注射模具-9冷却系统
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
ｆ ～
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命 寺
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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奇 命
一
一
。 。 令
＇ 一一
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
冷却系统的设计教材
模具技术系
相 关 理 论 知 识
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
关 均厚度来确定。
实 践 平均壁厚为2mm时，水孔直径可取8～10mm； 知 平均壁厚为2～4mm时，水孔直径可取10～12mm； 识 平均壁厚为4～6mm时，水孔直径可取10～14mm。
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
模块三：冷却及排气系统设计
（一）冷却系统设计
本塑件壁厚均为1.5mm，
相 制品总体尺寸为
关
60×30×12，较小，确 定水孔直径为6mm。并
实 在型腔和型芯上均采用直
践 流循环式冷却装置。由于
知 动模、定模均为镶拼式，
识 受结构限制，冷却水路布
置如图所示。
模具技术系
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
模具技术系
（一）模具温度及其调节的重要性
1、模具温度对塑料制品质量的影响
相 关 模温过低 理 论 模温过高 知
塑料流动性差，塑件轮廓不清晰， 表面无光泽；热固性塑料则欠熟。
塑料易造成溢料粘模，塑件脱模困 难，变形大；热固性塑料则过熟。
识 模温不均 型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、
内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定。
工
作
任
务
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
模块三：冷却及排气系统设计
模具技术系
（一）冷却系统设计
一般注射到模具内的塑料温度在200度左
相 右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度 关 在60度以下。
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。
塑料注射模具知识点总结
概述塑料注射模具是用于制造塑料制品的一种装置，由模具基板、模具芯、注射系统、冷却系统、脱模系统等部分组成。
塑料注射模具制造是一项相对复杂的工艺，需要对材料、工艺、设计、加工等方面具有深入的了解和掌握。
本文将从材料、设计、加工、维护等方面综合介绍塑料注射模具的知识点。
一、塑料注射模具的材料1.1 模具基板材料模具基板是塑料注射模具的主要承载部分，需要具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特性。
常见的模具基板材料有P20、718、2738等。
P20材料具有良好的硬度和耐磨损性能，适合制作中小型模具；718材料具有高强度和硬度，适合制作大型模具；2738材料具有高镍合金特性，适合制作高精度模具。
1.2 模具芯材料模具芯是用于塑料制品内部结构的部分，需要具有高硬度、高精度、耐磨损等特性。
常见的模具芯材料有SKD61、S136等。
SKD61材料具有良好的热稳定性和硬度，适合制作高品质的模具芯；S136材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性，适合制作高精度的模具芯。
1.3 注射系统材料注射系统是用于将熔融塑料材料注入模具腔内的部分，需要具有耐高温、耐腐蚀、高流动性等特性。
常见的注射系统材料有H13、H13W等。
H13材料具有良好的耐热性和抗氧化性，适合制作注射系统组件；H13W材料具有更高的硬度和耐磨损性，适合制作高性能的注射系统组件。
1.4 冷却系统材料冷却系统是用于控制模具温度的部分，需要具有良好的传热性能、耐腐蚀、高耐压等特性。
常见的冷却系统材料有铜合金、铝合金、不锈钢等。
铜合金具有良好的导热性和抗腐蚀性，适合制作冷却系统管道；铝合金具有较轻的重量和较高的导热性，适合制作冷却系统散热器；不锈钢具有较高的耐腐蚀性和耐压性，适合制作高性能的冷却系统组件。
1.5 脱模系统材料脱模系统是用于将成型塑料制品从模具中脱离的部分，需要具有良好的脱模性能、耐磨损、易维护等特性。
常见的脱模系统材料有冷作钢、硬质合金等。
冷作钢具有良好的硬度和耐磨损性，适合制作脱模系统零部件；硬质合金具有更高的硬度和耐磨损性，适合制作高性能的脱模系统零部件。
文献翻译译文-一种使注射成型冷却更有效的系统设计方法
编号：毕业设计(论文)外文翻译（译文）学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：姓名：职称：2014年3 月9 日一种使注射成型冷却更有效的系统设计方法摘要对于热塑性磨模具来说，零件的质量和周期在很大程度上由冷却阶段决定。
