注塑模冷却系统设计
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。
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
注塑模大赛模具冷却系统优化设计及分析
注塑模大赛模具冷却系统优化设计及分析引言在注塑模具制造行业中，模具冷却系统的设计和优化对于模具的使用寿命和产品质量有着非常重要的影响。
冷却系统的设计不仅影响着产品的成型质量，还直接影响着生产效率和能耗。
对模具冷却系统进行优化设计和分析显得尤为重要。
本文将针对注塑模大赛中的模具冷却系统进行优化设计及分析，从而提高模具的使用寿命和产品的质量。
一、冷却系统的现状分析目前在注塑模具制造中，常见的冷却系统包括水冷却和油冷却两种方式。
其中水冷却是较为常见的一种方式，它通过循环水冷却来降低模具的温度，从而提高产品的成型质量和生产效率。
目前存在着一些问题需要解决：1. 冷却水温度不稳定：冷却水温度的稳定性对于模具的使用寿命和产品质量具有非常重要的影响。
目前一些冷却系统存在水温波动较大的问题，需要进一步优化。
2. 冷却水流速不均匀：在模具结构复杂的情况下，冷却水的流速分布不均匀，导致部分部位的温度较高，影响了产品的成型质量。
3. 冷却系统能耗较高：传统的冷却系统中，水泵的能耗较高，提高了生产成本，需要降低能耗，并提高能源利用效率。
以上问题的存在，导致了模具的使用寿命短、生产效率低和能耗高的情况，需要进行优化设计和分析。
二、冷却系统的优化设计1. 优化冷却水供应系统：为了解决冷却水温度不稳定的问题，需要对冷却水供应系统进行优化设计。
可以考虑设置温控阀门及温度传感器，实现对冷却水温度的精确控制。
可以考虑增加水箱的容量，提高冷却水的储备量，从而提高冷却水的稳定性。
2. 优化冷却水流通路径：针对冷却水流速不均匀的问题，可以对模具内部的冷却水通道进行优化设计。
通过调整通道的结构和布局，实现冷却水的均匀流通，提高冷却效果。
可以考虑利用CAD/CAE技术进行模拟分析，优化冷却水通道的设计，从而提高冷却效果。
3. 优化冷却系统的能耗：为了降低冷却系统的能耗，可以考虑使用高效节能的水泵，并通过优化管道布局和阀门设置，降低系统的压力损失。
注塑模具设计第23讲 实例2-3D-08 冷却系统的设计
小结：
冷却系统的设计
作业：
完成练习二以下部分内容：冷却系统的设计
3
图2-2-125型芯大镶件与水井求差结果
注塑模具设计实例教程
图2-2-123动模水井式冷却系统
பைடு நூலகம்
图2-2-124型腔、型芯与冷却水道求差结果
2
九、冷却系统的设计
注塑模具设计实例教程
◎动手操作，用UG软件完成本例冷却系统的设计。 ◎参考视频：实例2-3D-8.冷却系统的设计.avi (该视频请从教材附带的光 盘中查找)
实例二 充电器面壳注塑模具3D设计
复习：型腔和型芯整体的处理
注塑模具设计实例教程
检查上次布置作业的完成情况
新课：
九、冷却系统的设计
1. 创建定模冷却系统 （1）适时将冷却水路2D图的相关图层显示出来。 （2）对照2D图，用【回转】、【偏置面】、【求 和】、【测量距离】、【移动对象】、镜像复制等 命令，完成定模冷却系统的创建，结果如图2-2121所示。 2. 创建动模环绕式冷却系统 参照定模冷却系统的创建方法，对照2D 图，创建动模环绕式冷却水道，结果如 图2-2-122所示。
图2-2-122动模环绕式冷却水道
图2-2-121定模冷却系统
1
九、冷却系统的设计
3. 创建动模水井式冷却系统 参照类似的方法，对照2D图，创建动模水井式 冷却系统，结果如图2-2-123所示。 4. 型腔和型芯与冷却水道求差 型腔、型芯与冷却水道求差，结果如图2-2124所示。 5. 型芯大镶件与水井求差 两个型芯大镶件分别与水 井求差，结果如图2-2-125 所示。
注塑模冷却系统设计
注塑模冷却系统设计一、冷却系统原理冷却系统的设计原则包括以下几点：1.均匀冷却：冷却通道应布置得均匀，确保注塑模腔内的温度分布均匀，避免产生缺陷。
2.高效冷却：冷却通道应尽可能靠近模具表面，并减小冷却通道的截面积，以增加冷却介质对模具的冷却效果，提高生产效率。
