要有风冷和水冷两种形式． (一)风冷
通入成型镶缺或型芯内从而实现冷却，因此水冷模 具结构较风冷复杂。水冷速度比风冷速度快得多， 它能有效地提高生产效率。一般可以通过测定进水 口和出水口的温度以及模具型腔表面温度，据此控 制水流量，从而调节冷却效率。大中型铸件或厚壁 铸件以及大批量连续操作时为了保证散热员较大的 要求，通常采用水冷。
二、冷却通道的设计计算
2．熔融金属传给模具的热流量 熔融金属传给模具的热流量Q可 按下式计算
Q=qNm 式中 q——凝固热量(J／k g)；
N——压铸机生产率(次／h)； m——每次压铸的合金重量(kg／次)。 不同合金的凝固热量q 值，见表。
3．模具自然传走的热流量 模具自然传走的热量Q1是通 过周围辐射和传导而散发的。 其计算式可表示为
三、冷却系统的布置 (一)冷却通道的设计要点 设计冷却通道时应注意下述几点： ‘
1)冷却水道要求布置在型腔内温度最高、热量比较 集中的区域，流路要通畅，无堵塞现象。
2)模具镶拼结构上有冷却水通过时要求采取密封措 施，防止泄漏。
3)水管接头尽可能设置在模具下面或操作者的对面 一侧，其外径尺寸应统一，以便接装输水胶管。
活动型芯或者推杆发生干涉。加热孔径与电热元 件的壳体外径的配合间隙不应太大，以免降
低传热率。在动模和定模的套板上可以布置供安 装热电偶的测温孔，以便控制模温，其配合 尺寸应按照所选用的热电偶的规格而定。
注塑成型温度控制系统设计与实现
注塑成型温度控制系统设计与实现注塑成型温度控制系统是注塑机中至关重要的一环。
它的作用是控制模具及注塑材料的温度，确保成型品质稳定。
在现代工业的大规模生产中，注塑成型技术已经成为了一个非常重要的工艺技术，尤其在生产高精度和高可靠性产品时更为关键。
优秀的温度控制系统可以确保产品的质量稳定，并提高生产效率，降低成本。
一、系统工作原理注塑成型温度控制系统主要由温度控制器、加热器、冷却器、传感器及执行器等组成。
整个系统的工作原理是通过对模具及塑料料温度的控制，调节模具和塑料料的状态，从而确保成型品质量稳定。
在整个系统中，最核心的是温度控制器。
温度控制器可以通过传感器对模具和塑料料的温度进行实时监测，并发送反馈信号到加热器和冷却器进行控制。
当温度达到设定值时，温度控制器就会发送指令给执行器，切断加热器的电源或启动冷却器进行降温，从而实现温度控制的自动化。
二、系统设计注塑成型温度控制系统的设计需要考虑到以下几个方面：（1）模具类型及尺寸：由于不同的模具尺寸和形状会对温度分布产生不同的影响，因此需要根据具体模具的尺寸和形状，选择适当的温度控制方案。
（2）塑料料种类及颜色：不同种类的塑料料在成型时需要的温度和时间也不同。
因此需要在系统设计时考虑塑料料的种类和颜色，以便确定控制参数。
（3）温度控制器型号及精度：温度控制器的型号和精度对于成型品质量和生产效率都至关重要。
因此需要在系统设计时选择高精度的温度控制器进行控制。
三、系统实现注塑成型温度控制系统的实现需要具备以下几个条件：（1）传感器的正确布置：精确的温度控制需要通过传感器对模具和塑料料的温度进行实时监测，因此在系统实现时需要考虑传感器的数量、位置和精度。
（2）加热器和冷却器的设计选择：加热器和冷却器的设计和选择需要充分考虑实际生产环境中的电源供应、物料耗损和成本等因素。
（3）人机界面：人机界面是将工业控制系统与人进行交互的重要手段。
注塑成型温度控制系统的界面设计应简单易用、直观清晰，方便操作及维护。
模具外文翻译---注射成型模具温度调节系统的设计和优化
中文6236字出处：Journal of Materials Processing Technology, 2005, 164: 1294-1300注射成型模具温度调节系统的设计和优化D.E. Dimla a, ∗, M. Camilotto b, F. Miani b伯恩茅斯工程和计算设计大学，英国，多塞特，伯恩茅斯，基督城摘要随着消费寿命越来越短，诸如手机的电子产品在人群中变的越来越时尚，注塑成型依然是成型此类相关塑料零件产品的最热门方法。