为了尽量减少产生不必要的冷却翘曲和收缩等缺陷现象，在设计中需要进行大量的研究。
我们在本文中提出了优化冷却系统的设计方法，立足于几何分析之上，指出冷却线是利用冷却形态的概念并且定义了冷却水道的位置。
在这里它们是恒定不变的，我们只用专注于流体温度沿冷却线的分布和强度。
由于两方面组成的目标函数最小化，我们制定的这个温度分布测定表明必须选出最优的这种方法。
本文所期待的是收缩零件质量以及改善翘曲条件。
关键词：逆向问题；热传导；注塑成型；冷却设计1 引言热塑性注塑模具在塑料产业领域被广泛地使用。
这个过程基本分为四个阶段：模腔填充，塑料固化，冷却以及推出塑件。
在这些阶段中，专门为零件的冷却时间约占了进程总时间的百分之七十。
并且塑件的部分质量会被这个阶段直接影响。
因此，必须尽可能均匀地冷却零件，这样的话，如凹痕、翘曲、收缩等不良缺陷会减少，而热残余应力也将会达到最小化。
冷却时间、数量、位置和水道的大笑的关键因素是最佳进水参数，对冷却液温度和流体之间的传热和内表面的水道系数。
设计冷却系统主要是根据设计者的经验，然而新的快速成型工艺的发展有可能使得在制造形状复杂的水道时这个经验显得不够用。
所以，冷却系统的设计必须归结于一个优化问题。
1.1 热传导分析用热传导注入工件传输的研究是一个非线性问题是由于对温度参数的依赖。
然而，影响模具的等热物理参数，如热导率和热容量保持在不变的温度范围内。
此外，聚合物的结晶作用往往被忽视，以及与模具和零件热接触电阻被认为是恒定的。
温度场的演化通常是通过求解傅立叶周期边界条件方程而得到的，这种演变可分为两个部分：一个是循环的一部分，另一个是平均短暂的一部分。
塑料注射模具零件及技术条件
塑料注射模具零件及技术条件一、引言塑料注射模具是一种常用的工具，用于生产各种塑料制品。
它由模具零件组成，这些零件在塑料注射过程中起着关键作用。
本文将探讨塑料注射模具零件及其相关技术条件。
二、模具零件的分类塑料注射模具零件主要可以分为以下几类：模板、模具芯、模具腔、顶针、导柱、导套、顶杆等。
每个零件在注射过程中都有自己的功能和特点。
1. 模板：模板是模具的主要组成部分，用于支撑和固定其他零件。
它通常由优质钢材制成，具有高硬度和耐磨性。
2. 模具芯：模具芯是塑料制品内部形状的镶件，常用于制造中空或复杂形状的产品。
它的质量和精度直接影响产品的成型质量。
3. 模具腔：模具腔是塑料制品外部形状的镶件，通常由模板和模具芯组成。
它的设计和加工精度直接影响产品的尺寸和表面质量。
4. 顶针：顶针用于模具腔的顶出机构，用于将成型产品从模具中顶出。
它的材料选择和设计要考虑到产品的形状和尺寸。
5. 导柱：导柱用于模具的定位和导向，保证模具的准确性和稳定性。
导柱通常由优质合金钢制成，具有高强度和耐磨性。
6. 导套：导套用于导柱与模板之间的配合，减少摩擦和磨损，保证模具的精度和寿命。
7. 顶杆：顶杆用于模具的顶出机构，通过压力将顶针向前推动，顶出成型产品。
三、模具零件的技术条件模具零件的设计和制造需要满足一定的技术条件，以确保产品的质量和生产效率。
1. 材料选择：模具零件通常使用优质钢材或合金钢材制造，具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
2. 加工精度：模具零件的加工精度要求高，特别是模具腔和模具芯的加工精度直接影响产品的尺寸和表面质量。
3. 表面处理：模具零件的表面通常需要进行热处理、硬化或镀铬等处理，以提高其耐磨性和使用寿命。
4. 装配精度：模具零件的装配精度要求高，以确保模具的准确性和稳定性。
5. 冷却系统：模具零件的设计需要考虑冷却系统，以提高注射过程中的冷却效果，减少产品的收缩和变形。
6. 排气系统：模具零件的设计还需要考虑排气系统，以排除注射过程中产生的气体，防止产品出现气泡和缺陷。
注塑机冷冻水循环系统设计探讨
研究表明，当液压油温度超过55t时，液压油的氧化加 剧。油温超过55P后，温度每上升10t左右，液压油的使用寿 命要缩短一半，因此，控制油温是防止液压油氧化变质的重要 环节。液压系统的理想工作温度应为45~50t,因液压系统是 依据选定的压力油的黏度而设计叫因此，在设计过程中需考 虑液压油降温冷却系统，从而延长液压油的使用寿命和保证 注塑机液压系统的控制精度和灵敏度。
液压油降温冷却系统控制理想油温为45~50t,此系统对 冷却水温度的要求远小于模具循环水系统，设计冷却系统时
不宜将2个系统合用。
2. 2冷却水系统流量
冷却水流量需要同时满足系统散热量和紊流换热(理想
雷诺数为101以上)2个要求，因此，计算冷却水流量应该为 2步进行。 2.2.1根据散热量计算模具冷却循环水系统流量
[Keywords ] injection machine; mold cooling circulating water system; water supply temperature; system introduction
【中图分类号]XQ320.66+l
【文献标志码】A
【文章编号]1007-9467 (2020) 02-0134-04
计过程中需要特别注意的水泵选型、系统补水、管路平衡与安装和系统防腐等问题进行了详细的论述。
