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模具冷却系统优化设计的基本原理

返回列表 来源:88bf 浏览:- 发布日期:2017-08-03 08:45:21【

正确的模具组件可以帮助改善模具冷却,从而产生更高质量的部件。从专业的冷却组件材料和保形冷却衬垫到采用新模具部件的标准加工方法,模具冷却在近年来不断发展和提高。

从历史上来看,模具冷却系统的设计是通过基板来循环水或其他介质,但不一定是在模腔内。新技术在模具板和腔内创造了优化的循环。

传统模具冷却方法冷却技术安装的计划

建立最有效的模具冷却过程有三个关键因素,并生产出高质量的产品:

1、保持冷却系统与分线和模制部分保持适当的距离。

2、确保冷却流道的直径足够大到将塑料材料的温度传导到周围的模具钢中。

3、使用冷却介质来从钢中获取最大的热量。

一个重要的安全措施是确保所有的供应和出口线都在模具的底部和/或非操作人员的一边,而模具在成型机器上。这保护了操作人员,并且在生产环境中保持了高、干燥和安全的任何必要的电气连接。

有很多产品可以帮助你在模具设计中完成适当的冷却设置。传统的冷却组件包括挡板、泡泡器、热管或冷却管、螺旋冷却核心、标准o形环和分流器。最近的进展包括保形冷却衬垫、专用的o型环型分流器、以及安装在一个研磨槽上的灵活冷却线,以及用于改善传热的铜膏。

模具板冷却技术

新模具板冷却技术也存在,允许冷却线相互交叉在同一平面。这使得冷却线环绕四腔或核心,甚至提供整个系统温度分布没有额外的加工费用。这使得现在有可能实现冷却流,不仅可以完全包围每个腔和核心,而且还可以在一个单层或平面内,在一个模子底板或插入中。有较厚的钢板或更高的模具高度的多层是不需要的。

用枪钻的模具板冷却线在单级和多层上进行加工,以达到模具装配所需的冷却效果。水线音高位置沿平面视图应该是三到五次冷却线直径,距离一到两倍的冷却线直径分型线的第一级和相同的距离每增加水平(见图4和5)。这将导致额外的钢板厚度要求,并提高了整体模具的高度。

在不同的水平上也可以安装不同的分流器,以帮助冷却介质通过模基在特定的方向移动,并适当地冷却系统。模具基板上的模具冷却线一般是5、8、12毫米,或5/16、7/16和9/16英寸直径。

另一个重要的考虑因素是,冷却流道和模具芯壁之间的距离或插入分割的距离不应小于3.18毫米(0.125英寸)。插入分线和冷却线之间的薄壁状态可能会危及模具的寿命。为了克服温度的升高,并帮助冷却和固化成型产品,热量必须从模具钢转移到冷却介质中,或者从成型塑料到钢。

传热计算有两种形式:传导,或从塑料转移到金属材料,对流,或从钢转移到冷却介质。这两种方法都是用英国热量单位(Btu)计算的,或者用1磅的水冷却或加热一磅水所需的能量。

计算传导或傅里叶定律的公式是H=KAT(t2-t1)/L:

K=金属材料导热系数

A=与熔化的塑料接触的空腔/核心区域

T=周期时间

t2=熔化的塑料的温度

t1=冷却介质温度

L=从造型面到冷却直径孔的边缘的距离。

计算对流或牛顿冷却定律的公式是H=ms(t2-t1)T,其中:

m =冷却介质的重量(通道直径为冷却介质的冷却时间,为特定的重力sg)。

s冷却介质的特定热值

t1-t1=模具的入口和出口温度

T=冷却介质循环时间。

传统的模具设计冷却公式现在已经集成到大多数的冷却分析设计软件中,在这些相同的原理和计算上,以及在有限元素数据中的三维设计。

当然,所使用的特定的模具和成型材料将决定任何一种特殊造型工作的冷却要求。冷却系统设计师不仅要识别用于模具板和插入的钢,还要识别加工的塑料材料和部件的几何形状。他们还应该研究新的模具部件,以减少板厚,减少模腔和核心的热点,减少加工时间和成本。这将有助于为每个应用程序实现优化的冷却周期。

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