注射模具-9冷却系统

模具冷却水道冷却能力计算模具冷却是塑料注射成型过程中至关重要的一步，它可以决定产品的质量和生产效率。

模具冷却水道的冷却能力的计算对于冷却系统的设计非常重要。

本文将会介绍模具冷却水道的基本概念、冷却能力的计算方法以及一些影响冷却能力的因素。

一、模具冷却水道的基本概念在塑料注射成型过程中，模具冷却是在塑料熔化注射后，将模具温度冷却至开模温度的过程。

而模具冷却水道就是用于导热的管道系统，通过水或其他冷却介质将热量从模具中带走，从而实现模具的冷却。

模具冷却水道分为常规冷却水道和流体动力冷却水道两种类型。

常规冷却水道通常采用圆形截面的通道，冷却效果一般。

而流体动力冷却水道则采用各种特殊截面形状的通道，通过快速的流体动力，提高流体和模具之间的热交换效率，从而提高冷却效果。

二、模具冷却能力的计算方法模具冷却能力的计算可以通过计算冷却水道的传热量来实现。

传热量的计算公式如下：Q=λ×ΔT×A×N其中，Q是模具冷却能力，λ是冷却介质的传热系数，ΔT是模具冷却水的温度差，A是冷却水道的截面面积，N是冷却水道的数量。

冷却介质的传热系数不同于不同的材料和流体条件而异。

它可以通过实验测定或者参考已有的资料获得。

冷却水道的截面面积可以通过冷却水道的形状和尺寸来计算得出，常见的冷却水道形状包括圆形、方形、椭圆形等。

冷却水道的数量通常由模具的结构和冷却需求来确定。

三、影响模具冷却能力的因素1.冷却水道的布局：合理的冷却水道布局可以使冷却水均匀分布在整个模具中，提高冷却效果。

冷却水道的长度、宽度和深度也会影响冷却能力。

2.冷却水的流速：流速越大，热交换效率越高，对模具的冷却能力越强。

但是过高的流速可能会造成水垢的形成，影响传热效果。

3.冷却水的温度：冷却水的温度越低，热交换效率越高，对模具的冷却能力越强。

但是过低的温度可能导致冷却水结冰，堵塞冷却水道。

4.模具材料的热导率：模具材料的热导率越高，传热效率越高，对模具的冷却能力越强。

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。

概述塑料注射模具是用于制造塑料制品的一种装置，由模具基板、模具芯、注射系统、冷却系统、脱模系统等部分组成。

塑料注射模具制造是一项相对复杂的工艺，需要对材料、工艺、设计、加工等方面具有深入的了解和掌握。

本文将从材料、设计、加工、维护等方面综合介绍塑料注射模具的知识点。

一、塑料注射模具的材料1.1 模具基板材料模具基板是塑料注射模具的主要承载部分，需要具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特性。

常见的模具基板材料有P20、718、2738等。

P20材料具有良好的硬度和耐磨损性能，适合制作中小型模具；718材料具有高强度和硬度，适合制作大型模具；2738材料具有高镍合金特性，适合制作高精度模具。

1.2 模具芯材料模具芯是用于塑料制品内部结构的部分，需要具有高硬度、高精度、耐磨损等特性。

常见的模具芯材料有SKD61、S136等。

SKD61材料具有良好的热稳定性和硬度，适合制作高品质的模具芯；S136材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性，适合制作高精度的模具芯。

1.3 注射系统材料注射系统是用于将熔融塑料材料注入模具腔内的部分，需要具有耐高温、耐腐蚀、高流动性等特性。

常见的注射系统材料有H13、H13W等。

H13材料具有良好的耐热性和抗氧化性，适合制作注射系统组件；H13W材料具有更高的硬度和耐磨损性，适合制作高性能的注射系统组件。

1.4 冷却系统材料冷却系统是用于控制模具温度的部分，需要具有良好的传热性能、耐腐蚀、高耐压等特性。

常见的冷却系统材料有铜合金、铝合金、不锈钢等。

铜合金具有良好的导热性和抗腐蚀性，适合制作冷却系统管道；铝合金具有较轻的重量和较高的导热性，适合制作冷却系统散热器；不锈钢具有较高的耐腐蚀性和耐压性，适合制作高性能的冷却系统组件。