3.多角度冷却：在模具中设置多个冷却通道，使冷却介质能够从不同的角度覆盖模具表面，提高冷却效果。
4.控制温度：通过合理设置冷却通道的长度、截面积和数量等参数，控制注塑模的冷却速度，确保产品达到理想的尺寸和性能。
二、冷却系统设计流程1.模具结构分析：根据产品的形状和尺寸，对模具进行结构分析，确定冷却通道的位置和数量。
2.冷却通道设计：根据模具结构，设计冷却通道的形状、截面积和长度等参数。
一般来说，冷却通道应尽量靠近模具表面，避免过于接近模腔导致冷却效果不佳。
3.冷却通道布置：根据模具结构和产品的需求，合理布置冷却通道的位置和数量。
通常情况下，冷却通道应均匀分布在模具的各个部位，并且覆盖整个模具表面。
4.冷却介质选型：选择合适的冷却介质，通常是冷水。
冷却介质的选择应考虑到模具材料的热导率、流动性以及生产环境等因素。
5.防止冷却死角：在冷却系统设计中，应尽量避免冷却死角的产生。
冷却死角是指冷却介质在注塑模内积聚，无法很好地冷却模具的局部区域。
为了避免冷却死角，可以设置细小的冷却通道或者采用多角度冷却。
三、冷却系统优化方面为了进一步提高冷却系统的效果，可以从以下几个方面进行优化：1.模腔温度分析：利用模具流动分析软件，对模腔的温度分布进行分析，找出温度较高或较低的区域，并针对性地调整冷却通道的布置。
2.冷却介质控制：通过对冷却介质的输送速度、温度和压力等参数进行控制，进一步提高冷却效果。
3.冷却材料选择：选择具有较好导热性能的冷却材料，如铜合金等，以提高冷却效果。
4.模具表面处理：在模具表面进行特殊处理，如磨削、喷砂等，增加表面的热传导性，提高冷却效果。
模具加热与冷却系统设计
模具加热与冷却系统设计1.引言模具加热与冷却系统是模具制造和注塑成型过程中不可或缺的重要设备。
合理的加热与冷却系统设计能够提高模具的使用寿命、提高生产效率，减少不良产品的产生，并且能够节省能源和提高能源利用率。
本文将从模具加热与冷却系统的原理、设计要点和常见问题等方面进行详细介绍。
2.模具加热系统设计2.1加热原理模具加热系统的设计目的是将模具加热至一定温度，以保证注塑成型时熔融塑料能够完全填充模具腔体，并提高成型产品的表面质量。
常见的模具加热方式有电加热、水蒸气加热、燃气加热等。
在选择加热方式时需要考虑模具材料的热敏感性、热传导性能、加热速度要求等因素。
2.2设计要点（1）确定加热温度和加热时间。
根据注塑工艺要求和材料特性，确定加热温度和加热时间，避免温度过高或过低导致成型品质量下降。
（2）选择适当的加热方式和加热器。
根据模具大小、形状和加热速度要求选择合适的加热方式和加热器，如电热管、加热板等。
还需考虑加热方式对模具使用寿命的影响，避免因温度不均匀造成模具变形或损坏。
（3）设计合理的加热通道和布局。
加热通道的设计要保证能够均匀地加热整个模具，避免温度不均匀导致产品变形或出现气泡等缺陷。
加热通道和布局的设计还需考虑模具结构的复杂性和加热效率，以及方便维修和保养。
3.1冷却原理模具冷却系统的设计目的是将模具迅速冷却至一定温度，使注塑成型的产品迅速凝固，以便顺利脱模。
冷却系统一般采用水冷或油冷方式。
水冷却系统又可分为内冷和外冷两种形式。
选择合适的冷却方式和冷却介质需考虑模具的形状、材料及成型周期等因素。
3.2设计要点（1）冷却通道的设计。
冷却通道的设计要保证能够覆盖整个模具，使冷却介质能够充分接触模具表面，实现快速冷却。
通道的布局要合理，避免对产品的冷却时产生热死区。
（2）冷却介质选择。
根据模具的要求，选择合适的冷却介质，如自来水、循环水或特殊的冷却液等。
应考虑冷却介质的对模具材料的腐蚀性、冷却效果和成本等因素。
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。
挂式空调底座注塑模具设计重点探寻
挂式空调底座注塑模具设计重点探寻摘要：改善空调性能，延长空调使用寿命，必须做好挂式空调底座设计工作。
不可忽视的是，产品在生产制作过程中，受冷却不均影响，很容易出现注塑变形与破裂问题，对此，要注重改善模具，维护产品结构。
目前，国家已经成功研发出新的注塑模具。
本文将简单介绍挂式空调底座注塑模具设计重点，希望能为注塑模具设计工作提供借鉴。