成型过程中熔融聚合物被注入模具型腔内，经过冷却，最后脱模塑料零件产品。
在一个完整的注塑成型的过程主要有三个阶段，冲模，冷却和脱模。
成型周期决定生产的成本效益。
相应地，其中三个阶段中，冷却阶段是最重要的一步，它决定零件的生产速率。
这项研究的主要目的在于使用的有限元分析和传热分析在注塑成型工具中配置一个最优的和最有效的冷却/加热的水道。
一个适合注塑成型典型的组件3D CAD 模型的最佳的形状的设计完成之后，用来成型塑料零件的型芯和型腔的设计才得以实现。
这些也用在有限元分析和热分析，首先确定注射入口的最佳位置，然后确定冷却渠道。
这两个因素对成型周期影响最大，如果要减少的成型周期时间，那么，首先必须对这些因素进行优化并使其减至最低。
分析虚拟模型表明，与传统冷却模具相比，这样设计的冷却水道将大大减少循环时间，以及明显的改善制品质量和表面光洁度。
关键字模具设计优化，注塑成型1 引言：注射成型是塑料部件工业生产中其一个利用最多的生产过程。
它的成功在于，与其它成型方式相比，如吹塑成型，有高的三维形状塑造造能力，能带来更高的效益。
注塑成型的基本原则是一种固体聚合物经加热熔融后注入一模具型腔;然后经冷却后从模具脱模，获得与型腔结构相似的制品。
因此一个注塑成型的过程的主要阶段，涉及充模，冷却和制品脱模。
成型过程的成本效益，由成型所花的时间即成型周期决定。
相应地，其中三个阶段中，冷却阶段是最重要的一步，它决定零件的生产速率。
项目15 压铸模温控制系统设计
02 压铸模温控制系统设计
系统架构设计
架构概述
控制模块
温度传感器
加热/冷却模块
执行机构
压铸模温控制系统主要 由控制模块、温度传感 器、加热/冷却模块、执 行机构等组成。
负责接收温度传感器采 集的温度数据，根据设 定的温度目标值，通过 算法计算出加热或冷却 的输出量，控制加热/冷 却模块的工作。
实时监测压铸模具的温 度，将温度数据传输给 控制模块。
缺水保护
监测循环水路的流量和压力，当出现异常时自动停机并报警提示，防止因缺水导致加热元 件烧毁。
异常检测与处理
实时监测系统的运行状态，一旦发现异常情况（如传感器故障、控制异常等），系统自动 采取相应的处理措施（如切换备用设备、停机等），确保系统的稳定性和安全性。
04 系统测试与验证
测试环境搭建
测试设备
稳定性。
合作风险应对
选择有实力和信誉的供应商或 合作伙伴，建立长期稳定的合
作关系，降低合作风险。
06 经济效益与社会效益分析
经济效益分析
降低能耗
通过精确控制压铸过程中的温 度，可以减少不必要的能源消
耗，降低生产成本。
提高生产效率
稳定的模温控制可以减少生产 过程中的停机时间，提高生产 效率，增加产能。
控制模块
执行机构
选用具有强大运算能力和稳定性的工业控 制模块，如PLC或单片机，确保系统控制的 精确性和稳定性。
根据加热/冷却模块的特点，选择合适的执 行机构，如电动推杆或气动夹具，确保热 量传递的有效性。
软功能设计
数据采集与处理
软件应具备实时采集温度传感器数据的功 能，并对数据进行处理，如滤波、去噪等，
测试流程
按照测试方案，逐步进行系统测试， 记录测试数据，并对数据进行整理和 分析。
MW级风力发电叶片模具温度控制系统设计
至Ｐ Ｌ Ｃ 温 度控 制模 块Ｅ Ｍ２ ３ １ ，Ｃ Ｐ Ｕ根 据 标准信 号所 对 应 实 际温 度 与 所 设 定 控 制温 度 进 行 自动运 算 ， 通 过 调 节 电 阻加 热 丝 两端 电压 实 现 自动 控制 电 阻 加 热 丝温度 。系统原理 图 如图 １ 所示。
式 。水 循 环 加 热方 式 主 要 通 过 加 热 器将 水 加 热 到 设 定 温 度 ，通 过 水 泵 使 之 循 环 流 经 铜 导 热 管 将 热 量 传 递 至 所 需 加 热 设 备 。 此种 方 法 存 在 升 温 速 度