1.5 脱模系统材料脱模系统是用于将成型塑料制品从模具中脱离的部分，需要具有良好的脱模性能、耐磨损、易维护等特性。

常见的脱模系统材料有冷作钢、硬质合金等。

冷作钢具有良好的硬度和耐磨损性，适合制作脱模系统零部件；硬质合金具有更高的硬度和耐磨损性，适合制作高性能的脱模系统零部件。

编号：毕业设计(论文)外文翻译（译文）学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：姓名：职称：2014年3 月9 日一种使注射成型冷却更有效的系统设计方法摘要对于热塑性磨模具来说，零件的质量和周期在很大程度上由冷却阶段决定。

为了尽量减少产生不必要的冷却翘曲和收缩等缺陷现象，在设计中需要进行大量的研究。

我们在本文中提出了优化冷却系统的设计方法，立足于几何分析之上，指出冷却线是利用冷却形态的概念并且定义了冷却水道的位置。

在这里它们是恒定不变的，我们只用专注于流体温度沿冷却线的分布和强度。

由于两方面组成的目标函数最小化，我们制定的这个温度分布测定表明必须选出最优的这种方法。

本文所期待的是收缩零件质量以及改善翘曲条件。

关键词：逆向问题；热传导；注塑成型；冷却设计1 引言热塑性注塑模具在塑料产业领域被广泛地使用。

这个过程基本分为四个阶段：模腔填充，塑料固化，冷却以及推出塑件。

在这些阶段中，专门为零件的冷却时间约占了进程总时间的百分之七十。

并且塑件的部分质量会被这个阶段直接影响。

因此，必须尽可能均匀地冷却零件，这样的话，如凹痕、翘曲、收缩等不良缺陷会减少，而热残余应力也将会达到最小化。

冷却时间、数量、位置和水道的大笑的关键因素是最佳进水参数，对冷却液温度和流体之间的传热和内表面的水道系数。

设计冷却系统主要是根据设计者的经验，然而新的快速成型工艺的发展有可能使得在制造形状复杂的水道时这个经验显得不够用。

所以，冷却系统的设计必须归结于一个优化问题。

1.1 热传导分析用热传导注入工件传输的研究是一个非线性问题是由于对温度参数的依赖。

然而，影响模具的等热物理参数，如热导率和热容量保持在不变的温度范围内。

此外，聚合物的结晶作用往往被忽视，以及与模具和零件热接触电阻被认为是恒定的。

温度场的演化通常是通过求解傅立叶周期边界条件方程而得到的，这种演变可分为两个部分：一个是循环的一部分，另一个是平均短暂的一部分。

塑料注射模具零件及技术条件一、引言塑料注射模具是一种常用的工具，用于生产各种塑料制品。

它由模具零件组成，这些零件在塑料注射过程中起着关键作用。

本文将探讨塑料注射模具零件及其相关技术条件。

二、模具零件的分类塑料注射模具零件主要可以分为以下几类：模板、模具芯、模具腔、顶针、导柱、导套、顶杆等。

每个零件在注射过程中都有自己的功能和特点。

1. 模板：模板是模具的主要组成部分，用于支撑和固定其他零件。

它通常由优质钢材制成，具有高硬度和耐磨性。

2. 模具芯：模具芯是塑料制品内部形状的镶件，常用于制造中空或复杂形状的产品。

它的质量和精度直接影响产品的成型质量。

3. 模具腔：模具腔是塑料制品外部形状的镶件，通常由模板和模具芯组成。

它的设计和加工精度直接影响产品的尺寸和表面质量。

4. 顶针：顶针用于模具腔的顶出机构，用于将成型产品从模具中顶出。

它的材料选择和设计要考虑到产品的形状和尺寸。

5. 导柱：导柱用于模具的定位和导向，保证模具的准确性和稳定性。

导柱通常由优质合金钢制成，具有高强度和耐磨性。

6. 导套：导套用于导柱与模板之间的配合，减少摩擦和磨损，保证模具的精度和寿命。

7. 顶杆：顶杆用于模具的顶出机构，通过压力将顶针向前推动，顶出成型产品。

三、模具零件的技术条件模具零件的设计和制造需要满足一定的技术条件，以确保产品的质量和生产效率。

1. 材料选择：模具零件通常使用优质钢材或合金钢材制造，具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

2. 加工精度：模具零件的加工精度要求高，特别是模具腔和模具芯的加工精度直接影响产品的尺寸和表面质量。

3. 表面处理：模具零件的表面通常需要进行热处理、硬化或镀铬等处理，以提高其耐磨性和使用寿命。

4. 装配精度：模具零件的装配精度要求高，以确保模具的准确性和稳定性。

5. 冷却系统：模具零件的设计需要考虑冷却系统，以提高注射过程中的冷却效果，减少产品的收缩和变形。

6. 排气系统：模具零件的设计还需要考虑排气系统，以排除注射过程中产生的气体，防止产品出现气泡和缺陷。

编号：毕业设计（论文）外文翻译（译文）学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：姓名：职称：2014年1月15日用配置空间的方法对注塑模冷却系统进行设计c.g.李， c.l.李*香港城市大学制造工程及工程管理部，香港2007年5月3日收到; 2007年11月18日接纳摘要注塑模的冷却系统对注射模具的成型过程和塑料零件质量影响是非常重要的。

尽管已有各种针对冷却系统的分析、优化和制作的研究，但冷却系统的布局设计方面并没有得到很好的发展。

在规划设计阶段，我们主要关注的是冷却系统的可行性和其他模具组件插入是否发生干预。

本文介绍了利用配置空间（C空间）的方法来解决这一重要问题。

然而高维配置空间方法一般需要处理一个如冷却系统般复杂的系统，冷却系统的特殊特点设计目前正在探索研究中，利用C空间在三维空间或更低维空间计算和存储的特别技术也在发展中。

