文档介绍：第五讲
水路分布原则与水路形式及规格
设计者应知道成型周期相当大的部分﹐有时可占到成型周期的80%﹐要用于冷却。因而对于生充率要求较高的模具﹐将这种“损失“时间控制到最小是绝对必要的。而用工冷却的工具就是水路。所以水路的排布在整个模具设计过程中占有非常重要的地位。
在这一部分主要讲述了水路排布的原则﹑水路的基本形和水路规格。
水路分布原则
水路设计的目的﹕
水路设计的目的是使成品均匀冷却﹐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质量和生产周期(成本)。
对质量的影响﹕在成型时水路是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有影响。主要表现在﹕表面光洁度﹔残余应力﹔结晶度﹔热弯曲。
对生产周期的影响﹕一个成型周期主要由以下几部分构成。缩短冷却时间就是提高成型效率。
注射时间
保压时间
冷却时间
开模时间
相关时间
占整个周期的80%
占整个周期的5%
占整个周期的15%
冷却的基本原理
从塑料到模穴壁的热传导: 冷却系统的行为受从塑料中移走的热量和转移到模穴表面的温度的影响。它会受到材料性质、熔体温度和模具表面温度的差异以及冷却中的塑料和模具材料之间接触好坏的影响。
层流的温度梯度
< 2300淤
紊流的温度梯度
> 2300
63 deg. C
43 deg. C
23 deg. C
20 deg. C
塑料/金属的界面
水/金属的界面
冷却液
冷却的基本原理
从模穴壁到水管壁的热传导: 冷却系统行为也受通过模具材料到达冷却水管的热传导的影响。模具材料的性质﹐包括热传导率、冷却水管和塑料表面的距离﹐和塑料熔体与冷却水管内部温度之差﹐也影响冷却系统行为。水管距离模穴越近﹐热量移走得越快﹐然而﹐把它们放置得离模穴过近﹐会产生模穴表面温度的局部变化﹐除非增加额外的水管减小相邻水管的距离。因此﹐最优化的水管放置应是均匀冷却与快速冷却的折中。
冷却的基本原理
从水管壁到冷却介质的热传导: 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。
水路设计过程中应注意的几个问题
加强热点的冷却﹔避开冷点
所谓热点就是肉厚相对较厚且不能充分散热的区域。
公模仁
母模仁
热量
集中在这个区域
熱
(相对于未收缩区域的收缩区域
引起翘曲)
熔化塑料
凝固塑料
水路设计过程中应注意的几个问题
靠近高热量区﹔远离低热量区。
分模线
高溫
等温线
冷却液
区域3
区域1
区域2
冷却液
等温线
区域2
TM002P04
T=50℃
T=50℃
水路设计过程中应注意的几个问题
积热区
水路设计过程中应注意的几个问题
所谓冷点肉厚较薄处﹑滞流区及波前对接处。
不要在此区域的上方加冷却水路