模具冷却水路设计方案
模具螺旋冷却水路
模具螺旋冷却水路
摘要：
1.模具螺旋冷却水路的概念和原理
2.模具螺旋冷却水路的设计要点
3.模具螺旋冷却水路的优势和应用
4.模具螺旋冷却水路的维护和改进
正文：
一、模具螺旋冷却水路的概念和原理
模具螺旋冷却水路是一种应用于模具冷却系统的技术，其主要原理是通过螺旋状的水流将热量快速带走，以达到高效冷却模具的目的。
这种冷却方式能够在保证模具正常工作的同时，提高生产效率和延长模具使用寿命。
二、模具螺旋冷却水路的设计要点
在设计模具螺旋冷却水路时，应考虑以下几个方面：
1.水路设计：需要根据模具的形状和结构，设计出合适的螺旋水路，以确保冷却效果均匀。
2.冷却水流速：水流速度过快或过慢都会影响冷却效果，因此需要合理控制水流速度。
3.冷却水进出口：设计合理的冷却水进出口，能够有效避免水流对模具产生冲击，保护模具。
三、模具螺旋冷却水路的优势和应用
模具螺旋冷却水路具有以下优势：
1.冷却效果佳：螺旋状的水流能够快速将热量带走，提高冷却效果。
2.节省能源：相较于传统冷却方式，模具螺旋冷却水路能够降低能耗，节约成本。
3.延长模具寿命：通过有效的冷却，能够降低模具的工作温度，延长模具使用寿命。
因此，模具螺旋冷却水路广泛应用于各类模具的冷却系统中，如注塑模具、压铸模具等。
四、模具螺旋冷却水路的维护和改进
为了确保模具螺旋冷却水路的正常工作和延长使用寿命，需要进行定期的维护和检查。
注塑模具冷却水路设计PPT课件
2•2002244/4/4/9/9
•10
计算冷却水的体积流量 q v
• 设冷却水道入水口的水温为θ2=22°C,出水口的水温θ1=25°C， 根据公式1（p283）得：
• q v =GΔi/(60ρC(θ1-θ2)
=0.965×2.9/(60×1000×4.187×(2522)m3/min=0.005m3/min
• 模具温度应均衡，不应局 部过热或过冷
温度控制方式
• 一般通过调节传热介质的 温度，增设隔热板，加热 棒的方44/4/4/9/9
•5
2 冷却系统设计原则
• 冷却水道的孔壁至型腔表面距离尽可能相等，一般取 15~25mm.
• 冷却水道数量尽可能多，而且便于加工。我们选取的水道 直径Ф8.0，两平行水道间距30mm.
2•2002244/4/4/9/9
•8
• 查相关资料，PC模 温应控制在 80ºC~120ºC 之间， 因此管道中需通入 热水，热油等介质。
2•2002244/4/4/9/9
•9
设：单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 G
• 塑件的体积 V= 9.13972 cm3
• 塑件的质量 m=Vρ=9.13972cm3×1.2g/cm3=10.96766g=0.01096766kg
• 浇注部分由于经常接触注射机喷嘴，而熔料首先从浇口注 入，所以浇口部位是模具上温度最高的部位，为了达到模 温均衡，冷却水道应首先通过浇口部位，冷却水道应从模 温高的区域向模温低的区域流动。
2•2002244/4/4/9/9
•6
• 冷却系统应防止漏水，因此当冷却水道必须通过模板接缝 部位时应设置良好的密封措施。
• 查表得，当塑件壁厚为3mm时，得t冷=25.5s。
模具设计-冷却水路 ppt课件
热量在注射成型中的传递
热辐射
热对流
热量传递到模板 A
热量由塑料带入
热量从冷却水管传入或传出
冷却系统设计目标
冷却系统的设计经常受到模穴的几何形状、分模线、滑块和顶针的限 制﹐因此不能僵硬地给出理想分布的设计指南。
模具设计者的目标应该是设计一个冷却系统﹐它会: ➢ 均匀地冷却产品 ➢ 减少循环时间
冷却系统设计要点1
然而﹐X向仍然外张﹐Z向仍然上翘﹐可否将其再进一步减小﹐以取 得最佳产品质量? 我们考虑到﹐设变的冷却水路除了起到均匀冷却作用 外﹐还要起到矫正翘曲变形作用的。因此﹐我们可以通过改变成型条 件﹐特别是改变冷却水温来达到目的。不过﹐该改变哪一条水路的水 温才好呢?