Ｙ ＡＮＧ Ｓｈ ｕ ａ ｉ ．ＹＩ Ｎ Ｘｉ ｕ — ｙ 限公 司，北京 １ ０ ２ １ ０ １ ） 要 ；在大型风力发 电叶片生产过程 中，叶片模具温度的控制对风力发 电叶片成型及产品质量起着至
关重要 的作 用 ，因此 在叶片生产过 程中 ，对 叶片模具 内表 面温度的精确 性及均匀性提 出了严 格的要求 。本文主要介绍 ７ＭＷ级大型风 电叶片模具 电阻丝加热的 电加热控制系统 ， 详细介绍 该控制 系统框架结 构 、控制算 法等关键内容 。该控制系 统在实际应用 中能够较好的解决 叶片
慢 、加 热 效 率 不 高 、 热 能 浪 费 、模 具 重 量 大 大增
加 等 缺 陷 ，在温 度 要求 高 于 １ ０ ０ 度 的碳 纤 维材 料加 热 成 型 过 程 中 ，水 加 热 系统 则无 法 达 到 要 求 。纯 电 阻丝 直 接 加 热 则 能 够 有效 避 免 上 述 缺 陷 。在 电 加 热 温 度 控 制 方 面 ， 随 着风 电叶 片 尺 寸 的 增加 ， 叶 片 成 型 模 具 加 热 存 在 区域 划 分 较 多 、温 度 控制 不 均 匀 、局 部 温 度过 高 或过 低 等 问 题 ，因 此对 温 度 控制 系统 有着 更高 更严 格的要 求 。 本 文 根 据 工 业 实 际 经 验 就 多 路 电 阻 丝 直 接
模具冷却系统设计
提高生产效率
通过快速冷却模具，缩短成型 周期，提高生产效率。
02
模具冷却系统设计基础
冷却液的选择
冷却液类型
根据模具材料、工艺要求和冷却 效果，选择合适的冷却液，如水 、油、丙二醇等。
冷却液性能
考虑冷却液的沸点、冰点、比热 容、粘度等物理性质，以确保良 好的冷却效果和流动性。
分析模具热量来源
了解模具在工作过程中产生的热量来源，如塑料熔体注入、模具与材料摩擦等， 以便合理分配冷却液流量和压力。
设计冷却液流道
确定冷却液流道数量和位置
根据模具结构和热量分布情况，合理确定冷却液流道数量和位置，以确保冷却液均匀分布到模具各部 分。
设计冷却液流道尺寸和形状
根据冷却液流量和压力要求，设计合理的流道尺寸和形状，以提高冷却效果和减少冷却时间。
模具冷却系统设计
汇报人：文小库 2023-12-25
目录
• 模具冷却系统简介 • 模具冷却系统设计基础 • 模具冷却系统设计流程 • 模具冷却系统优化设计 • 模具冷却系统设计实例
01
模具冷却系统简介
冷却系统的重要性
01
02
03
控制模具温度
保持模具温度在适宜范围 内，确保塑料在模具内流 动和成型过程的稳定性。
冷却系统的热交换效率分析
热交换面积
通过增加或减少热交换面积，优化热交换效率。
热交换器效率
分析热交换器的设计参数，如传热系数、流体阻力等，以提高热交换效率。
03
模具冷却系统设计流程
确定模具温度需求
确定模具各部分需要达到的冷却温度范围
根据产品要求、模具结构和工艺参数，确定模具各部分需要达到的冷却温度范围 ，以确保产品成型质量和模具寿命。
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NO 18
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局型芯用铍铜冷却形式
NO 19
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：型芯上用铍铜镶件冷却形式
NO 20
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：在多型芯上用导流板串联冷却形式
NO 21
§4-11
模具温度调节系统的设计
电热棒是一种标准加热组件，只要将其插入 模板上的孔内通电即可，此法常用。
电热棒及其安装
NO 23
§4-11
3. 电热圈加热
模具温度调节系统的设计
将扁状电阻丝绕在云母片上，再装夹在特制的金属外壳中而构成电热圈，其结构 如图，模具放在其中进行加热。此装置适合于压缩模、压注模的加热。
