注塑模具冷却系统的设计

注塑模具的冷却系统作为模具的核心部分，对于整个注塑成型来说非常的重要。冷 却系统将高温塑料传递给模具的热量尽可能迅速地全部带走，从而保持模具的温度在一定的范围之内，并使制品冷却迅速，获得最佳的制品质量。

为了提高生产效率，保证产品的质量，注塑模具冷却系统的设计应遵循以下几种原则：

1.合理地确定冷却水孔的大小以及间距

模温的分布与水孔的大小和疏密程度有着密切的关系。冷却水孔的孔径越大，水孔之间排布越密集，模温分布就越均匀。一般而言，管道之间的中心距为直径的3倍至5倍较为常见。如图2-3a）、b）所示的冷却管道保证了型腔表面的温度分布均匀，而图2-3 c）、d）所示的结构，因开设的冷却管道之间距离太大，使得型腔表面的温度分布跨度很大，从45°C到61.66°C不等，造成制品各部分收缩不均匀。

2.冷却管道至型腔表面之间距离要合理

距离太大，热阻大，会使冷却效率降低；而距离太小又会造成型腔表面温度不均匀。根据经验，冷却水道距离到型腔表面的距离 为管道直径的1倍到2倍之间比较合适，对于厚度不变的制件，为使冷却均匀，水孔至 型腔表面的距离最好相等，如图2-4所示，a）比b）要好。对于厚度变化的制件，应在壁厚处加强冷却。如图c）比b）要好。

3.水料并行，加强浇口处的冷却

由于熔体是从浇口开始注入到型腔中，因此，浇 口附近的温度是最高的，需要对浇口附近加强冷却，将此处作为冷却液的人口，并使冷 却水的总体流向与塑料熔体流动的方向趋向相同（水料并行）。图2-5a）为浇口在中心 位置的冷却水路排布；图2-5b）为薄膜浇口的冷却水路排布。

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4.尽量降低模具冷却管道的出水与入水温差

冷却液在模具中有一个吸热的过程， 出水温度比入水温度要高，但如果二者之间温差太大，模腔表面温度不均，会引起塑件的冷却不均，尤其对于比较大的塑件，这种影响更为明显。因此，为使整件制品的冷却 速度大致相同，除缩短冷却回路外，还可以通过合理地安排冷却水道的排列形式，有效地减小冷却管道的出、入水温差。图2-6a）形式的冷却管道设计不是很合理。

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5.布置水道要考虑塑件的结构和塑料的性质

针对不同的塑件结构，布置冷却回路时应考虑到它的尺寸、形状的特殊性。如图2-7a）所示为薄板类塑件的冷却回路排布，动、定模冷却水孔距离型腔均等距离布置；图2-7b）为中等厚度弧形塑件的冷却水路排 布，凹模冷却水孔距离型腔等距离，凸模钻斜孔得到与型腔形状相类似的回路。不同的 塑料它的收缩率会有所不同，布置冷却水道也会有所差异。

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6.冷却水管的接头应设计在模具的同一侧

冷却水道之间是通过软管连接的，为了连接方便且减少空间，最好设计在模具的同一侧。水管接头应低于模具的外表面，这样 是为了防止因模具搬运接头受到损坏，影响冷却水道的密封性。同时为了不影响工作人。员操作，接头一般都设置在注塑机的背面。冷却水道的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。

7.那么影响注塑件冷却速度的主要因素又有哪些呢？

1）塑料制品设计方面：主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷却时间越长。一般而言，冷却时间约与塑料制品厚度的平方成正比，或是与最大流道直径的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷却时间增加4倍。

2）模具材料及其冷却方式：模具材料，包括模具型芯、型腔材料以及模架材料对冷却速度的影响很大。模具材料热传导系数越高，单位时间内将热量从塑料传递而出的效果越佳，冷却时间也越短。

3）冷却水管配置方式：冷却水管越靠近模腔，管径越大，数目越多，冷却效果越佳，冷却时间越短。

4）冷却液流量：冷却水流量越大（一般以达到紊流为佳），冷却水以热对流方式带走热量的效果也越好。

5）冷却液的性质：冷却液的粘度及热传导系数也会影响到模具的热传导效果。冷却液粘度越低，热传导系数越高，温度越低，冷却效果越佳。

6）塑料选择：塑料的是指塑料将热量从热的地方向冷的地方传导速度的量度。塑料热传导系数越高，代表热传导效果越佳，或是塑料比热低，温度容易发生变化，因此热量容易散逸，热传导效果较佳，所需冷却时间较短。

7）加工参数设定：料温越高，模温越高，顶出温度越低，所需冷却时间越长。

8.冷却系统的设计规则:

1）所设计的冷却通道要保证冷却效果均匀而迅速。设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔应使用标准尺寸，以方便加工与组装。

2）设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数——冷却孔的位置与尺寸、孔的长度、孔的种类、孔的配置与连接以及冷却液的流动速率与传热性质。

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