25
成型条件设变: Case4
保压曲线
两点进浇压力太大﹐而且塑 胶流动路径过长(如上图) ﹐因此 不采用。经过内部分析检讨﹐我 们决定采用四点进浇(如右两图)。 但哪一种四点进浇位置使产品的 翘曲变形较小呢? 还得使用MPI进 一步上进浇。我们采用相同的水路 设计﹐设定相同的冷却条件进行分析比较。
– 从模穴到冷却水管的热传导: 冷却系统行为也受从模具材料到冷却介质热传导的
影响﹐热传导受冷却液流经模具材料时的紊乱程度、冷却液进口温度、冷却液的性质及 冷却液的流速的影响。冷却液紊乱时混合作用的影响﹐从水管外壁到冷却液的热传导比 层流有效得多。过大的紊乱会浪费泵功率﹐而且没有获得更大的热传导能力。在考虑冷 却介质时﹐要确保成型厂有能力提供足够多的冷却液体积﹐在足够的压力下达到所需的 流速﹐并在一个温度和所需的速率下释放热。
–表面光洁度: 许多材料需要相对高的模具表面温度﹐在生产中以获得良好的表面光
洁度﹐如果某些区域与另一些区域的模穴温度不同﹐那么在成品表面就会看到不同的表
模具加热及冷却系统设计
模具加热及冷却系统设计一、模具加热系统设计模具加热系统设计的目的是通过恒定的加热方式保持模具温度的稳定，并确保模具表面的温度均匀分布。
通常采用的加热方式有电加热、热油循环和蒸汽加热等。
下面将分别对这几种加热方式进行介绍。
1.电加热系统设计电加热在模具加热中应用广泛，其原理是通过电流通入电阻丝产生热能，使其加热。
在电加热系统设计中，需要考虑以下几个方面：（1）选择合适的电加热元件。
一般可根据模具大小和形状选择合适的电阻丝或发热管进行加热。
（2）确定加热功率。
加热功率的大小需要根据模具的尺寸、材料和加热速度来确定。
（3）设计合理的电控系统。
电控系统主要包括控制电加热元件供电的继电器、温度传感器和温度控制器等。
2.热油循环系统设计热油循环系统是利用热油将热能传递给模具，从而实现模具加热的一种方式。
在设计热油循环系统时，需要注意以下几个关键点：（1）选择合适的热油。
热油需要具有较高的导热性能、稳定的性质以及抗氧化和抗腐蚀能力。
（2）确定循环泵的参数。
循环泵的参数包括流量、扬程和功率等，需要根据模具的大小和加热需求来确定。
（3）设计供热系统。
供热系统包括加热炉、加热管、加热器和控制系统等。
3.蒸汽加热系统设计蒸汽加热系统是将蒸汽传导至模具表面进行加热的一种方式。
在进行蒸汽加热系统设计时，需要注意以下几个方面：（1）选择合适的蒸汽压力。
蒸汽压力需要根据模具的形状和尺寸来确定，以确保蒸汽能够充分覆盖模具表面。
（2）设计合理的蒸汽供应系统。
蒸汽供应系统包括蒸汽管道、调压阀、过滤器和控制系统等。
（3）确保安全性。
蒸汽加热系统应采取必要的安全措施，如安装安全防护装置、检测和处理漏气等。
模具冷却系统设计的目的是通过冷却水或冷却剂将模具温度降低到所需的范围内，以便于产品成型和模具的连续使用。
冷却系统设计的关键点包括冷却方式、冷却水路设计和冷却剂的选择等。
1.冷却方式常见的模具冷却方式有直接冷却和间接冷却两种。
（1）直接冷却是将冷却水通过冷却水道直接注入模具腔体中进行冷却。
塑胶模具冷却水路设计标准
塑胶模具冷却水路设计标准
塑胶模具冷却水路设计标准可以参考以下几点：
1. 冷却水路的设计应根据模具的结构、材料和加工工艺要求进行，确保塑胶模具在注塑过程中能够获得适当的冷却效果。
2. 冷却水路应尽可能地覆盖模具的整个表面，以确保模具能够均匀冷却，避免产生热应力和变形。
3. 冷却水路的布置应合理，避免水路交叉或拥挤，以确保冷却水能够顺畅地流动，提高冷却效果。
4. 冷却水路的宽度和深度应根据模具的尺寸和注塑工艺的要求进行确定，以确保冷却水能够充分接触到模具表面并带走热量。
5. 冷却水路的进出口应设计合理，以确保冷却水能够顺畅地流入和流出模具，避免产生积水和死角。
6. 冷却水路的材料应选择具有较好抗腐蚀性和热传导性的材料，如不锈钢或铜等。
7. 冷却水路的连接方式应可靠，防止漏水和渗漏现象的发生。
8. 冷却水路的冷却剂应根据模具材料的要求进行选择，以确保冷却效果和模具寿命的提高。
以上仅为一般性建议，具体的冷却水路设计标准还需根据实际情况和工艺要求进行确定。
注塑模具异形冷却水道Moldflow优化设计
注塑模具异形冷却水道Moldflow优化设计注塑模具冷却水道受加工方法的限制，塑件在冷却过程中易产生热点，使产品冷却不均匀而引变形和表面质量问题。
采用3D打印技术制造的模具，其内部异形冷却水道更靠近模具的冷却表面，从而提高了热量转移到冷却水的效率。
基于Moldflow模拟软件对传统的冷却水道设计和随形冷却水道设计进行了模具和产品温度场、冷却时间的对比，从而为冷却水道的优化设计提供依据。
