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塑料射出模具的四大系统-冷却系统

返回列表 来源:欧能 浏览:- 发布日期:2017-07-20 10:36:35【

一、冷却系统

热塑性塑料和部分热固性塑料注塑成型的过程,是将温度较高的熔塑料,通过高压注射进入温度较低的模具中,经过冷却固化,从而得到所需要的制品。

首先,从生产效率的角度来看﹐成型周期是成型中一个重要的环节,成型周期中50%-60%的时间用来对制品的冷却。因此,冷却时间长短的重要性不言而喻。同时,制品应保证最好的尺寸稳定性,最小的变形量,最高的强度和韧性,最完美的外观,如何控制模具温度,使型腔和型芯保持在与被成型制品质量相适应的规定的温度范围之内,最大限度地消除应力,改善塑料的物理性能,得到高质量的制品,是模具冷却系统设计中的另一个重要环节。

模具冷却系统包括:冷却水温,模具温度控制器以及加热元件等。它们工作的目地不仅仅是为使模具得到冷却,而且是要把在成型过程中,由于熔融塑料带给模具的高温不断地散发掉,使模具保持一恒定的温度,以便控制型腔塑料的冷却速度,从而提高制品的注塑性能和生产效率。

1、水路分布原则

水路设计的目的

(1)控制模温

(2)缩短成型周期

(3)冷却大型滑动件避免卡死

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。

二、冷却的基本原理

1、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。

冷却的基本原理

2、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衷。

3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。

三、设置冷却水路的原则与注意事项

1、在模具结构及强度允许情况下,水孔直径尽量大,数量尽量多,冷却才会愈均匀;

2、水路距型腔表面距离应基本一致,且不宜太近或太远;

3、当水路通过两个镶件时要设置“O”形环;

4、水孔接头应设在不影响操作的一侧,最好也不要设计在天地侧;

5、水孔不宜排布于螺钉正上方;

6、水孔距顶针孔,入子孔,螺孔等不宜太近﹐不小于3mm;

7、一般不在塑件熔接的地方设置水路,免影响制品强度;

8、尽量避免从成型面及侧壁打水孔;

9、水孔不可与任何物件干涉;

10、浇口、热流道附近应加强冷却,通常可使冷却水先通过浇口附近;

11、水路不宜过长,保证进出冷却水温一般5度以内,精密件3度内;

12、制品较厚的部位应特别加强冷却。

四、塑模常用水路排布形式

塑件都要求很高品质,虽然成品小,都要排布模仁循环水路以良好控制模温,提高成品质量。冷却水道位置取决于于成品的形状和不同的壁厚,原则上冷却水道应设置在塑料自模具热传导困难的地方,根据冷却系统的设计原则,冷却水道应围绕模具的成型的成品,且尽量排列均匀一致。

水孔排布方式

五、水路直径确定

冷却过程热传导的最重部份是从水管壁到冷却介质的热传导:冷却系统行为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。

确定冷却水孔的直径应注意的问题是,无论多大的模具,水孔的直径不能大于14mm,否则冷却难以形成乱流状况。一般水孔的直径可根据制品的平均肉厚来确定。

平均肉厚小于2mm时,水孔的直径取8 ~ 10mm;

平均肉厚为2~4mm时,水孔的直径取10~12mm;

平均肉厚为4~6mm时,水孔的直径取10~14mm。

六、其它实用设计要点

1、进出水孔间距应在27mm以上才有空间连接水孔接头。

2、模仁水孔间距理论应其直径的3~5倍。

3、隔板(喷泉)形式水路顶部距成品应在12mm以上。

4、因手机塑模设变多,为增加入子及顶针方便,一般不在成品正下方排设水路。

5、冷却水路的出水口不可正对注射机的拉杆以免造成水管安装困难。

6、对散热困难的细长模仁可以使用热传导性良好的铍铜制造。若型芯较粗时(通常>8mm),可在其内部加入铜棒﹐铜棒一端接到模板水路。

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