注塑成型工艺第十章注射模温度调节系统.pptx

一、 温度调节的必要性;第一节 温度调节的必要性;2．尺寸精度 保持模温恒定，能减少制件成型收缩率的波动，提高塑件尺寸精度的稳定性。在可能的情况下采用较低的模温有助于减小塑件的成型收缩率。例如，对于结晶形塑料，因为模温较低，制件的结晶度低，可以降低收缩率。但结晶度低不利于制件尺寸的稳定性，从尺寸的稳定性出发，又需要适当提高模具温度，使塑件结晶均匀。 ; 为什么说缩短注射循环周期的冷却时间是提高生产效率的关键？ 因注射模中熔体从200℃左右降低到60℃左右，所释放的热量中约有5％以辐射、对流的方式散发到大气中，其余95％由冷却介质(一般是水)带走。模具的冷却时间约占整个注射循环周期的2／3。;;根据牛顿冷却定律，冷却系统从模具中带走的热量(kJ)为 ;1．提高传热膜系数; 模温一定，适当降低冷却介质的温度，利于缩短模具的冷却时间t。一般注射模具所用的冷却介质是常温水，若改用低温水，便可提高模具与冷却介质之间的温度差Δθ，提高注射成型的生产率。但采用低温水冷却模具时，大气中的水分有可能在型腔表面凝聚而导致制件的质量下降。 ; 衡量塑件已充分固化的准则： ①塑件最大壁厚中心部分的温度已冷却到该种塑料的热变形温度以下。 ②塑件截面内的平均温度已达到所规定的塑件的出模温度。 ③对于结晶形塑料，最大壁厚的中心层温度达到固熔点，或结晶度达到某一百分比。 ; b、塑料的注射温度不变，且塑件内、外表面的温度在充模时降低到模具的温度并维持恒定。 由此建立一维导热微分方程为 ;(1) 塑件最大壁厚中心部分温度达到热变形温度时所需的冷却时间t1(s)为 ;(2)塑件截面内平均温度达到规定的塑件出模温度时所需要的冷却时间t2(s)为 ;; 以上两式的适用范围是θc=232．2～282．2℃，θM=4．4～79．4℃。;二、冷却管道传热面积及管道数目的简易计算;;; (10-16) ;;(2) 求冷却水的体积流量 由式(10—12)得 ;(5)求冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数h 查表10—5，取f=7.22(水温为30℃时)， 再由式(10-2)得;(7)求模具上应开设的冷却管道的孔数n 由式(10—17)得;;;2．通过自然冷却所散发的热量Qc、QR、QL; 注意：上式中AM除了模具暴露在空气中的四个侧表面积外，还包括动模和定模两个分型面的表面积，由于只有开模状态下，动、定模两个分型面才会散发热量，故有;式中 ε——辐射率，磨光表面ε=0.04～0.05，一般加工面ε=0.80~0.90，毛坯表面ε=1.0。;;;;;式中 Rv——总热阻； Rvi——型腔与每个水管之间的热阻； n——型腔所对应的冷却管道数。;;④根据塑件形状，凹模与型芯的冷却管道设置的情况，结合自己的经验和冷却原则的指导，来分配Q2G和Q2K，以符合实际情况。 5．冷却过程中塑件和模壁的温度 设在冷却过程中塑件的温度为θ1、模壁的温度为θ3，它们之间存在着温度差，Q2才从模具中通过冷却系统散发出去，Q1与(θ1—θ3)的关系可由下式确定;注意：式(10-42)用的是(θ1—θ3)M，不是(θ1—θ3)。原因：注射过程中，θ1从θlmax→θ1min，而θ3从θ3min→θ3max→θ3min，呈周期性变化，须采用平均温度的概念来表征该冷却过程的温度水平。 如果凹模和型芯与塑件的接触面积分别为fG和fK，则有;也即 ;式(10-44)中，塑料熔体注入温度θlmax由注射工艺确定，每一种塑料的型腔壁最佳平均温度θ3M可以选定，型腔壁中实际温度波动值θ3a(比如±10℃)也可以设定，由式(10-45)和式(10-46)得到θ3min和θ3max(注意θ3min应大于冷却水人口温度)， (θl—θ3)M可由式(10-42)或式(10-43)求得，于是用式(10-44)求出制件脱模温度θlmin。;6.所需冷却水量qv、管径d和流速v 由冷却水管带走的热量Q2将使冷却水温度上升，由传热公式;根据qv值，可由表10—1查找所需冷却水管直径d和最低流速vmin。 冷却水的平均流速(m／s)为;式中 θ5M——冷却水的平均温度，℃； v——冷却水的平均流速，m／s； d——冷却水管直径，m。;8．所需冷却水管的表面积Ф;;10．冷却水流动状态的校核;11．冷却水压降的计算 为使冷却水处于稳定的湍流状态，在其他条件不变时，提高冷