标签：异形冷却水道；Moldflow；随形冷却；3D打印Abstract：The cooling water channel of injection mould is limited by the processing method，and the plastic parts are apt to produce hot spots in the cooling process，which makes the product cooling uneven and causes deformation and surface quality problems. The mold made by 3D printing technology，whose internal special cooling channel is closer to the cooling surface of the mould，improves the efficiency of heat transfer to cooling water. Based on Moldflow simulation software，the design of traditional cooling channel and the design of conformal cooling channel are compared in terms of the mold and product temperature field and cooling time，thus providing the basis for the optimization design of cooling channel.Keywords：special cooling channel；Moldflow；conformal cooling channel （CCC）；3D printing1 概述随着中国制造业的快速发展和全球经济竞争的加剧，对模具工业提出了越来越高的要求。
冷却水路设计
25 27
成型条件设变: Case4
保压曲线
P(MPa)
90
冷却水温
T(sec) 0 1.5 3.5 13.5
28
冷却分析结果比较:
Coolant Temperature(deg.C) Case 3 Case 4 65~65.4 50~65.1
Temperature Difference(deg.C) Case 3 Case 4 0.36~-6.8 0.77~-12.4
如果模具的上表面和下表面的温度不同，一旦产品从模具中顶出，由于在 上下表面之间不同的热收缩速率，产品会弯曲.
3
生产成本
–顶出温度:
产品从模具中顶出的温度会受很多因素的影响.产品的强度必须足够大 以抵抗由于体积收缩的变化和残余应力而产生的翘曲和顶出系统对产品施加的局部应力 .顶出力受产品的几何形状,模具的表面光洁度和在充填与保压过程中模穴的填充度的 影响.
下面以L089为例说明进浇位置与冷却水路设计对产品品质的影响.
25
最 大 外 型 尺 寸
314
132
平均肉厚 为1.6mm
塑胶材料:
USA
ABS/PC CYCOLOY C2950 GE
16
在2D同仁进行模具设计的同时，我们CAE工程课也进行相应的 模流分析.首先，我们使用快速充填分析寻找最佳进浇位置.
30
翘曲分析结果比较:
0.32 0.25 Deflection X(mm) Case 3 Case 4 0.32 0.25 0.64 0.50 外 张
Deflection Z(mm) Case 3 0.24 0.18 Case 4 0.24 0.18 上 翘
31
可见，设变成型条件之后，翘曲变形又减小了. 如果想取得最佳成型条件，我们可以使用MPI/OPTIM最 佳化模组再进一步分析. 当然，要将翘曲变形完全消除是不实际的，我们只能 将其控制在客户许可范围之内.
注塑模具冷却水路设计
注塑模具冷却水路设计一、冷却系统的设计原则1.均匀性原则：冷却水应能均匀地覆盖整个模具表面，保证模具各部位的冷却效果一致，避免出现局部过热或过冷的现象。
2.高效性原则：冷却水应尽可能快速地吸收模具上的热量，提高冷却速度，并迅速排出，以提高生产效率。
3.经济性原则：冷却系统的设计应尽量减少冷却水的流量和能耗，降低生产成本。
4.安全性原则：冷却系统的设计应考虑防止冷却水泄漏、烫伤操作人员等安全问题。
二、冷却水路的布置方式1.双水路布置：常用的冷却水路设计方式是双水路布置，即将进水和出水管道分开设置。
进水管道和出水管道应相对布置，使冷却水能够充分覆盖模具的表面，使冷却效果更好。
2.直线布置：冷却水路一般采用直线布置，以迅速传递模具表面的热量，提高冷却效果。
