塑料成型工艺与模具设计 无技可施，只能做苦工。 技不如人，只能当学徒。 技高一筹，可以为师父。 技压群雄，可以成大师。

第2章 注塑模具基本结构 温控系统概念 1. 冷却系统的类型 2. 冷却水路设计要点 3.

2.5.1 温控系统概念 1）概念： 对模具加热或冷却，将模温控制在合理的范围内。 ——模具冷却介质：水、油、铍铜、空气等； ——模具加热方式：热水，蒸气，热油、电热棒加热 等。

2）温控系统的影响 产品品质 生产成本 表面光洁度 残余应力 结晶度 热弯曲 顶出温度 循环时间 冷却速率和均匀度会影响产品最后的成型，这些影响包括两个主要方面：品质和成本。

冷却影响产品品质 表面光洁度：许多材料需要相对高的模具表面温度，在生产中以获 得良好的表面光洁度，如果某些区域与另一些区域的模穴温度不同， 那么在成品表面就会看到不同的表面光泽。 残余应力：残余应力是在充填或保压过程中剪切应力的结果。除了 流动导致应力外，由于产品表面温度不同，各个部分以不同的速率 冷却时也会产生残余应力。这些残余应力可能是产品在使用过程中 过早损坏或者产品翘曲和扭曲的原因。为了减小这些应力，就需要 均匀的冷却。 结晶度：半结晶材料成型过程中呈现的结晶度受熔体冷却的影响。 产品冷却过程中结晶度的不同会影响体积收缩，要保待所需要的尺 寸公差是困难的。不同区域体积收缩的显着变化通常是产品翘曲的 一个原因。 热弯曲：如果模具的上表面和下表面的温度不同，一旦产品从模具 中顶出，由于在上下表面之间不同的热收缩速率，产品会弯曲。

冷却影响生产成本 顶出温度：产品从模具中顶出的温度会受很多因素的影响。产品的 强度必须足够大，以抵抗由于体积收缩的变化和残余应力而产生的 翘曲，和顶出系统对产品施加的局部应力。顶出力受产品的几何形 状、模具的表面光洁度和在充填与保压过程中模穴的填充度的影响。 and Packing 循环时间: 通常，循环时间是产品的温度降到能安全顶出的温度所花的时间。如果充填和保压过程都是最佳化的，改善冷却行为可以显著地减小冷却时间。因为冷却时间通常包括80%的循环时间，所以减小冷却时间会显著减小循环时间和生产成本。 根据产品的用途﹐在均匀冷却以保证产品的品质和快速冷却以减小产品的成本之间取一个折中。 注射时间 保压时间 冷却时间 开模时间

模温对不同塑料的影响 对流动性较好的塑料（PE、PP、HIPS、ABS等）， 降低模温可减小应力开裂（模温通常为60°左右）； 对流动性较差的塑料（PC、PPO、PSF等），提高 模温有利于减小塑件的内应力（模温通常在80°至 120°之间）。

模温对塑件成型质量的影响 过高：脱模后塑件变形率大，还容易造成溢料和粘 模； 过低：则熔胶流动性差，表面会产生银丝、流纹、 啤不满等缺陷； 不均匀：塑件收缩不均匀，导致翘曲变形。

模具温度直接影响注塑周期 模具冷却时间约占 注塑周期的80%。

冷却系统的类型 串联水路 并联水路 优点 优点 –流速均匀 –排热均匀 缺点 –压降高 –适用于入子四周 –低压下可达高流速 缺点 　 优点 　　–流速均匀 　　–排热均匀 　 缺点 　　–压降高 并联水路 　 优点 　　–适用于入子四周 　　–低压下可达高流速 　 缺点 　　–各分支流速不一样 　　–各分支冷却效果不佳 　　–易产生污垢

冷却水路的基本形式 直线式圆管 直线式方管

冷却水路的基本形式 圆形弯管 方形弯管

Inner Diameter / Outer Diameter = 0.707 冷却水路的基本形式 A baffle is actually a cooling channel drilled perpendicular to a main cooling line, with a blade that separates one cooling passage into two semi-circular channels. The coolant flows in one side of the blade from the main cooling line, turns around the tip to the other side of the baffle, then flows back to the main cooling line. A bubbler is similar to a baffle except that the blade is replaced with a small tube. The coolant flows into the bottom of the tube and "bubbles" out of the top, as does a fountain. The coolant then flows down around the outside of the tube to continue its flow through the cooling channels. The most effective cooling of slender cores is achieved with bubblers. The diameter of both must be adjusted in such a way that the flow resistance in both cross sections is equal. The condition for this is: Inner Diameter / Outer Diameter = 0.707 挡板(Baffle) 喷泉(Bubbler)

冷却水路的基本形式 吸热管(Thermal Pin) A thermal pin is an alternative to baffles and bubblers. It is a sealed cylinder filled with a fluid. The fluid vaporizes as it draws heat from the tool steel and condenses as it releases the heat to the coolant. The heat transfer efficiency of a thermal pin is almost ten times as great as a copper tube. For good heat conduction, avoid an air gap between the thermal pin and the mold, or fill it with a highly conductive sealant. 吸热管(Thermal Pin)

2.5.3 冷却水路设计要点 ①运水的设置应与产品的胶厚相适应,胶位厚的 地方要重点冷却,运水的设计要尽量均匀。 ②为了不影响运水的冷却效果和模仁的强度，运 水离产品壁保持15mm,离模仁和虎口位要保持 10mm以上;

③运水的直径一般为6，8，10mm，大小应根据产 品的结构和模仁的大小来确定，水管与水管之间 距离保持在30~50mm，运水不可放在产品45度角 上； ④运水要尽量靠近高温区域（如热咀位和进胶 位），运水一般不放在产品熔接痕处，以免影响 产品强度（除非在此处走热水或热油）；

⑤冷却水路的长度设计 ： 水道越长越难加工，冷却效果越差。冷却水孔的弯头不宜超过5个。 ⑥水喉之间的距离不宜小于30MM；

密封胶圈的设计 水路经过两个镶件时，中间要加密封圈； 尽量避免装配时对密封圈的磨损和剪切。 (a)好 （b)不好

冷却水孔直径的经验确定法 模宽200mm以下：直径5—6mm（或φ3/16“——1/4“）； 模宽200—400mm：直径6—8mm（或1/4“—5/16”）； 模宽400—500mm：直径8—10mm（或5/16” —3/8“）。 模宽大于500mm：直径10—13mm（或3/8“— 1/2“）

型芯的冷却 型芯直径≤ 10MM，自然冷却； 型芯直径10—15MM，自然冷却或镶铍铜冷却； 镶铍铜 喷流冷却 水胆冷却

型芯直径大于40MM，高度小于40MM时，中间不便上运水 时，可用下端面冷却；

运水应用

运水应用

运水应用

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