关键词：挂式空调；底座；注塑模具；设计重点引言：挂式空调底座的作用体现在三个方面：其一，做好冷凝水收集工作，确保空调冷凝水得以顺利排出。
其二，对轴流风轮实施固定，降低轴流风轮的旋转噪音，降低空调能耗。
其三，确保空调出风口导风板保持正常的摆动状态，促使冷空气能够流向不同方向。
为了充分发挥空调底座性能，避免底座出现破裂与泄露问题，实现节能降耗目标，必须注重优化空调底座注塑模具设计方案，做好底座注塑作业。
本文将简单介绍挂式空调底座结构，并综合探讨挂式空调底座注塑模具设计重点。
一、挂式空调底座结构从挂式空调底座结构来看，空调底座有内表面扣位、外表面扣位、剖面、出风口、排水孔、螺柱等。
在空调底座加工制作过程中，必然要开展底座注塑作业，注塑材料主要分为称ABS/HIPS，产品的壁厚是2.0-2.8mm之间，空调底座上有多个筋位和扣位，其左右两端均设置了一个排水孔，通常采用向下斜孔，直径常为15mm，且须低于装配面防止浇口残留装配干涉。
而排水孔的作用尤为重要，必须合理选定其位置，假如将排水孔设置在飞边，就会使冷凝水无法排出，而这些冷凝水累积到一定量后，必然会溢出，导致空调漏水问题，空调设备也会受到损伤，使用寿命会因此缩短。
在底座的两端也也需各设一个直径7mm的圆孔，在空调剖面上也会设置一个圆孔与其相对应。
通常，要充分确保这三个孔的中心轴线能够保持为同一直线，以此来安装空调导风板，确保导风板的正常摆动[1]。
为了降低空调噪音，会在空调底座设置倒扣，合理设置出风口，为出风口的上方设置一个螺柱孔，将此螺柱孔的直径设置到9mm，而螺柱孔的中心轴和水平面夹角应在30°~45°。
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注塑模冷却系统设计
注塑模具冷却系统设计
塑料模具冷却系统的正确设计, 不仅能缩短成型周期, 提高生产效率, 而且可以满足现代工程塑料精密注射件的需要。
一、由模具散发的总热量在小时内, 模具需要带走的总热量Q为
试中:Q——应由模具散发的总热量(W);n每小时注射次数(n和冷却时间有关);G——包括进料口在内的每次注射的全部重量(kg);Cp——塑料的比热，常见的塑料比热见表，h——结晶性塑料的熔融潜热，常见的熔融潜热见表;tc——塑料注射入口温度
油墨中的溶解性, 颜色沾污性、毒性、成本和原料来源等因素外, 用发泡促进一抑制体系的分解特性曲线可作为选择合适的发泡剂、促进剂和抑制剂体系的依据。
当发泡一促进剂体系分解曲线其分解温度在树脂的熔融温区内, 无低温区的初始分解, 曲线斜率有突变则气体释放速率快而气量大, 则能形成均匀而密集的泡孔当加入了抑制剂后体系的分解曲线与原曲线相距大, 即分解温度差值越大越好, 尤
其不能有低的初始分解, 并且在树脂熔融温区中释放气体量最小, 这样的体系为化学压花效果最好, 如图的曲线与不同抑制剂在压花时效果不同, 故抑制剂可控制压花过程
根据体系的八分解特性曲线的分析找到了以为发泡剂, 为促进剂和为抑制剂的发泡材料的发泡促进一抑制体系, 并提出了适宜的配方和工艺, 制得了发泡材料的化学压花样品, 凹凸差约为毫米。
二、塑料制件的冷却时间
塑料制件的冷却实际上在充模开始的瞬间就同时发生了。
设塑料制件壁厚中心温度到达塑料粘流态温度的最低限时塑料停止流动, 则可以得出塑料充模时间的极限流动时间
式中—塑料熔体充模时的极限流动时间幻, t—塑料制件的最小壁厚,a
一一塑料的热扩张系数, 常用塑料的热扩张系数见表
实际上, 可以把塑料热变形温度定为模具温度的上限, 塑料粘流温度的下限定为熔体停止流动的温度, 这样, 我们可以认为塑料充模时的极限流动时间也是塑料制件冷却时间的一部分, 由于, 以后就可以认为塑料已完全充满型腔, 所以可以作以下假设:
1、塑料制件侧面冷却不计, 即为一维导热。
2、进入模具的塑料比热, 热传导系数不变。
3、模具和塑料制件处于稳定的温度场中。
4、塑料壁厚中心温度等于塑料热变形温度时, 冷却周期结束。
由此可得塑料制件充模结束后所需的冷却时间为:
总的冷却时间为以上两部分之和由冷却时间可以确定最短成型周期并可决定每小时注射次数二。
三、总热量对于型腔、型芯的分配