直线布置的冷却水路应尽量减少弯头和弯管，以降低水流阻力。
3.弯头布置：当模具的形状不规则或空间有限时，可以采用弯头布置的冷却水路，使冷却水能够覆盖到模具的各个部位。
但是，弯头布置会增加水流阻力，影响冷却效果，所以应尽量减少弯头的数量。
4.分级布置：对于大型模具或需要长时间注塑的产品，可以采用分级布置的冷却水路，将冷却水路分为多段，以提高冷却效果。
三、冷却水路的设计步骤1.根据产品的形状和结构，确定冷却水路的布置方式，包括进水管道和出水管道的位置和数量。
2.根据模具的尺寸和材料，计算冷却水路的长度和直径，并确定冷却水的流量和压力。
3.选择合适的冷却水路元件，如水管、弯头、分流装置等，并计算和确定它们的尺寸和数量。
4.验算冷却水路的设计是否符合要求，包括冷却水的流速、流量、冷却时间等。
5.根据模具的具体情况，设计冷却水路的进水和出水管道的接口，确保冷却水能够顺利流入和排出。
6.绘制冷却水路的详细图纸，包括冷却水路的布置、元件的尺寸和位置等。
四、注意事项1.冷却水路的布置应尽量远离模具的加热部位，避免冷却水的温度受到影响。
2.冷却水路的材料应选择耐腐蚀的材料，如不锈钢、铜等，以防止冷却水对模具的腐蚀。
冷却水路设计原则与优化实例(ppt 25页)
0.3mm
Z方向收缩较之前改善较大,变形如图。 右边为放大10倍的变形，绿色框为变形前形状。
四、模具加热设备简介
1.水温加热：模具温度要求80°以下适用； 大部分塑胶原料（除高温料）要求模具成型温度为：20°~ 90°，如果部品表面光洁
度要求较高，或模具结构导致成型困难时，必须使用水温机加热。
PA 尼龙
模
收集 歧管
软管
收集 歧管
供给
歧管
泵
冷却水路2
供给 歧管
一、冷却水路设计原则
3.冷却系统水孔径间距与型腔之间的关系
H一般2.5d-3d
层流、紊流(雷诺数Re>4000为稳定的紊流)：
注：1.圣度标准 最小 8mm。 2.无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，
否则难以形成紊流(紊流状态热交换充分)。
有加强纤维
水温机
注：1. 根据冷却水温度选用软管； 2. 这些软管均为冷却水专用（不适用与油）； 3. 一般水温机设定 70~80°，高于80度有安全隐患。
PVF
适用温度-30~120° S-PVC
适用温度0~60°
四、模具加热设备简介
2.油温加热：模具温度要求90~150°适用。 PP、PC、尼龙（PA66、PA6、PA46） 、POM 等加玻纤GF后 要求模具温度都可达到
一、冷却水路设计原则
主 要 二、冷却水路样式 内 三、冷却水路优化实例 容
四、加热设备简介
一、冷却水路设计原则
1. 注塑冷却水路设计目的
2. 水路设计目的：
水路设计目的是使产品均匀冷却，并在较短时间内顶出成型。水路排布的好 坏直接影响到产品的成型品质和成产周期(成本)。
• 对品质的影响：在成型时水路使用来控制模具温度的，而模具温度及其波 动对制品的收缩率变形、尺寸稳定性、机械强度、应力开裂和表面质量等均
注塑模具冷却水路
0.59mm
0.3mm 静模侧温度 较之前均匀。 动模侧温度分布 还是不够均匀
动静模面温差分布
均匀。温差约10°。
Z方向收缩较之前改善较大,变形如图。 右边为放大10倍的变形，绿色框为变形前形状。
四、模具加热设备简介
1.水温加热：模具温度要求80°以下适用；
大部分塑胶原料（除高温料）要求模具成型温度为：20°~ 90°，如果部品表面光洁 度要求较高，或模具结构导致成型困难时，必须使用水温机加热。
2）圣度水路通道标准：两侧直通，单侧回路不可。
OUT OUT
分水器
IN
IN
注：1.水路长度不能太长:冷却液从水管进口到出口的温度变化应该在5°以内；较精密 的产品应该控制在3°以内。 2.大型模具水路较多应注明 IN OUT 最好做分水器。
二、冷却水路样式
1. 水井冷却
a. 喷泉
多型芯喷泉并联 前者模具加工加工简单 后者可以实现水流方向变更 模具加工加工简单 可以实现水流方向变更
二、冷却水路样式
4.不同镶件的水路连接
适用于部品面积大、模仁厚度小、模仁不是整体的模具（布置水井麻烦）
模板水路连接设计1
水路连接块 水路连接块
模板水路连接设计2
MISUMI模板水路连接标准件
延长接头
二、冷却水路样式
5.斜顶冷却
斜顶
顶针板
一体式斜顶冷却水路
斜顶头冷却水路 连接器
斜顶较大时，冷却水路是不可忽略的。没有冷却水 路会延长注塑周期，或造成斜顶成型形象在脱模时 变形。
1.9 mm
冷却水进口温度如图所 示，蓝色表示进水温度 为 40°，红色表示进水 温度为60°。
动模侧温度分布与之前 相似，但浇口附近温度 较之前高，有利于控制 变形。