NO 24
NO 11
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：模板上水道布置－2
NO 12
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：模板上水道布置－3
NO 13
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：型腔上水道布置
NO 14
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：
常见的冷却水道布局：在多型芯上用冷却水管并联形式
NO 22
§4-11
模具温度调节系统的设计
二、模具的加热
若模具温度要求在80℃以上时，模具就要有加热装置。加热方法主要采用电流加
热，一般包括三种： 1. 电阻丝直接加热 把电阻丝放入绝缘瓷管中装入模板内，通 电后对模具加热，这种方法不常用。
2. 电热棒加热
§4-11
模具温度调节系统的设计
注塑成型时，模具型腔内熔体温度一般在200～300℃之间， 为了使熔体快速冷却成型，须将模具温度冷却至60℃左右才能取 出制品，为了缩短成型周期，需要对模具进行冷却。对于热固性 塑料，模具都要求有较高的温度，有的热塑性塑料流动性较差， 要求模具加热。
NO 1
§4-11
型芯用冷却水管冷却形式
NO 15
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：
型芯上钻水道孔冷却形式
NO 16
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：型芯上用螺旋槽嵌件冷却形式
NO 17
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：
型芯上采用低熔点合金浇注铜管 的冷却形式
2. 冷却装置
模具温度调节系统的设计
（3）喷水管式结构
NO 8
§4-11
2. 冷却装置
模具温度调节系统的设计
（4）螺旋式结构
NO 9
§4-11
模具温度调节系统的设计
（6）散热杆式冷却：在成型芯内插入金属杆导热，适用于细长成型芯的冷却。
NO 10
§4-11
模具温度调节系统的设计
常见的冷却水道布局：模板上水道布置－1
模具温度调节系统的设计
（3）冷却孔道通过两件不同零件时，应在相接处加密封圈。 （4）冷却孔道内不应有存水或产生回流的部位。冷却孔道直径一 般不小于8mm，常用12～15mm。 （5）凹模、凸模或成型芯应分别冷却，并应保证其冷却平衡。 （6）浇口部位由于经常接触注射机喷嘴，是模具上最热的部位， （7）进、出口水嘴接头应设在不影响操作的方向，尽可能设在模 具的同一侧，通常朝向注射机的背面。 （8）水嘴与水管连接处必须密封，不漏水。 （9）冷却水道的排列优先选用串联形式。
（10）进、出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均 匀。
NO 4
§4-11
2. 冷却装置
模具温度调节系统的设计
（1）直通式结构。
NO 5
§4-11
2. 冷却装置
模具温度调节系统的设计
（2）隔水片式结构
NO 6
§4-11
2. 冷却装置
模具温度调节系统的设计
（2）隔水片式结构
NO 7
§4-11
模具温度调节系统的设计
塑料模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产率。常用 热塑性塑料的模具温度见下表：
NO 2
§4-11
模具温度调节系统的设计
一、模具冷却系统 1. 冷却水道设计原则 （1 （2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。同一塑件的不同部位 的冷却应与塑件的厚度相匹配，如图:
NO 3
§4-11