塑料制品的冷却时间在型芯、型腔之间分配是不相等的以一个在秒周期内完成的塑料小制件为例, 分析实侧结呆如下合模后, 熔融塑料在高压下高速注入模腔, 这一时间约为秒然后保压秒在这秒时间内,制品内的压力始终保证了塑料和型腔、型芯表面同时紧密接触并散发出热量秒后, 浇口冻结, 同时制品内部压力开始衰减, 制件进一步冷却并开始收缩由于型芯阻止了制件的内向收缩, 制件包紧在型芯上并在厚度方向减小尺寸, 结果在型腔和制件表面形成不易导热的空气层。
由于空气的导热系数相对于金属的导热系数而言是很小的, 所以可认为这时的热量传递仅仅发生在型芯部分。
这样的状态要持续约秒钟, 开模顶出制件时制
件在型芯上还要停留秒钟左右, 实际上型芯对制件的传热时间持续了秒, 而型腔对制件的传热时间仅秒左右, 可见型芯冷却时间是型腔冷却时间的倍实验表明, 当用相同入口温度和相同冷却几何参数的冷却系统冷却模具时, 型腔和型芯实测温差达?以上这样往往造成制品的应力分布不均匀, 翘曲等缺陷。
鉴于国内大多数厂家不重视冷却问题, 尤其是不重视在冷却循环回路较难布置的型芯上的冷却问题,本文建
议必须加强型芯的冷却, 其措施除了用较好的导热材料如铜、被铜等等作型芯散热体以外, 设计时可将肠的总热量分给型芯带走, 剩下肠的总热量由型腔带走, 由此来达到使型芯、型腔温度大致相等的目的。
四、冷却水量的确定
假设塑料制品传给模具的热量Q全部由冷却水带走, 则可由下式确定冷却水量
的W大小。
—塑料传给型芯或型腔的热量, 型芯Qk=3/4Q, 型脸则Qk=1/4Q(W),W —式中
Qk
水的重量(kg/h), t—水的入口温度(?) , tm—水的出口温度, 近似取作模具
温度(?) , Cd一水的比热(J/kg.K)。
由此又可找出每根独立水管即单独有进出口的冷却水管或水槽的流量为。
式中, Qw—每根独立水管槽的体积流量(m?/h),n2 —独立水管在型芯或型腔上
的根数,Cg—水的比重(?/m?)。
五、冷却系统几何参数的确定
冷却水的次动代态为紊流较好。
有资料介绍, 当流动状态特征数雷诺准数为时, 其热传导率是层流的倍, 当时, 其热传导率是层流的倍多, 这是因为紊流提高了冷却水孔壁与冷却水之间交界膜的传热系数R的表达式为:
式中dm—水管内径(或水槽当量直径)(m),u —水的粘度皿丫, 具体值见表当冷却水槽断面形伏不是圆时, 人即为其当量直径;dw=4a/I式中a—冷却水槽过流断面积(m?),I—过流断面湿周长(m)。
冷却水出入口温度选定后, 可求出冷却水的平均温度, 由此温度从表4中查出相应的u值代入式算出, 一般为要得到紊流,R要大于等于3500。
若取最低雷诺数Rw=3500 则可校核R是否满足要求, 或直接由Ww求出下列参数
由dw, 再重新确定n2
上式求出n2的须按大的方向圆整为整数,然后由下式求出冷却水流速v为
v=Qw/3600A (m/s)
)。
式中:A——冷却水管通流面积(m?
根据要带走热量Qk所需的冷却系统换热面积φ(与型芯或型腔散热表面平行或同心)可以确定冷却系统所需的长度Lw。
由对流换热原理:
式中φ—每根独立水管的换热面积(m?);α一一冷却水对管壁的换热系数么(W/m??K)。
一对于水, 。
αº可由下面的简化公式得出
式中γ—水的重度(kg/m?),B—水的实验常数, 具体值见表。
换热面积φ由下式决定:φ=πdwLw将两式代入式, 得
上式的使用条件是Lw/dw>50 当管子曲率半径R。
较小时, 会引起α的显著增加。
因此当使用冷却管道为弯管时, 可由下式来修正换热系数α。
为
式中αR—弯管的换热系数(W/m??K)R。
—弯管曲率半径(m)。
则相应冷却长度计算式改为:
六、冷却系统的水头损失
模具中的冷却循环若采用离心式泵, 则输出流量取决于流动阻力。
例如, 功率为373W的离心泵, 阻力为117×10?Pa时, 输出159×10,?m?/min;阻力为
172×10?Pa时, 输出69×10,?m?/min;当阻力高达207×10?Pa 时, 实际输出为零。
可见, 冷却孔的流动阴力是一个不可忽略的限制因素。
当水为紊流时, 水管的摩擦系数入可由以下实验式得出:
则水头损失
式中;g—重力加速度。
由的式可以用来校核前面计算的流量流速是否合乎要求, 或者直接由表进行核。
以上六点即是塑料模具冷却系统设计的全部公式和过程。
经实际应用证明本文给出的方法具有一定的实用价值。