[Abstract] Based on the author's experience in the design ofthe circulating chilled water system ofseveral injection molding workshops in the field ofwhite household appliances, the specific parameter ranges ofthe water supply temperature and the water temperature difference between the supply and return ofthe circulating chilled water system are given, and the calculation and verification methods ofthe cooling water flow ofa single injection molding machine are proposed. Secondly, it introduces two kinds of system schemes to meet the requirement of annual water supply temperature, and discusses in detail the problems ofpump selection, system water supplement, pipeline balance and installation, system anti-corrosion, etc., which need special attention in the design process. 【关键词】注塑机;模具冷却循环水系统;供水温度；系统简介
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2.9.4冷却水道的简易工艺计算
（4）冷却水在管道内的流速 （5） （5）求冷却管道总传热面积A （6） （6）模具应开设的冷却管道的孔数为 （7）
Q1可表示为 Q1＝[c2(θ3－θ4)+u] （2） 式中c2——塑料的比热容，kJ／(kg· ℃)； θ3、θ4——分别为塑料熔体的温度和推出前塑件 的温度，℃； u——结晶形塑料的化潜热，kJ／kg。 常用塑料的比热容和潜热均可从经验表格中选择， Ql也可从经验表格中选择。
(3)冷却水孔直径的选取。范围：6-30 mm 常用孔径为φ6、φ8、φ10、φ12、φ16。
(4)普通模具和精密模具在冷却方式上有差 异
2.9.2冷却系统的设计要点
(5)降低入水与出水温度差。
(6)冷却水道中，冷却介质的冷却路线应相 等
2.9.2冷却系统的设计要点
(7) 冷却水孔的设置。
(1) 塑料制件在固化时每小时释放的热量Q
查表取聚丙烯的单位热流量Ql＝5.9×102kJ／kg 故Q＝WQ1＝50×5.9×102＝2.95×104kJ/h
(2)求冷却水的体积流量 由式(1)得
(3)求冷却管道直径，查表，为使冷却水处 于湍流状态，取d＝25 mm。
(4)求冷却水在管道内的流速，由式(5)得
2.9注射模具的 温度调节系统
2.9.1模具温度调节的必要性
（1） 模具温度调节对制品质量的影响
①变形 ②尺寸精度 ③力学性能 ④表面质量
(2)模具温度调节对生产效率的影响
2.9.2 冷却系统的设计要点
(1)冷却系统的设计应先于推出机构。 (2)冷却水通道的设置
2.9.2冷却系统的设计要点
2.9.3 冷却回路的形式
2.9.3.1 冷却水道的连通方式
2.9.3 冷却回路的形式
2.9.3.1 冷却水道的连通方式
2.9.3.2 冷却水路结构
型芯冷却
型腔冷却
2.9.4冷却水道的简易工艺计算
ห้องสมุดไป่ตู้
（1）模具冷却时所需冷却介质的体积流量
(5)冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数A 查表，取f＝7．22(水温为30℃时)，再由式(4)得
(6)求冷却管道总传热面积A，由式(6)得
(7)求模具上应开设的冷却管道的孔数，由式(7)得
L——冷却管道开设方向上模具长度或宽度(m)； A——冷却管道总传热面积(m2)； d——冷却管道的直径(m)。
例 注射成形聚丙烯制品，产量为50kg/h， 用20℃的水作为冷却介质，其出口温度为 27℃，水呈湍流状态，若模具平均温度为 40℃，模具宽度为300mm，求冷却管道直 径及所需冷却管道孔数。
（1）
qv——冷却介质的体积流量，m3／min； W——单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量，kg／ min； Ql—单位重量的塑件凝固时放出的热量，kJ／kg； ρ——冷却介质的密度，kg／m3； c1——冷却介质的比热容，kJ／(kg· ℃)； θ1 θ2——冷却介质出口、进口温度，℃；
2.9.4冷却水道的简易工艺计算
2.9.4冷却水道的简易工艺计算
（2）求出冷却水的体积流量qv后，便可根 据冷却水处于湍流状态下的流速u与管道直 径的关系，确定模具冷却水管道的直径d。
2.9.4冷却水道的简易工艺计算
（3）冷却管道总传热面积A(m2) (3)
h—冷却孔壁与冷却介质之间的传热膜系数， KJ/(m2· ℃) h· △θ—模温与冷却介质温度之间的平均温差，℃。
2.9.2冷却系统的设计要点
(8)尽可能使所有冷却管道孔分别到各处型 腔表面的距离相等。
2.9.2冷却系统的设计要点
(9)应加强浇口处的冷却。
2.9.2冷却系统的设计要点
(10)应避免将冷却管道开设在塑件熔合纹 的部位。
2.9.2冷却系统的设计要点
(11)冷却系统应防止漏水
(12)进口、出口水管接头的位置应尽可能设在 模具的同一侧。进口与出口接头尽量不要高 出模具外表面。