这种新方法是由作者对以前启发式方法的改善，因为C空间的代表性能使自动布局设计系统在所有可行的设计中进行更系统的搜索。

自动生成候选布局设计的一个简单的遗传算法是C空间代表性的实施和综合。

遗传算法所产生的设计实例，给这种方法提供了可行性证明。

c 2007 Elsevier公司有限公司，保留所有权利。

关键词: 冷却系统设计；注塑模具；配置空间的方法1.导言注塑模的冷却系统对注射模具的成型过程和塑料零件质量影响是非常重要的。

大量涉及对冷却系统分析[ 1,2 ] ，及商业CAE系统，如Moldflow [ 3 ]和moldex3d [ 4 ] 的研究被广泛应用于工业。

以优化某一特定的冷却系统的研究技术亦已报道[ 5-8 ] 。

最近，通过使用新形式的制造技术以建立更好的冷却系统的研究已被报告。

徐等人[ 9 ]报道了他们的模具意念：保持一定距离的冷却水道的设计和制作。

孙等人[ 10,11 ]用数控铣床铣削生产U形槽冷却渠道和俞[ 12 ]提出了一个棚架形冷却结构的设计。

注射成型塑料模具的温度及冷却系统计算注射成型是一种常用的制造塑料零件的方法，而塑料模具则是注射成型过程中不可或缺的工具。

在注射成型过程中，模具的温度和冷却系统的设计对于成品的质量和生产效率有着至关重要的影响。

本文将介绍注射成型塑料模具的温度及冷却系统的计算方法。

一、模具温度的计算模具的温度控制对于塑料成型过程中的塑料流动、冷却和收缩等过程有着重要的影响。

在模具温度过高或过低的情况下，都会导致成品的质量下降。

因此，确定合适的模具温度是注射成型过程中的关键之一。

1.确定塑料的熔融温度首先，需要确定塑料的熔融温度。

不同种类的塑料有着不同的熔融温度，这一点需要在选择塑料时进行考虑。

一般来说，熔融温度应该在塑料的玻璃转化温度（Tg）以上，但不应超过塑料的热分解温度。

2.确定模具表面温度模具表面温度的确定需要考虑到以下几个因素：（1）塑料的熔融温度（2）模具表面的摩擦系数（3）模具表面的导热系数（4）模具表面的热传导系数（5）模具表面的热容量一般来说，模具表面温度应该在塑料的熔融温度与玻璃转化温度之间。

3.确定模具内部温度模具内部温度的确定需要考虑到以下几个因素：（1）塑料的熔融温度（2）模具材料的导热系数（3）模具的尺寸和形状（4）注射成型过程中的冷却时间一般来说，模具内部温度应该在塑料的熔融温度与玻璃转化温度之间。

同时，需要根据模具的尺寸和形状以及注射成型过程中的冷却时间来确定模具内部温度。

二、冷却系统的计算冷却系统的设计对于注射成型过程中的成品质量和生产效率有着重要的影响。

