注塑论坛:注塑模温控系统设计要点(一)

注塑模具的温控问题,是一个很重要的问题,但是在国内模具中往往得不到重视注塑论坛。一个特别明显的例子是等试完模具,模具没有问题后才钻运水。即模具的合格是在没有接运水的环境中得出的。在出口模具设计中,客户对冷却问题十分重视,必须在模具加工时就将运水一次加工好,试模在接好运水后才进行。

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如果冷却系统设计不合理注塑论坛,对于小型塑件会产生内应力,对于薄壁的大型塑件会引起变形,甚至应力开裂。而且,不充分冷却,会导致延长成型周期,从而降低生产效率。对于冷却系统设计,几十年以来国内外进行了广泛的研究,也总结出了很多公式。这些公式在常见的模具设计手册中都有介绍。但是现实中,模具设计都是根据类似的产品类比设计冷却系统,很少有人计算,因为产品加工的周期原因,留给模具设计的时间非常有限。现时的模流分析软件也可以对冷却系统的效能进行模拟。从而找到最佳的冷却系统设计方案。

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为了使模具在成形时有较高的模温注塑论坛,改善材料的流动性,容易填充,保证制质量,而在填充结束后,为了使填充于模具内的熔融树脂能迅速固化, 必须有效地除去热量,这样运水的设计就是要力求短的成形循环时间。

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冷却的目的:

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A. 均衡冷却,改善塑件质量

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B. 有效冷却,缩短注塑周期

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C. 机构冷却,确保模具运行

大批量生产塑件的模具和生产精密塑件的模具,它们之间的冷却有着基本区别。对于大批量生产塑件的模具,为了缩短周期时间,最好使用“急冷”,这在塑件中可能引起较大的尺寸波动、粗糙和不匀的结构以及较大的内应力。“急冷”意味着冷却通道至型腔的间距是很近的,并且模温比较低。

就生产精密塑件来说,要求公差带窄和力学性能良好。这就要求要“缓冷”。考虑到模具的充模和塑件的力学性能,在注射的瞬时,模温最好接近熔点温度,然后慢慢地冷却到脱模温度的状况是理想的。然而,这是不现实的,因为考虑到模具的热惯性,就注射成型有一个短的周期性的强度变化和需要一个合理的周期时间而论,因此“缓冷”只能提供一个一般性的准则。

注射成型精密塑件的前提是模温要高。为了获得所需要的“缓冷”效果,冷却通道的配置和直径是不同的,经常需要急热急冷的高温模具成型。

在实际注塑生产时,冷却水应该在最后30模前被关闭,以便模具有足够的热量来防止型腔内壁上凝结水珠。

1.直通运水设计

直通运水是最常用的运水回路设计,见图1所示。在所有的冷却回路中,直通运水流速大,冷却效率高,带走的热量也最多。直通运水参数见图2所示。

实际的塑件结构往往很复杂,直通运水不可能永远是水平钻孔,水塘也不可能是同一高度。所谓随形直通运水设计,就是运水需要结合塑件的形状,保持均匀冷却。因此模具设计时,对于不规则塑件,运水高度尺寸的确定需要借助3维软件进行,以免出现错误。

图1 直通运水设计

图2 直通运水参数

图3 大型模具直通运水设计

图3所示为大型模具直通运水设计。定模运水分三条。中间镶件的直通运水接入模架从左右两侧进出,左右两个镶件的运水也为直通运水,从模架顺长方向进出。塑件外形胶位处在动模,沿塑件外形设计多条运水。动模镶件的两边均为大型斜顶,型芯的冷却设计了交叉钻孔的直通运水。

2.轮辐式运水设计

大型圆盘形塑件轮辐式运水见图4. 轮辐式运水也是直通运水的一种。大型圆盘形塑件动模有多条深骨位,沿半径方向布置,运水必须和这些深骨位相对应。

图4 大型圆盘形塑件轮辐式运水

图5所示为大型薄片塑件的运水设计。沿成型品的形状对接钻孔,以塞堵住不要的部份,冷却效果良好,适合近似圆形的制品。

图5 圆形薄片塑件运水设计

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