在冷却系统设计时，需要考虑到以下几个因素：1.注射成型的周期时间注射成型的周期时间决定了冷却时间的长短。

一般来说，注射成型的周期时间应该在20秒以内。

2.塑料的收缩率不同种类的塑料有着不同的收缩率。

在冷却系统的设计中，需要考虑到塑料的收缩率，以避免成品尺寸偏差。

3.模具的材料和形状模具的材料和形状对于冷却系统的设计也有着重要的影响。

塑料注射成型中的冷却系统设计优化塑料注射成型是一种常见的制造工艺，广泛应用于各个行业。

在塑料注射成型过程中，冷却系统的设计优化对产品质量和生产效率有着重要的影响。

本文将探讨塑料注射成型中冷却系统设计的优化方法和技巧。

1. 冷却系统的重要性塑料注射成型过程中，塑料熔体在注射模具中充填和冷却固化的过程是一个连续的循环。

冷却系统的设计直接影响产品的质量和生产效率。

合理的冷却系统可以提高产品的表面质量、尺寸稳定性和机械性能，同时缩短注射周期，提高生产效率。

2. 冷却系统设计的原则冷却系统设计的原则是在保证冷却效果的前提下尽量降低注射周期。

首先，冷却系统应该覆盖整个模具，确保塑料熔体在注射过程中能够充分冷却。

其次，冷却系统应该均匀分布，避免产生冷热差异，导致产品尺寸不稳定或变形。

此外，冷却系统的设计还应考虑冷却介质的流动速度和温度控制等因素。

3. 冷却系统设计的优化方法为了优化冷却系统的设计，可以采用以下方法。

3.1. 模具结构的优化模具的结构对冷却系统的设计有着重要的影响。

合理的模具结构可以提高冷却效果，减少冷却时间。

例如，可以通过增加冷却通道的数量和密度，增大冷却面积，提高冷却效果。

3.2. 冷却介质的选择冷却介质的选择也是冷却系统设计的关键。

常用的冷却介质包括水、油和空气等。

不同的塑料材料对冷却介质有不同的要求。

选择合适的冷却介质可以提高冷却效果和控制温度。

3.3. 冷却系统的优化冷却系统的优化包括冷却通道的布局和尺寸设计。

合理的冷却通道布局可以使冷却介质均匀地流过整个模具，提高冷却效果。

冷却通道的尺寸设计要考虑冷却介质的流动速度和温度控制等因素，以达到最佳的冷却效果。

4. 冷却系统设计的案例分析以一个塑料注射成型产品为例，进行冷却系统设计的案例分析。

首先，通过对产品的结构分析，确定冷却通道的布局和尺寸。

然后，选择合适的冷却介质和冷却系统，进行冷却效果的测试和调整。

最后，通过优化冷却系统的设计，达到产品质量和生产效率的要求。

注塑成型模具的温度控制模温是指和制件接触的模腔表壁的温度。

模温的高低取决于塑料特性，制件的结构与尺寸、性能要求及其他工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力及模塑周期等等。

在试作齿轮模具时，我们遇到一个问题点：齿轮外径水口侧要小、顶出侧外径要大。

究其原因，与模温密切相关。

1）由于模具的热传递不平衡，才引起模具前后模温度失调，两者温度相差较大，经检测，刚出模成品水口侧温度比顶出侧温度高10～15℃，这对于齿轮类精密产品而言，是不允许的。

除改善模具运水外，我们只有调节模具前后模温度，纠正齿轮两侧之温差。

2）产品结构与材料的原因，现大部分齿轮产品胶位较厚（5～20㎜之间），生产齿轮的材料主要是POM、PA结晶性塑料，成形收缩率大；或是POM＋玻纤、PA＋玻纤等增强材料，由于加入了玻纤，玻璃纤维的取向性较大，引起取向性收缩相应增大。

况且，客户对产品的精度要求日益苛刻，那么对成形的要求也越来越高。

怎样合理地控制住齿轮产品的收缩趋势，是解决此问题点的关键。

而影响产品收缩的主要因素有模温、注射压力、注射时间、料温、冷却时间等，对于结晶性塑料而言，模温的调节对于其成品收缩尤为重要，下面我们从模具温度方面着手，讲述如何改善此问题点。

不当之处，请大家见谅。

一、模温控制的必要性：模具温度对成形收缩率的影响很大，同时，也直接影响注塑制品的力学性能，还会引起制品表面不良等成形缺陷，因此，必须使模具温度保持在规定的范围内，而且还要使模具温度不随时间变化而变化。

多型腔模具的各型腔之间的温差也不得发生变化。

易弯曲变形的成品，也常采用模温使其冷却速度均一。

外观要求：随着顾客审美观的提高，顾客对产品外观的要求也日益苛刻。

调整模具温度是改善产品外观的有效途径之一。

特别是玻纤增强的成品，若模温低，表面易浮纤，现齿轮部品多数是经玻璃纤维增强的，有的甚至加纤高达50%。

成品尺寸的稳定性要求：对于齿轮类较精密的产品，除了外观要求外，更要求尺寸的稳定性，影响产品尺寸稳定性的因素主要有：成形工艺的稳定合理性、生产环境温度湿度的稳定性、材料配比的均匀性、机台循环水水温水量的均衡性、模温机温度控制的准确性等。

冷却系统设计
当熔融状态的塑胶在注塑机的压力下注满模具型腔时，需要等到塑胶冷却凝固到一定硬度时才能开模顶出胶件。

因此，注射模具温度调节能力不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。

1：提高模温调节能力的途径：
1）模具上开设尺寸尽可能大，数量尽可能多的冷却通道，以增大传热面积，缩短冷却时间，达到提高生产效率目的。

2）热导率高的模具材料。

模具材料通常选钢料，但在某些难以散热的位置，可选铜、铝合金作为嵌件使用，当然其前提是在保证模具刚度和强度的条件下。

3）冷却价质一般采用常温水，以冷却水出、入口处温差小于5°为好，冷却水的流速以尽可能高为好，其流动状态以湍流为佳。

4）塑件壁厚越薄，所需冷却时间越少。

反之壁厚越厚，所需冷却时间越长。

5）冷却回路的分布即冷却回路距型腔距离和通道之间的间隔应能保证模腔表面的温度均匀。

6）强化浇口冷却，塑料充模时浇口附近温度最高，因此浇口附近最好能强化冷却。

2：一般公司运水设计的一些规定：
1）运水通道常用规格有φ6、φ8、φ10、φ12。

设计时尽量采用大直径通道以增加热交换量。

其对应的管接头规格常用英制BSPT型1/8″、1/4″、3/8″，（以上无特殊规定优先选用1/4″规格）
1。